本發(fā)明涉及光伏組件，具體為基于機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著太陽能行業(yè)的快速發(fā)展，光伏組件的產(chǎn)量和銷售量逐年增加。然而，在光伏組件的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，el(電荷耦合器件)缺陷問題日益突出；el缺陷會影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率和壽命，會導(dǎo)致光伏組件性能下降，甚至影響整個系統(tǒng)的安全性和可靠性，因此，需要及時檢測和排除。

2、公開號為cn215987376u的中國專利公開了一種基于雙光技術(shù)的光伏組件熱斑無人機(jī)自動檢測系統(tǒng)，包括飛行器及控制器，飛行器搭載有機(jī)器視覺模塊；控制器集成有智能診斷模塊、熱斑定位模塊以及控制模塊；可以利用飛行器對光伏電站光伏組件熱斑進(jìn)行識別定位，完成光伏電站組件自動巡檢及熱斑自動定位，為光伏電站運(yùn)維人員提供可靠、高效的巡檢手段；但是該專利存在以下缺陷：

3、現(xiàn)有的光伏組件el缺陷檢測不能對光伏組件el缺陷進(jìn)行較好地定位和分類，不能有效識別各種類型的光伏組件el缺陷，使得檢測準(zhǔn)確性低，且不能快速處理大量的光伏組件el缺陷圖像，使得檢測時間長，缺陷檢測效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測系統(tǒng)，可對光伏組件el缺陷進(jìn)行較好地定位和分類，能有效識別各種類型的光伏組件el缺陷，使得檢測準(zhǔn)確性高，且能快速處理大量的光伏組件el缺陷圖像，使得檢測時間短，可提升缺陷檢測效率，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測系統(tǒng)，包括：

4、圖像采集模塊，用于采集基于機(jī)器視覺的光伏組件el實(shí)時圖像；

5、圖像處理模塊，用于對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行處理，確定光伏組件el特征圖像；

6、模型訓(xùn)練模塊，用于構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測模型；

7、測試優(yōu)化模塊，用于對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行測試優(yōu)化，確定最佳的光伏組件el缺陷檢測模型；

8、缺陷檢測模塊，用于對光伏組件el缺陷進(jìn)行識別檢測，確定光伏組件el缺陷檢測結(jié)果；

9、數(shù)據(jù)管理模塊，用于對光伏組件el特征圖像及光伏組件el缺陷進(jìn)行顯示，且對分類后的有缺陷的光伏組件和無缺陷的光伏組件的信息進(jìn)行存儲，存儲所有經(jīng)過檢測的光伏組件信息。

10、優(yōu)選的，所述圖像采集模塊包括：

11、光源照明單元，用于提供合適的光源，對待拍攝的光伏組件進(jìn)行照明；

12、圖像獲取單元，用于采用高分辨率的工業(yè)相機(jī)對光伏組件進(jìn)行拍攝，獲取清晰、準(zhǔn)確的基于機(jī)器視覺的光伏組件el實(shí)時圖像。

13、優(yōu)選的，所述圖像處理模塊包括：

14、圖像濾波單元，用于對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行濾波處理；

15、獲取基于機(jī)器視覺的光伏組件el實(shí)時圖像；

16、基于中值濾波器，對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行濾波處理；

17、將光伏組件el實(shí)時圖像分為多個塊，并對每個塊內(nèi)的像素取中值；

18、如果某個像素值落在均值附近，則認(rèn)為它是圖像中的真實(shí)值，否則，將該像素視為噪聲并予以忽略；

19、圖像增強(qiáng)單元，用于對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；

20、獲取濾波處理后的光伏組件el實(shí)時圖像；

21、對濾波處理后的光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；

22、基于自適應(yīng)直方圖均衡化的方法，提高光伏組件el實(shí)時圖像中相鄰像素之間的差異，增加光伏組件el實(shí)時圖像的可讀性和對比度；

23、特征提取單元，用于對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行特征提??；

24、獲取增強(qiáng)處理后的光伏組件el實(shí)時圖像；

25、對增強(qiáng)處理后的光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行特征提?。?/p>

26、確定出基于機(jī)器視覺的光伏組件el特征圖像。

27、優(yōu)選的，圖像增強(qiáng)單元，包括：

28、圖像塊提取模塊，用于提取所述光伏組件el實(shí)時圖像對應(yīng)的多個圖像塊；

29、灰度參數(shù)值獲取模塊，用于根據(jù)每個圖像塊中所包含的像素塊的灰度值，獲取每個圖像塊對應(yīng)的灰度參數(shù)值；其中，所述灰度參數(shù)值通過如下公式獲?。?/p>

30、

31、其中，j表示灰度參數(shù)值；n表示圖像塊所包含的像素塊的個數(shù)；hi表示第i個像素塊對應(yīng)的灰度值；hp表示圖像塊對應(yīng)的灰度平均值；hz表示圖像塊所包含的所有像素塊對應(yīng)的灰度中值；

32、相鄰灰度參數(shù)值獲取模塊，用于提取每個圖像塊對應(yīng)的相鄰圖像塊的灰度參數(shù)值；

33、目標(biāo)灰度值獲取模塊，用于根據(jù)所述每個圖像塊對應(yīng)的相鄰圖像塊的灰度參數(shù)值獲取每個圖像塊中所包含的像素塊的目標(biāo)灰度值；

34、灰度值調(diào)整模塊，用于按照每個圖像塊中所包含的像素塊對應(yīng)的目標(biāo)灰度值對每個像素塊進(jìn)行灰度值調(diào)整，獲取所有像素塊完成灰度值調(diào)整的圖像塊；其中，所述所有像素塊完成灰度值調(diào)整的圖像塊即為完成圖像增強(qiáng)處理的圖像塊。

35、優(yōu)選的，目標(biāo)灰度值獲取模塊，包括：

36、灰度參數(shù)值信息提取模塊，用于提取每個圖像塊所對應(yīng)的相鄰圖像塊的灰度參數(shù)值；

37、灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述每個圖像塊所對應(yīng)的相鄰圖像塊的灰度參數(shù)值獲取每個圖像塊對應(yīng)的灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)；其中，所述灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

38、

39、其中，f表示每個圖像塊對應(yīng)的灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)；m表示每個圖像塊所相鄰的圖像塊的個數(shù)；ji表示第i個相鄰的圖像塊對應(yīng)的灰度參數(shù)值；jd表示當(dāng)前圖像塊的灰度參數(shù)值；jp表示m個相鄰像素塊對應(yīng)的灰度參數(shù)值的平均值；

40、灰度值參數(shù)信息提取模塊，用于提取每個圖像塊中所包含的像素塊的灰度值；

41、目標(biāo)灰度值獲取執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述每個圖像塊對應(yīng)的灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)結(jié)合每個圖像塊中所包含的像素塊的灰度值獲取每個像素塊對應(yīng)的目標(biāo)灰度值；其中，所述目標(biāo)灰度值通過如下公式獲?。?/p>

42、

43、其中，hm表示像素塊對應(yīng)的目標(biāo)灰度值；h0表示像素塊的灰度值；f表示每個圖像塊對應(yīng)的灰度值調(diào)節(jié)系數(shù)；hz表示圖像塊所包含的所有像素塊對應(yīng)的灰度中值。

44、優(yōu)選的，所述模型訓(xùn)練模塊包括：

45、圖像收集單元，用于收集光伏組件el缺陷歷史圖像；

46、根據(jù)光伏組件el缺陷檢測需求，收集大量的基于暗斑、電流不均、斷柵、黑斑、絨絲、se偏移、碎片、線狀隱裂、虛印、枝狀隱裂、黑片、無效片、清晰痕跡、混檔明暗片的光伏組件el缺陷歷史圖像；

47、基于光伏組件el缺陷歷史圖像作為模型訓(xùn)練樣本；

48、樣本劃分單元，用于對光伏組件el缺陷歷史圖像進(jìn)行劃分；

49、獲取光伏組件el缺陷歷史圖像；

50、對光伏組件el缺陷歷史圖像進(jìn)行劃分；

51、確定出訓(xùn)練集及測試集；

52、模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建光伏組件el缺陷檢測模型；

53、根據(jù)光伏組件el缺陷檢測需求，選擇適用于光伏組件el缺陷檢測的模型架構(gòu)；

54、基于訓(xùn)練集，對選擇的適用于光伏組件el缺陷檢測的模型架構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練；

55、確定出基于深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測模型。

56、優(yōu)選的，所述測試優(yōu)化模塊包括：

57、性能測試單元，用于對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行性能測試；

58、獲取基于深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測模型；

59、基于測試集，對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行性能測試；

60、確定出基于光伏組件el缺陷檢測模型的性能測試結(jié)果；

61、優(yōu)化調(diào)整單元，用于對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；

62、獲取基于光伏組件el缺陷檢測模型的性能測試結(jié)果；

63、對基于光伏組件el缺陷檢測模型的性能測試結(jié)果進(jìn)行深入挖掘及分析；

64、確定出基于光伏組件el缺陷檢測模型的優(yōu)化調(diào)整方案；

65、基于優(yōu)化調(diào)整方案，對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；

66、確定出最佳的光伏組件el缺陷檢測模型。

67、優(yōu)選的，所述缺陷檢測模塊包括：

68、圖像提取單元，用于提取基于機(jī)器視覺的光伏組件el特征圖像；

69、根據(jù)光伏組件el缺陷檢測需求，對基于機(jī)器視覺的光伏組件el特征圖像進(jìn)行提?。?/p>

70、缺陷檢測單元，用于對光伏組件el缺陷進(jìn)行識別檢測；

71、獲取最佳的光伏組件el缺陷檢測模型；

72、基于最佳的光伏組件el缺陷檢測模型，對光伏組件el特征圖像進(jìn)行光伏組件el缺陷識別檢測；

73、確定出基于深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測結(jié)果；

74、基于光伏組件el缺陷檢測結(jié)果，采用標(biāo)識框標(biāo)注出光伏組件el缺陷區(qū)域及其對應(yīng)種類；

75、閾值調(diào)節(jié)單元，用于對閾值接口進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)檢測精準(zhǔn)程度；

76、根據(jù)實(shí)際的工業(yè)需求，對不同類型的光伏組件el缺陷設(shè)置不同的檢測閾值及靈敏度，對閾值接口進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)檢測精準(zhǔn)程度。

77、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)管理模塊包括：

78、圖片顯示單元，用于顯示光伏組件el特征圖像；

79、其中，光伏組件el缺陷檢測時，顯示檢測完成的光伏組件el特征圖像，并根據(jù)光伏組件el缺陷檢測情況自動實(shí)時更新；

80、其中，光伏組件el缺陷檢測停止時，根據(jù)用戶需求，顯示滿足用戶需求的光伏組件el特征圖像；

81、缺陷顯示單元，用于顯示光伏組件el缺陷的相關(guān)信息；

82、光伏組件el缺陷檢測時，自動實(shí)時更新顯示檢測的光伏組件el缺陷的相關(guān)信息；

83、用戶控制單元，用于設(shè)置光伏組件el缺陷檢測參數(shù)及檢測選擇；

84、其中，光伏組件el缺陷檢測包含全種類缺陷檢測和單類缺陷檢測；

85、用戶根據(jù)想要檢測的缺陷種類進(jìn)行單類缺陷檢測；

86、其中，光伏組件el缺陷檢測參數(shù)為0.25-1.00，參數(shù)值越大，對缺陷的篩選越嚴(yán)格。

87、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)管理模塊還包括：

88、數(shù)據(jù)顯示單元，用于光伏組件el缺陷檢測時，篩選出含有缺陷的光伏組件，并將其圖片文件名和全部的缺陷信息實(shí)時更新顯示，以供查看；

89、數(shù)據(jù)分類單元，用于將有缺陷的光伏組件和無缺陷的光伏組件的信息進(jìn)行分類，用戶根據(jù)需要進(jìn)行查詢，其中，按照日期進(jìn)行分類整理；

90、數(shù)據(jù)存儲單元，用于對分類后的有缺陷的光伏組件和無缺陷的光伏組件的信息進(jìn)行存儲，存儲所有經(jīng)過檢測的光伏組件信息。

91、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

92、1、本發(fā)明通過采集基于機(jī)器視覺的光伏組件el實(shí)時圖像，對光伏組件el實(shí)時圖像進(jìn)行處理，確定光伏組件el特征圖像，根據(jù)光伏組件el缺陷檢測需求，構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的光伏組件el缺陷檢測模型，對光伏組件el缺陷檢測模型進(jìn)行測試優(yōu)化，確定最佳的光伏組件el缺陷檢測模型，基于最佳的光伏組件el缺陷檢測模型，對光伏組件el缺陷進(jìn)行識別檢測，確定光伏組件el缺陷檢測結(jié)果，采用標(biāo)識框標(biāo)注出光伏組件el缺陷區(qū)域及其對應(yīng)種類。

93、2、本發(fā)明可對光伏組件el特征圖像及光伏組件el缺陷進(jìn)行顯示，且對分類后的有缺陷的光伏組件和無缺陷的光伏組件的信息進(jìn)行存儲，存儲所有經(jīng)過檢測的光伏組件信息，可對光伏組件el缺陷進(jìn)行較好地定位和分類，能有效識別各種類型的光伏組件el缺陷，使得檢測準(zhǔn)確性高，且能快速處理大量的光伏組件el缺陷圖像，使得檢測時間短，可提升缺陷檢測效率。