[发明专利]一种基于CCD相机的光伏组件图像校正方法

说明书

本发明公开了一种基于CCD相机的光伏组件图像校正方法，对待校正图像进行全局阈值分割；进行相应的形态学处理；进行轮廓检测得到2D点集并建立点集的最小外接矩形；根据最小外接矩形的四个顶点坐标，对原图像进行粗校正；粗校正后的图像进行直线检测，根据直线的位置关系得到12个关键交点的坐标；根据12个关键交点的坐标解算出三次多项式校正公式中的系数，对粗校正后的图像进行三次多项式校正；对三次多项式校正的结果进行双线性插值，得到最后精确校正的图像。优点：本发明能够对光伏组件图像中任意角度的倾斜变形进行校正，并能够很好地消除拍摄过程中产生的透视变形，还原光伏组件的实际尺寸，在光伏电站巡检中有着很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于CCD相机的光伏组件图像校正方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

光伏组件往往设置在比较恶劣的户外环境中，从而导致光伏组件各种故障频频发生，严重影响组件的发电效率，所以对光伏组件进行巡检是光伏系统运维的重要工作。

现如今光伏电站的巡检方式主要分为人工巡检以及无人机巡检。人工巡检成本较高且效率低下，此外，对于安装在屋顶上的分布式光伏阵列，人工巡检的运维方式会带来一定的安全隐患。而使用搭载CCD相机的无人机检测光伏组件成本较低，检测速度快并能够在恶劣的环境下工作，使用搭载CCD相机的无人机巡检光伏组件已经成为光伏系统运维的主流。

由于巡检无人机机载CCD相机拍摄角度与光伏组件放置角度的不同，会导致CCD相机采集到的光伏组件图像存在不同程度的倾斜形变以及透视形变。针对倾斜形变以及透视形变，常用的校正方法是通过对待校正图像进行投影变换实现校正。应用于光伏组件图像时，仅用投影变换的方法进行校正，在组件边框处几何尺寸还原效果较好，但对于组件边框内部细节处还原效果一般。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服传统投影变换后组件图像中细节还原效果较差的技术问题，提供一种基于CCD相机的光伏组件图像校正方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于CCD相机的光伏组件图像校正方法，包括如下步骤：

步骤1，对待校正图像进行全局阈值分割，得到组件图像的二值图；

步骤2，对步骤1得到的二值图进行相应的形态学处理，将组件图像中的栅线全部消除；

步骤3，对步骤2得到的图像进行轮廓检测，并根据轮廓的面积进行筛选，得到组件边框的轮廓，保存为2D点集并建立点集的最小外接矩形；

步骤4，根据步骤3得到最小外接矩形的四个顶点坐标，对原图像进行投影变换，完成粗校正；

步骤5，对步骤4得到的粗校正后的图像进行直线检测，并求解直线交点，并根据直线的位置关系得到12个关键交点的坐标；

步骤6，根据12个关键交点的坐标解算出三次多项式校正公式中的系数，然后对粗校正后的图像进行三次多项式校正；

步骤7，对三次多项式校正的结果进行双线性插值，得到最后精确校正的光伏组件图像。

进一步的，在对待校正图像进行全局阈值分割时，根据组件颜色设置全局阈值。

进一步的，所述形态学处理过程为：

首先对二值图进行闭运算，消除二值图中狭小的黑缝；然后进行开运算消除组件栅线。

进一步的，根据光伏组件在图像中的像素面积对轮廓进行筛选，得到组件边框的轮廓。

进一步的，对原图像进行投影变换，完成粗校正。

进一步的，对粗校正后的图像应用Hough变换进行直线检测，并根据组件边框以及栅线在图像中的实际长度设置阈值进行筛选。