无人机巡检系统与无人机巡检方法

摘要

本发明提供一种无人机巡检系统与无人机巡检方法。无人机从无人机巡检系统的基地站接收巡检指令，以对目标区域执行巡检任务。巡检任务包括：根据巡航路径以第一高度飞行，并且以第一视野对目标区域获取第一热感应影像；反应于判定第一热感应影像中存在温度高于温度阈值且位于多个目标物的其中之一上的异常点，暂停飞行于巡航路径，改以第二高度飞行，对异常点以第二视野撷取异常影像，并且储存且标记异常影像，其中第二视野小于第一视野，并且第二高度小于第一高度。本发明提供的无人机巡检系统与无人机巡检方法可有效地利用无人机针对目标区域执行巡检操作，以判断出目标区域中发生异常的目标物，并且对应地撷取目标物的异常影像。

说明书

技术领域

本发明是有关于一种巡检系统，且特别是有关于一种无人机巡检 系统与无人机巡检方法。

背景技术

太阳能电厂的最重要发电组件，太阳能模块(太阳能板)偶 尔会因为结构劣化或是表面脏污/遮蔽的情形发生在太阳能模块 的局部区域，使得局部区域不能够维持发电特性，并且更转为耗 电特性。如此一来，此具有耗电特性的太阳能模块的局部区域会 开始产生高温，而导致损毁(亦称，热斑现象)。

目前传统上，为了检查太阳能模块是否具有热斑现象，会使 用人工检查的方式，检查员使用热像仪来检测每一片太阳能模块， 以判断每个太阳能模块上是否具有热斑现象。

但是，对于太阳能电厂动辄具有上千片太阳能模块，上述的 传统方法会耗费大量的时间与人力，造成了太阳能电厂维护成本 的提升。因此，如何更有效率地检测太阳能电厂中的多片太阳能 模块，为本领域相关人员所关注的焦点。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景 技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中 的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容， 不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种无人机巡检系统与无人机巡检方法，可有效 地利用无人机针对目标区域执行巡检操作，以判断出目标区域中 发生异常的目标物，并且对应地撷取目标物的异常影像。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的 一实施例提供用于巡航目标区域的一种无人机巡检系统，其中目 标区域包括多个目标物。无人机巡检系统包括基地站以及无人机。 无人机具有定位装置。定位装置用以接收全球定位系统信号以辨识无人机的坐标位置。无人机从基地站接收巡检指令，以对目标 区域执行巡检任务。在巡检任务中，无人机根据巡航路径以第一 视野对目标区域获取第一热感应影像，其中无人机判断第一热感 应影像中是否存在异常点，其中反应于判定第一热感应影像中存 在异常点，无人机暂停飞行于巡航路径，对异常点改以第二视野 撷取异常影像，并且储存且标记异常影像。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的 一实施例提供用于一无人机巡检系统的巡航目标区域的一种无人 机巡检方法，其中无人机巡检系统包括基地站以及无人机，且目标 区域包括多个目标物。无人机巡检方法包括：借由无人机，接收全球定位系统信号以持续地辨识无人机的坐标位置；借由无人机， 从无人机巡检系统的一基地站接收巡检指令，以对目标区域执行 巡检任务，巡检任务包括：根据巡航路径以第一视野对目标区域 获取第一热感应影像；判断第一热感应影像中是否存在异常点； 借由无人机，反应于判定第一热感应影像中存在，暂停飞行于巡 航路径，对异常点改以第二视野撷取异常影像，并且储存且标记 异常影像。

基于上述，本发明实施例所提供的一种无人机巡检系统与其 所使用的无人机巡检方法，可使无人机根据来自基地站的巡检指 令，自动地对目标区域执行巡检任务，以第一视野于目标区域上 移动，以第一视野获取热感应影像，以根据所获取的热感应影像 是否存在异常点且当异常点的坐标位于目标物上时，无人机用第 二视野撷取包含异常点的异常影像。如此一来，目标区域上的发 生异常的一或多个目标物可有效率地被发现，进而增进了目标区 域上的所有目标物的安全性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施 例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检系统及对 应的目标区域的示意图。

图2是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检系统的方 块示意图。

图3A是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检方法的 流程图。

图3B是根据本发明的另一实施例所绘示的撷取对应异常区 域的异常影像的流程图。

图4A是根据本发明的一实施例所绘示的目标区域与对应第 一视野的巡航路径的示意图。

图4B是根据本发明的一实施例所绘示的目标区域与对应另 一第一视野的巡航路径的示意图。

图4C是根据本发明的一实施例所绘示的目标区域与特定巡 航路径的示意图。

图5是根据本发明的一实施例所绘示的撷取异常影像的示意 图。

图6是根据本发明的一实施例所绘示的在所撷取的热感应影 像中的异常点的示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配 合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以 下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后 等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并 非用来限制本发明。

图1是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检系统1及 对应的目标区域A1的示意图。请参照图1，无人机巡检系统1包 括基地站BS与无人机10。基地站BS可发送巡检指令至无人机 10，其中巡检指令用以指示无人机对一目标区域A1执行一巡检操 作，以检查目标区域A1的多个目标物是否异常。在本实施例中， 无人机10初始地停靠在基地站BS上，并且在无人机10停靠在基 地站BS的期间，基地站BS可对无人机10进行充电。在一实施 例中，无人机巡检系统1可还包括中控系统，中控系统例如是设 置在远端伺服器或是远端连结的手持装置，并同时连结基地站BS 与无人机10，以接收其影像资讯或量测资讯。在一实施例中，无 人机巡检系统1可以将中控系统与基地台BS分开配置或一起配 置，本发明不局限于此。

在本实施例中，图1例如是目标区域A1的鸟瞰示意图。目标 区域A1例如是具有多个太阳能模块的太阳能发电系统的区域，其 中太阳能模块为包含太阳能薄膜或太阳能板的发电模块，也可称 为太阳能电池。太阳能发电系统具有M个太阳能板模块串列L1～ LM(目标物群组)，其中每一个太阳能模块串列经由多片太阳能 板所串列组成，以使每片太阳能板接收太阳光的照射而产生且输 出电流。例如，太阳能模块串列L1为N个太阳能板L1(1)～L1(N) 相互串联所组成；太阳能模块串列L2为N个太阳能板L2(1)～L2(N) 相互串联所组成；太阳能模块串列LM为N个太阳能板 LM(1)～LM(N)相互串联所组成。M与N为正整数。本发明并不限 定太阳能发电系统所具有的太阳能模块串列的总数量，也不限定 每个太阳能模块串列的太阳能模块的总数量。此外，每个太阳能 模块串列的太阳能模块的总数量可相同或不同。

每一个太阳能模块串列L1～LM分别耦接至逆变器D1～DM， 以将所产生的直流电输入至逆变器D1～DM。逆变器D1～DM将 所输入的直流电转换为交流电，并且经由电网输出所转换的交流 电。在一实施例中，逆变器D1～DM(亦称，检测器)亦可根据 所接收的直流电的电力资讯(如，电流、电压等相关资讯)来判 断对应所接收的直流电的太阳能模块串列是否发生异常。

在本实施例中，逆变器D1～DM连结至基地站BS或中控， 以输出异常通知与对应异常通知的异常资讯。异常通知用以指示 对应的太阳能模块串列(亦称，特定目标区域)发生异常。异常 资讯可包括对应的太阳能模块串列的识别码或/及所发生的异常 的种类等相关资讯。例如，当太阳能模块串列L1的逆变器D1判 定太阳能模块串列L1发生异常时，逆变器D1可发送异常通知与 对应异常通知的异常资讯至基地站BS。在本实施例中，逆变器 D1～DM连结至基地站BS的方式可为有线、无线或远端的方式进 行资料传递，本发明不局限于此。在一实施例中，逆变器D1～DM 还可连结至中控系统。

在上述实施例中，逆变器用以转换一个或多个太阳能模块串 列所产生的直流电为交流电，并且逆变器可根据所接收的直流电 的电力资讯来发送异常通知，以表示所连接的多个太阳能模块串 列发生异常。在一实施例中，太阳能发电系统中的逆变器并不负 责发送异常通知，但基地站BS亦可具备多个检测器，其中多个检 测器可根据基地站BS所接收来自多个逆变器的交流电来判断对 应的太阳能模块串列是否发生异常。

图2是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检系统的方 块示意图。请参照图2，无人机巡检系统1包括无人机10与基地 站BS，无人机巡检系统1还包括定位辅助装置PS1(亦称，第一 定位辅助装置)，其设置在目标区域A1中的定位点FP1或者设置 于基地站BS上。基地站BS包括处理器200与耦接至处理器200 的通讯单元270、储存装置260与电源供应单元280。

无人机10包括控制器100以及与控制器100耦接的影像撷取 装置110、热感应影像装置120、高度计130、飞行装置140、定 位装置150、储存装置160、通讯单元170、电源供应单元180及 定位辅助装置PS2(亦称，第二定位辅助装置)。

影像撷取装置110及热感应影像装置120用以对无人机10的 目标区域区来撷取影像(例如是RGB影像或光影像)以热感应影 像。在一实施例中，影像撷取装置110及热感应影像装置120例 如式朝着无人机10的下方拍摄，以在无人机10飞行于目标区域 A1上空时，对无人机10下方的部分的目标区域来撷取影像(RGB 影像)、热感应影像。在一实施例中，影像撷取装置110及热感应 影像装置120可包含镜头拍摄调整装置，以调整镜头的拍摄角度。

在本实施例中，控制器100为具备运算能力的硬件。控制器 100用以执行一个或多个程序码，以管理无人机10的整体运作。 在本实施例中，控制器100，例如是一核心或多核心的中央处理 单元(Central Processing Unit，CPU)、微处理器(Micro-processor)、 数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、特殊应用集成电 路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、可编程逻辑装 置(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置。相似于控 制器100，处理器200也为具备运算能力的硬件。处理器200用 以执行一个或多个程序码，以管理基地站BS的整体运作。

通讯单元170与通讯单元270用以透过无线通讯的方式来传 输或是接收资料，其中通讯单元170与通讯单元270可建立一网 络连线NL，以使控制器100与处理器200可经由所建立的网络连 线彼此传输资料或指令。例如，通讯单元170、270可具有一无线 通讯模块(未绘示)，并支持全球移动通信(Global System for Mobile Communication，GSM)系统、个人手持式电话系统(Personal Handy-phone System，PHS)、码多重撷取(Code DivisionMultiple Access，CDMA)系统、无线相容认证(Wireless Fidelity，WiFi)系 统、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)系统、第三代无线通信技术(3G)、第四代无线通 信技术(4G)、第五代无线通信技术(5G)、长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)、蓝牙(bluetooth)通讯技术的其中之一或其组合， 且不限于此。

影像撷取装置110用以撷取静态影像或动态影像(亦称，视 讯)，可接收控制器100的指令而撷取影像(亦称，RGB影像或 光影像)。例如，影像撷取装置110例如是包括镜头、感光元件以 及光圈等元件的相机。镜头例如是标准镜头、广角镜头及变焦镜 头等。感光元件例如是电荷耦合元件(Charge Coupled Device， CCD)、互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件或其他元件，镜头与感光元件或其 组合在此皆不设限。

热感应影像装置120用以对物体所散发出的热辐射进行感光 成像的装置，以输出热感应影像。热感应影像装置120例如是热 感应摄影机。热感应影像可根据所检测到的不同物体所散发的热 辐射的强度高低，经由对应不同温度的颜色绘制对应不同的热辐 射强度的温度分布图。物体的热辐射强度越高，所感测到的对应 温度也会越高，并且热感应影像装置120会以对应较高温度的颜 色(如，较浅的颜色)来绘制对应较高热辐射的物体的区域于热 感应影像中。换句话说，控制器100、基地站BS或中控系统可借 由所绘制的热感应影像，可判断出热感应影像中具有较高温度的 区域或位置。

高度计130用以检测无人机10的高度(亦称，海拔高度)， 以传送所检测到的对应的高度值给控制器100。高度计130例如 是通过测量大气压得到海拔高度的装置。高度计130例如是气压 高度计、声波高度计或雷达高度计，以量测无人机所在位置的高 度资讯。

飞行装置140用以接收控制器100的指示来使无人机10于三 维空间中移动或飞行。控制器100可控制飞行装置140，以让无 人机10定位于三维空间中，或前往三维空间中的任意位置。飞行 装置140至少包括至少一旋翼轴，由电动马达提供旋翼轴多方向 动能以使无人机进行移动或定位。本发明不局限于飞行装置，任 何能使无人机10飞行或移动的装置皆不脱离本发明的范畴。

定位装置150例如是全球定位系统(GPS)装置，用以接收 全球定位系统(GlobalPositioning System，通常简称GPS)的全 球定位信号，以对无人机10当前的坐标位置进行定位。在本实施 例中，定位装置150可持续地发送所辨识的定位资讯(即，无人 机10当前的坐标位置)给控制器100。

储存装置160、260用以经由控制器100、处理器200的指示 来记录任务相关的资料，储存装置160例如是记录用以执行巡检 任务/特定巡检任务的资讯(如，异常点判断机制、对应目标区域 的地图资讯)；多个资料库(如，影像辨识资料库、热感应影像资 料库、光影像资料库)。影像辨识资料库用以储存对应多个太阳能 模块的异常区域的影像或/及影像辨识模型。控制器100可借由影 像辨识资料库来执行影像辨识操作，举例而言，储存装置160储 存热感应影像资料库与光影像资料库(RGB影像资料库)，热感应 影像资料库可用以储存所撷取的多个热感应影像，光影像资料库 用以储存所撷取的多个静态影像或动态影像。储存装置160可包 含任何型态的非挥发/挥发性记忆体储存装置。在一实施例中，储 存装置260例如式储存基地站BS所接收的资料(如，对应异常影 像或保全影像的影像资料)以及储存用以控制基地站BS的韧体或 是软件。

电源供应单元180用以提供且管理无人机10的电力。电源供 应单元180还包括一电池。电源供应单元180可经由有线方式或 无线方式来接收来自外部的电力，以对电池进行充电。

相似地，电源供应单元280用以提供且管理基地站BS的电力。 电源供应单元280可接收外部电力(如，市电)。此外，电源供应 单元280亦可具有电池。在本实施例中，电源供应单元280可包 含充电模块，以在无人机10停靠于基地站BS时，电源供应单元 280的充电模块可经由有线方式或无线方式传输电力至电源供应 单元180。

在一实施例中，定位装置150经由第二定位辅助装置PS2来 接收全球定位系统信号。第一定位辅助装置PS1自身可接收全球 定位系统信号(亦称，本地定位信号)，并且第一定位辅助装置 PS1可经由网络连线NL传输本地定位信号至定位装置150。定位 装置150可根据第一定位辅助装置PS1的坐标位置(即，定位点 FP1的坐标)、所接收的全球定位系统信号与本地定位信号来更精 细地计算出辨识当前的无人机的坐标位置。更具体来说，定位装置150可使用即时载波相位差分(Real Time Kinematic，RTK)技术， 根据第一定位辅助装置PS1的坐标位置(即，定位点FP1的坐标)、 第二定位辅助装置PS2所接收的全球定位系统信号与本地定位信 号来进行即时载波相位差分处理，以获得出厘米级的定位结果， 举例而言，第一定位辅助装置PS1可对应RTK技术的固定端，并 且第二定位辅助装置PS2可对应RTK技术的移动端。定位结果用 以表示无人机10的精细坐标位置。即时载波相位差分(RealTime Kinematic，RTK)技术为本领域人员熟知的技术手段，其他细节不 赘述于此。在一实施例中，第一定位辅助装置PS1可设置于目标 区域A1中的任一位置(如图1所示)或基地站BS上。

在本实施例中，控制器100可根据当前无人机的坐标位置、 定位点FP1的坐标位置与目标区域A1的地图资讯来辨识出无人 机10目前位于目标区域A1中的位置。在一实施例中，控制器100 可从影像撷取装置110及热感应影像装置120拍摄出的影像所呈 现的角度，进一步辅助判定无人机10目前位于目标区域A1中的 位置。

在本实施例中，无人机10可执行目标区域映射操作。在目标 区域映射操作中，无人机10可巡航目标区域A1，并且根据全球 定位系统信号与本地定位信号定位多个目标物的每一个的目标物 坐标位置。具体来说，无人机10可根据目标区域A1的地图资讯 来飞行至每一个多个目标物的中心点的上方，以将当前无人机10 的坐标位置作为每一个多个目标物的目标物坐标位置，进而完成 定位每一个多个目标物的坐标位置。

接着，无人机10可根据目标区域A1的地图资讯与多个目标 物的多个目标物坐标位置，将地图资讯中的对应多个目标物的多 个识别码映射至多个目标物坐标位置。具体来说，每当完成一个 目标物的定位而获得目标物的目标物坐标位置时(此时，无人机 10也在目标物的中心点的上方)，无人机10可辨识出目标物的识 别码，并且将识别码映射至所定位出的目标物坐标位置。在一实 施例中，无人机10可根据目标物的尺寸与对应目标物中心点的目 标物坐标位置，将目标物内的任意点的坐标值映射至目标物的识 别码。换言之，无人机10可将目标物内的任意点位映射至目标物 的识别码。

应注意的是，上述无人机10与基地站BS各部件的运作亦可 视为无人机10与基地站BS的整体运作。

图3A是根据本发明的一实施例所绘示的无人机巡检方法的 流程图。请参照图3A，在步骤S31中，无人机10接收全球定位 系统信号以辨识无人机的坐标位置。应注意的是，步骤S31可为 周期性地被执行，即，控制器100可周期性地辨识无人机10当前 的坐标位置。例如，每经过若干时间，无人机10就根据所接收的 全球定位系统信号来辨识当前的坐标位置。此外，坐标位置可为 精细坐标位置，即，经由RTK技术所获得的无人机10的坐标位 置。

接着，在步骤S32中，无人机10从基地站BS接收巡检指令， 以对目标区域A1执行巡检任务。处理器200可周期性地发送巡检 指令，以使无人机10可周期性地执行巡检任务。在一实施例中， 巡检指令还可包括下列资讯的一或多者：(1)对应目标区域A1的 地图资讯；(2)对应巡检任务的巡航路径的多个坐标值；(3)对应巡 检任务的巡航路径的高度(亦称，第一高度或巡航高度)；(4)用以 撷取异常影像的高度(亦称，第二高度或拍摄高度)；(5)当无人 机10于巡航高度飞行时，无人机10(影像撷取装置110或热感应 影像装置120)的视野(亦称，第一视野)的尺寸；以及(6)当无 人机10于巡航高度飞行时，无人机10(影像撷取装置110或热感 应影像装置120)的第一视野所可包含的目标物的总数目。

应注意的是，无人机巡检系统1在执行步骤31及步骤32的 顺序可依实际情况对调，举例而言，若无人机10可能停靠于基地 站内并为关机状态，因此，当要进行定期或无发的巡检任务时， 无人机10可以先开机或由待机状态转为可使用状态，并进行步骤 S32以接收巡检指令，以对目标区域执行巡检任务后，再进行步 骤S31以接收在接收全球定位系统信号以持续地辨识无人机的坐 标位置。

接着，在步骤S33中，无人机10根据巡航路径以第一视野对 目标区域获取第一热感应影像。更具体来说，在一实施例中，控 制器100或处理器200可根据多种资讯中的一者或多者来规划巡 航路径。多种资讯包括：(1)目标区域A1的地图资讯，其包括对 应巡检任务的多个目标物的多个识别码、定位点FP1的坐标位置； (2)影像撷取装置110(或热感应影像装置120)的规格(如，镜头 焦距、感光元件尺寸、感光元件面积等)；(3)太阳能模块的尺寸； (4)相邻的多个太阳能模块的间距；(5)巡航高度的高度值；以及(6) 对应巡航路径的视野(亦称，第一视野)的尺寸。当巡航路径是 已经预先规划好(如，预先借由处理器200来规划)，所预先规划 的巡航路径的坐标资讯可被传送给无人机10，以让无人机10可 使用所规划的巡航路径来执行巡检任务。

请参照图4A～图4C，其中图4A～图4C相似于图1，为了说 明方便，假设M等于4，N等于18，并且对应的多个目标物如图 4A～图4C所绘示。此外，假设对应目标物L1(1)～L1(18)的识别码 为“P1”～“P18”；对应目标物L2(1)～L2(18)的识别码为“P19”～“P36”； 对应目标物L3(1)～L3(18)的识别码为“P37”～“P54”；对应目标物 L4(1)～L4(18)的识别码为“P55”～“P72”。目标区域A1的地图资讯 至少记录了基地站BS、定位点FP1、目标区域A1、目标区域A1 中的72个目标物及对应的多个识别码P1～P72。

图4A是根据本发明的一实施例所绘示的目标区域A1与对应 第一视野的巡航路径CP1的示意图。请参照图4A，举例来说，假 设基地站BS发送巡检指令给无人机10，巡检指令用以指示无人 机10对目标区域A1执行巡检任务，并且以第一视野V1飞行于 巡航路径。第一视野V1最多可容纳8个目标物。控制器100可借 由上述资讯，对应地计算出巡航路径的高度(即，第一高度)，以 及规划出巡航路径CP1。如图4A所绘示，巡航路径CP1的起点 与终点的坐标为基地站BS的坐标，并且包含路径点WP1～WP3 的坐标。当无人机10使用第一视野V1依据巡航路径CP1来飞行 且回到基地站BS后，无人机10应可扫描完所有的目标物P1～P72。应注意的是，本发明并不限定于上述规划巡航路径的方式。 上述用以说明巡航路径的规划方式的例子为示例性，并不限定本 发明。根据用以规划巡航路径的资讯(如，第一视野V1的尺寸、 及其所包含的目标物的总数目)的不同，所规划出的巡航路径也 会随之不同。

在另一实施例中，用以规划巡航路径的资讯不同于图4A的巡 航路径，进而使所规划出的巡航路径也会不同。图4B是根据本发 明的一实施例所绘示的目标区域A1与对应另一第一视野的巡航 路径CP1’的示意图。请参照图4B，举例来说，假设基地站BS发 送巡检指令给无人机10，巡检指令用以指示无人机10对目标区 域A1执行巡检任务，并且以第一视野V1’飞行于巡航路径CP1’。 第一视野V1’最多可容纳36个目标物。控制器100可借由上述资讯，对应地计算出巡航路径的高度(即，第一高度)，以及规划出 巡航路径CP1’。例如，巡航路径CP1’的起点与终点的坐标为基地 站BS的坐标，并且包含路径点WP1’～WP2’的坐标。应注意的是， 在此例子中，所对应第一视野V1’的第一高度应会大于对应第一 视野V1的第一高度。

图5是根据本发明的一实施例所绘示的撷取异常影像的示意 图。请同时参照图3与图5，当开始执行巡检任务时，无人机10 可从基地站BS出发，并且无人机10先上升至第一高度H1。接着， 无人机10依据巡航路径CP1往前飞行(如，箭头A51所示)，同 时热感应影像装置120以第一视野V1对目标区域A1获取热感应 影像(亦称，第一热感应影像)。

每当获取一个热感应影像时，控制器100(或处理器200)会执 行步骤S34，即，判断所述第一热感应影像中是否存在异常点。 换言之，在无人机10依据巡航路径CP1飞行时，无人机10会持 续地获得热感应影像，并且去判断所获得的热感应影像中是否出 现异常点。在一实施例中，无人机对异常点的判断可根据第一热 感应影像中存在与周边温差的热影像区块(例如是与周边温差明 显的热影像区块)时，判定第一热感应影像存在异常点。

更详细来说，当每片太阳能模块(即，目标物)因为多种因 素而使太阳能模块的异常区域累积热能时，进而使转换的电流无 法通过异常区域。也就是说，太阳能模块中，异常区域的温度会 高于可产生直流电的其他区域的温度，异常区域则可由第一热感 应影像中发现与周边温差的热影像区块(例如是与周边温差明显 的热影像区块)，而判定第一热感应影像存在异常点。

图6是根据本发明的一实施例所绘示的在所撷取的热感应影 像中的异常点的示意图。请同时参照图4A与图6，举例来说，假 设当无人机10飞行至点N1时，无人机10获得热感应影像HIMG， 并且发现太阳能模块P4具有异常点AP1。在此例子中，无人机 10可根据所获得的第一热感应影像HIMG，判定第一热感应影像 HIMG存在与周边温差的热影像区块(例如是与周边温差明显的热 影像区块)，因此判定第一热感应影像HIMG存在异常点AP1。在一实施例中，无人机10可从获得的热感应影像HIMG发现太阳能 模块P4具有温度高于温度阈值的区块，并判定为具有异常点AP1。

请再回到图3A，在步骤S34中，反应于判定第一热感应影像 中存在异常点接续至步骤S35，无人机10根据第一热感应影像与 全球定位系统信号来判断异常点是否位于多个目标物的其中之一 上。

具体来说，无人机10根据第一热感应影像与全球定位系统信 号、本地定位信号来辨识异常点AP1的坐标位置，并且比对异常 点AP1的坐标位置与多个目标物坐标位置，以判断异常点AP1是 否位于多个目标物的其中之一上。也就是说，无人机10可辨识出 异常点AP1的坐标位置，并且根据异常点AP1的坐标位置、多个 目标物坐标与目标物尺寸来判断异常点是否落于一个目标物的范 围内。若是(如，判定异常点落于多个目标物中的某个目标物的 范围内)，则无人机10判定异常点位于多个目标物的其中之一(亦 称，拍摄目标物)上。

如图6所示，接续上方的例子，无人机10可根据异常点AP1 的坐标位置来判定异常点AP1是落于太阳能模块P4的范围内， 即，判定异常点在多个目标物的其中之一上。反应于判定异常点 AP1在多个目标物的其中之一上(步骤S35→是)，流程接续至步 骤S36；反应于判定异常点AP1不在所有目标物上(步骤S35→ 否)，流程接续至步骤S38。应注意的是，在一实施例中，所述步 骤S35与步骤S38可被省略。即，反应于判定所述第一热感应影 像中存在所述异常点AP1，控制器100就执行步骤S36。在一实 施例中，反应于判定异常点AP1位于多个目标物的中的一拍摄目 标物上，无人机10可依据目标区域的地图资讯，以辨识拍摄目标物的识别码。

接着，在步骤S36中，无人机10暂停飞行于巡航路径，改以 第二视野飞行。更详细来说，无人机10暂停依据巡航路径往前飞 行，记录当前于巡航路径中的坐标为一暂停点坐标，并且开始下 降至第二高度，以第二视野进行拍摄。当到达第二高度后，无人 机从暂停点坐标出发，并且开始飞行至异常点AP1的坐标位置。 在本实施例中，第二视野V2小于第一视野V1，为达成此目的， 无人机巡检系统1不以改变高度为限制，举例而言，无人机可维 持相同高度(即，第一高度)飞行，但透过调整镜头的焦距，改以第 二视野V2进行拍摄。

举例而言，若无人机10以改变高度的手段达成改变视野，详 细步骤描述如下。请参照图5，假设平面PL1对应至高度H1，平 面PL2对应高度H2，并且平面PL3对应高度H3(高度H3例如 是对应拍摄目标物上的异常点的高度)。此外，假设基地站BS提 供给无人机10停靠的平面为高度H0。在巡检任务的一开始，无 人机从高度H0上升至高度H1(如，路径SP0所示)，并且依据 巡航路径CP1往前飞行(如，箭头A51所示)。

接续上述的例子，无人机10于为高度H1的平面PL1中飞行 至点N1时，无人机10判定所获得的第一热感应影像HIMG存在 异常点AP1且异常点AP1位于辨识码为P4目标物上。此时，无 人机10会暂停继续于巡航路径CP1中往前飞行，并且下降至为高 度H2(如，路径SP1所示)的平面PL2中的点N2。

更详细来说，当无人机10暂停飞行于巡航路径CP1，欲改以 第二高度飞行时，无人机10会记录当前于巡航路径CP1中的点 N1的坐标为暂停点坐标。接着，无人机10开始下降至高度H2(亦 称，第二高度)的点N2后，无人机10会根据异常点AP1的坐标 位置从暂停点坐标出发，并且开始飞行至异常点AP1的上方的点 N3(如，路径SP2所示)，即，无人机10会飞行至异常点AP1的 坐标位置。此外，点N2及点N3可皆为于平面PL2中，或者点 N3可略高于或略低于平面PL2，以撷取适当的异常影像。

当飞行至异常点的坐标位置后，接续至步骤S37，无人机10 对异常点以第二视野V2撷取异常影像，并且储存且标记异常影 像，其中无人机10可透过影像撷取装置110及热感应影像装置120 撷取异常影像。在一实施例中，无人机10可仅透过影像撷取装置 110撷取异常影像。

请参照图5，接续上述的例子，假设目前无人机10已经飞行 至点N3。此时，无人机10会以第二视野V2，对准拍摄目标物P4 上的异常点AP1的坐标位置，经由影像撷取装置110来撷取异常 影像。接着，无人机可标记拍摄目标物的识别码P4至异常影像中， 已标记识别码的异常影像可被储存至储存装置160。在一实施例 中，已标记识别码的异常影像可经由通讯单元170被传送至基地 站BS。

在另一实施例中，无人机10可先执行影像辨识操作以判断拍 摄目标物是否具有异常区域，再根据判断结果来判断是否撷取对 应异常区域的异常影像。

图3B是根据本发明的另一实施例所绘示的撷取对应异常区 域的异常影像的流程图。请参照图3B，在步骤S371中，无人机 10以第二视野V2对具有异常点AP1的拍摄目标物P4进行影像 辨识操作，以判断所述拍摄目标物P4是否具有异常区域。反应于 判定所述拍摄目标物P4具有所述异常区域(步骤S371→是)，执 行步骤S372；反应于判定所述拍摄目标物不具有所述异常区域(步 骤S371→否)，执行步骤S374。在步骤S372中，无人机10以所 述异常区域为中心，以所述第二视野对所述异常区域撷取所述异 常影像。在步骤S374中，无人机10继续依据所述巡航路径往前 飞行，并且流程接续至步骤S33。

详细来说，在此另一实施例中，无人机10以第二视野V2对 具有异常点AP1的拍摄目标物P4进行影像辨识操作，以判断拍 摄目标物P4是否具有异常区域。也就是说，当飞行至异常点AP1 的坐标位置后，无人机10目前的视野为小于第一视野V1的第二 视野V2，控制器100透过影像撷取装置110以第二视野V2撷取 一影像，并且对影像来执行影像辨识操作。

在影像辨识操作中，控制器100可借由影像辨识资料库来辨 识当前于第二视野中的部分的拍摄目标物P4的影像中是否具有 异常区域。例如，若辨识出影像中具有对应毁损事件的影像、或 辨识出影像中具有对应某种异常物件的影像，控制器100可判定 影像具有异常区域。毁损事件例如是太阳能模块发生破裂。异常 物件例如是覆盖于太阳能模块上的鸟粪或树叶等其他会遮蔽阳光 的物体。异常区域是以毁损事件或异常物件为中心的区域。

反应于判定拍摄目标物具有异常区域，无人机10以异常区域 为中心，以第二视野对异常区域撷取异常影像(步骤S372)。接 着，在步骤S373中，无人机10储存且标记所述异常影像。即， 经由影像辨识操作判定出异常区域后，无人机10可以第二视野 V2对异常区域储存所撷取的异常影像。

相对地，反应于判定拍摄目标物不具有异常区域，无人机10 回到第一高度H1(如，路径SP4所示)，并且继续依据巡航路径 往前飞行(步骤S374)。

在完成异常影像的撷取(及储存)后，流程接续至步骤S33。 也就是说，在撷取且储存异常影像的运作完成后，无人机10可回 到位于第一高度H1(如，路径SP4所示)，飞行至对应暂停点坐 标的点N1，并且继续依据巡航路径CP1往前飞行(如，箭头A52 所示)。

在另一实施例中，无人机10用以飞行至对应暂停点坐标的点 N1的路径可为飞行至点N3的路径的相反路径。例如，对应从暂 停点坐标飞行至异常点的坐标位置的一飞行路径(如， N1→N2→N3)，无人机10可使用反向路径(如，N3→N2→N1) 来从异常点的坐标位置飞行回暂停点坐标。

应注意的是，在一实施例中，无人机10可直接从对应高度 H1的点N1且飞行至对应高度H2的点N3(如，路径SP3所示)。 在一实施例中，无人机10可于高度H1从点N1飞行至异常点的 坐标位置，并且再下降至高度H2的点N3，以使以异常点AP1为 中心的异常影像能以第二视野V2被撷取。

请再参考图3A，在步骤S38中，无人机10透过影像撷取装 置110以第一视野V1对不位于所有目标物上的异常点获取保全影 像，并且发送警示通知与保全影像至基地站BS。

举例来说，请参照图6，假设无人机10所获取的第一热感应 影像具有异常点AP2。在此例子中，无人机10可判定异常点AP2 不在所有目标物上。接着，控制器100可指示影像撷取装置110 透过影像撷取装置110以第一视野V1撷取影像作为保全影像。接 着，无人机10发送一警示通知与保全影像至基地站BS。警示通 知用以指示当前于第一视野V1中出现了温度较高的异常点AP2， 其中对应第一视野V1的RGB影像可参见保全影像。如此一来， 无人机巡检系统1亦可提供具有保全功能的警示通知，其可警示 温度高于温度阈值的异常物件出现于目标区域A1中。相关保全人 员可利用保全影像来查看对应的部分的目标区域A1的(空拍)影 像，以进一步判断部分的目标区域A1的安全性。在一实施例中， 无人机10可同时透过影像撷取装置110以及热感应影像装置120 以第一视野V1撷取影像作为保全影像。在一实施例中，无人机 10可先分析透过影像撷取装置110以及热感应影像装置120以第 一视野V1撷取的保全影像，再决定是否发出具有保全功能的警示 通知。在一实施例中，无人机10可先分析以第一视野V1撷取的 保全影像，以发出不同种类了警示通知例如是防盗警示通知。

值得一提的是，若所获取的第一热感应影像同时具有在拍摄 目标物上的异常点AP1与不在所有目标物上的异常点AP2，无人 机10可先以第一视野V1撷取影像作为保全影像，再暂停飞行于 巡航路径CP1中，以前往对应异常点AP1的坐标位置来撷取异常 影像。

此外，若所获取的第一热感应影像具有在一个或多个拍摄目 标物上的多个异常点，无人机10可根据多个异常点的坐标位置， 来规划异常点的拍摄顺序，并且依据拍摄顺序来前往对应的异常 点来进行异常影像的撷取。例如，无人机10可根据多个异常点的 坐标位置来判断多个异常点与当前的无人机10的坐标位置的多 个异常点距离，并且依据多个异常点距离来判断拍摄顺序。例如， 对应最小的异常点距离的异常点的具有最前面的拍摄顺序，或对 应最大的异常点距离的异常点具有最前面的拍摄顺序。接着，根 据所判定的拍摄顺序来于第二高度H2前往多个异常点以进行多 个异常影像的撷取。

此外，在一实施例中，若所获取的第一热感应影像具有不在 任何目标物上的多个异常点，无人机10可对应地直接以第一视野 来撷取多个异常点的保全影像。在完成保全影像的撷取后，流程 接续至步骤S33，即，无人机10继续于高度H1依据巡航路径CP1 往前继续飞行，并且随着于巡航路径CP1中的不同位置来持续地 获得对应的热感应影像。

在本实施例中，当无人机10依据巡航路径CP1飞回至基地站 BS的坐标位置后，无人机10会判定巡检任务已经完成，并且下 降且停靠至基地站BS。所储存的已经标记的一个或多个异常影像 可传送给基地站BS，以使基地站BS可进一步检视一个或多个异 常影像。此外，基地站BS可根据一个或多个异常影像上标记的一 或多个识别码来执行对应的清洁或维修工作于对应一个或多个识 别码的太阳能模块。

值得一提的是，上述实施例所说明的巡检任务可为周期性的。 然而，除了周期性的巡检任务之外，在一实施例中，控制器100 (或处理器200)还可规划特定巡航路径。更详细来说，如上述， 逆变器D1～D4可进一步包含检测器，当太阳能模块串列L1的逆 变器D4的检测器判定太阳能模块串列L4发生异常时，逆变器 D4的检测器可发送异常通知与对应异常通知的异常资讯至基地 站BS。基地站BS可接收来自对应多个目标物所设置的检测器的异常通知与对应异常通知的异常资讯。基地站BS可根据接收到的 异常通知，判定是目标区域A1内的那多个目标物发生异常，并发 送特定巡检指令至无人机10，以执行一特定巡检任务。

图4C是根据本发明的一实施例所绘示的目标区域与特定巡 航路径的示意图。请参照图4C，举例来说，假设检测器D4发送 异常通知与异常资讯至基地站BS，其中异常通知指示对应检测器 D4的太阳能模块串列L4发生异常，或异常通知可指示包含太阳 能模块串列L4的特定目标区域发生异常。基地站BS可根据异常 通知与目标区域A1的地图资讯，从目标区域A1中辨识出对应太 阳能模块串列L4的特定目标区域及对应特定目标区域的坐标位置。基地站BS可发送特定巡检指令给无人机10，其中特定巡检 指令用以指示无人机10对特定目标区域执行特定巡检任务。特定 巡检指令可包含对应特定目标区域的坐标位置的资讯。

无人机10可根据特定巡检指令规划特定巡航路径CP2，并且 根据特定巡航路径CP2来执行特定巡检任务。假设所规划的所述 特定巡航路径CP2的起点与终点的坐标为基地站BS的坐标，并 且所述特定巡航路径CP2包含路径点WP1”～WP2”的坐标。无人 机10可依据所规划的特定巡航路径CP2飞行且执行特定巡检任 务，并且同时以第一视野V1”来扫描对应太阳能模块串列L4的特 定目标区域的多个目标物P55～P72，进而使无人机10尝试找出 多个目标物P55～P72中发生异常的目标物，并且对所找出的异常 的目标物对应地进行异常影像的撷取。

综上所述，本发明实施例所提供的一种无人机巡检系统与其 所使用的无人机巡检方法，可使无人机根据来自基地站的巡检指 令，自动地对目标区域执行巡检任务，飞行于目标区域上第一高 度，以第一视野获取热感应影像，以根据所获取的热感应影像中 的温度高于阈值且坐标位于目标物上的异常点来飞行至于第二高 度的异常点的坐标，以用第二视野撷取对应异常点的异常影像， 进而可在巡逻完目标区域后获得发生异常的目标物的异常影像。 如此一来，目标区域上的发生异常的一或多个目标物可有效率地 被发现，进而增进了目标区域上的所有目标物的安全性。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明， 任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围 内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的 权利要求书所界定者为准。

附图标记说明：

1：无人机巡检系统

A1：目标区域

L1、L2、L3、L4、LM：太阳能模块串列/目标物群组/特定目 标区域

10：无人机

BS：基地站

D1、D2、D3、D4：逆变器

L1(1)～L1(N)、L2(1)～L2(N)、LM(1)～LM(N)：目标物/太阳能 板/太阳能模块

P1～P72：对应多个目标物的多个识别码

FP1：定位点

PS1、PS2：定位辅助装置

V1、V1’、V1”、V2：视野

CP1、CP1’、CP2：巡航路径

100：控制器

110：影像撷取装置

120：热感应影像装置

130：高度计

140：飞行装置

150：定位装置

160、260：储存装置

200：处理器

170、270：通讯单元

180、280：电源供应单元

NL：网络连线

S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37、S38：无人机巡检方 法的流程步骤

N1、N2、N3：点

AP1、AP2：异常点

HIMG：热感应影像

SP0、SP1、SP2、SP3、SP4：路径

H0、H1、H2、H3：高度

A51、A52：箭头

PL1、PL2、PL3：平面

WP1、WP2、WP1’、WP2’、WP1”、WP2”：路径点。