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原文传递现场检测光伏组件缺陷的识别装置

专利名称：	现场检测光伏组件缺陷的识别装置
摘要：	本发明公开了一种现场检测光伏组件缺陷的识别装置，包括电源，用于给光伏组件供电，所述光伏组件发出红外线；红外摄像头，用于接收所述光伏组件发出的红外线并拍摄光伏组件EL视频图像；FPGA平台，用于检测红外摄像头拍摄的EL视频图像，识别并定位光伏组件EL视频图像中的缺陷；所述FPGA平台包括：图像采集模块，用于对视频图像进行采集和解码；图像预处理模块，用于将采集的所述视频图像转换为算法能够处理的大小和形状；目标检测算法模块，用于对预处理后的图像进行特征提取，通过目标检测算法对缺陷特征进行识别和定位；显示器。本发明的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其能够实现对光伏组件安装后或运行阶段的快速、高效、实时的准确检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	苏州热工研究院有限公司
发明人：	陈亚彬;李强;张镇滔;邹平国;张文中
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910751553.3
公开号：	CN110487802A
代理机构：	苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：	吴芳
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	215004 江苏省苏州市西环路1788号
主权项：	1.一种现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：包括如下部件，电源，用于给光伏组件供电，所述光伏组件发出红外线；红外摄像头，用于接收所述光伏组件发出的红外线并拍摄光伏组件EL视频图像； FPGA平台，用于检测红外摄像头拍摄的EL视频图像，识别并定位光伏组件EL视频图像中的缺陷；所述FPGA平台包括：图像采集模块，用于对视频图像进行采集和解码；图像预处理模块，用于将采集的所述视频图像转换为算法能够处理的大小和形状；目标检测算法模块，用于对预处理后的图像进行特征提取，通过目标检测算法对缺陷特征进行识别和定位；显示器，用于实时显示缺陷识别后的组件EL视频图像。 2.根据权利要求1所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述目标检测算法包括如下处理步骤：将经过图像预处理模块预处理好的视频图像输入到检测网络中，通过多层卷积神经网络处理提取图像特征，再通过全连接层得到各个缺陷的置信度、缺陷检测框的坐标及缺陷类别的概率值，最后利用非极大值抑制算法筛选出得分最高的检测框，输出目标检测的结果，给出检测框位置和最大概率值对应的缺陷类别，完成缺陷识别和缺陷定位。 3.根据权利要求2所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述目标检测算法具体包括以下处理步骤： (1)图像处理：将预处理好的图像划分为多个格栅，每个格栅负责检测落在其中的缺陷及相应类别，得到预测张量； (2)检测网络：目标检测算法的检测网络包括用于提取图像特征的卷积层和用于预测图像位置、类别概率值的全连接层，通过将图像处理得到的预测张量输入到检测网络中进行处理，最终输出得到各个格栅对应的预测张量，该预测张量包括检测框的坐标预测值、对应置信度及缺陷类型概率值； (3)窗口筛选：在检测网络输出的预测张量中，利用非极大值抑制算法提取出分数最高的检测框，用于指示最终缺陷的位置并在图像中显示出来。 4.根据权利要求3所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：步骤(1)的图像处理具体包括以下步骤：将预处理好的图像划分为SS个格栅，每个格栅负责检测落在其中的缺陷及相应类别：①每个格栅预测B个检测框的坐标及相应的置信度，包括该格栅是否包含缺陷及检测框坐标的准确性；②每个格栅预测C个条件类别概率，即在确定该格栅包含缺陷的前提下，缺陷类型为Ci的概率(i＝1,2,...,C)；最终得到SS(B5+C)的预测张量。 5.根据权利要求3所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述目标检测算法还包括样本训练步骤，所述样本训练步骤包括：对缺陷图像进行人工标注，利用现有的组件缺陷图像分别标记缺陷位置和缺陷类型，建立光伏组件缺陷图像数据集；在缺陷图像标注完成后将图像大小调整统一，并且分为训练集、验证集和测试集三部分，用于训练检测网络算法。 6.根据权利要求3所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述FPGA平台包括SDRAM控制器以及SDRAM存储器，标注有缺陷位置和类型的视频图像通过SDRAM控制器输入至SDRAM存储器中，通过SDRAM存储器将识别好的视频图像输出至LCD液晶显示器中实时显示。 7.根据权利要求1所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述红外摄像头采用CMOS传感器，所述红外摄像头包括高通滤波片以通过红外光。 8.根据权利要求1-7任意一项所述的现场检测光伏组件缺陷的识别装置，其特征在于：所述电源为移动电源；所述红外摄像头与所述FPGA平台之间通过数据连接线连接。
所属类别：	发明专利