[發(fā)明專利]一種光伏電池?zé)岚叩膱D像識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011370219.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN113155288B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春鵬;夏之秋;彭繼慎;殷孝雎;王志喜;趙婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48
• 代理公司: 沈陽銘揚(yáng)聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體地而言為一種光伏電池?zé)岚叩膱D像識別方法。為了找出光伏電池?zé)岚叩奈恢眉懊娣e，該方法采用了亞像素圖像匹配的方法，并且結(jié)合四叉樹圖像分割方法、插值法獲取樣本圖像以及均方差方法實現(xiàn)了熱斑識別。首先在電站運(yùn)行正常時，獲取光伏電池溫度的原始圖像，將其作為原始樣本圖像；然后將圖像分割成四等分，再采用亞像素梯度匹配算法，將光伏電池溫度的待檢測圖像與原始樣本圖像進(jìn)行匹配，找出最小的匹配值；再結(jié)合均方差閾值判別方法，計算出各個圖像像素的均值以及均差值，當(dāng)計算結(jié)果大于指定的閾值時，則認(rèn)為所述光伏電池出現(xiàn)熱斑；同時計算出熱斑的面積。此方法能夠準(zhǔn)確的識別出光伏電站的熱斑，計算精度達(dá)到了亞像素級。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體地而言為一種光伏電池?zé)岚叩膱D像識別方法。

背景技術(shù)

光伏電站需要運(yùn)營25年，這期間光伏組件常常會被鳥糞、灰塵、陰影、落葉、積雪等覆蓋，由于局部遮擋的存在，某些電池片的電流、電壓發(fā)生了變化，從而在這些電池組件上產(chǎn)生了局部溫度升高，即產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，使發(fā)電量大大減少，甚至造成火災(zāi)的發(fā)生。熱斑效應(yīng)的檢測可采用兩種方法：1)根據(jù)故障狀態(tài)下光伏陣列電流和電壓的變化進(jìn)行熱斑檢測；2)應(yīng)用圖像處理算法，對紅外圖像中熱斑進(jìn)行識別。方法一主要是對整個系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測，而方法二是對每塊電池板的故障進(jìn)行檢測，兩種方法檢測的對象不同。

由于大面積的光伏并網(wǎng)電站有許多人眼不易發(fā)現(xiàn)的位置，因此目前人們采用無人機(jī)搭載熱成像儀來獲得光伏電池的溫度圖像，用于判斷光伏電池是否出現(xiàn)熱斑。采用人工識別是否出現(xiàn)熱斑，面對著無人機(jī)拍攝的大量熱成像，人們需要通過軟件慢慢調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)臏囟戎担拍芸吹揭粡垐D像是否出現(xiàn)熱斑，大量的圖像很費(fèi)時間，并且很容易產(chǎn)生遺漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種光伏電池?zé)岚叩膱D像識別方法，解決現(xiàn)有技術(shù)識別不準(zhǔn)確，誤判率高的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，

一種光伏電池?zé)岚叩膱D像識別方法，該方法包括：

步驟1：在電站運(yùn)行正常時，獲取光伏電池溫度的原始圖像，將其作為原始樣本圖像；

步驟2：拍攝當(dāng)前溫度下的待檢測圖像，根據(jù)溫度測量儀測出光伏電池的表面溫度值；

步驟3：對原始樣本圖像進(jìn)行插值，得出當(dāng)前溫度下的樣本圖像；

步驟4：將待檢測圖像進(jìn)行四叉樹分割成四等分；

步驟5：采用亞像素梯度匹配算法，將光伏電池溫度的待檢測圖像與步驟3當(dāng)前溫度下的樣本圖像進(jìn)行匹配，找出最小的匹配值；具體包括：先進(jìn)行整像素圖像匹配，求出的整像素匹配區(qū)域，得出整像素匹配區(qū)域中心點的位移；計算亞像素點值，根據(jù)計算的亞像素點值，在整像素匹配區(qū)域中心點的位移上，得到亞像素圖像匹配后中心點的位移，進(jìn)行亞像素圖像匹配得到亞像素點匹配的最小匹配值C_k(p)的值；

步驟6：采用均方差閾值判別方法，計算出各個圖像像素對應(yīng)的最小匹配值C_k(p)的均值以及均差值，當(dāng)計算結(jié)果大于指定的閾值時，則認(rèn)為光伏電池出現(xiàn)熱斑，同時計算出熱斑的面積。

進(jìn)一步地，步驟1拍攝樣本圖像包括：

選擇w₁,w₂,…w_v共v個不同的溫度，并且w₁w₂…w_v，在光伏電站發(fā)電正常的狀態(tài)下，選擇晴好天氣，用遠(yuǎn)紅外測量儀，確定好拍攝位置，在每個w_i溫度下，拍攝出樣本圖像K個，送入圖像識別模塊。

進(jìn)一步地，步驟2拍攝待檢測圖像包括：