利索能及
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专利号: 2020114345421
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于航拍图像中光伏组件识别的电站容量估测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过无人机拍摄光伏阵列图像,采用图像拼接和图像融合技术形成完整的光伏电站阵列图;具体过程为:步骤1.1、通过无人机拍摄不同方向角度的光伏阵列图;

步骤1.2、通过SURF特征提取方法对每幅光伏阵列图进行特征点提取,并对多幅光伏阵列图的同一特征点进行匹配;

步骤1.3、选取两幅光伏阵列图,将其中一幅光伏阵列图b通过空间变换矩阵映射到另一幅光伏阵列图a,获得同一坐标下配准图;具体过程为:将每幅光伏阵列图中任意两幅图像,取其中一幅光伏阵列图a,另一幅为光伏阵列图b,通过使用findHomography函数来求得变换矩阵H,将光伏阵列图b经过变换矩阵H进行透视变换,得到光伏阵列图b在光伏阵列图a下的表示,即同一坐标下配准图;

步骤1.4、将光伏阵列图a以及同一坐标下配准图分别映射到一幅新的空白图像中,再将两幅新的空白图像进行平移拼接即可形成拼接图;

步骤1.5、将拼接图分为重叠区域和非重叠区域,对重叠区域的像素值按一定的权值相加,并结合非重叠区域形成新的图像,通过步骤1.3-步骤1.5把不同方向角度的光伏阵列图融合形成完整的光伏电站阵列图;

步骤2、利用数据增强技术对光伏电站阵列图进行扩充,然后对扩充后的光伏组件类别标记,构造光伏组件识别数据集;具体过程为:步骤2.1、对光伏电站阵列图依次通过平移、缩放、颜色变换进行扩充;

步骤2.2、对扩充后的图像按照功率和效率不同,依次进行编号标记,将编号的图像构成光伏组件识别数据集;

步骤3、将光伏组件识别数据集按一定比例分为训练集和测试集,构建FasterRCNN网络模型,通过训练集对该网络模型进行训练;

步骤4、利用训练好的网络模型进行光伏组件的识别,识别结果以txt文本形式输出;具体过程为:步骤4.1、对光伏组件获取航拍图像,将该航拍图像输入训练好的网络模型,得到光伏组件位置、类别以及置信度;具体过程为:步骤4.1.1、对光伏组件获取航拍图像,采用VGG16型卷积神经网络进行特征提取,得到特征映射图;

步骤4.1.2、根据区域建议策略网络,利用softmax激活函数计算特征映射图中每个特征点属于前景的概率,同时在原始航拍图像的相应位置生成若干尺寸不一的候选域;

步骤4.1.3、RoI池化层将候选域映射成维度固定的特征向量,再次利用softmax判断候选域中物体类别,其中特征映射图作为位置索引,辅助调整候选域尺寸和标记输入航拍图像中的中光伏组件,得到光伏组件位置、类别以及置信度;

步骤4.2、将光伏组件位置、类别以及置信度转换成txt文本形式输出;

步骤5、根据txt文本统计不同类别型号光伏组件的数量,计算得出光伏电站的容量,具体过程为:步骤5.1、根据txt文本形式输出统计得出不同型号光伏组件的数量;

步骤5.2、通过不同型号光伏组件的数量,计算得出光伏电站的容量W:W=λΣniηiPi

式中,Pi为不同型号光伏组件的功率,ηi为不同型号光伏组件的效率,λ为考虑环境等客观因素影响产生的系数。