本發(fā)明涉及檢出太陽能發(fā)電板的異?；蛘吖收喜课坏奶綔y系統(tǒng)，并涉及通過飛行器從上空對發(fā)生不良情況的部位由航拍和/或超聲波探測器等進行檢測的探測系統(tǒng)，尤其涉及由設置于地面上的控制裝置來控制飛行器的飛行航線以及飛行角度，并由搭載于飛行器的探測裝置來使從探測裝置發(fā)出的超聲波和/或激光與太陽能發(fā)電板的組件面和/或電池面保持為一定的距離/角度，從而能夠從最佳的位置檢測太陽能板的異?；蛘吖收喜课坏奶柲馨宓墓收蠙z出探測系統(tǒng)。

背景技術：

太陽能發(fā)電板是通過光伏效應將太陽能直接轉換為電力的發(fā)電機，作為通過大自然的力量進行穩(wěn)定地發(fā)電的可再生能源的電力供給源而被關注，從以前就被利用于廣泛的工業(yè)領域。通過轉換效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，目前廣泛普及至普通家庭的同時，維護的需求也在提升，開發(fā)出了如下各種各樣的檢測系統(tǒng)：從視覺上的檢測系統(tǒng)到固定機械式的檢測系統(tǒng)，或者由航拍來檢測故障部位的檢測系統(tǒng)等。

太陽能發(fā)電板由使各組件和/或電池被彼此電連接的多個各組件和/或電池的集合體構成。太陽能發(fā)電板由于出現(xiàn)組件和/或電池的溫度越上升則轉換效率越降低這樣的現(xiàn)象，因此存在即使發(fā)電以及蓄電機構未故障，轉換效率也會降低這樣的問題。因此，開發(fā)出了異常檢測系統(tǒng)等：對由各組件和/或電池的故障等引起的發(fā)熱自不必說，對由以年久劣化等為原因的發(fā)熱等引起的組件和/或電池的溫度的上升，通過熱成像儀來檢出，并進行修理。

以往的故障部位檢測方法在每個串聯(lián)連接有組件的串(string)或者并聯(lián)連接有串的陣列配置檢測器來監(jiān)視發(fā)電狀態(tài)，從而進行異常的檢測，但至檢測出在哪個組件的哪個電池發(fā)生了故障為止需要工夫和時間。因此，開發(fā)出了如下各種系統(tǒng)：檢查員將熱成像儀等測定器攜帶去現(xiàn)場來直接拍攝太陽能發(fā)電板的系統(tǒng)、定點設置好熱成像儀等來定期地檢測表面溫度的異常的系統(tǒng)、每當檢查就將熱成像儀等機械控制檢測儀直接安裝在太陽能發(fā)電板并通過機械控制使在表面上以設有一定的間隔的方式進行滑動而以一定角度來檢測異常的安裝式的系統(tǒng)等。

工業(yè)上可利用的尺寸的太陽能板有必要為固定以上的大小，另外，實際情況是，因為利用太陽能的關系，設置場所多設置于范圍廣以及無法容易地進行檢查的場所。在利用上述的傳統(tǒng)的探測檢測方法的、手動或者定點固定的熱成像儀等中，發(fā)生了如下的問題：在探測檢出時，無法相對太陽能板使熱成像儀等的檢測機械保持為最佳的角度或者一定的距離。另一方面，在安裝式的系統(tǒng)中，發(fā)生了如下的問題：能夠與太陽能發(fā)電板保持一定的角度和距離，但必須在探測檢出前安裝檢測儀，當為規(guī)模較大的太陽能發(fā)電板時，器件的設置需要大量的費用和時間。

另外，由于太陽能發(fā)電板是將同一形狀的多塊組件(或者電池)連續(xù)地電連接的構成，因此也發(fā)生了如下的問題：在太陽能發(fā)電板的規(guī)模較大的情況下，即使從檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了異常，也在之后的以組件(或者電池)單位的部件更換作業(yè)時，為了確定發(fā)生故障的組件(或者電池)的正確的位置而需要時間。

因此，期待如下對太陽能發(fā)電板的故障進行檢測的探測系統(tǒng)的開發(fā)：不需要派出較多的人員，沒有必要現(xiàn)場在太陽能發(fā)電板設置探測裝置，而能夠使探測裝置與太陽能板的距離始終保持為一定，另外，能夠使從探測裝置發(fā)出的超聲波或者激光相對太陽能板始終保持一定的最佳角度，進一步地，在更換作業(yè)時能夠瞬間正確且準確地掌握所檢出的異?；蛘吖收喜课弧?/p>

專利文獻1：專利特開2012-205061號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術問題

本發(fā)明的目的在于，為了解決上述的技術問題而提供一種太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)，太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)為在能夠遠程操作的飛行器搭載有探測裝置的太陽能發(fā)電板的探測系統(tǒng)，由地面上的控制裝置使具有飛行控制機構的飛行器滑翔或者懸停飛行，通過飛行器的角度控制機構以及搭載于飛行器的探測裝置的照相機和角度傳感器而能夠使太陽能板與檢測單元的距離始終保持為一定并使故障檢測單元的角度始終保持為最佳角度，進一步地，還兼具用于特定異常發(fā)現(xiàn)部位的標記單元。

解決技術問題的技術方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)通過搭載于能夠遠程操作的飛行器上的探測裝置來進行太陽能發(fā)電板的異?；蛘吖收喜课坏臋z出，在太陽能發(fā)電板的探測系統(tǒng)中，

所述太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)包括飛行器、控制裝置、探測裝置以及發(fā)送單元，

所述飛行器搭載有探測裝置并具有通過遠程操作使所述飛行器在空中進行滑翔和/或懸停飛行的飛行控制機構，

所述控制裝置設于地面上，并具有用于控制飛行器的航線和飛行角度的控制單元、用于控制調節(jié)搭載于飛行器的檢測單元的角度的單元、接收探測結果信息的接收單元以及分析處理測定結果的解析單元，

所述探測裝置具有檢測太陽能發(fā)電板的組件面和/或電池面與檢測單元的角度的角度傳感器、在探測時以使檢測單元相對于太陽能發(fā)電板的組件面和/或電池面保持一定的角度的方式來變更檢測單元和/或飛行器的角度的調節(jié)單元、測定檢出太陽能發(fā)電板的組件和/或電池的熱量的檢測單元、以及由拍攝太陽能發(fā)電板的狀態(tài)的照相機構成的拍攝單元，

所述發(fā)送單元將包含測定檢出值和圖像信息的探測結果信息向地面上的控制裝置發(fā)送。

另外，所述探測裝置構成為通過超聲波和/或激光對構成太陽能發(fā)電板的各組件和/或電池的發(fā)熱量各自進行測定檢出。

另外，所述探測裝置構成為通過超聲波和/或激光來測定與太陽能發(fā)電板的組件面和/或電池面的距離，并測定與太陽能發(fā)電板的組件面和/或電池面的角度，從而保持最佳探測狀態(tài)進行探測。

另外，所述照相機構成為是熱成像儀。

另外，所述探測裝置構成為為了指定構成異?；蛘甙l(fā)生故障的太陽能發(fā)電板的組件和/或電池的位置，具有基于控制裝置的解析結果通過激光指示器來瞄準照射該部位并發(fā)射標記用彩球的發(fā)射裝置。

另外，所述飛行器構成為在多個部位具有由超聲波傳感器和/或激光器構成的障礙物檢出裝置，所述飛行器當接近障礙物(包含太陽能發(fā)電板)一定距離以上時，發(fā)出警告聲并自動地進行飛行位置的校正。

另外，所述飛行器構成為為了保護太陽能發(fā)電板和飛行器免受由于飛行控制機構的故障等引起的墜落的沖擊，具有在變?yōu)椴荒茱w行的狀態(tài)時用于應急的降落傘和/或氣囊自動地進行展開動作的自動避免事故機構。

發(fā)明效果

本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)是正如上所詳述的構成，因此具有以下那樣的效果。

1.無論是設置于什么樣規(guī)模或者地形的太陽能發(fā)電板，通過飛行器的遠程飛行控制機構都能夠使飛行器與太陽能發(fā)電板的距離保持為一定，另外，通過飛行器的飛行角度控制單元和搭載于飛行器的檢測單元的角度傳感器而能夠在使檢測單元相對太陽能板保持為一定的角度的狀態(tài)下進行測定檢出，進一步地，由發(fā)送單元能夠將探測結果信息向地面上的控制裝置發(fā)送。

2.通過從搭載于探測裝置的檢測單元發(fā)出的超聲波和/或激光而能夠對太陽能板的各組件(或者電池)的發(fā)熱量逐個進行測定檢出。

3.通過搭載于探測裝置的檢測單元的超聲波和/或激光的傳感器來測定與太陽能發(fā)電板的距離或者角度，從而能夠以無限近于直角的角度進行正確的測定，也能夠控制飛行器的航線和飛行角度。

4.通過搭載于探測裝置的熱成像儀而能夠檢出由組件(或者電池)的異常或者故障引起的表面的發(fā)熱。

5.通過具有激光指示器瞄準裝置的標記用彩球發(fā)射裝置進行標記，從而在檢出故障部位之后的組件(或者電池)更換作業(yè)時，能夠瞬間準確地辨別故障部位。

6.通過搭載于飛行器的自動校正飛行位置系統(tǒng)，由于當飛行器接近障礙物時發(fā)出警告聲并自動地校正航線或者飛行角度，因此能夠避免飛行器接觸障礙物而進行安全的飛行。

7.即使飛行器由于故障等而變得不能飛行的狀態(tài)，由于用于應急的降落傘和/或氣囊自動地動作而較寬地展開，因此也能夠保護太陽能發(fā)電板等障礙物以及搭載于飛行器自身的設備等免受破損，將受害抑制在最小限度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

以下，基于附圖示出的實施例對本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)進行詳細說明。

本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)由飛行器10、控制裝置20、探測裝置30和發(fā)送探測結果信息等的發(fā)送單元40構成，并構成為探測裝置30和探測結果信息發(fā)送單元40搭載于飛行器10。

圖1是本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)的框圖，由通過地面上的控制裝置20來控制遠程的飛行器10的飛行和探測的系統(tǒng)構成。

飛行器10除了主體的飛行機構還具有飛行控制機構12，進一步地搭載有探測裝置30，同時具有探測結果信息發(fā)送單元40，能夠通過遠程操作進行滑翔或者懸停飛行。即使僅進行滑翔，由故障或者劣化引起的發(fā)熱部位的檢出及其航拍也是可能的，但為了更加準確地發(fā)現(xiàn)異常或者故障，獲得明確的探測結果(熱成像圖像)，飛行器10優(yōu)選為能夠進行懸停飛行/垂直移動/平行移動的無人直升機等旋翼機。

飛行控制機構12是通過接收從地面上的控制裝置20發(fā)出的信號來控制飛行器的航線和飛行角度的裝置，也能夠采用附加具有自動校正飛行位置機構212和自動避免事故機構312的構成。飛行控制機構12由傳統(tǒng)技術的飛行控制單元構成，能夠穩(wěn)定在探測的太陽能發(fā)電板的范圍的狀態(tài)下進行飛行，并只要能夠確保可以搭載探測裝置30和探測結果信息發(fā)送單元40的程度的輸出即可。

控制裝置20由航線/飛行角度控制單元22、探測裝置控制單元24、探測結果信息接收單元26和測定結果解析單元28構成，并構成為設于地面上，從地面上通過遠程操作進行上空的飛行器10和探測裝置30的控制，并進行數(shù)據(jù)的解析。

航線/飛行角度控制單元22是組裝于控制裝置20的飛行器10的遠程操作系統(tǒng)。以由后述的拍攝單元37航拍到的飛行中的影像為基礎，能夠由飛行控制機構12以手動(或者自動)來控制飛行器10的飛行航線以及角度，另外，也能夠預先輸入飛行器10的飛行速度/范圍/高度/角度等程序，并基于此通過自動遠程操作而使其飛行。

探測裝置控制單元24是對搭載于后述的探測裝置30的角度檢測傳感器32、角度調節(jié)單元33、檢測單元34和拍攝單元37進行控制的系統(tǒng)。構成為從飛行位置、飛行角度以使檢測單元的超聲波和/或激光相對太陽能板保持適于探測的一定角度的方式而從地面上進行遠程操作。構成為附加有發(fā)射彩球的發(fā)射裝置135，或進一步地通過激光指示器瞄準裝置135a對發(fā)熱部位進行固定瞄準，發(fā)出使從彩球發(fā)射裝置135發(fā)射標記用彩球彈的指示信號。基于影像、數(shù)據(jù)而能夠以手動來控制探測裝置30，另外，也能夠進行利用預先給予的控制指示的自動探測。

探測結果信息接收單元26構成為由傳統(tǒng)技術的數(shù)據(jù)通信單元構成，對從搭載于正在飛行的飛行器10的探測結果信息發(fā)送單元40發(fā)送出的、通過熱成像儀等拍攝單元37拍攝到的太陽能板的圖像數(shù)據(jù)準時在地面上進行接收。另外，能夠使由探測結果信息接收單元26接收到的探測結果顯示于測定結果解析單元的屏幕。

測定結果解析單元28是組裝于設在地面上的控制裝置20的圖像解析系統(tǒng)，對探測結果信息接收單元26接收到的太陽能板的組件(或者單元)的熱成像數(shù)據(jù)進行解析，并由反映于圖像的溫度的變化來進行是否異?；蛘吖收系呐袛唷Ｔ谂袛酁楫惓；蛘吖收系那闆r下，在具有所附加的機構的實施例中，從彩球發(fā)射裝置135向該部位發(fā)射彩球彈，進行利用涂料的標記。

探測裝置30由角度檢測傳感器32、角度調節(jié)單元33、檢測單元34和照相機等拍攝單元37構成。構成為由從地面上的控制裝置的探測裝置控制單元24發(fā)出的信號來從地面上控制搭載于探測裝置的器件。探測裝置30當在太陽能發(fā)電板因劣化、故障而發(fā)生異常時，捕捉住組件面和/或電池面的異常部位帶有熱量這樣的特性，并通過熱成像儀檢出溫度變化而確定異常部位。

角度檢測傳感器32是由超聲波和/或激光來檢測太陽能發(fā)電板的組件面(或者電池面)與檢測單元34的角度的傳感器，在探測時由從檢測單元發(fā)出的超聲波和/或激光，以使組件面(或者電池面)與檢測單元34保持為一定的角度的方式來測定角度。構成為由于作為目標的太陽能發(fā)電板的設置角度、使用的器件、天氣等而導致檢出發(fā)熱量的最佳的角度會有些變化，因此通過適當?shù)卦O定最佳角度，從而與此結合地角度檢測傳感器32自動地考慮飛行器的飛行角度，并將用于校正角度的信號送到角度調節(jié)單元33。

角度調節(jié)單元33是基于角度檢測傳感器32的指令信號來調節(jié)(校正)檢測單元34的角度的單元，是由從檢測單元34發(fā)出的超聲波和/或激光來以使相對于測定出的組件面的角度保持為最佳(例如90度)的方式進行控制的構成。角度調節(jié)單元33只要是伺服馬達等能夠對角度進行無級地微調節(jié)的機構即可，也能夠通過其他的傳統(tǒng)技術來代替。

檢測單元34搭載于探測裝置30，由發(fā)出超聲波和/或激光的裝置構成，通過將超聲波和/或激光照射到太陽能板的組件(或者電池)來檢出因故障等而發(fā)熱的部分。為了收集通過檢測單元34確定過的異常部位的影像數(shù)據(jù)，使檢出信號(拍攝信號)送到照相機等拍攝單元37。

照相機等拍攝單元37由組裝于探測裝置的熱成像儀構成，依據(jù)檢測單元34的檢出結果，拍攝太陽能板的組件(或者電池)的發(fā)熱部位的照片。

探測結果信息發(fā)送單元40由傳統(tǒng)技術的數(shù)據(jù)通信單元構成，將通過熱成像儀等拍攝單元37拍攝到的太陽能板的異?；蛘吖收喜课坏膱D像數(shù)據(jù)往組裝于地面上的控制裝置的探測結果信息接收單元26發(fā)送。

搭載于本發(fā)明的另一實施例的彩球發(fā)射裝置135是發(fā)射封入有涂料的子彈的機構，將彩球彈發(fā)射并使著落到檢測單元34所檢出的太陽能發(fā)電板的組件(或者電池)的發(fā)熱部分，進行標記。彩球發(fā)射裝置135是具有激光指示器瞄準裝置135a的構成，通過激光指示器瞄準裝置135a在發(fā)熱部位正確地精確地進行標記，從而能夠準確地示出發(fā)生異常的組件(或者電池)的位置。進一步地，通過彩球準確地進行標記，從而在確定過的組件(或者電池)之中，也能夠明示在哪個位置發(fā)生了故障。

另外，作為另一實施例，自動校正飛行位置機構212由障礙物檢出裝置212a和警告聲發(fā)生裝置212b構成，通過設于飛行器10的多個部位的由超聲波傳感器和/或激光構成的障礙物檢出裝置212a來始終測量飛行中的周圍的障礙物與飛行器10的距離，從而使飛行器安全航行成為可能。當飛行器10比預先設定的障礙物接近距離更接近障礙物(包含太陽能板)時，相比來自地面上的控制裝置的航線/飛行角度控制單元的指令信號優(yōu)先自動地校正飛行器10的飛行位置。由此，能夠避免飛行器10接觸太陽能發(fā)電板的事故，另外，能夠避免預料之外的障礙物以及飛行器10自身的破損。并且，障礙物接近距離是結合作為探測目標的太陽能板的種類、設置場所等而可適當變更的距離。

在再一實施例中，自動避免事故機構312是如下結構：由降落傘和/或氣囊312a和自動啟動機構312b構成，在飛行器10因事故、故障等變得不能飛行時，由自動啟動機構312b使搭載于飛行器10的降落傘和/或氣囊312a即使沒有來自控制裝置的指令信號也自動地進行展開動作。通過具有自動避免事故機構312，從而即使在飛行器10陷入不能飛行而墜落在太陽能板的情況下，也由于在非常低速或者能夠吸收沖擊的狀態(tài)下著落在太陽能板，因此能夠守護太陽能板免受破損。

通過采用上述的結構，通過飛行器10的飛行角度控制機構和探測裝置30的角度檢測傳感器32進行的角度調節(jié)，從而能夠使從檢測單元34發(fā)出的超聲波和/或激光的角度相對太陽能板保持近于直角的一定的角度。根據(jù)太陽能板的種類、檢查方法，探測時的最佳角度不同，但為了獲得正確的探測結果，相對太陽能板面近于直角的測量角度(超聲波和/或激光的照射角度)為最佳。本發(fā)明使一邊維持該測量角度一邊進行探測檢出成為可能，進一步地，不必調動像以往那樣的大量人員，也不必設置較多設備，而能夠通過來自地面上的指令信號進行準確且正確的探測檢出。

另外，本發(fā)明的太陽能發(fā)電板的故障檢出探測系統(tǒng)是為了檢出太陽能板的組件和/或電池的故障而開發(fā)出的，但由于飛行器10遍及各種各樣的角度、高度、范圍而飛行，并能夠由探測裝置30檢出發(fā)熱部分，因此也能夠通過熱成像儀對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的整體進行檢查。即使在連接部件、蓄電池等周邊設備等中，發(fā)現(xiàn)發(fā)生異?；蛘吖收喜⒕哂袩崃康牟课?，通過管理保養(yǎng)也能夠將太陽能發(fā)電系統(tǒng)整體的故障防患于未然，并能夠長期安全高效地利用可再生能源。

附圖標記說明：

10 飛行器

12 飛行控制機構

20 控制裝置

22 航線/飛行角度控制單元

24 探測裝置控制單元

26 探測結果信息接收單元

28 測定結果解析單元

30 探測裝置

32 角度檢測傳感器

33 角度調節(jié)單元

34 檢測單元

37 拍攝單元

40 探測結果信息發(fā)送單元

135 彩球發(fā)射裝置

135a 激光指示器瞄準裝置

212 自動校正飛行位置機構

212a 障礙物檢出裝置

212b 警告聲發(fā)生裝置

312 自動避免事故機構

312a 降落傘/氣囊

312b 自動啟動機構