一种光伏组件图像的快速拼接方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏组件图像的快速拼接方法及系统，对待拼接光伏组件图像进行预处理，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像；对二值图像进行直线检测，并将检测到的直线在待拼接光伏组件图像中标出；求解各直线交点，获取图像校正关键点和图像拼接关键点；对原光伏组件图像进行投影变换，获得标准尺寸的光伏组件图像；确定所述图像拼接关键点在标准光伏组件图像中对应的拼接关键点坐标；进行基于控制点的图像配准，建立相应的图像拼接变换模型；依次对标准尺寸的光伏组件图像进行图像拼接，得到理想的拼接图像。优点：能够在对光伏组件图像进行校正的同时，实现对多幅连续的光伏组件图像的快速拼接，在光伏电站巡检中有着很高的应用价值。

A fast splicing method and system of photovoltaic module image

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件图像的快速拼接方法及系统
本专利技术涉及一种光伏组件图像的快速拼接方法及系统，属于图像处理

技术介绍
光伏组件往往设置在比较恶劣的户外环境中，从而导致光伏组件各种故障频频发生，严重影响组件的发电效率，所以对光伏组件进行巡检是光伏系统运维的重要工作。现如今光伏电站的巡检方式主要分为人工巡检以及无人机巡检。人工巡检成本较高且效率低下，此外，对于安装在屋顶上的分布式光伏阵列，人工巡检的运维方式会带来一定的安全隐患。而使用搭载CCD相机的无人机检测光伏组件成本较低，检测速度快并能够在恶劣的环境下工作，使用搭载CCD相机的无人机巡检光伏组件已经成为光伏系统运维的主流。由于巡检无人机机载CCD相机拍摄的单幅光伏组件图像往往不能包含多块连续组件的图像信息，不利于在后续的图像处理过程中获取有效信息，因此需要对巡检无人机机载CCD相机采集到的多幅连续的光伏组件图像进行图像拼接。在图像拼接中，相邻图像的配准是至关重要的一步，常用的图像配准算法有控制点配准算法、自动角点检测配准算法以及基于轮廓特征点的配准算法。但在光伏组件图像中，组件栅线交错，角点相似性高，为图像的配准带来了极大的困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光伏组件图像的快速拼接方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光伏组件图像的快速拼接方法，获取待拼接光伏组件图像；对待拼接光伏组件图像进行预处理，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像；r>对所述二值图像进行直线检测，并将检测到的直线在待拼接光伏组件图像中标出；根据所述直线，求解各直线交点，获取图像校正关键点和图像拼接关键点；根据所述图像校正关键点，对待拼接光伏组件图像进行投影变换，获得标准尺寸的光伏组件图像；确定所述图像拼接关键点在标准光伏组件图像中对应的拼接关键点坐标；将所述拼接关键点坐标作为图像拼接时的所需要的控制点坐标，进行基于控制点的图像配准，建立相应的图像拼接变换模型；根据所述图像拼接变换模型，依次对标准尺寸的光伏组件图像进行图像拼接，得到理想的拼接图像。进一步的，所述预处理的过程为：对待拼接光伏组件图像进行全局阈值分割，得到分割后二值图，所述全局阈值分割的阈值依据待拼接光伏组件的颜色预先设置；对分割后二值图进行一次闭运算，将分割后二值图中的狭小黑缝消除，然后再进行一次开运算，将组件二值图中的栅线全部消除，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像。进一步的，应用Hough变换对所述二值图像进行直线检测，根据组件边框以及栅线在图像中的实际长度设置阈值进行筛选。进一步的，所述图像校正关键点为待拼接光伏组件图像的内边框的4个角点；所述图像拼接关键点为相邻的待拼接光伏组件图像中间边框的4个角点。进一步的，进行图像拼接时，后一幅光伏组件图像在前一步图像拼接的基础上进行拼接，按照待拼接光伏组件图像的前后顺序将所有的待拼接光伏组件图像依次拼接在一起。一种光伏组件图像的快速拼接系统，包括获取模块、预处理模块、检测模块、求解模块、变换模块、确定模块、模型构建模块和拼接模块；所述获取模块，用于获取待拼接光伏组件图像；所述预处理模块，用于对待拼接光伏组件图像进行预处理，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像；所述检测模块，用于对所述二值图像进行直线检测，并将检测到的直线在待拼接光伏组件图像中标出；所述求解模块，用于根据所述直线，求解各直线交点，获取图像校正关键点和图像拼接关键点；所述变换模块，用于根据所述图像校正关键点，对待拼接光伏组件图像进行投影变换，获得标准尺寸的光伏组件图像；所述确定模块，用于确定所述图像拼接关键点在标准光伏组件图像中对应的拼接关键点坐标；所述模型构建模块，用于将所述拼接关键点坐标作为图像拼接时的所需要的控制点坐标，进行基于控制点的图像配准，建立相应的图像拼接变换模型；所述拼接模块，用于根据所述图像拼接变换模型，依次对标准尺寸的光伏组件图像进行图像拼接，得到理想的拼接图像。进一步的，所述预处理模块包括全局阈值分割模块和形态学处理模块；所述全局阈值分割模块，用于对待拼接光伏组件图像进行全局阈值分割，得到分割后二值图，所述全局阈值分割的阈值依据待拼接光伏组件的颜色预先设置；所述形态学处理模块，用于对分割后二值图进行一次闭运算，将分割后二值图中的狭小黑缝消除，然后再进行一次开运算，将组件二值图中的栅线全部消除，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像。进一步的，所述检测模块包括Hough变换模块，用于应用Hough变换对所述二值图像进行直线检测，根据组件边框以及栅线在图像中的实际长度设置阈值进行筛选。进一步的，所述求解模块包括图像校正关键点确定模块和图像拼接关键点确定模块；所述图像校正关键点确定模块，用于确定待拼接光伏组件图像的内边框的4个角点为图像校正关键点；所述图像拼接关键点确定模块，用于确定相邻的待拼接光伏组件图像中间边框的4个角点为图像拼接关键点。进一步的，所述拼接模块，用于确定后一幅光伏组件图像在前一步图像拼接的基础上进行拼接，按照待拼接光伏组件图像的前后顺序将所有的待拼接光伏组件图像依次拼接在一起。本专利技术所达到的有益效果：1）本专利技术专利不仅可以实现组件图像的拼接，同时能够对光伏组件图像中存在的倾斜形变以及透视形变进行几何校正；2）本专利技术专利中涉及到的阈值分割、形态学处理、直线检测以及投影变换等算法原理简单，运算速度快，应用十分方便；3）本专利技术专利在图像拼接时采取基于控制点的图像配准方法，原理简单，运算量小；控制点的选取与组件图像的几何校正同时进行，提高了图像拼接算法的运算效率，且精度可以满足实际需求，可由拼接后的光伏组件图像轻松得出单块光伏组件的位置信息，便于后续的图像处理。附图说明图1是本专利技术专利光伏组件图像的快速拼接方法流程图；图2（a）为待拼接光伏组件图像；图2（b）为光伏组件图像的预处理效果图；图2（c）为直线检测及关键点示意图；图2（d）为几何校正后的光伏组件图像；图2（e）为图像拼接过程示意图；图2（f）为最终的图像拼接效果图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。结合图1，本专利技术专利一种光伏组件图像的快速拼接方法，具体包括以下步骤：步骤1.对待拼接光伏组件图像进行相应的图像预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，获取待拼接光伏组件图像；/n对待拼接光伏组件图像进行预处理，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像；/n对所述二值图像进行直线检测，并将检测到的直线在待拼接光伏组件图像中标出；/n根据所述直线，求解各直线交点，获取图像校正关键点和图像拼接关键点；/n根据所述图像校正关键点，对待拼接光伏组件图像进行投影变换，获得标准尺寸的光伏组件图像；/n确定所述图像拼接关键点在标准光伏组件图像中对应的拼接关键点坐标；/n将所述拼接关键点坐标作为图像拼接时的所需要的控制点坐标，进行基于控制点的图像配准，建立相应的图像拼接变换模型；/n根据所述图像拼接变换模型，依次对标准尺寸的光伏组件图像进行图像拼接，得到理想的拼接图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，获取待拼接光伏组件图像；
对待拼接光伏组件图像进行预处理，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像；
对所述二值图像进行直线检测，并将检测到的直线在待拼接光伏组件图像中标出；
根据所述直线，求解各直线交点，获取图像校正关键点和图像拼接关键点；
根据所述图像校正关键点，对待拼接光伏组件图像进行投影变换，获得标准尺寸的光伏组件图像；
确定所述图像拼接关键点在标准光伏组件图像中对应的拼接关键点坐标；
将所述拼接关键点坐标作为图像拼接时的所需要的控制点坐标，进行基于控制点的图像配准，建立相应的图像拼接变换模型；
根据所述图像拼接变换模型，依次对标准尺寸的光伏组件图像进行图像拼接，得到理想的拼接图像。


2.根据权利要求1所述的光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，所述预处理的过程为：
对待拼接光伏组件图像进行全局阈值分割，得到分割后二值图，所述全局阈值分割的阈值依据待拼接光伏组件的颜色预先设置；
对分割后二值图进行一次闭运算，将分割后二值图中的狭小黑缝消除，然后再进行一次开运算，将组件二值图中的栅线全部消除，得到包含待拼接光伏组件边框信息的二值图像。


3.根据权利要求1所述的光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，应用Hough变换对所述二值图像进行直线检测，根据组件边框以及栅线在图像中的实际长度设置阈值进行筛选。


4.根据权利要求1所述的光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，所述图像校正关键点为待拼接光伏组件图像的内边框的4个角点；
所述图像拼接关键点为相邻的待拼接光伏组件图像中间边框的4个角点。


5.根据权利要求1所述的光伏组件图像的快速拼接方法，其特征在于，进行图像拼接时，后一幅光伏组件图像在前一步图像拼接的基础上进行拼接，按照待拼接光伏组件图像的前后顺序将所有的待拼接光伏组件图像依次拼接在一起。


6.一种光伏组件图像的快速拼接系统，其特征在于，包括获取模块、预处理模块、检测模块、求解模块、变换模块、确定模块、模型构建模块和拼接模块；
所述获取模块，用于获取待拼接光伏组件图像；
所述预处理模块，用于对待拼接光伏组件图像进行预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁坤，李辰阳，王立，翁帅，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32