[发明专利]一种光伏板故障检测识别方法、装置和无人机

权利要求书

1.一种光伏板故障检测识别方法，其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

S1，获取无人机拍摄的光伏板红外视频，对光伏板红外视频预处理后逐帧提取得到透视变换后的光伏板图像数据；

S2，对每帧光伏板图像数据进行模板匹配操作，确定光伏阵列区域；

S3，对光伏阵列区域的图像数据进行形态学操作，提取得到光伏板阵列图像；

S4，针对提取得到的光伏板阵列图像，采用阈值法逐行去除无效行后，再采用矩形轮廓检测方法提取得到小光伏板区域图像；

S5，计算各个小光伏板区域图像像素均值与方差，采用阈值法进行故障检测与故障类别判断；

S6，通过计算故障光伏板特征函数值进行故障编号，并且结合无人机航线数据和光伏板编号顺序计算得到故障位置信息，所述故障位置信息包括故障所在光伏板编号与位置。

2.根据权利要求1所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，步骤S1中，所述对光伏板红外视频预处理的过程包括以下步骤：

采用光流法自动去除光伏板红外视频中的无效视频片段，所述无效视频片段为无人机垂直光伏阵列摆放方向飞行时拍摄到的视频数据；

针对有效视频片段，逐帧提取光伏板图像数据，对提取到的光伏板图像数据进行透视变换处理。

3.根据权利要求2所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，所述对提取到的光伏板图像数据进行透视变换处理的过程包括以下步骤：

采用透视变换矩阵将视频中倾斜的光伏板阵列调整为与视频边界平行：

式中，(X₀,Y₀),X(₁Y₁,)X,₂(Y₂,X为透视前小光伏区域四点坐标，为透视后四点坐标。

4.根据权利要求1所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，步骤S2中，所述模板匹配操作中采用的模板为一块透视变换后的小光伏板区域；

所述模板匹配操作是指，采用模板确定当前光伏板图像中的光伏阵列区域，将其他区域定义成无效区域并更改成黑色。

5.根据权利要求1所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，步骤S3中，所述对光伏阵列区域的图像数据进行形态学操作包括以下步骤：

对光伏阵列区域的图像数据进行二值化处理，将底部区域设置为禁选区；

针对非禁选区进行闭运算，先膨胀后腐蚀，以提升光伏板阵列边界可区分性，提取得到光伏板阵列信息。

6.根据权利要求1所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，步骤S4中，所述针对提取得到的光伏板阵列图像，采用阈值法逐行去除无效行后，再采用矩形轮廓检测方法提取得到小光伏板区域图像的过程包括以下步骤：

计算光伏板阵列图像中各行的像素和，将像素和低于预设像素和阈值的行选为无效信息行并更改为黑色。

7.根据权利要求1所述的光伏板故障检测识别方法，其特征在于，步骤S6中，所述结合无人机航线数据和光伏板编号顺序计算得到故障位置信息，所述故障位置信息包括故障所在光伏板编号与位置的过程包括以下步骤：

响应于识别到新出现的光伏板阵列，自动对该光伏阵列进行编号，结合无人机航线数据与光伏板编号顺序，确定该光伏阵列编号与GPS定位信息，整合成光伏板定位数据；

响应于识别出故障光伏区域，结合对应的光伏板定位数据，确定故障光伏区域所在光伏板编号和故障光伏区域GPS位置信息。