CN117424559B - 利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法 - Google Patents

利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法 Download PDF

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    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells

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Abstract

本发明提出了一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，包括以下步骤：S1，获取M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t，S2，根据步骤S1中获取的M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t得到其M个太阳能光伏板的各自总电流值；S3，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常；S4，获取异常太阳能光伏板的位置，获取到异常太阳能光伏板的位置后，航拍机飞行到异常太阳能光伏板的位置拍摄异常太阳能光伏板的图像数据；S5，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常。本发明能够通过输出的电流值和拍摄的图像对太阳能光伏板实现涂层故障诊断。

Description

利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法
技术领域
本发明涉及一种光伏板技术领域，特别是涉及一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法。
背景技术
太阳能具有无污染、无噪声、维护成本低、使用寿命长等优点，近年来得到了飞速发展。专利申请号2020216828215，名称为“一种太阳能光伏板面抑尘防尘增益的涂层结构及光伏组件”，公开了包括玻璃基材板，还包括抗静电涂层和用于连接玻璃基材板和抗静电涂层的透明粘合层，透明粘合层设于抗静电涂层和玻璃基材板之间。但光伏板上的涂层脱落会影响光伏组件的性能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，包括以下步骤：
S1，获取M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t，M表示设置在太阳能园区的太阳能光伏板的总个数，m＝1、2、3、……、M；t＝T1、T2、T3、……、Tn；Im,t表示第m太阳能光伏板在t时刻的输出电流值；n表示一天时刻个数，Tj-Ti＝T，T表示时间间隔，j＞i，i∈{1,2,3,…,n-1}，j∈{2,3,4,…,n}；
S2，根据步骤S1中获取的M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t得到其M个太阳能光伏板的各自总电流值；
S3，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常：
若存在异常，则执行下一步；
若正常，则当天M个太阳能光伏板为正常太阳能光伏板；
S4，获取异常太阳能光伏板的位置，获取到异常太阳能光伏板的位置后，航拍机飞行到异常太阳能光伏板的位置拍摄异常太阳能光伏板的图像数据；
S5，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中，第m′个太阳能光伏板的总电流值的计算方法为：
其中，Im′表示第m′个太阳能光伏板一段时间内的总电流值；m′＝1、2、3、……、M；
Im′,t′表示第m′太阳能光伏板在t′时刻的输出电流值；t′＝T1、T2、T3、……、Tn；
T1表示时刻T1；
Tn表示时刻Tn。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常的方法为：
将M个总电流值按照从小到大的顺序依次排列，从左到右选取第N1位至第N2位作为电流参考值，M≥N2>N1≥1；表示从左到右选取的第N1位的电流值，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，M个总电流值中出现次数最多的是/>
当其N1≠1时，若表示从左到右选取的第N1位的电流值，表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则/>为正常值；
当其N1≠1时，若表示从左到右选取的第N1位的电流值，表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则/>为异常值；
当其N2≠M时，若表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则/>为正常值；
当其N2≠M时，若表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则/>为异常值。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5中，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常的方法包括以下步骤：
S51，将航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据传输到太阳能电力管理平台；
S52，太阳能电力管理平台接收到航拍机发送的异常太阳能光伏板的图像数据后，对异常太阳能光伏板的图像数据进行诊断。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明能够通过输出的电流值和拍摄的图像对太阳能光伏板实现涂层故障诊断。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明流程示意框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1，获取M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t，M表示设置在太阳能园区的太阳能光伏板的总个数，m＝1、2、3、……、M；t＝T1、T2、T3、……、Tn；Im,t表示第m太阳能光伏板在t时刻的输出电流值；n表示一天时刻个数，Tj-Ti＝T，T表示时间间隔，j＞i，i∈{1,2,3,...,n-1}，j∈{2,3,4,...,n}；优选的n取43200时，T为1秒，此时T1为每天的06:00:01，也是每天06点00分01秒，T2为每天的06:00:02，也是每天06点00分02秒，T3为每天的06:00:03，也是每天06点00分03秒，T4为每天的06:00:04，也是每天06点00分04秒，T5为每天的06:00:05，也是每天06点00分05秒，T6为每天的06:00:06，也是每天06点00分06秒，T7为每天的06:00:07，也是每天06点00分07秒，T8为每天的06:00:08，也是每天06点00分08秒，T9为每天的06:00:09，也是每天06点00分09秒，T10为每天的06:00:10，也是每天06点00分10秒，T11为每天的06:00:11，也是每天06点00分11秒，T12为每天的06:00:12，也是每天06点00分12秒，T13为每天的06:00:13，也是每天06点00分13秒，T14为每天的06:00:14，也是每天06点00分14秒，T15为每天的06:00:15，也是每天06点00分15秒，T16为每天的06:00:16，也是每天06点00分16秒，T17为每天的06:00:17，也是每天06点00分17秒，T18为每天的06:00:18，也是每天06点00分18秒，T19为每天的06:00:19，也是每天06点00分19秒，T20为每天的06:00:20，也是每天06点00分20秒，T21为每天的06:00:21，也是每天06点00分21秒，T22为每天的06:00:22，也是每天06点00分22秒，T23为每天的06:00:23，也是每天06点00分23秒，T60为每天的06:01:00，也是每天06点01分00秒，T120为每天的06:02:00，也是每天06点02分00秒，T180为每天的06:03:00，也是每天06点03分00秒，T240为每天的06:04:00，也是每天06点04分00秒，T300为每天的06:05:00，也是每天06点05分00秒，T360为每天的06:06:00，也是每天06点06分00秒，T420为每天的06:07:00，也是每天06点07分00秒，T480为每天的06:08:00，也是每天06点08分00秒，T540为每天的06:09:00，也是每天06点09分00秒，T600为每天的06:10:00，也是每天06点10分00秒，T660为每天的06:11:00，也是每天06点11分00秒，T720为每天的06:12:00，也是每天06点12分00秒，T780为每天的06:13:00，也是每天06点13分00秒，T840为每天的06:14:00，也是每天06点14分00秒，T900为每天的06:15:00，也是每天06点15分00秒，T960为每天的06:16:00，也是每天06点16分00秒，T3600为每天的07:00:00，也是每天07点00分00秒，T7200为每天的08:00:00，也是每天08点00分00秒，T10800为每天的09:00:00，也是每天09点00分00秒，T14400为每天的10:00:00，也是每天10点00分00秒，T18000为每天的11:00:00，也是每天11点00分00秒，T21600为每天的12:00:00，也是每天12点00分00秒，T25200为每天的13:00:00，也是每天13点00分00秒，T28800为每天的14:00:00，也是每天14点00分00秒，T32400为每天的15:00:00，也是每天15点00分00秒，T36000为每天的16:00:00，也是每天16点00分00秒，T39600为每天的17:00:00，也是每天17点00分00秒，T39601为每天的17:00:01，也是每天17点00分01秒，T39660为每天的17:01:00，也是每天17点01分00秒，T39666为每天的17:01:06，也是每天17点01分06秒，T39688为每天的17:01:28，也是每天17点01分28秒，T39999为每天的17:06:39，也是每天17点06分39秒。
S2，根据步骤S1中获取的M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t得到其M个太阳能光伏板的各自总电流值；
S3，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常：
若存在异常，则执行下一步；
若正常，则当天M个太阳能光伏板为正常太阳能光伏板；
S4，获取异常太阳能光伏板的位置，获取到异常太阳能光伏板的位置后，航拍机飞行到异常太阳能光伏板的位置拍摄异常太阳能光伏板的图像数据；
S5，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中，第m′个太阳能光伏板的总电流值的计算方法为：
其中，Im′表示第m′个太阳能光伏板一段时间内的总电流值；m′＝1、2、3、……、M；
Im′,t′表示第m′太阳能光伏板在t′时刻的输出电流值；t′＝T1、T2、T3、……、Tn；
T1表示时刻T1；
Tn表示时刻Tn。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常的方法为：
将M个总电流值按照从小到大的顺序依次排列，从左到右选取第N1位至第N2位作为电流参考值，M≥N2>N1≥1；表示从左到右选取的第N1位的电流值，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，M个总电流值中出现次数最多的是/>
当其N1≠1时，若表示从左到右选取的第N1位的电流值，表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则/>为正常值；
当其N1≠1时，若表示从左到右选取的第N1位的电流值，表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则/>为异常值；
当其N2≠M时，若表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则/>为正常值；
当其N2≠M时，若表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则/>为异常值。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5中，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常的方法包括以下步骤：
S51，将航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据传输到太阳能电力管理平台；
S52，太阳能电力管理平台接收到航拍机发送的异常太阳能光伏板的图像数据后，对异常太阳能光伏板的图像数据进行诊断。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S51中，将航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据传输到太阳能电力管理平台的方法包括以下步骤：
S511，航拍机判断航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像是否为灰度图像：
若航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像为灰度图像，则该航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像即为太阳能光伏板的灰度图像，执行下一步；
若航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像不为灰度图像，将航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像转换为太阳能光伏板的灰度图像，执行下一步；
S512，通过太阳能光伏板的灰度图像计算图像码，得到其图像码；
S513，通过太阳能光伏板的灰度图像与图像码生成新的太阳能光伏板的灰度图像；
S514，将新的太阳能光伏板的灰度图像传输到太阳能电力管理平台。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S511中，航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像转换为太阳能光伏板的灰度图像的方法为：
GRAYimge(x,y)＝r(x,y)×ηr+g(x,y)×ηg+b(x,y)×ηb，
其中，ηg表示绿色值的系数值；ηg∈[0,1]；
ηr表示红色值的系数值；ηr∈[0,1]；
ηb表示蓝色值的系数值；ηb∈[0,1]；ηr+ηg+ηb＝1；
GRAYimge(x,y)表示在图像坐标(x,y)处的灰度值；y＝1、2、3、……、Y，Y表示图像纵向像素点个数，x＝1、2、3、……、X，X表示图像横向像素点个数；
g(x,y)表示在图像坐标(x,y)处的绿色值；
r(x,y)表示在图像坐标(x,y)处的红色值；
b(x,y)表示在图像坐标(x,y)处的蓝色值。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S512中，通过太阳能光伏板的灰度图像计算图像码，得到其图像码的方法为：
Imagecode＝Imagecodeoperationmethod(newenergypowerimage)，
其中，Imagecode表示根据光伏新能源电力图像计算图像码，得到的图像码；
Imagecodeoperationmethod()表示图像码的计算方法；优选采用SHA-1摘要算法；
newenergypowerimage表示太阳能光伏板的灰度图像；
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S513中，通过太阳能光伏板的灰度图像与图像码生成新的太阳能光伏板的灰度图像的方法为：
S5131，获取太阳能光伏板的灰度图像的位数；
S5132，根据步骤S5131获取的太阳能光伏板的灰度图像的位数和步骤S512中的图像码，得到图像码的位数；
S5133，将太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值与图像码结合，得到新的灰度值；
S5134，根据新的灰度值得到新的太阳能光伏板的灰度图像；
S5135，新的太阳能光伏板的灰度图像和图像码一同传输到太阳能电力管理平台。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5132中，根据步骤S5131获取的太阳能光伏板的灰度图像的位数和步骤S512中的图像码，得到图像码的位数的方法包括以下步骤：
S51321，将步骤S512中的图像码转换为二进制图像码，记作IMAGE2，IMAGE2表示二进制图像码；
S51322，判断||IMAGE2||与||GRAYimge||间的大小关系：
若||IMAGE2||＝||GRAYimge||，|| ||表示求位数，||GRAYimge||表示太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE2||表示二进制图像码的位数，则不对二进制图像码进行操作；
若||IMAGE2||＞||GRAYimge||，|| ||表示求位数，||GRAYimge||表示太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE2||表示二进制图像码的位数，则保留二进制图像码的前||GRAYimge||位；
若||IMAGE2||<||GRAYimge||，|| ||表示求位数，||GRAYimge||表示太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE2||表示二进制图像码的位数，则在二进制图像码的最前面或者最后面添加||IMAGE2||-||GRAYimge||个0或者1。优选的，在二进制平台图像码的最前面添加||IMAGE2||-||GRAYimge||个0。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5133中，将太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值与图像码结合，得到新的灰度值的方法为：
其中，表示二进制运算符，优选采用同或，也可以采用异或；
IMAGE2表示二进制图像码；
GRAYimge2′(x,y)表示新的灰度值；
GRAYimge2(x,y)表示在图像坐标(x,y)处的灰度值的二进制值；x＝1、2、3、……、X，X表示图像横向像素点个数，y＝1、2、3、……、Y，Y表示图像纵向像素点个数。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5134中，根据新的灰度值得到新的太阳能光伏板的灰度图像的方法为：
将所有的新的灰度值替换太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值，得到新的太阳能光伏板的灰度图像；
在步骤S5135中，将新的太阳能光伏板的灰度图像和图像码一同传输到太阳能电力管理平台的方法为：
将图像码作为新的太阳能光伏板的灰度图像的名称，将其具有图像码名称的新的太阳能光伏板的灰度图像传输到太阳能电力管理平台。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S52中，太阳能电力管理平台接收到航拍机发送的异常太阳能光伏板的图像数据后，对异常太阳能光伏板的图像数据进行诊断的方法包括以下步骤：
S521，获取接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的名称和新的太阳能光伏板的灰度图像；
S522，根据接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像与新的太阳能光伏板的灰度图像的名称生成太阳能光伏板的平台灰度图像；
S523，根据太阳能光伏板的平台灰度图像诊断该太阳能光伏板是否存在光伏板涂层脱落。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S523中，根据太阳能光伏板的平台灰度图像诊断该太阳能光伏板是否存在光伏板涂层脱落的方法包括以下步骤：
S5231，令脱落点H＝0，区域数S＝0；横向像素点ε＝1，纵向像素点η＝1；
S5232，判断Igray(ε,η)、Igray(ε,η+1)、Igray(ε,η+2)、Igray(ε,η+3)、Igray(ε+1,η)、Igray(ε+1,η+1)、Igray(ε+1,η+2)、Igray(ε+1,η+3)、Igray(ε+2,η)、Igray(ε+2,η+1)、Igray(ε+2,η+2)、Igray(ε+2,η+3)、Igray(ε+3,η)、Igray(ε+3,η+1)、Igray(ε+3,η+2)、Igray(ε+3,η+3)与Imin和Imax间的关系：
若Imin≤Igray(ε′,η′)≤Imax，ε′＝ε、ε+1、ε+2、ε+3，η′＝η、η+1、η+2、η+3，Imin表示预设最小阈值，Imax表示预设最大阈值，Igray(ε,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η)处的灰度值，ε＝1、2、3、……、X-3，X表示图像横向像素点个数，η＝1、2、3、……、Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，Igray(ε,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+1)处的灰度值，Igray(ε,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+2)处的灰度值，Igray(ε,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+3)处的灰度值，Igray(ε+1,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η)处的灰度值，Igray(ε+1,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+1)处的灰度值，Igray(ε+1,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+2)处的灰度值，Igray(ε+1,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+3)处的灰度值，Igray(ε+2,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η)处的灰度值，Igray(ε+2,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+1)处的灰度值，Igray(ε+2,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+2)处的灰度值，Igray(ε+2,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+3)处的灰度值，Igray(ε+3,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η)处的灰度值，Igray(ε+3,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+1)处的灰度值，Igray(ε+3,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+2)处的灰度值，Igray(ε+3,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+3)处的灰度值，则H＝H+1；
若Imin＞Igray(ε′,η′)，或者Igray(ε′,η′)＞Imax，ε′＝ε、ε+1、ε+2、ε+3，η′＝η、η+1、η+2、η+3，Imin表示预设最小阈值，Imax表示预设最大阈值，Igray(ε,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η)处的灰度值，ε＝1、2、3、……、X-3，X表示图像横向像素点个数，η＝1、2、3、……、Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，Igray(ε,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+1)处的灰度值，Igray(ε,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+2)处的灰度值，Igray(ε,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+3)处的灰度值，Igray(ε+1,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η)处的灰度值，Igray(ε+1,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+1)处的灰度值，Igray(ε+1,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+2)处的灰度值，Igray(ε+1,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+3)处的灰度值，Igray(ε+2,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η)处的灰度值，Igray(ε+2,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+1)处的灰度值，Igray(ε+2,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+2)处的灰度值，Igray(ε+2,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+3)处的灰度值，Igray(ε+3,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η)处的灰度值，Igray(ε+3,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+1)处的灰度值，Igray(ε+3,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+2)处的灰度值，Igray(ε+3,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+3)处的灰度值，则H＝H+0；
S5233，判断H与H0间的大小关系：
若H≥H0，H0表示预设脱落点阈值，则S＝S+1；执行下一步；
若H<H0，H0表示预设脱落点阈值，则S＝S+0；执行下一步；
S5234，判断S与S0间的大小关系：
若S≥S0，S0表示预设区域数阈值，则太阳能光伏板存在光伏板涂层脱落；
若S<S0，S0表示预设区域数阈值，则ε＝ε+1，执行下一步；
S5235，判断ε与X-3间的大小关系：
若ε>X-3，X表示图像横向像素点个数，则η＝η+1，执行下一步；
若ε≤X-3，X表示图像横向像素点个数，则η＝η+1，执行步骤S5232；
S5236，判断η与Y-3的大小关系：
若η>Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，则判断下一张图像；
若η≤Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，则执行步骤S5232。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S522中，根据接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像与新的太阳能光伏板的灰度图像的名称生成太阳能光伏板的平台灰度图像的方法为：
S5221，获取接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数；
S5222，根据步骤S5221获取的接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数和步骤S521中的名称，该名称即为平台图像码，得到新的平台图像码的位数；
S5223，将接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值与新的平台图像码结合，得到新的平台灰度值；
S5224，根据新的平台灰度值得到太阳能光伏板平台图像。在本步骤中，为了保证太阳能光伏板平台图像是步骤S511中的太阳能光伏板的灰度图像，则对太阳能光伏板平台图像进行图像检测，图像检测的方法包括以下步骤：
第一步，根据太阳能光伏板平台图像计算图像验证码，得到其图像验证码的方法为：
Imagevalidationcode＝Imagevalidationcodeoperationmethod(newenergypowermanagementimage)，
其中，Imagevalidationcode表示根据太阳能光伏板平台图像计算图像验证码，得到的图像验证码；
Imagevalidationcodeoperationmethod()表示图像验证码计算方法；优选采用SHA-1摘要算法；
newenergypowermanagementimage表示太阳能光伏板平台图像；
第二步，判断图像验证码与平台图像码是否一致：
若图像验证码与平台图像码一致，则太阳能电力管理平台接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像未被修改；
若图像验证码与平台图像码不一致，则太阳能电力管理平台接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像被修改。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5222，根据步骤S5221获取的接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数和步骤S521中的名称，得到新的平台图像码的位数的方法包括以下步骤：
S52221，将步骤S5222中的平台图像码转换为二进制平台图像码，记作IMAGE′2，IMAGE′2表示二进制平台图像码；
S5322，判断||IMAGE′2||与||GRAYimge″||间的大小关系：
若||IMAGE′2||＝||GRAYimge″||，|| ||表示求位数，||GRAYimge″||表示太阳能电力管理平台接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE′2||表示二进制平台图像码的位数，则不对二进制图像码进行操作；
若||IMAGE′2||>||GRAYimge″||，|| ||表示求位数，||GRAYimge″||表示太阳能电力管理平台接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE′2||表示二进制平台图像码的位数，则保留二进制平台图像码的前||GRAYimge||位；
若||IMAGE′2||<||GRAYimge″||，|| ||表示求位数，||GRAYimge″||表示太阳能电力管理平台接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的位数，||IMAGE′2||表示二进制平台图像码的位数，则在二进制平台图像码的最前面或者最后面添加||IMAGE′2||-||GRAYimge″||个0或者1。优选的，在二进制平台图像码的最前面添加||IMAGE′2||-||GRAYimge″||个0。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5223中，将接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值与新的平台图像码结合，得到新的平台灰度值：
其中，GRAYimge2″′(x,y)表示新的平台灰度值；
GRAYimge2″(x,y)表示在接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像坐标(x,y)处的灰度值的二进制值；x＝1、2、3、……、X，X表示图像横向像素点个数，y＝1、2、3、……、Y，Y表示图像纵向像素点个数；
表示二进制运算符，优选采用同或，也可以采用异或；
IMAGE′2表示二进制平台图像码。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S5224，根据新的平台灰度值得到太阳能光伏板平台图像的方法为：
将所有的新的平台灰度值替换接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值，即得到太阳能光伏板平台图像。
本发明还公开了一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法的监测系统，包括光伏涂层视觉航拍机，在太阳能园区设置有M个太阳能光伏板，M为大于或者等于1的正整数，通过光伏涂层视觉航拍机将拍摄的太阳能光伏板图像数据传输到太阳能电力管理平台，实现对太阳能光伏板涂层的诊断。
在本发明的一种优选实施方式中，所述光伏涂层视觉航拍机包括航拍机本体，在航拍机本体正下方设置有用于固定安装图像采集器的图像采集器固定安装座，图像采集器固定安装在图像采集器固定安装座上；图像采集器用于采集太阳能光伏板图像；
在航拍机本体内设置有通讯模块、定位模块和控制器，控制器的图像数据端与图像采集器的图像数据端相连，控制器的数据通讯端与通讯模块的通讯数据端相连，控制器的定位数据端与定位模块的定位数据端相连；通讯模块用于航拍机与太阳能电力管理平台间的数据通讯传输，定位模块用于对航拍机所处位置进行实时定位；
在航拍机航拍过程中，控制器通过图像采集器拍摄太阳能光伏板的图像数据，将定位模块获取的位置信息作为对应拍摄的太阳能光伏板图像数据的所处位置，并利用通讯模块将拍摄的太阳能光伏板图像数据传输到太阳能电力管理平台。
在本发明的一种优选实施方式中，定位模块包括GPS模块或/和北斗模块；
定位模块为GPS模块时，控制器的定位数据GPS端与GPS模块的定位数据端相连；
定位模块为北斗模块时，控制器的定位数据北斗端与北斗模块的定位数据端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，GPS模块包括U-Blox GPS模块、MediaTek GPS模块、高通GPS模块、移远通信GPS模块之一或者任一组合；
GPS模块为U-Blox GPS模块时，控制器的定位数据第一GPS端与U-Blox GPS模块的定位数据端相连；
GPS模块为MediaTek GPS模块时，控制器的定位数据第二GPS端与MediaTekGPS模块的定位数据端相连；
GPS模块为高通GPS模块时，控制器的定位数据第三GPS端与高通GPS模块的定位数据端相连；
GPS模块为移远通信GPS模块时，控制器的定位数据第四GPS端与移远通信GPS模块的定位数据端相连；
北斗模块包括标准高精度北斗模块或/和RTK高精度北斗模块；
北斗模块为标准高精度北斗模块时，控制器的定位数据第五GPS端与标准高精度北斗模块的定位数据端相连；
北斗模块为RTK高精度北斗模块时，控制器的定位数据第六GPS端与RTK高精度北斗模块的定位数据端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，通讯模块包括LoRaWAN远距离通讯模块、Narrowband IoT远距离通讯模块、4G/5G远距离通讯模块、LORA模块远距离通讯模块之一或者任一组合；
通讯模块为LoRaWAN远距离通讯模块时，控制器的数据通讯第一端与LoRaWAN远距离通讯模块的通讯数据端相连；
通讯模块为Narrowband IoT远距离通讯模块时，控制器的数据通讯第二端与Narrowband IoT远距离通讯模块的通讯数据端相连；
通讯模块为4G/5G远距离通讯模块时，控制器的数据通讯第三端与4G/5G远距离通讯模块的通讯数据端相连；
通讯模块为LORA模块远距离通讯模块时，控制器的数据通讯第四端与LORA模块远距离通讯模块的通讯数据端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，图像采集器包括TP-LINK 800万超清全彩监控摄像头、海康威视监控器800万4K超高清摄像头、华为智选海雀800W 4K极清画质摄像头之一或者任一组合；
图像采集器为TP-LINK 800万超清全彩监控摄像头时，控制器的图像数据第一端与TP-LINK 800万超清全彩监控摄像头的图像数据端相连；
图像采集器为海康威视监控器800万4K超高清摄像头时，控制器的图像数据第二端与海康威视监控器800万4K超高清摄像头的图像数据端相连；
图像采集器为华为智选海雀800W 4K极清画质摄像头时，控制器的图像数据第三端与华为智选海雀800W 4K极清画质摄像头的图像数据端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，光伏涂层视觉航拍机为大疆DJI Phantom 4RTK航拍机、Yuneec Typhoon H520航拍机、Delair UX11航拍机之一。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t，M表示设置在太阳能园区的太阳能光伏板的总个数，m＝1、2、3、……、M；t＝T1、T2、T3、……、Tn；Im,t表示第m太阳能光伏板在t时刻的输出电流值；n表示一天时刻个数，Tj-Ti＝T，T表示时间间隔，j＞i，i∈{1,2,3,...,n-1}，j∈{2,3,4,…,n}；
S2，根据步骤S1中获取的M个太阳能光伏板各自的电流值Im,t得到其M个太阳能光伏板的各自总电流值；
S3，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常：
若存在异常，则执行下一步；
若正常，则当天M个太阳能光伏板为正常太阳能光伏板；
S4，获取异常太阳能光伏板的位置，获取到异常太阳能光伏板的位置后，航拍机飞行到异常太阳能光伏板的位置拍摄异常太阳能光伏板的图像数据；
S5，根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常；根据航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据判断太阳能光伏板涂层是否异常的方法包括以下步骤：
S51，将航拍机拍摄的异常太阳能光伏板的图像数据传输到太阳能电力管理平台；
S52，太阳能电力管理平台接收到航拍机发送的异常太阳能光伏板的图像数据后，对异常太阳能光伏板的图像数据进行诊断；太阳能电力管理平台接收到航拍机发送的异常太阳能光伏板的图像数据后，对异常太阳能光伏板的图像数据进行诊断的方法包括以下步骤：
S521，获取接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像的名称和新的太阳能光伏板的灰度图像；其中，新的太阳能光伏板的灰度图像的名称的获取方式为：通过太阳能光伏板的灰度图像计算图像码，得到其图像码；将图像码作为新的太阳能光伏板的灰度图像的名称；新的太阳能光伏板的灰度图像的获取方式为：将太阳能光伏板的灰度图像中的灰度值与图像码结合，得到新的灰度值；根据新的灰度值得到新的太阳能光伏板的灰度图像；
S522，根据接收到的新的太阳能光伏板的灰度图像与新的太阳能光伏板的灰度图像的名称生成太阳能光伏板的平台灰度图像；
S523，根据太阳能光伏板的平台灰度图像诊断该太阳能光伏板是否存在光伏板涂层脱落；根据太阳能光伏板的平台灰度图像诊断该太阳能光伏板是否存在光伏板涂层脱落的方法包括以下步骤：
S5231，令脱落点H＝0，区域数S＝0；横向像素点ε＝1，纵向像素点η＝1；
S5232，判断Igray(ε,η)、Igray(ε,η+1)、Igray(ε,η+2)、Igray(ε,η+3)、Igray(ε+1,η)、Igray(ε+1,η+1)、Igray(ε+1,η+2)、Igray(ε+1,η+3)、Igray(ε+2,η)、Igray(ε+2,η+1)、Igray(ε+2,η+2)、Igray(ε+2,η+3)、Igray(ε+3,η)、Igray(ε+3,η+1)、Igray(ε+3,η+2)、Igray(ε+3,η+3)与Imin和Imax间的关系：
若Imin≤Igray(ε′,η′)≤Imax，则H＝H+1；
若Imin＞Igray(ε′,η′)，或者Igray(ε′,η′)＞Imax，则H＝H+0；其中，ε′＝ε、ε+1、ε+2、ε+3，η′＝η、η+1、η+2、η+3，Imin表示预设最小阈值，Imax表示预设最大阈值，Igray(ε,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η)处的灰度值，ε＝1、2、3、……、X-3，X表示图像横向像素点个数，η＝1、2、3、……、Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，Igray(ε,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+1)处的灰度值，Igray(ε,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+2)处的灰度值，Igray(ε,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε,η+3)处的灰度值，Igray(ε+1,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η)处的灰度值，Igray(ε+1,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+1)处的灰度值，Igray(ε+1,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+2)处的灰度值，Igray(ε+1,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+1,η+3)处的灰度值，Igray(ε+2,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η)处的灰度值，Igray(ε+2,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+1)处的灰度值，Igray(ε+2,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+2)处的灰度值，Igray(ε+2,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+2,η+3)处的灰度值，Igray(ε+3,η)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η)处的灰度值，Igray(ε+3,η+1)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+1)处的灰度值，Igray(ε+3,η+2)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+2)处的灰度值，Igray(ε+3,η+3)表示太阳能光伏板的平台灰度图像中位于像素点(ε+3,η+3)处的灰度值；
S5233，判断H与H0间的大小关系：
若H≥H0，H0表示预设脱落点阈值，则S＝S+1；执行下一步；
若H<H0，H0表示预设脱落点阈值，则S＝S+0；执行下一步；
S5234，判断S与S0间的大小关系：
若S≥S0，S0表示预设区域数阈值，则太阳能光伏板存在光伏板涂层脱落；
若S<S0，S0表示预设区域数阈值，则ε＝ε+1，执行下一步；
S5235，判断ε与X-3间的大小关系：
若ε>X-3，X表示图像横向像素点个数，则η＝η+1，执行下一步；
若ε≤X-3，X表示图像横向像素点个数，则η＝η+1，执行步骤S5232；
S5236，判断η与Y-3的大小关系：
若η>Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，则判断下一张图像；
若η≤Y-3，Y表示图像纵向像素点个数，则执行步骤S5232。
2.根据权利要求1所述的利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，其特征在于，在步骤S2中，第m′个太阳能光伏板的总电流值的计算方法为：
其中，Im′表示第m′个太阳能光伏板一段时间内的总电流值；m′＝1、2、3、……、M；
Im′,t′表示第m′太阳能光伏板在t′时刻的输出电流值；t′＝T1、T2、T3、……、Tn；
T1表示时刻T1；
Tn表示时刻Tn。
3.根据权利要求1所述的利用机器视觉进行光伏涂层电力故障的监测方法，其特征在于，在步骤S3中，根据M个总电流值判断是否存在总电流值异常的方法为：
将M个总电流值按照从小到大的顺序依次排列，从左到右选取第N1位至第N2位作为电流参考值，M≥N2>N1≥1； 表示从左到右选取的第N1位的电流值，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，M个总电流值中出现次数最多的是/>
当其N1≠1时，若 表示从左到右选取的第N1位的电流值，/>表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则为正常值；
当其N1≠1时，若 表示从左到右选取的第N1位的电流值，/>表示从左到右选取的第N1-p位的电流值，p＝1、2、3、……、N1-1，I0表示预设相差电流阈值，则为异常值；
当其N2≠M时，若 表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则为正常值；
当其N2≠M时，若 表示从左到右选取的第N2+q位的电流值，q＝1、2、3、……、M-N2，/>表示从左到右选取的第N2位的电流值，I0表示预设相差电流阈值，则为异常值。
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