[发明专利]基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法

说明书

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法。本发明的基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法，通过采集光伏电池板表面图像，进行图像处理及傅里叶变换相关应用，检测判断光伏电池板上的遮挡缺陷和热斑缺陷，并分析其对光伏板的整体影响程度，在提高检测准确度的同时也减少了大面积检测所花费的时间，提高了检测效率，还能有效规避异物或热斑可能导致的光伏板损坏从而降低材料更换成本，在光伏板缺陷检测领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法。

背景技术

太阳能具有清洁、绿色、环保、可再生的特点，能够有效缓解经济社会对化石能源的依赖，解决传统化石能源的日益短缺、不可再生以及所引发的一系列环境问题，在国家发展战略中凸显出越来越重要的作用。

光伏发电是一种利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的技术，其作为太阳能利用的有效方式，已得到大规模推广应用。目前，大面积铺设光伏电池板已经成为一些太阳能丰富地区的主要能源供应方式，而随着光伏电池板的大面积使用，也暴露出了新的问题，其中影响最为显著的是异物遮挡电池板所导致的热斑效应。热斑效应是指在一定条件下，串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件被当作负载，消耗其他被光照的太阳能电池组件所产生的能量，使得被遮挡的太阳能电池组件发热的现象。出现热斑效应时，由于被遮挡的光伏电池组件将会消耗正常光照的光伏电池组件所产生的部分能量甚至所有能量，其不但会降低能量的输出功率，还可能会对太阳能电池组件造成结构损坏甚至烧毁组件，严重影响了太阳能光伏电池板的正常使用。

为了针对性消除异物遮挡或热斑带来的不利影响，不可避免地需要对光伏电池板上的异物遮挡和热斑情况进行检测分析。然而，由于光伏电池板铺设范围十分广泛，因而进行大面积的光伏电池板异物遮挡甚至热斑的检测相当麻烦。目前，采用人工检测虽然能够对热斑效应可能导致的后果采取一定的防护措施，但是会消耗大量的时间与精力，而且还治标不治本。因此，如何才能快速、同步检测出异物遮挡或者热斑的产生，才能从根源上降低甚至消除异物遮挡和热斑效应的影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法，其能够快速判断出光伏电池板上的异物遮挡和热斑，从而有助于针对性消除缺陷以降低光伏电池板的经济损失。

本发明的基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法，所采用的技术方案如下：

一种基于傅里叶变换的光伏电池板缺陷检测方法，包括以下步骤：

步骤一，采集光伏电池板表面图像，对光伏电池板表面图像进行灰度化处理得到灰度图像，然后对灰度图像进行边缘检测得到边缘检测图像；

步骤二，对灰度图像进行傅里叶变换得到频谱图，然后以选定半径对频谱图进行高低频区域的初始划分，对划分后的高频区域进行傅里叶逆变换，将得到的傅里叶逆变换图像与边缘检测图像进行比对，重新确定高低频区域的划分界限，得到划分后的低频区域；所述划分后的低频区域包含遮挡缺陷和/或热斑缺陷；

步骤三，对划分后的低频区域进行傅里叶逆变换，得到低通处理图像，对低通处理图像的行和、列和进行累加，得到行灰度和累加拟合曲线和列灰度和累加拟合曲线；根据行灰度和累加拟合曲线、列灰度和累加拟合曲线，分析光伏电池板表面的遮挡缺陷和热斑缺陷的综合影响程度；

其中，步骤三中，分析光伏电池板表面的遮挡缺陷和热斑缺陷的综合影响程度，具体过程为：根据行灰度和累加拟合曲线、列灰度和累加拟合曲线中的波峰数据，分析遮挡缺陷的异常程度；根据行灰度和累加拟合曲线、列灰度和累加拟合曲线中的波谷数据，分析热斑缺陷的异常程度；将遮挡缺陷的异常程度和热斑缺陷的异常程度进行加和，得到遮挡缺陷和热斑缺陷的综合影响程度。

优选地，步骤一中，所述边缘检测采用canny边缘检测算法进行。