本申請涉及光伏，尤其涉及一種光伏機器人的定位方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

1、光伏板能夠將太陽能轉化為電能。光伏板安裝于光伏支架上，光伏支架用于固定和支撐光伏板，使光伏板能夠最大化吸收及轉換太陽能。光伏板若通過光伏機器人進行自動安裝，安裝過程中如果光伏機器人相對光伏支架的位姿出現(xiàn)異常，可能會導致光伏板的安裝位置發(fā)生偏差，從而影響光伏機器人自動安裝的效率，更甚者，會出現(xiàn)對光伏板的碰撞而出現(xiàn)光伏板損傷。

2、因此，如何準確對光伏機器人進行定位十分重要。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┮环N光伏機器人的定位方法、裝置及系統(tǒng)，以便于準確對光伏機器人進行定位。

2、具體的，本申請的技術方案如下：

3、第一方面，提供一種光伏機器人的定位方法，用于光伏機器人將光伏板安裝于光伏支架上，定位方法用于在光伏板的安裝過程中確定光伏機器人的位置信息，定位方法包括：

4、獲取光伏支架的三維點云數據；三維點云數據通過感知設備獲得；

5、基于三維點云數據，確定目標直線；目標直線包括光伏支架的目標結構所在的直線，且目標直線位于光伏支架所在的平面；

6、根據感知設備的第一坐標系和光伏機器人的第二坐標系之間的第一旋轉矩陣，以及所述目標直線，確定位置信息；位置信息用于指示光伏機器人與目標結構之間的相對位置關系。

7、如此，基于光伏支架的三維點云數據來確定光伏機器人和光伏支架之間的相對位置關系，可以在光伏機器人安裝光伏板的過程中，對光伏機器人進行準確定位，以便于及時檢測光伏機器人的位姿異常。并且，以上定位方法基于三維點云數據確定目標直線，其中目標直線為平面直線，如此，將三維點云數據轉換為二維的平面直線，通過降維處理，可以優(yōu)化數據處理過程，以提高定位效率。

8、在一種實現(xiàn)中，以上基于三維點云數據，確定目標直線，包括：從三維點云數據中提取邊緣點云數據；三維點云數據包括多個空間點的三維位置坐標，邊緣點云數據包括多個邊緣點的三維位置坐標；多個邊緣點構成光伏支架的幾何形狀邊界的點云；對邊緣點云數據進行二維化處理，得到多個邊緣點的二維數據；基于多個邊緣點的二維數據，確定目標直線。

9、如此，通過邊緣檢測的方法，從光伏支架的點云中提取出光伏支架的幾何形狀邊界的點云，從而得到邊緣點云數據?；谶吘夵c云數據，準確識別出目標結構對應的目標直線。

10、在一種實現(xiàn)中，以上基于多個邊緣點的二維數據，確定目標直線，包括：

11、從多個邊緣點中選取第一邊緣點和第二邊緣點；根據第一邊緣點和第二邊緣點的二維數據，確定第一平面直線；當第一平面直線的內點數量大于或等于第一預設數量時，確定第一平面直線為第一候選直線；

12、遍歷多個邊緣點，當存在多個第一候選直線時，確定多個第一候選直線中內點數量最多的候選直線為初始目標候選直線；

13、從初始邊緣點集中選取第三邊緣點和第四邊緣點；根據第三邊緣點和第四邊緣點的二維數據，確定第二平面直線；當第二平面直線的內點數量大于或等于第二預設數量時，確定第二平面直線為當前目標候選直線；初始邊緣點集包括多個邊緣點剔除初始目標候選直線的內點后剩余的邊緣點；

14、重復以下迭代過程，直到目標候選直線的數量大于或等于第三預設數量：

15、從當前邊緣點集中選取第五邊緣點和第六邊緣點；根據第五邊緣點和第六邊緣點的二維數據，確定第三平面直線；當第三平面直線的內點數量大于或等于第四預設數量時，基于第三平面直線更新當前目標候選直線；當前邊緣點集包括初始邊緣點集剔除當前目標候選直線的內點后剩余的邊緣點；

16、當目標候選直線的數量大于或等于第三預設數量時，確定內點數量最多的目標候選直線為目標直線。

17、如此，初始目標候選直線進行循環(huán)迭代，確定最終的目標直線。通過循環(huán)迭代的方式，提升目標直線檢測的準確性。

18、在一種實現(xiàn)中，目標直線的多個內點被劃分為多個內點集，目標直線的多個內點中滿足第一相鄰條件的內點屬于同一內點集。以上定位方法還包括：基于多個內點集進行直線擬合，確定多個第四平面直線；基于多個第四平面直線中內點數量最多的直線確定多個第一平面直線，重新確定多個目標直線；從重新確定的多個目標直線中選取新的目標直線。新的目標直線包括重新確定的多個目標直線中長度最長和/或內點數量最多的直線。

19、在一種實現(xiàn)中，以上定位方法還包括：根據多個邊緣點的二維數據，確定多個邊緣點與第一平面直線之間的第一距離；當第一距離小于或等于第一預設距離時，從多個邊緣點中確定第一距離對應的邊緣點為第一平面直線的內點。

20、在一種實現(xiàn)中，多個空間點構成第一點云區(qū)域；多個空間點包括第一點，第一點還屬于第二點云區(qū)域，第二點云區(qū)域小于或等于第一點云區(qū)域；且第二點云區(qū)域中的空間點滿足第二相鄰條件；第二點云區(qū)域還包括第二點。以上從三維點云數據中提取光伏支架的邊緣點云數據，包括：

21、根據第二點云區(qū)域的三維位置坐標，確定第一點的曲率信息；曲率信息包括第一點的曲率值，和/或，第一點與第二點的法線之間的角度值；當曲率信息滿足預設曲率條件時，將第一點作為邊緣點。

22、在一種實現(xiàn)中，以上根據第二點云區(qū)域的三維位置坐標，確定第一點的曲率信息包括：根據第二點云區(qū)域的三維位置坐標，分別以第一點和第二點為中心點進行曲面擬合，得到第一曲面和第二曲面；根據第一曲面和第二曲面的特征信息，確定第一點的曲率值以及第一點的法線和第二點的法線之間夾角的角度值。

23、在一種實現(xiàn)中，還包括：對三維點云數據進行濾波處理；濾波處理包括直通濾波、體素體濾波和離群點濾波中的一項或多項。

24、在一種實現(xiàn)中，位置信息包括光伏機器人與目標結構的第一夾角。以上根據感知設備的第一坐標系和光伏機器人的第二坐標系之間的第一旋轉矩陣，以及所述目標直線，確定位置信息，包括：確定目標直線與第一方向的第二夾角；根據第二夾角，確定第一坐標系與第三坐標系之間的第二旋轉矩陣；第三坐標系包括目標結構的坐標系；根據第一旋轉矩陣和第二旋轉矩陣，確定第二坐標系和第三坐標系之間的第三旋轉矩陣；基于第三旋轉矩陣，確定第一夾角。

25、第二方面，提供一種光伏機器人的定位裝置，包括處理器，用于調用存儲器存儲的指令，指令被處理器調用時，使得處理器執(zhí)行以上第一方面或第一方面中任一種實現(xiàn)的定位方法。

26、第三方面，提供一種光伏機器人的定位系統(tǒng)，包括：

27、感知設備，安裝于光伏機器人上，用于采集光伏支架的感知數據，感知數據包括三維點云數據，或感知數據用于確定三維點云數據；

28、以上第二方面的定位裝置，耦接感知設備。

技術特征：

1.一種光伏機器人的定位方法，其特征在于，所述光伏機器人用于將光伏板安裝于光伏支架上，所述定位方法用于在所述光伏板的安裝過程中確定所述光伏機器人的位置信息，所述定位方法包括：

2.根據權利要求1所述的定位方法?，其特征在于，所述基于所述三維點云數據，確定目標直線，包括：

3.根據權利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述基于所述多個邊緣點的二維數據，確定所述目標直線，包括：

4.根據權利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述目標直線的多個內點被劃分為多個內點集，所述目標直線的多個內點中滿足第一相鄰條件的內點屬于同一內點集，所述定位方法還包括：

5.根據權利要求3所述的定位方法，其特征在于，還包括：

6.根據權利要求2-5任一項所述的定位方法，其特征在于，所述多個空間點構成第一點云區(qū)域；所述多個空間點包括第一點，所述第一點還屬于第二點云區(qū)域，所述第二點云區(qū)域小于或等于所述第一點云區(qū)域；且所述第二點云區(qū)域中的空間點滿足第二相鄰條件；所述第二點云區(qū)域還包括第二點；

7.根據權利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述的根據所述第二點云區(qū)域的三維位置坐標，確定所述第一點的曲率信息包括：

8.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，還包括：對所述三維點云數據進行濾波處理；

9.根據權利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述位置信息包括所述光伏機器人與所述目標結構的第一夾角；

10.一種光伏機器人的定位裝置，其特征在于，包括處理器，用于調用存儲器存儲的指令，所述指令被所述處理器調用時，使得所述處理器執(zhí)行如權利要求1-9任一項所述的定位方法。

11.一種光伏機器人的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術總結
本申請公開了一種光伏機器人的定位方法、裝置及系統(tǒng)。該定位方法用于在所述光伏板的安裝過程中確定所述光伏機器人的位置信息，所述定位方法包括：獲取所述光伏支架的三維點云數據；所述三維點云數據通過感知設備獲得；基于所述三維點云數據，確定目標直線；所述目標直線包括所述光伏支架的目標結構所在的直線，且所述目標直線位于所述光伏支架所在的平面；根據所述感知設備的第一坐標系和所述光伏機器人的第二坐標系之間的第一旋轉矩陣，以及所述目標直線，確定所述位置信息；所述位置信息用于指示所述光伏機器人與所述目標結構之間的相對位置關系。由此，對光伏機器人進行定位，以便于及時檢測光伏機器人的位姿異常。

技術研發(fā)人員：徐春波,王士濤,張鄴
受保護的技術使用者：湖州麗天智能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/4