[發明專利]一種基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法

在審

• 申請號: 202111321611.2
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN113989259A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 翁建明;徐云柯;劉剛;蘇踐;鄭高;鄭恩輝
• 申請（專利權）人: 浙江浙能嘉華發電有限公司;中國計量大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T7/80;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于，方法包括以下步驟：

S1、基于標定板標定法獲取相機的徑向畸變參數；

S2、使用無人機巡檢光伏板陣列實時獲取光伏板巡檢圖像；

S3、對無人機獲取的光伏板巡檢圖像進行處理獲得前期圖像；

S4、在前期圖像中預先設置一個檢測框，在無人機巡檢飛行過程中實施檢測框讀取直線進而采集截取畸變圖像；

S5、新建一個大小和光伏板巡檢圖像一樣的空白的圖像矩陣，對圖像矩陣的每一像素點的坐標按照徑向畸變參數計算對應到畸變圖像中像素點的坐標，將畸變圖像中的每個像素點的像素值賦值給圖像矩陣中按照徑向畸變參數對應的像素點處，進而得到未畸變圖像，且使得其中步驟S4讀取的直線也進行了校正獲得了校正后的直線；

S6、在未畸變圖像中，根據校正后的直線作為邊界建立和檢測框相同大小、和直線相對位置關系相同的提取框，針對提取框進行熱斑檢測獲得提取框中的熱斑定位結果，再結合提取框在無人機巡檢飛行過程中的光伏板巡檢圖像采集時候的無人機位置，獲得熱斑在實際光伏板陣列中的位置。

2.根據權利要求1所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：采集多張在不同位置、不同角度、不同姿態下拍攝的黑白相間格子構成的棋盤圖圖片作為標定圖片；對每一張標定圖片，以位于標定板上且不位于標定板的邊緣的格子角點作為內角點，在標定圖片上依次連接各個內角點，在獲取到標定圖片的內角點圖像坐標之后進行標定計算獲得相機的徑向畸變參數。

3.根據權利要求1所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述步驟S2具體為：是在無人機上安裝紅外攝像頭，在無人機飛到光伏板陣列上方時，單方向勻速飛行經過光伏板陣列并通過紅外攝像頭朝向正向下俯視拍攝光伏板陣列的紅外圖像。

4.根據權利要求1所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述步驟S3具體為：

先讀取光伏板巡檢圖像的紅外圖像，在紅外圖像上依次作灰度、二值化，再分別進行開運算與閉運算處理；再使得開運算處理結果中呈現白色的像素點在閉運算處理結果中對應相同坐標位置的像素呈現黑色，獲得前期圖像。

5.根據權利要求1所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述步驟S4具體為：

S41、在前期圖像的中央處設置一個與前期圖像等寬、高小于圖像中單行光伏板所占高度的檢測框，圖像的高度方向平行于無人機飛行方向；

S42、在檢測框的區域內實時檢測是否有沿圖像寬度方向的直線以及是否有沿圖像寬度方向的直線經過，然后根據直線檢測確定時刻并采集畸變圖像。

6.根據權利要求5所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述S42中，是否有沿圖像寬度方向的直線經過具體為：通過圖像處理將檢測框內的沿圖像高度方向的直線去除，然后并將檢測框內的保留下來的沿圖像寬度方向的直線提取出來并延長至與檢測框相等寬度；

所述S42中，根據直線檢測確定時刻并采集畸變圖像，具體為：在無人機巡檢飛行過程中，將實時檢測獲得的沿圖像寬度方向的直線沿圖像的高度方向平移，沿圖像寬度方向的直線將檢測框分為兩個區域部分，兩個區域部分發生了面積大小的變化，滿足一個區域部分的面積逐漸從大變小且另一個區域部分的面積逐漸從小變大，并且兩個區域部分在各自面積變化過程中存在相等的情況，若當其中一個區域部分的面積逐漸從大變小到小于預設面積閾值后，則沿圖像寬度方向的直線將離開檢測框，此時截取無人機巡檢拍攝的當前幀的光伏板巡檢圖像作為畸變圖像。

7.根據權利要求1所述的基于無人機紅外圖像畸變校正的光伏板熱斑檢測方法，其特征在于：所述S6中，在對提取框進行圖像分析處理獲得提取框中的熱斑定位結果后，再根據提取框中的熱斑定位結果結合提取框在未畸變圖像中的位置獲得熱斑在未畸變圖像中的相對位置，進而根據熱斑在未畸變圖像中的相對位置結合在無人機巡檢飛行過程中未畸變圖像對應的光伏板巡檢圖像采集時的無人機位置，獲得熱斑在實際光伏板陣列中的位置。