本發(fā)明屬于無線供能，尤其涉及一種基于視覺定位的無線供能方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、太陽能是一種可再生能源，利用太陽能進行充電可以減少對不可再生能源的依賴，有助于減少對化石燃料等資源的消耗，且使用太陽能充電可以減少溫室氣體的排放，有利于保護環(huán)境和減緩氣候變化的影響，相比燃油發(fā)電機或其他傳統(tǒng)發(fā)電設備，太陽能充電系統(tǒng)通常具有無噪音、低維護成本的優(yōu)勢，使其在戶外、露營、船舶等場景下更受歡迎，除此之外，太陽能充電系統(tǒng)可以獨立運作，不需要依賴傳統(tǒng)的電網(wǎng)，因此在偏遠地區(qū)、野外露營或緊急情況下非常實用。此外，太陽能充電設備通常輕便易攜帶，具有靈活性。

2、研究表明，通過增強光照強度或特定波長范圍的光照強度，可以提升太陽能電池的充電功率，從而有效地提升太陽能電池的使用效率。

3、如arshad,rizwan,et?al."improvement?in?solar?panel?efficiency?usingsolar?concentration?by?simple?mirrors?and?by?cooling."2014internationalconferenc?e?on?robotics?and?emerging?allied?technologies?in?engineering(icreate).ieee,2014、cotal,hector,et?al."iii–v?multijunction?solar?cells?forconcentrating?photovoltaics."energy&environmental?science?2.2(2009):174-192以及xie,w.t.,et?al."concentrated?solar?energy?applications?using?fresnellenses:areview."renewable?and?sustainable?energy?reviews?15.6(2011):2588-2606中提出的在低光照環(huán)境中，通過調節(jié)光照裝置的光照距離、光照強度以及波長參數(shù)，能夠進一步優(yōu)化太陽能電池的充電效率。

4、在現(xiàn)有的技術條件下，如何在復雜的環(huán)境中精準定位并有效調控光伏充電系統(tǒng)是一個重要的研究課題。目前的研究大多集中在利用光伏組件來獲取能量并存儲于電池中，而忽略了光照系統(tǒng)與光伏組件之間的互動優(yōu)化。

5、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種基于視覺定位的無線供能方法及系統(tǒng)。通過機器視覺方法，可以精準定位安裝有光伏充電儲能系統(tǒng)的產品，并根據(jù)環(huán)境的光照強度調節(jié)光照系統(tǒng)的光照參數(shù)，實現(xiàn)高效、精準的無線充電。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于視覺定位的無線供能方法及系統(tǒng)，解決了上述問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種基于視覺定位的無線供能方法，包括以下步驟：

3、s1、通過視覺定位系統(tǒng)對安裝有光伏充電儲能系統(tǒng)的產品進行距離檢測，獲取當前環(huán)境光照強度下光照系統(tǒng)與產品的距離信息，同時獲取在此光照強度下的光照系統(tǒng)的供光波長信息；

4、s2、將獲得的距離信息以及供光波長信息與預設的同光照強度下的距離閾值以及同光照強度下光照系統(tǒng)的供光波長閾值進行對應對比，若二者中的任一個不在相應閾值之內，則對距離信息以及供光波長信息進行調節(jié)，促使二者在相應閾值之內；

5、s3、通過線性回歸的方式對當前環(huán)境下的光照強度進行預測，并根據(jù)光照強度預測值獲得距離預測值以及供光波長預測值，依據(jù)距離預測值以及供光波長預測值，判斷距離預測值以及供光波長預測值是否在相對應的預測光照強度下的距離閾值以及預測光照強度下的供光波長閾值之內，若否，則對距離信息以及供光波長信息進行調節(jié)，促使其位于相應閾值之內，同時對獲取的距離預測值以及供光波長預測值進行關聯(lián)，形成供光條件系數(shù)，將獲取的供光條件系數(shù)與預設的供光條件系數(shù)閾值進行對比，若其不在供光條件系數(shù)閾值之內，則對距離信息以及供光波長信息進行調節(jié)，直至供光條件系數(shù)位于供光條件系數(shù)閾值之內，其中，所述供光條件系數(shù)的關聯(lián)表達式為：

6、

7、其中，tx表述供光條件系數(shù)，gzs,i表示預測光照強度下的距離信息，gzf,i表示預測光照強度下的距離信息供光波長信息，n表示項目數(shù)；

8、s4、光伏充電儲能系統(tǒng)接收關照系統(tǒng)的光照將光能轉化為電能以供產品充電，具體為：獲取當前環(huán)境下的充電溫度以及充電電壓、充電電流信息，并將三者與預設的溫度閾值、電壓閾值以及電流閾值進行對應對比，若三者中任一個超過相對應的預設閾值，則對溫度、電壓或電流進行控制，同時啟動預設的保護電路對電路進行保護，直至三者達到對應的預設閾值之內，將獲取的溫度信息、電壓信息以及電流信息進行無量綱化處理后進行擬合，形成充電條件系數(shù)，將形成的充電條件系數(shù)與預設的充電條件系數(shù)閾值進行對比，若其超過充電條件系數(shù)閾值，則對溫度、電壓以及電流進行控制，直至充電條件系數(shù)位于預設充電條件系數(shù)之內，其中，所述充電條件系數(shù)的表達式為：

9、

10、其中，表示充電條件系數(shù)，表示電壓，表示電流，α表示溫度影響因子，β表示電壓以及電流的共同影響因子，0≤α≤1，0≤β≤1，α+β＝1。

11、s5、依據(jù)s3中獲取的供電條件系數(shù)以及s4中獲取的充電條件系數(shù)對充電質量進行評估，具體為：獲取s3中的供電條件系數(shù)以及s4中的充電條件系數(shù)，對其進行擬合關聯(lián)，得到充電評估系數(shù)，將獲取的充電評估系數(shù)與預設的充電評估系數(shù)閾值進行對比，若其超過充電評估系數(shù)閾值，則對充電條件系數(shù)、供電條件系數(shù)進行調節(jié)，直至供電條件系數(shù)在閾值之內，其中，所述充電評估系數(shù)表示為：

12、

13、pg表示充電評估系數(shù)，θ表示供電條件系數(shù)的影響權重，μ表示充電條件系數(shù)的影響權重，tx表示供電條件系數(shù)，cx表示充電條件系數(shù)。

14、在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還提供以下可選技術方案：

15、進一步的技術方案：所述光伏充電儲能系統(tǒng)包括太陽能電池、控制電路板以及儲能電池。

16、進一步的技術方案：所述視覺定位系統(tǒng)通過識別和追蹤視野范圍內的物體來確定它們的位置和方向，以精確定位太陽能電池的位置，以便光照系統(tǒng)能夠有效地將光能聚焦和增強至這些電池上，包括攝像頭和圖像采集設備、圖像處理單元、深度學習和計算機視覺算法、定位和跟蹤算法、控制系統(tǒng)接口、軟件和用戶界面以及數(shù)據(jù)存儲和通信模塊。

17、進一步的技術方案：所述光照系統(tǒng)能夠調控光線顏色、光照強度和光照時間等參數(shù)的發(fā)光及光路系統(tǒng)，包括光源、反射器和透鏡、定向控制裝置、控制系統(tǒng)、電源管理、傳感器系統(tǒng)、用戶界面和遠程控制模塊。

18、進一步的技術方案：所述太陽能電池包括多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、iii-v族太陽能電池、疊層太陽能電池、鈣鈦礦/單晶硅疊層太陽能電池、有機太陽能電池、薄膜太陽能電池以及柔性太陽能電池中的任一種。

19、一種應用所述基于視覺定位的無線供能方法的系統(tǒng)，包括：

20、信息獲取模塊，用于獲取距離信息、供光波長信息、溫度信息、電壓信息、電流信息、充電條件系數(shù)、供電條件系數(shù)以及充電評估系數(shù)；

21、存儲模塊，用于對信息模塊獲取的信息進行存儲；

22、閾值模塊，用于將信息獲取模塊獲取的信息與預設的相應閾值進行對應對比；

23、分析模塊，對存儲模塊存儲的信息進行分析獲得充電條件系數(shù)、供電條件系數(shù)以及充電評估系數(shù)并將三者存儲至存儲模塊；

24、控制模塊，根據(jù)閾值模塊的對比信息對光照系統(tǒng)、光伏充電儲能系統(tǒng)進行信息調控。

25、一種應用所述系統(tǒng)的供電裝置，包括光照機構、光伏充電儲能機構以及視覺定位機構。

26、本發(fā)明提供了一種基于視覺定位的無線供能方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術相比具備以下有益效果：

27、本發(fā)明通過控制光照距離以及光照波長以增強光照強度，提升太陽能電池的充電功率，從而有效地提升太陽能電池的使用效率。