[发明专利]一种光伏板故障检测识别方法、装置和无人机

说明书

本发明公开了一种光伏板故障检测识别方法，包括：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；确定光伏阵列区域；提取得到光伏板阵列图像；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，提取得到小光伏板区域图像；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；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。本发明能够自动进行光伏板故障检测，输出故障图像、故障类别和故障位置，便于光伏发电站的工作人员及时确定故障信息，进行光伏板维修。

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，具体而言涉及一种光伏板故障检测识别方法、装置 和无人机。

背景技术

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，光伏板是一种利用半导体材料的光伏效应，将太阳 光辐射能直接转换为电能的一种新型发电装置。由于光伏发电行业的特殊性，光伏电站往往 地点偏远，设备众多，且分布区域广阔，较大的建设规模和偏僻的选址决定了光伏厂运维巡 检工作的高复杂度与难度。目前关于光伏板故障检测的的方法包括人工巡检法，激光检测法， 自动巡检法等，在这些方法中，人工巡检法效率低，当应用于实际生产生活中大面积光伏电 站，人工巡检耗时耗力；激光检测法是一种非接触式方法，虽然该方法具有较高的空间分辨 率，然而因为成本高的缺点，该方法并未得到很好的普及。

专利文献CN110768628A公开了一种光伏阵列故障检测方法，该方法通过电压传感器进 行数据采集，依赖的电子元器件较多，便携性较差。专利文献CN109525194B公开了一种光 伏板故障光板检测识别方法和系统，该方法基于计算机视觉技术实现无接触检测，然而该方 法仅基于图像三通道像素差值进行故障诊断，鲁棒性较差，且无法对故障编号，确定故障位 置信息，不利于工人后续排除故障。

因此，目前亟需提出一种新的光伏板故障检测方法，能够快速检测光伏板故障，并且自 动定位故障位置信息。

发明内容

本发明目的在于提供一种光伏板故障检测识别方法、装置和无人机，能够自动进行光伏 板故障检测，输出故障图像、故障类别和故障位置，便于光伏发电站的工作人员及时确定故 障信息，进行光伏板维修。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种光伏板故障检测识别方法，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。

作为其中的一种优选例，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。

作为其中的一种优选例，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：