光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法技术

本发明专利技术提供一种光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，包括步骤：S1：利用无人机采集光伏组件的原始图片；S2：对原始图片进行图像预处理；S3：将预处理图片从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间，提取前景部分；S4：设置颜色为绿色的阈值范围，将前景部分在阈值范围内的像素的色调值、饱和度值和明度值设置为0，获得一二值化图像；S5：计算二值化图像中的分布特征；S6：根据分布特征划分光伏组件的分布类型。本发明专利技术的一种光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，使用工业无人机采集获取光伏组件图像，提供基于HSV空间的光伏电池板分割以及表面绿植遮挡的识别与分割方法，为光伏电站的故障判断提供一定的数据基础。

【技术实现步骤摘要】
光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法
本专利技术涉及人工智能领域，尤其涉及一种光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法。
技术介绍
光伏组件表面的遮挡会影响电池板的发电效率，严重时熔断焊点，破坏电池板，严重时甚至会导致火灾的发生。因此，光伏电池板的检测尤为必要。现有的技术中，通过维护人员肉眼观察光伏板表面情况，工作量巨大；基于光电激励的检测方法，通过外加电路形成电势差，电子间发生能级跃迁产生辐射光的方式进行检测或者在待测电池板表面照射激光，利用特殊的感光元件采集特定波长的辐射光，根据颜色深浅进行检测；基于电气特性检测的方法，是对电池板外加电压源、电流源或者负载元件，分析电池片输出的电压与电流特性达到检测目的；基于机器视觉深度学习的方法，应用范围广，与无人机相结合的视觉检测更受光伏电站的青睐。通过人工直接观察光伏板，存在工作量大，人力资源消耗大，容易出现漏检等缺点；基于光电激励的检测方法，需要外加电路，存在成本高，操作复杂且准确度不够高的缺点，应用范围较小；基于电气特性的检测方法需要统计光伏组件大量的输出电气数据，实验过程中存在二次伤害光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，包括步骤：/nS1：利用无人机采集一光伏组件的原始图片；/nS2：对所述原始图片进行图像预处理，获得预处理图片，所述预处理图片属于RGB颜色空间；/nS3：将所述预处理图片从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间，并分割提取所述预处理图片的前景部分；/nS4：设置颜色为绿色的阈值范围，将所述前景部分在所述阈值范围内的像素的所述色调值、饱和度值和明度值设置为0，提取当前所述前景部分的H单通道，设定所述H单通道的一色调值阈值范围，将当前所述前景部分中满足所述色调值阈值范围的像素设置为白色，将不满足所述色调值阈值范围的像素设置为黑色，获得一二值化图像；/nS5...

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，包括步骤：
S1：利用无人机采集一光伏组件的原始图片；
S2：对所述原始图片进行图像预处理，获得预处理图片，所述预处理图片属于RGB颜色空间；
S3：将所述预处理图片从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间，并分割提取所述预处理图片的前景部分；
S4：设置颜色为绿色的阈值范围，将所述前景部分在所述阈值范围内的像素的所述色调值、饱和度值和明度值设置为0，提取当前所述前景部分的H单通道，设定所述H单通道的一色调值阈值范围，将当前所述前景部分中满足所述色调值阈值范围的像素设置为白色，将不满足所述色调值阈值范围的像素设置为黑色，获得一二值化图像；
S5：计算所述二值化图像中的分布特征，所述分布特征包括：绿植遮挡区域面积、最小外接矩形面积的长宽比、连通区域个数和单块光伏电池像素面积大小；
S6：根据所述分布特征划分所述光伏组件的分布类型。


2.根据权利要求1所述的光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，其特征在于，所述S3步骤进一步包括步骤：
S31：对将所述预处理图片建立一直角坐标系，所述预处理图片表示为f(x,y)，x表示为所述直角坐标系的横坐标，y表示为所述直角坐标系的纵坐标；设置所述预处理图片的参数m、n和z，其中m表示所述预处理图片的长，n表示所述预处理图片的宽，z表示所述预处理图片的维度；所述预处理图片中的每一像素位于所述直角坐标系内并对应有一RGB颜色空间信息，所述RGB颜色空间信息包括一红色通道亮度值、一绿色通道亮度值和一蓝色通道亮度值；
S32：所述像素的RGB颜色空间信息转换为HSV颜色空间信息，所述HSV颜色空间信息包括所述色调值、所述饱和度值和所述明度值，获得一HSV颜色空间点集；
S33：分别设定所述色调值、所述饱和度值和所述明度值的阈值；
S34：利用所述阈值分割提取所述预处理图片的前景部分。


3.根据权利要求2所述的光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，其特征在于，所述S32步骤中，利用一转换公式将所述像素的RGB颜色空间信息转换为HSV颜色空间信息，所述转换公式包括公式(1)、公式(2)和公式(3)：






V＝Max(3)；
其中，H表示所述色调值，S表示所述饱和度值，V表示所述明度值；G表示所述绿色通道亮度值，B表示所述蓝色通道亮度值，R表示红色通道亮度值；Max表示R、G、B中的最大值；Δ＝max(R,G,B)-min(R,G,B)；转换后的所述预处理图像表示为G(x,y)。


4.根据权利要求2所述的光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，其特征在于，所述S33步骤中，设定所述色调值的阈值h1和h2，h1＜h2；设定所述饱和度值的阈值S1和S2，S1＜S2；设定所述明度值的阈值v1和v2，v1＜v2。


5.根据权利要求4所述的光伏电池板表面遮挡的分割与检测方法，其特征在于，所述S34步骤进一步包括步骤：
S341：定义一大小为[m,1]的第一零矩阵M1,：
S342：利用第一分割公式在纵坐标方向上分割G(x,y)，所述第一分割公式：



其中，i∈[m,n]，j∈[m,n]；H(i,j)表示G(x,y)中横坐标为i且纵坐标为j的像素的所述色调值；S(i,j)表示G(x,y)中横坐标为i且纵坐标为j的像素的饱和度值；V(i,j)表示G(x,y)中横坐标为i且纵坐标为j的像素的明度值；
S343：令PY2＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玲玲，刘俊，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31