KR20230036557A - 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템 - Google Patents

드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20230036557A
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Abstract

본 발명은 드론 기반 태양광 패널 고장 모니터링 장치에 관한 것으로, 이는 다수의 태양광 패널이 설치된 지역의 상공을 비행하면서, 일반 이미지와 열화상 이미지를 동시에 획득 및 제공하는 적어도 하나의 드론; 및 상기 드론이 제공하는 상기 일반 이미지를 통해서는 상기 열화상 이미지내 태양광 패널의 전체 위치 및 셀별 세부 위치를 식별하고, 상기 열화상 이미지를 통해서는 고장난 태양광 패널 또는 셀을 영역 단위로 검출 및 통보하는 모니터링 장치를 포함하며, 상기 모니터링 장치는 고장 영역의 형태, 크기 및 온도값에 기반하여 고장 여부, 고장 유형 및 고장 위험도를 확인 및 통보하는 것을 특징으로 한다.

Description

드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템{A system for monitoring solar panel failures on a large scale using drones}
본 발명은 넓은 지역에 분산 설치된 태양광 패널의 고장 상태를 보다 효율적으로 신속 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 장치에 관한 것이다.
태양광 발전 패널의 고장 발생 유무는 발전량을 모니터링 하거나 시스템 점검을 통해 이루어지나 태양광 발전 시스템의 특성상 접촉 불량에 의한 고열 또는 열화를 통해 화재가 발생될 우려가 높아 신속하고도 정확한 점검을 주기적으로 할 필요성이 있다.
그러나 태양광 발전 시설의 규모에 따라 점검을 진행하는 범위가 광범위 하거나 혹은 점검 시간이 많이 소요 되는 문제가 있다.
또한 태양광 발전 패널의 특성을 정확히 이해하고 점검을 진행하는 점검인의 전문성이 높이 필요하며, 이러한 점검인을 통해 주기적인 점검을 진행하기에는 점검 비용이 많이 소요되어 점검을 미루거나 점검을 진행하는 점검인의 전문성이 떨어지는 인원으로 진행하는 경우도 발생되고 있다.
따라서 저렴한 비용으로 신속하고 정확한 고장 판독 시스템의 필요성이 대두되었다.
국내공개특허 제10-20200-064465호(공개일자 2020년06월08일)
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 드론을 이용하여 태양광 패널을 촬영 및 분석하는 방식으로, 넓은 지역에 분산 설치된 태양광 패널의 고장 상태를 보다 효율적으로 신속 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 드론 기반 태양광 패널 고장 모니터링 장치를 제공하도록 한다.
또한 고장 발생 지역을 단순 검출 및 통보하는 것에서 더 나아가 보다 다양한 정보를 추가적으로 제공할 수 있도록 드론 기반 태양광 패널 고장 모니터링 장치를 제공하도록 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 다수의 태양광 패널이 설치된 지역의 상공을 비행하면서, 일반 이미지와 열화상 이미지를 동시에 획득 및 제공하는 적어도 하나의 드론; 및 상기 드론이 제공하는 상기 일반 이미지를 통해서는 상기 열화상 이미지내 태양광 패널의 전체 위치 및 셀별 세부 위치를 식별하고, 상기 열화상 이미지를 통해서는 고장난 태양광 패널 또는 셀을 영역 단위로 검출 및 통보하는 모니터링 장치를 포함하며, 상기 모니터링 장치는 고장 영역의 형태, 크기 및 온도값에 기반하여 고장 여부, 고장 유형 및 고장 위험도를 확인 및 통보하는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링 장치는 상기 드론이 동시 제공하는 일반 이미지와 열화상 이미지를 수신하는 통신부; 이미지 변형 및 매칭 작업을 통해 상기 열화상 이미지와 상기 일반 이미지의 해상도 및 좌표를 일치시킨 후, 상기 일반 이미지로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 파악함과 동시에 태양빛 및 드론에 의한 잡음 영역을 파악하는 일반 이미지 분석부; 상기 일반 이미지의 태양광 패널 전체 위치에 기반하여 상기 열화상 이미지내 관심 영역을 설정한 후, 상기 관심 영역의 온도 분포를 분석하여 고장 영역을 검출하고, 상기 잡음 영역을 상기 고장 영역에서 제거하는 열화상 이미지 분석부; 및 상기 고장 영역의 형태, 크기 및 온도값에 기반하여 고장 여부, 고장 유형 및 고장 위험도를 확인 및 통보하는 고장 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 일반 이미지 분석부는 이미지 변형 및 이미지 매칭 작업을 통해 상기 열화상 이미지와 상기 일반 이미지의 해상도 및 좌표를 일치시키는 이미지 와핑부; 상기 일반 이미지를 이진화한 후 태양광 패널에 대응되는 외곽선을 수집 및 그룹핑하여 태양광 패널 영역을 검출하고, 태양광 패널 영역으로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 유추하는 태양광 패널 외관 분석부; 상기 태양광 패널 영역의 색상 분포를 분석하여 드론 및 태양빛에 의한 잡음이 발생한 잡음 영역을 검출하는 외부 잡음 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부 잡음 검출부는 잡음 영역 검출시 상기 드론의 이미지 촬영 시간 및 위치를 획득 및 저장하여, 상기 드론이 잡음 영역 발생 지점을 다른 시간대에 재촬영할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 열화상 이미지 분석부는 상기 일반 이미지의 태양광 패널 전체 위치에 기반하여 열화상 이미지내 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출부; 상기 관심 영역의 온도 분포에 기반하여, 비정상적 온도값을 가지는 픽셀을 선택 및 그룹핑하여 고장 영역을 검출하는 고장 영역 검출부; 및 상기 고장 영역에서 상기 잡음 영역을 제외시킴으로써, 상기 고장 영역을 보정하는 외부 잡음 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고장 분석부는 상기 일반 이미지와 상기 열화상 이미지 중 적어도 하나에 고장 영역 표시를 위한 경계 박스를 오버레이시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고장 분석부는 고장 유형, 고장 검출 일시, 온도 변화 패턴, 고장 위험도, 고장 유형에 따른 후속 조치 방법 중 적어도 하나를 상기 경계박스에 링크시켜 추가 제공하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
뿐 만 아니라 상기 고장 분석부는 고장 영역 검출시, 상기 드론의 비행 속도 및 높이 조정을 통해 상기 고장 영역을 확대 촬영하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 드론을 이용하여 태양광 패널을 촬영 및 분석하는 방식으로, 넓은 지역에 분산 설치된 태양광 패널의 고장 상태를 보다 효율적으로 신속 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 드론 기반 태양광 패널 고장 모니터링 장치를 제공하도록 한다.
또한 고장 발생 지역을 단순 검출 및 통보하는 것에서 더 나아가 보다 다양한 정보를 추가적으로 제공할 수 있도록 드론 기반 태양광 패널 고장 모니터링 장치를 제공하도록 한다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 가시광 이미지와 열화상 이미지의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 드론의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 가시광 이미지 분석부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 일 실시예에 따른 잡음 영역 발생에 따른 관심 영역 보정 예시를 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명에 일 실시예에 따른 가시광 이미지 분석부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 분석부의 고장 분석 및 안내 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은 크게 적어도 하나의 드론(100)과 모니터링 장치(200)로 구성된다.
드론(100) 각각은 기 설정된 비행 프로그램 또는 모니터링 장치(200)의 제어에 따라 다수의 태양광 패널이 설치된 지역의 상공을 비행하면서, 자신에 구비된 가시광 카메라와 열화상 카메라를 통해 자신의 카메라 촬영 범위내에 존재하는 태양광 패널의 가시광 이미지와 열화상 이미지를 도 2과 같이 동시에 획득 및 제공하도록 한다.
모니터링 장치(200)는 드론(100) 각각이 동시에 제공하는 가시광 이미지와 열화상 이미지를 수신한 후, 가시광 이미지를 통해서는 열화상 이미지내 태양광 패널의 전체 위치 및 셀별 세부 위치를 식별하고, 열화상 이미지를 통해서는 고장난 태양광 패널 또는 셀을 영역 단위로 검출 및 통보하도록 한다.
즉, 본 발명에서는 열화상 이미지를 이용하는 경우, 온도 기반으로 한 고장 검출 동작을 손쉽게 수행할 수 있도록 하나, 객체 식별 동작은 수행하기 어려운 문제가 있음을 고려하여, 열화상 이미지 이외에 가시광 이미지를 추가 이용함으로써 고장난 태양광 패널의 전체 위치 및 셀별 세부 위치까지도 정확하게 검출 및 통보할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 드론의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 드론(100)은 비행체(110), 가시광 카메라(120), 열화상 카메라(130), 드론 제어부(140), 및 통신부(150) 등을 포함한다.
비행체(110)는 기 설정된 비행 프로그램 또는 모니터링 장치(200)의 제어에 따라 비행 방향, 고도, 속도 등을 다양하게 조절하여, 드론(100)이 다수의 태양광 패널이 설치된 지역의 상공을 자유롭게 비행할 수 있도록 한다.
가시광 카메라(120)는 카메라 촬영 각도가 지상을 향하도록 비행체(110)의 하측부에 부착되어, 카메라 촬영 범위내에 존재하는 태양광 패널을 가시광 촬영하도록 한다.
열화상 카메라(130)는 가시광 카메라(120)에 인접되며 카메라 촬영 각도가 지상을 향하도록 비행체(110)의 하측부에 부착되어, 카메라 촬영 범위내에 존재하는 태양광 패널을 적외선 촬영하도록 한다.
드론 제어부(140)는 가시광 카메라(120)와 열화상 카메라(130)를 통해 획득된 가시광 이미지와 열화상 이미지를 시간 동기화시켜 모니터링 장치(200)에 함께 전송하도록 한다.
참고로, 가시광 카메라(120) 및 가시광 카메라(120)는 동일 위치에 인접 배치되도록 하나, 이러한 경우에도 가시광 이미지와 열화상 이미지의 좌표계가 상이해질 수 있다.
이에 본 발명의 드론 제어부(140)는 가시광 카메라(120)와 열화상 카메라(130)의 위치 관계 파악을 위한 캘리브레이션을 수행한 후, 캘리브레이션 정보를 모니터링 장치(200)에 공유함으로써, 차후 모니터링 장치(200)가 캘리브레이션 정보를 참고한 이미지 분석 동작을 수행할 수 있도록 한다.
더하여, 드론 제어부(140)는 드론(100)의 위치 정보, 고도 정보, 및 이미지 촬영 시각 등과 같은 부가 정보를 추가 획득한 후 이미지들과 함께 전송함으로써, 이미지 분석의 정확성을 높여줄 수 있도록 한다.
통신부(150)는 블루투스, Wi-Fi, 위성통신, 셀룰러 통신 등과 같은 무선 통신 방식을 통해 모니터링 장치(200)와의 통신 채널을 형성하고, 이를 통해 각종 데이터를 송수신하도록 한다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 모니터링 장치(200)는 통신부(210), 가시광 이미지 분석부(220), 열화상 이미지 분석부(230), 및 고장 분석부(240) 등을 포함한다.
통신부(210)는 블루투스, Wi-Fi, 위성통신, 셀룰러 통신 등과 같은 무선 통신 방식을 통해 드론(100)와의 통신 채널을 형성하고, 이를 통해 각종 데이터를 송수신하도록 한다.
가시광 이미지 분석부(220)는 사전 획득 및 등록된 캘리브레이션 정보에 따라 가시광 이미지와 열화상 이미지를 좌표계를 일치시킨다. 그러고 나서, 이미지 변형 및 매칭 작업을 통해 열화상 이미지와 가시광 이미지의 해상도 및 좌표를 일치시킨 후, 가시광 이미지로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 파악하도록 한다. 그리고 태양광 패널의 색상 분포에 기반하여 태양 및 드론에 의한 잡음 영역을 추가 획득 및 저장한다.
더하여, 가시광 이미지 분석부(220)는 태양광 패널을 검출하는 경우에만, 열화상 이미지 분석부(230) 및 고장 분석부(240)의 동작을 활성화함으로써, 고장 검출에 관련된 시스템 처리 부하가 최소화될 수 있도록 한다.
열화상 이미지 분석부(230)는 가시광 이미지의 태양광 패널 전체 위치에 기반하여 열화상 이미지내 태양광 패널 촬영 영역에 대응되는 관심 영역을 추출한다. 그리고 관심 영역에 대한 온도 분포 분석을 통해 고장 영역을 검출한 후, 고장 영역에서 잡음 영역을 제외하여 고장 영역을 최종 확정한다. 그리고 가시광 이미지로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 기반하여, 고장 영역의 위치를 파악 및 통보한다.
고장 분석부(240)는 고장 영역이 검출되면, 고장 영역의 검출 시간과 위치를 참고하여 언제 어디 지점에 고장이 발생했는지를 사용자에 시청각적으로 안내하도록 한다.
그리고 고장 분석부(240)는 고장 영역의 형태, 크기, 온도값 등에 기반하여 고장 유형을 유추한 후, 이를 사용자에 추가 안내할 수도 있도록 한다. 예를 들어, 고장 영역의 형태가 선형인 경우에는 크랙 발생을, 고장 영역의 온도가 불균일한 경우에는 파손 발생을, 고장 영역의 온도가 균일한 경우는 이물질 부착 발생을, 고장 영역의 온도값이 열화 기준치 이상이면, 열화 발생을 각각 유추 및 안내할 수 있으나, 이러한 고장 유형 유추 방법은 차후 다양한 방식으로 변경될 수도 있음은 물론 당연할 것이다.
더하여, 고장 분석부(240)는 온도값 변화 패턴과 장치 위험간 상관관계를 고장 유형별로 사전 정의한 후, 고장 영역의 유형 및 온도값에 따른 고장 위험도를 장기간에 걸쳐 추적 모니터링하도록 한다. 그리고 고장 위험도에 따라 경고 강도를 달리 함으로써, 사용자가 고장 위험도 해소를 위한 후속 조치를 보다 적극적으로 취할 수 있도록 한다.
뿐 만 아니라, 고장 분석부(240)는 고장 영역이 검출되면, 고장 영역을 확대 촬영하기 위한 비행 제어값을 산출한 후 드론(100)에 제공함으로써, 드론(100)이 고장 영역을 근접 비행하면서 고장 영역을 확대 및 정밀 촬영한 이미지들을 획득 및 제공할 수 있도록 한다.
즉, 고장 분석부(240)는 고장 영역 검출 여부에 따라 드론(100)의 비행 속도 및 높이를 다단 조정함으로써, 고장 영역 미 검출시에는 드론(100)이 상대적으로 넓은 범위를 개략적으로 촬영한 이미지들을 획득 및 제공하되, 고장 영역 검출시에는 고장 영역에 대응하는 협소 범위를 정밀 촬영한 이미지를 획득 및 제공할 수 있도록 한다. 이는 고장 영역 검출을 위한 드론의 전체 비행 시간을 최소화하면서도, 고장 영역의 검출 정확성을 극대화될 수 있도록 하기 위함이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 가시광 이미지 분석부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가시광 이미지 분석부(220)는 이미지 와핑부(221), 태양광 패널 외관 분석부(222), 외부 잡음 검출부(223) 등을 포함할 수 있다.
이미지 와핑부(221)는 가시광 이미지와 열화상 이미지의 해상도와 좌표가 서로 상이함을 고려하여, 열화상 이미지에 맞춰 가시광 이미지의 해상도를 조절하고 이미지 와핑(Image Warping) 등을 통해 방사왜곡과 접선왜곡 등으로 왜곡된 이미지를 보정하는 기하학적 변형(Geometric Transformation) 작업을 수행한 후, 이미지 매칭 작업을 통해 열화상 영상 이미지와 동일한 해상도 및 좌표를 구한다.
태양광 패널 외관 분석부(222)는 이미지 와핑부(221)에서 처리된 이미지에서 태양광 패널의 위치 좌표를 추출하기 위해서, 가시광 이미지를 이진화한 후 외곽선을 검출한다. 그리고 직선 검출 알고리즘(Hough Transform)을 통해 태양광 패널의 외곽선에 대응되는 직선 영역을 수집 및 그룹핑하여 태양광 패널 영역을 검출한다. 그리고 블러(Blur) 및 컨볼루션(Convolution) 등의 이미지 전처리 작업과 가우시안 필터링 작업을 통해 이미지 화질을 개선한 후, 태양광 패널 영역으로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 추가 파악하도록 한다.
외부 잡음 검출부(223)는 가시광 이미지내 태양광 패널 영역의 색상 분포를 분석하여 도 6에서와 같이 드론 그림자가 드리워지나 태양빛이 반사되는 잡음 영역을 파악하고, 잡음 영역의 위치 또한 추가적으로 획득 및 저장한다.
더하여, 본 발명의 외부 잡음 검출부(223)는 잡음 영역이 검출되면, 드론(100)의 해당 이미지 촬영 시간과 위치를 파악 및 저장함으로써, 차후 드론이 해당 위치를 다른 시간대에 다시 한번 더 촬영할 수 있도록 한다.
즉, 시간대별로 태양 위치가 변화되며, 태양 위치에 따라 드론 그림자 및 태양빛 반사 위치가 종속 가변됨을 고려하여, 잡음 영역 발생 가능성이 낮아지는 또 다른 시간대에 해당 잡음 영역에 상응하는 지점을 재촬영 및 분석함으로써, 잡음 영역 발생에 따른 모니터링 영역 누락 가능성이 사전 방지될 수 있도록 한다.
도 7는 본 발명에 일 실시예에 따른 가시광 이미지 분석부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열화상 이미지 분석부(230)는 관심 영역 추출부(231), 고장 영역 검출부(222) 및 외부 잡음 제거부(233) 등을 포함할 수 있다.
관심 영역 추출부(231)는 가시광 이미지내 태양광 패널 영역에 기반하여 열화상 이미지내 태양광 패널이 촬영된 영역을 확인한 후, 이를 관심 영역(ROI ; Region of Interest)으로 추출한다.
고장 영역 검출부(232)는 관심 영역의 온도 분포를 확인하면서, 비정상적 온도값(예를 들어, 주변 픽셀과의 온도차가 기 설정 값 이상)인 픽셀들을 선택 및 그룹핑하는 방식으로 적어도 하나의 고장 영역을 검출한다.
외부 잡음 제거부(233)는 고장 영역에서 외부 잡음 검출부(223)의 잡음 영역을 제외시켜 고장 영역을 보정한 후 출력함으로써, 영역 보정 동작을 수행함으로써, 드론 그림자와 태양빛 중 적어도 하나에 의한 고장 오검출 가능성을 사전 차단하도록 한다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 분석부의 고장 분석 및 안내 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 고장 정보는 텍스트, 이미지, 안내 음성 중 적어도 하나로 구현되어, 사용자에게 시청각적으로 제공될 수 있다.
도 8의 (a)에서와 같이, 본 발명의 고장 분석부(240)에서는 고장 영역의 외곽선에 대응되는 경계 박스를 생성한 후, 이를 가시광 이미지와 열화상 이미지 중 적어도 하나에 오버레이시켜 표시함으로써, 사용자가 태양광 패널의 어느 부위에 고장이 발생한 건지 명시적으로 인지할 수 있도록 한다.
또한 도 8의 (b)에서와 같이, 고장 유형, 고장 검출 일시, 온도 변화 패턴, 고장 위험도 등을 안내하는 부가 정보를 생성한 후, 경계 박스에 링크시켜 추가 제공함으로써, 고장 관련 상세 정보를 별도의 정보 검색 동작 없이 즉각적으로 인지할 수도 있도록 한다.
예를 들어, 부가 정보는 경계 박스에 인접 표시되는 형태로 제공되거나, 고장 영역 선택 동작에 의해 활성화되어 표시되는 팝업 창을 통해 별도 제공될 수 있다. 물론, 이러한 정보 표시 방법은 시스템 적용 환경 및 사용자 요청에 따라 차후 다양하게 변경될 수 있음은 당연할 것이다.
더하여, 도 8의 (c)에서와 같이, 고장 유형 각각에 대응되는 후속 조치 방법을 정의한 후, 고장 유형 안내를 위한 텍스트 또는 이미지에 이를 링크시켜 제공해줌으로써, 태양광 발전 시스템에 대한 해박한 지식이 없는 사용자, 즉 비숙련자 또한 이를 참고하여 태양광 발전 시스템의 유지 관리 동작을 보다 손쉽게 수행할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (8)

  1. 다수의 태양광 패널이 설치된 지역의 상공을 비행하면서, 가시광 이미지와 열화상 이미지를 동시에 획득 및 제공하는 적어도 하나의 드론; 및
    상기 드론이 제공하는 상기 가시광 이미지를 통해서는 상기 열화상 이미지내 태양광 패널의 전체 위치 및 셀별 세부 위치를 식별하고, 상기 열화상 이미지를 통해서는 고장난 태양광 패널 또는 셀을 영역 단위로 검출 및 통보하는 모니터링 장치를 포함하며,
    상기 모니터링 장치는
    고장 영역의 형태, 크기 및 온도값에 기반하여 고장 여부, 고장 유형 및 고장 위험도를 확인 및 통보하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 장치는
    상기 드론이 동시 제공하는 가시광 이미지와 열화상 이미지를 수신하는 통신부;
    이미지 변형 및 매칭 작업을 통해 상기 열화상 이미지와 상기 가시광 이미지의 해상도 및 좌표를 일치시킨 후, 상기 가시광 이미지로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 파악함과 동시에 태양빛 및 드론에 의한 잡음 영역을 파악하는 가시광 이미지 분석부;
    상기 가시광 이미지의 태양광 패널 전체 위치에 기반하여 상기 열화상 이미지내 관심 영역을 설정한 후, 상기 관심 영역의 온도 분포를 분석하여 고장 영역을 검출하고, 상기 잡음 영역을 상기 고장 영역에서 제거하는 열화상 이미지 분석부; 및
    상기 고장 영역의 형태, 크기 및 온도값에 기반하여 고장 여부, 고장 유형 및 고장 위험도를 확인 및 통보하는 고장 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가시광 이미지 분석부는
    이미지 변형 및 이미지 매칭 작업을 통해 상기 열화상 이미지와 상기 가시광 이미지의 해상도 및 좌표를 일치시키는 이미지 와핑부;
    상기 가시광 이미지를 이진화한 후 태양광 패널에 대응되는 외곽선을 수집 및 그룹핑하여 태양광 패널 영역을 검출하고, 태양광 패널 영역으로부터 태양광 패널의 전체 위치와 셀별 세부 위치를 유추하는 태양광 패널 외관 분석부;
    상기 태양광 패널 영역의 색상 분포를 분석하여 드론 및 태양빛에 의한 잡음이 발생한 잡음 영역을 검출하는 외부 잡음 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외부 잡음 검출부는
    잡음 영역 검출시 상기 드론의 이미지 촬영 시간 및 위치를 획득 및 저장하여, 상기 드론이 잡음 영역 발생 지점을 다른 시간대에 재촬영할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 열화상 이미지 분석부는
    상기 가시광 이미지의 태양광 패널 전체 위치에 기반하여 열화상 이미지내 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출부;
    상기 관심 영역의 온도 분포에 기반하여, 비정상적 온도값을 가지는 픽셀을 선택 및 그룹핑하여 고장 영역을 검출하는 고장 영역 검출부; 및
    상기 고장 영역에서 상기 잡음 영역을 제외시킴으로써, 상기 고장 영역을 보정하는 외부 잡음 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고장 분석부는
    상기 가시광 이미지와 상기 열화상 이미지 중 적어도 하나에 고장 영역 표시를 위한 경계 박스를 오버레이시켜 제공하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 고장 분석부는
    고장 유형, 고장 검출 일시, 온도 변화 패턴, 고장 위험도, 고장 유형에 따른 후속 조치 방법 중 적어도 하나를 상기 경계박스에 링크시켜 추가 제공하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 고장 분석부는
    고장 영역 검출시, 상기 드론의 비행 속도 및 높이 조정을 통해 상기 고장 영역을 확대 촬영하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반 대단위 태양광 패널 고장 모니터링 시스템.
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