[发明专利]一种基于航拍图像的光伏组串位置确定方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于航拍图像的光伏组串位置确定方法及系统，涉及太阳能光伏电站运维及图像处理技术领域，该方法包括：建立光伏电站的样本数据集，并基于样本数据集对改进的U‑Net模型进行训练，得到目标分割模型；将获取的目标光伏电站的航拍图像输入到目标分割模型中，以确定目标光伏电站的光伏组串分割结果图；采用形态学图像处理算法对光伏组串分割结果图进行处理，以确定目标光伏电站中各个光伏组串的位置信息和尺寸信息。本发明能够准确检测出光伏电站中光伏组串的位置信息和尺寸信息，以便于航线规划和光伏电站的数字化和信息化管理。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电站运维及图像处理技术领域，特别是涉及一种基于航拍图像的光伏组串位置确定方法及系统。

背景技术

无人机巡检已经在光伏电站大规模推广应用。为了实现无人机对光伏电站的全自动高效巡检，须根据精准的光伏电站组串分布地图，确定光伏组串位置，从而规划出高效的巡航路线，节省宝贵的巡航时间。此外，精准的光伏电站组串分布地图对查找定位缺陷光伏组串、光伏电站的数字化管理、光伏电站资产评估以及光伏电站施工验收等方面均有重要意义。绘制精准的光伏电站组串分布地图，需要获得光伏组串的具体位置、具体形状等数据。现存的人工勘测需要大量时间，成本高昂，且在一些地形复杂的光伏电站，人工测量也存在一定的安全隐患。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种基于航拍图像的光伏组串位置确定方法及系统，能够准确检测出光伏电站中光伏组串的位置信息和尺寸信息，以便于航线规划和光伏电站的数字化和信息化管理。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种基于航拍图像的光伏组串位置确定方法，包括：

建立光伏电站的样本数据集，并基于所述样本数据集对改进的U-Net模型进行训练，得到目标分割模型；

获取目标光伏电站的航拍图像；

将所述目标光伏电站的航拍图像输入到目标分割模型中，以确定所述目标光伏电站的光伏组串分割结果图；

采用形态学图像处理算法对所述光伏组串分割结果图进行处理，以确定所述目标光伏电站中各个光伏组串的位置信息和尺寸信息；所述光伏组串的位置信息包括光伏组串中心点图像坐标和光伏组串中心点地理位置坐标；所述光伏组串的尺寸信息包括光伏组串像素级长度、光伏组串像素级宽度、光伏组串实际长度和光伏组串实际宽度；

其中，所述样本数据集包括多个样本，且所述样本包括子图片以及所述子图片对应的光伏组串位置信息；所述光伏组串位置信息包括图像坐标和地理位置坐标；所述子图片为包含光伏组串的图片；

改进的所述U-Net模型为采用scSE模块对U-Net模型进行改进后得到的模型。

可选地，所述样本数据集的构建过程为：

获取不同的光伏电站的航拍图像；

对每张所述航拍图像均进行分割处理以得到多张子图片，并使用数据集标注软件，将每张所述子图片中的光伏组串标注出来，以确定每张所述子图片对应的光伏组串位置信息；

或者，使用数据集标注软件对每张所述航拍图像中的光伏组串标注出来，并对光伏组串标注出来的航拍图像进行分割，以确定每张子图片对应的光伏组串位置信息。

可选地，改进的所述U-Net模型包括收缩路径和扩展路径；

所述收缩路径包括多个第一模块；每个所述第一模块均包括卷积层和池化层，且所述第一模块中的所述卷积层和所述池化层之间均设置有所述scSE模块；

所述扩展路径包括多个第二模块和一个输出模块；每个所述第二模块均包括卷积层和上卷积层，且按照信息传输方向，除了第一个所述第二模块外，其他所述第二模块中的所述卷积层和所述上卷积层之间均设置有所述scSE模块。