1.一种光伏电池阴影遮挡的图像识别方法,其特征在于,该方法包括:步骤1:在电站运行正常时,获取光伏电池温度的原始图像,将其作为原始样本图像;
步骤2:拍摄待检测图像;
步骤3:将原始样本图像和待检测图像转换成灰度图像;
步骤4:将待检测图像进行四叉树分割;
步骤5:再采用亚像素梯度匹配算法,将待检测图像与原始样本图像进行匹配,找出最小的匹配值;具体包括:先进行整像素图像匹配,求出的整像素匹配区域,得出整像素匹配区域中心点的位移;计算亚像素点值,根据计算的亚像素点值,在整像素匹配区域中心点的位移上,得到亚像素图像匹配后中心点的位移,进行亚像素图像匹配得到亚像素点匹配的最小匹配值Ck(p)的值;
步骤6:均差阈值判别方法,计算出各个图像像素最小匹配值Ck(p)的均值以及均差值,当计算结果大于指定的阈值时,则认为光伏电池出现阴影遮挡,然后计算出完全被遮挡处的面积值;对“部分”遮挡的范围再继续分割,进行同样处理,直到分割成“空”和“满”为止;
计算出被阴影遮挡部分的总面积;
步骤7:选择每天的多个时间段,分别计算出被阴影遮挡的总面积,当面积值相等时,认为是实阴影遮挡;否则,认为是虚阴影遮挡;
步骤4将待检测图像进行四叉树分割:采用四叉树方法,将图像分割成四等分,第一象限G1,第二象限G2,第三象限G3,第四象限G4,判断满足“满”、“空”、“部分”三种情况的哪一种;“满”表示待检测图像全部被阴影遮挡;“空”表示待检测图像全部无阴影遮挡;“部分”表示待检测图像有的地方被阴影遮挡,而有的地方无阴影遮挡;对于“满”和“空”的情况不需要再进行图相匹配;对“部分”的待检测图像,继续分割成四等分,进行图像匹配,直到待检测图像完全为“满”和“空”为止;
其中,步骤6中判断图像是否被遮挡:
将亚像素匹配点计算出的Ck(p)的值由小到大进行排序,将排序完以后的数值记为Cs(p),s是1到K之间的整数,将10%*K取整以后的值记为L,计算平均值:
计算差值:
Zk=|Ck(p)‑C(p)|
当ZK大于指定的阈值时,则认为光伏电池被阴影遮挡;
步骤6计算被遮挡图像的面积:
对于判断出“满”的图像范围,认为是被遮挡的图像,假设整个图像的面积为S,i表示第i次分割,共需要分割c次完成,则得出第i次分割是“满”的区域的面积为 最后被遮挡处图像的面积Sz为:其中j=0,1,2,3,4;根据每次分割的“满”的个数j取不同的值。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1拍摄样本图像:在电站没有任何阴影遮挡的状态下,选择晴好天气,用高清摄像头,确定好拍摄位置,拍摄出样本图像K个,送入图像识别模块;
步骤2拍摄待检测图像:在当前的状态下,选择晴好天气,用所述的高清摄像头,选择与步骤1同样的拍摄位置,拍摄出待检测图像K个,送入图像识别模块。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5整像素图像匹配:将每部分Gi分别在原图中寻找最佳匹配块,假设对于i=1,2,3,4,设k是1到K之间的整数,第k个样本图像中每一个像素点的像素值为fk(x,y),带上划线为均值,中心点为Pk(Xk,Yk);待检测图像每一个像素点的像素值为gk(x,y),带上划线为均值,中心点为P1k(X1k,Y1k);待检测图像像素点矩阵行和列的个数为M和N,则得出:当求得的Ck(p)值最小时,匹配到的结果图上子区的相似度最高,为求出的整像素匹配区域,得出中心点的位移为:(uk,vk)=(Xk‑X1k,Yk‑Y1k) (2)。
4.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤5计算亚像素点值:设包围亚像素点的周围四个整像素点的值:样本图像为f1,f2,f3,f4,待检测图像为g1,g2,g3,g4,亚像素点的值:样本图像为fi,待检测图像为gi,像素之间的间隔距离为R,亚像素与边界的距离为h1和h2,则得出亚像素点fi的值为:同理可得出亚像素点gi的值为:
5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤5亚像素图像匹配:对于每个待匹配图像,有如下公式:
可以得出:
从而计算出dx和dy的值,得出中心点的位移为:
(uk,vk)=(Xk‑X1k‑dxk,Yk‑Y1k‑dyk) (12)因此带入到公式(1)可以计算出亚像素匹配的Ck(p)的值。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,选择每天的多个时间段,分别计算出被阴影遮挡的总面积,当面积值相等时,认为是实阴影遮挡;否则,认为是虚阴影遮挡。