【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种日光下硅基光伏组件检测方法，涉及光伏，具体涉及一种基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法。
技术介绍
1、针对传统能源过度使用所引发的环境污染和能源短缺等问题，目前正大力发展清洁能源。由于太阳能具有的安全、清洁和可再生等特点，太阳能光伏产业蓬勃发展。光伏组件是太阳能光伏产业的核心组成器件，其中的微小缺陷往往会极大影响其发电效果和使用寿命、甚至引发火灾。但光伏组件检测存在工作时间长，拆卸过程易二次损伤等问题。因此，工作状态下光伏组件的定时检修和维护有其重要意义。
2、光伏组件检测方案主要有可见光检测、红外热成像检测、发光成像检测等。可见光检测常采用无人机拍摄方式，具有分辨率高和检测面积广的优势，但可检测缺陷类型非常有限。红外热成像检测利用光伏组件中缺陷区域的异常发热现象检测缺陷位置，但无法获得缺陷类型与形态等具体信息。发光成像检测可分为电致发光和光致发光检测，需要外加电压或特定波长光照激发光伏组件，获取发光图像，能够检测隐裂、黑点等不可见缺陷。
3、现阶段，工作状态下光伏组件检测多采用可见光与红外热成像配合检测，检测效率高，但无法判定缺陷成因和形态。传统发光成像检测技术需在黑暗环境中进行，检测应用条件具有一定局限性，尚未较好的实现日光下工作状态中的光伏组件发光成像检测技术。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法。方法基于短波红外发光成像检测技术，实现日光下工作
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，包括：
4、开始时准备检测工作所需的检测设备，准备手持、台式或无人机搭载的红外检测设备，以及本专利技术的全套非接触式检测设备，确认无异常后开始后续检测步骤。若光伏组件分布范围小、密度低，则使用手持或台式红外检测设备进行检测，若光伏组件分布范围广、密度高，则使用无人机搭载的红外检测设备进行检测。
5、s1、在太阳的光线照射下，对待运维区域中通过工作中光伏电路串联的工作状态下的若干光伏组件进行地面或无人机红外检测，获取各个光伏组件的红外图像。
6、s2、对各个光伏组件的红外图像进行异常检测，获取存在异常发热区域的光伏组件的红外图像；对存在异常发热区域的每个光伏组件进行定位，将光伏组件的红外图像中的异常发热区域作为待检测区域。
7、若未发现异常，则重复步骤s1-s2，依次检测其余光伏组件；若所有光伏组件均未发现，则认为该区域内的光伏组件均无可导致发热的异常缺陷，该区域运维结束。
8、s3、针对每个存在异常发热区域的光伏组件，将光伏组件检测设备布设在光伏组件的待检测区域位置处，通过光伏组件检测设备使用两阶段拍摄方式，获取待检测区域位置处的短波红外发光图像。
9、s4、光伏组件检测设备将获取的两阶段的待检测区域位置的短波红外发光图像使用图像检测算法处理后获得缺陷检测结果，完成日光下光伏组件的检测。
10、所述的步骤s1中，针对待运维区域内的每个光伏组件，使用地面上布设的手持或台式红外检测设备或无人机搭载的红外检测设备拍摄光伏组件在日光下的工作状态下的完整表面的红外图像。红外检测设备具体为红外热成像相机。
11、针对面积小、分布密度低的光伏组件运维区域，使用手持或台式红外检测设备，将设备放置于适当距离，以垂直于光伏组件表面、能清晰拍摄到光伏组件全貌且不造成遮挡为佳。
12、针对面积广、分布密度高的光伏组件运维区域，根据光伏组件分布平面图，规划并制定无人机飞行路线，确保检测航线覆盖全部组件。使用无人机搭载的红外热成像相机进行航拍，当飞行到待检测的光伏组件正上方时，完整拍摄工作状态中的光伏组件的正视图。
13、所述的步骤s1中，光伏组件上包括矩形阵列布置的若干电池片单元，各个电池片单元按组划分，每组电池片单元之间相互串联，每组串联组之间并联，待检测区域中包括一块或多块异常发热的电池片单元。
14、所述的步骤s2中，针对每个光伏组件的红外图像，在异常检测时，若红外图像中存在某个区域的温度值超过温度阈值，则将该区域作为异常发热区域。
15、所述的步骤s3中，光伏组件检测设备包括图像采集设备、检测遮光罩、主控上位机和控制遮光罩，图像采集设备安装在检测遮光罩的中心并朝向检测遮光罩的开口方向，图像采集设备电连接安装有图像检测算法的主控上位机。
16、通过光伏组件检测设备进行两阶段图像获取，针对每个光伏组件的待检测区域，具体如下：
17、一阶段拍摄时，光伏组件正常运行，将检测遮光罩遮挡在待检测区域处的各个电池片单元上，此时图像采集设备朝向各个电池片单元，主控上位机控制图像采集设备连续拍摄待检测区域的一组n张异常发热区域图像并传输至主控上位机；二阶段拍摄时，检测遮光罩始终遮挡在待检测区域处，将控制遮光罩遮挡在光伏组件上的其它区域中与待检测区域的每个电池片单元串联的其中一个电池片单元上，再通过主控上位机控制图像采集设备连续拍摄待检测区域的一组n张异常发热区域图像并传输至主控上位机。
18、所述的检测遮光罩包括固定横向支架、四个方向可调节四向连接件、长度可调节横向支架、长度可调节纵向支架、四个方向可调节三向连接件和遮光布，固定横向支架包括四根短连杆和两根长连杆，四根短连杆通过四个方向可调节四向连接件连接形成矩形结构，两根长连杆交叉连接在四个方向可调节四向连接件上，两根长连杆的交叉处开设有相机安装孔，图像采集设备安装在相机安装孔处，确保能够完整、清晰地拍摄到检测遮光罩内的光伏组件图像；长度可调节纵向支架包括四根第一长度可调节连接杆，四根第一长度可调节连接杆的一端分别连接四个方向可调节四向连接件，四根第一长度可调节连接杆的另一端分别连接四个方向可调节三向连接件，长度可调节横向支架包括四根第二长度可调节连接杆，四根第二长度可调节连接杆通过四个方向可调节三向连接件连接形成矩形结构，长度可调节横向支架平行于固定横向支架，且平行于光伏组件表面。
19、长度可调节连接杆包括外螺纹连接杆和内螺纹连接杆，外螺纹连接杆螺纹套装在内螺纹连接杆中，通过外螺纹连接杆和内螺纹连接杆的螺纹连接处的螺纹旋转进行长度可调节连接杆的长度的调节；通过长度可调节横向支架和长度可调节纵向支架的长度调节将检测遮光罩变形为高度变化的倒棱台状、矩状和棱台状，从而调节长度可调节横向支架的面积来改变检测遮光罩的遮挡面积。
20、遮光布整体罩在固定横向支架和长度可调节纵向支架上，使得长度可调节横向支架形成的矩形开口作为检测遮光罩的开口处，图像采集设备朝向长度可调节横向支架的中心位置处。
21、检测遮光罩由立方体框架和遮光布组成。立方体框架顶面开口，与短波红外相机配合；底面敞开，完整覆盖在光伏组件的待检测区域，四边与光伏组件表面贴合；顶面和四周面覆盖遮光布。立方体框架本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤S1中，针对待运维区域内的每个光伏组件(2)，使用地面上布设的手持或台式红外检测设备或无人机搭载的红外检测设备拍摄光伏组件(2)在日光下的工作状态下的完整表面的红外图像。
3.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤S1中，光伏组件(2)上包括矩形阵列布置的若干电池片单元，各个电池片单元按组划分，每组电池片单元之间相互串联，每组串联组之间并联，待检测区域(3)中包括一块或多块异常发热的电池片单元。
4.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤S2中，针对每个光伏组件(2)的红外图像，在异常检测时，若红外图像中存在某个区域的温度值超过温度阈值，则将该区域作为异常发热区域。
5.根据权利要求3所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤S3中，光伏组
6.根据权利要求5所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的检测遮光罩(5)包括固定横向支架(502)、四个方向可调节四向连接件(503)、长度可调节横向支架(504)、长度可调节纵向支架(505)、四个方向可调节三向连接件(506)和遮光布，固定横向支架(502)包括四根短连杆和两根长连杆，四根短连杆通过四个方向可调节四向连接件(503)连接形成矩形结构，两根长连杆交叉连接在四个方向可调节四向连接件(503)上，两根长连杆的交叉处开设有相机安装孔(501)，图像采集设备(4)安装在相机安装孔(501)处；长度可调节纵向支架(505)包括四根第一长度可调节连接杆，四根第一长度可调节连接杆的一端分别连接四个方向可调节四向连接件(503)，四根第一长度可调节连接杆的另一端分别连接四个方向可调节三向连接件(506)，长度可调节横向支架(504)包括四根第二长度可调节连接杆，四根第二长度可调节连接杆通过四个方向可调节三向连接件(506)连接形成矩形结构，长度可调节横向支架(504)平行于固定横向支架(502)，且平行于光伏组件(2)表面；
7.根据权利要求6所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的图像采集设备(4)采用短波红外相机，在短波红外相机的镜头前配备1100-1200nm窄带通滤光片。
8.根据权利要求5所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的一阶段拍摄时，检测遮光罩(5)遮挡在待检测区域(3)处的各个电池片单元上，根据待检测区域(3)中电池片单元的大小调整检测遮光罩(5)遮挡面积的大小，使得被遮挡的每个电池片单元被覆盖的范围不超过电池片单元自身面积的2/3；当待检测区域(3)中的电池片单元的数量较多时，则采用多次采集的方式，在N次移动拍摄中每次通过检测遮光罩(5)遮挡住待检测区域(3)中的若干电池片单元，直至所有的异常发热区域的电池片单元均被遮挡过且拍摄过图像；
9.根据权利要求5所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤S4中，当一阶段和二阶段均只拍摄了一组n张异常发热区域图像时，将一阶段拍摄的n张异常发热区域图像和二阶段拍摄的n张异常发热区域图像输入主控上位机(6)中使用图像检测算法进行处理，首先进行预处理，将一阶段拍摄的n张异常发热区域图像进行像素级平均后获得单张第一阶段图像，再将二阶段拍摄的n张异常发热区域图像进行像素级平均后获得单张第二阶段图像，将第二阶段图像和第一阶段图像进行像素级作差后获得目标区域发光图像；然后对目标区域发光图像进行缺陷检测，最终获得缺陷检测结果；
10.根据权利要求9所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的缺陷检测具体采用形态学处理或深度学习算法U-Net网络。
...【技术特征摘要】
1.一种基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤s1中，针对待运维区域内的每个光伏组件(2)，使用地面上布设的手持或台式红外检测设备或无人机搭载的红外检测设备拍摄光伏组件(2)在日光下的工作状态下的完整表面的红外图像。
3.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤s1中，光伏组件(2)上包括矩形阵列布置的若干电池片单元，各个电池片单元按组划分，每组电池片单元之间相互串联，每组串联组之间并联，待检测区域(3)中包括一块或多块异常发热的电池片单元。
4.根据权利要求1所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤s2中，针对每个光伏组件(2)的红外图像，在异常检测时，若红外图像中存在某个区域的温度值超过温度阈值，则将该区域作为异常发热区域。
5.根据权利要求3所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的步骤s3中，光伏组件检测设备包括图像采集设备(4)、检测遮光罩(5)、主控上位机(6)和控制遮光罩(8)，图像采集设备(4)安装在检测遮光罩(5)的中心并朝向检测遮光罩(5)的开口方向，图像采集设备(4)电连接安装有图像检测算法的主控上位机(6)；
6.根据权利要求5所述的基于短波红外相机的日光下硅基光伏组件检测方法，其特征在于：所述的检测遮光罩(5)包括固定横向支架(502)、四个方向可调节四向连接件(503)、长度可调节横向支架(504)、长度可调节纵向支架(505)、四个方向可调节三向连接件(506)和遮光布，固定横向支架(502)包括四根短连杆和两根长连杆，四根短连杆通过四个方向可调节四向连接件(503)连接形成矩形结构，两根长连杆交叉连接在四个方向可调节四向连接件(503)上，两根长连杆的交叉处开设有相机安装孔(501)，图像采集设备(4)安装在相机安装孔(501)处；长度可调节纵向支架(505)包括四根第一长度可调节连接杆，...
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