光伏机器人的定位方法、装置及系统与流程

本申请涉及光伏，尤其涉及一种光伏机器人的定位方法、装置及系统。

背景技术：

1、光伏板能够将太阳能转化为电能。光伏板安装于光伏支架上，光伏支架用于固定和支撑光伏板，使光伏板能够最大化吸收及转换太阳能。光伏板若通过光伏机器人进行自动安装，安装过程中如果光伏机器人相对光伏支架的位姿出现异常，可能会导致光伏板的安装位置发生偏差，从而影响光伏机器人自动安装的效率，更甚者，会出现对光伏板的碰撞而出现光伏板损伤。

2、因此，如何准确对光伏机器人进行定位十分重要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种光伏机器人的定位方法、装置及系统，以便于准确对光伏机器人进行定位。

2、具体的，本申请的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种光伏机器人的定位方法，用于光伏机器人将光伏板安装于光伏支架上，定位方法用于在光伏板的安装过程中确定光伏机器人的位置信息，定位方法包括：

4、获取光伏支架的三维点云数据；三维点云数据通过感知设备获得；

5、基于三维点云数据，确定目标直线；目标直线包括光伏支架的目标结构所在的直线，且目标直线位于光伏支架所在的平面；

6、根据感知设备的第一坐标系和光伏机器人的第二坐标系之间的第一旋转矩阵，以及所述目标直线，确定位置信息；位置信息用于指示光伏机器人与目标结构之间的相对位置关系。

7、如此，基于光伏支架的三维点云数据来确定光伏机器人和光伏支架之间的相对位置关系，可以在光伏机器人安装光伏板的过程中，对光伏机器人进行准确定位，以便于及时检测光伏机器人的位姿异常。并且，以上定位方法基于三维点云数据确定目标直线，其中目标直线为平面直线，如此，将三维点云数据转换为二维的平面直线，通过降维处理，可以优化数据处理过程，以提高定位效率。

8、在一种实现中，以上基于三维点云数据，确定目标直线，包括：从三维点云数据中提取边缘点云数据；三维点云数据包括多个空间点的三维位置坐标，边缘点云数据包括多个边缘点的三维位置坐标；多个边缘点构成光伏支架的几何形状边界的点云；对边缘点云数据进行二维化处理，得到多个边缘点的二维数据；基于多个边缘点的二维数据，确定目标直线。

9、如此，通过边缘检测的方法，从光伏支架的点云中提取出光伏支架的几何形状边界的点云，从而得到边缘点云数据。基于边缘点云数据，准确识别出目标结构对应的目标直线。

10、在一种实现中，以上基于多个边缘点的二维数据，确定目标直线，包括：

11、从多个边缘点中选取第一边缘点和第二边缘点；根据第一边缘点和第二边缘点的二维数据，确定第一平面直线；当第一平面直线的内点数量大于或等于第一预设数量时，确定第一平面直线为第一候选直线；

12、遍历多个边缘点，当存在多个第一候选直线时，确定多个第一候选直线中内点数量最多的候选直线为初始目标候选直线；

13、从初始边缘点集中选取第三边缘点和第四边缘点；根据第三边缘点和第四边缘点的二维数据，确定第二平面直线；当第二平面直线的内点数量大于或等于第二预设数量时，确定第二平面直线为当前目标候选直线；初始边缘点集包括多个边缘点剔除初始目标候选直线的内点后剩余的边缘点；

14、重复以下迭代过程，直到目标候选直线的数量大于或等于第三预设数量：

15、从当前边缘点集中选取第五边缘点和第六边缘点；根据第五边缘点和第六边缘点的二维数据，确定第三平面直线；当第三平面直线的内点数量大于或等于第四预设数量时，基于第三平面直线更新当前目标候选直线；当前边缘点集包括初始边缘点集剔除当前目标候选直线的内点后剩余的边缘点；

16、当目标候选直线的数量大于或等于第三预设数量时，确定内点数量最多的目标候选直线为目标直线。

17、如此，初始目标候选直线进行循环迭代，确定最终的目标直线。通过循环迭代的方式，提升目标直线检测的准确性。

18、在一种实现中，目标直线的多个内点被划分为多个内点集，目标直线的多个内点中满足第一相邻条件的内点属于同一内点集。以上定位方法还包括：基于多个内点集进行直线拟合，确定多个第四平面直线；基于多个第四平面直线中内点数量最多的直线确定多个第一平面直线，重新确定多个目标直线；从重新确定的多个目标直线中选取新的目标直线。新的目标直线包括重新确定的多个目标直线中长度最长和/或内点数量最多的直线。

19、在一种实现中，以上定位方法还包括：根据多个边缘点的二维数据，确定多个边缘点与第一平面直线之间的第一距离；当第一距离小于或等于第一预设距离时，从多个边缘点中确定第一距离对应的边缘点为第一平面直线的内点。

20、在一种实现中，多个空间点构成第一点云区域；多个空间点包括第一点，第一点还属于第二点云区域，第二点云区域小于或等于第一点云区域；且第二点云区域中的空间点满足第二相邻条件；第二点云区域还包括第二点。以上从三维点云数据中提取光伏支架的边缘点云数据，包括：

21、根据第二点云区域的三维位置坐标，确定第一点的曲率信息；曲率信息包括第一点的曲率值，和/或，第一点与第二点的法线之间的角度值；当曲率信息满足预设曲率条件时，将第一点作为边缘点。

22、在一种实现中，以上根据第二点云区域的三维位置坐标，确定第一点的曲率信息包括：根据第二点云区域的三维位置坐标，分别以第一点和第二点为中心点进行曲面拟合，得到第一曲面和第二曲面；根据第一曲面和第二曲面的特征信息，确定第一点的曲率值以及第一点的法线和第二点的法线之间夹角的角度值。

23、在一种实现中，还包括：对三维点云数据进行滤波处理；滤波处理包括直通滤波、体素体滤波和离群点滤波中的一项或多项。

24、在一种实现中，位置信息包括光伏机器人与目标结构的第一夹角。以上根据感知设备的第一坐标系和光伏机器人的第二坐标系之间的第一旋转矩阵，以及所述目标直线，确定位置信息，包括：确定目标直线与第一方向的第二夹角；根据第二夹角，确定第一坐标系与第三坐标系之间的第二旋转矩阵；第三坐标系包括目标结构的坐标系；根据第一旋转矩阵和第二旋转矩阵，确定第二坐标系和第三坐标系之间的第三旋转矩阵；基于第三旋转矩阵，确定第一夹角。

25、第二方面，提供一种光伏机器人的定位装置，包括处理器，用于调用存储器存储的指令，指令被处理器调用时，使得处理器执行以上第一方面或第一方面中任一种实现的定位方法。

26、第三方面，提供一种光伏机器人的定位系统，包括：

27、感知设备，安装于光伏机器人上，用于采集光伏支架的感知数据，感知数据包括三维点云数据，或感知数据用于确定三维点云数据；

28、以上第二方面的定位装置，耦接感知设备。

技术特征：

1.一种光伏机器人的定位方法，其特征在于，所述光伏机器人用于将光伏板安装于光伏支架上，所述定位方法用于在所述光伏板的安装过程中确定所述光伏机器人的位置信息，所述定位方法包括：

2.根据权利要求1所述的定位方法 ，其特征在于，所述基于所述三维点云数据，确定目标直线，包括：

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述基于所述多个边缘点的二维数据，确定所述目标直线，包括：

4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述目标直线的多个内点被划分为多个内点集，所述目标直线的多个内点中满足第一相邻条件的内点属于同一内点集，所述定位方法还包括：

5.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求2-5任一项所述的定位方法，其特征在于，所述多个空间点构成第一点云区域；所述多个空间点包括第一点，所述第一点还属于第二点云区域，所述第二点云区域小于或等于所述第一点云区域；且所述第二点云区域中的空间点满足第二相邻条件；所述第二点云区域还包括第二点；

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述的根据所述第二点云区域的三维位置坐标，确定所述第一点的曲率信息包括：

8.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，还包括：对所述三维点云数据进行滤波处理；

9.根据权利要求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机器人与所述目标结构的第一夹角；

10.一种光伏机器人的定位装置，其特征在于，包括处理器，用于调用存储器存储的指令，所述指令被所述处理器调用时，使得所述处理器执行如权利要求1-9任一项所述的定位方法。

11.一种光伏机器人的定位系统，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开了一种光伏机器人的定位方法、装置及系统。该定位方法用于在所述光伏板的安装过程中确定所述光伏机器人的位置信息，所述定位方法包括：获取所述光伏支架的三维点云数据；所述三维点云数据通过感知设备获得；基于所述三维点云数据，确定目标直线；所述目标直线包括所述光伏支架的目标结构所在的直线，且所述目标直线位于所述光伏支架所在的平面；根据所述感知设备的第一坐标系和所述光伏机器人的第二坐标系之间的第一旋转矩阵，以及所述目标直线，确定所述位置信息；所述位置信息用于指示所述光伏机器人与所述目标结构之间的相对位置关系。由此，对光伏机器人进行定位，以便于及时检测光伏机器人的位姿异常。技术研发人员：徐春波,王士涛,张邺受保护的技术使用者：湖州丽天智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4