专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201310023208.0
申 请 日：20130122
发 明 人：段其昌段盼隆霞杨帆胡博
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400045 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20160203
公 开 号：CN103106657B
代 理 人：郭云
代理机构：重庆市前沿专利事务所(普通合伙) 50211
摘 要：本发明提出了一种基于时段的光伏电池板遮荫部分的检测方法，属于光伏发电领域，该检测方法包括以下步骤：S1、判断当前时间是否在日出之后日落之前的时间段内：如果在该时间段内则采集光伏电池板的实际图像A，否则结束操作；S2、将经灰度处理后的实际图像A与原始图像B进行比较，其中该原始图像是指不存在阴影部分的灰度图：如果相同则结束操作；如果不相同则将该实际图像A的阴影部分进行图像分割，获得该光伏电池板的遮荫区域。本发明仅在日出之后日落之前的时间段内采集光伏电池板的实际图像，降低了检测能耗，并且结合K-均值聚类方法与基于一维直方图的FCM方法进行图像分割，提高了图像分割的准确度和速度。
主 权 项：一种基于时段的光伏电池板遮荫部分的检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1、判断当前时间是否在日出之后日落之前的时间段内：如果在该时间段内则采集光伏电池板的实际图像A，否则结束操作；S2、将该光伏电池板的实际图像A进行灰度处理，并且将经灰度处理后的实际图像A与原始图像B进行比较，其中该原始图像是指不存在阴影部分的灰度图：如果该实际图像A与原始图像B相同则表示该实际图像A中不存在阴影部分，结束操作；如果该实际图像A与原始图像B不相同则表示该实际图像A中存在阴影部分，将该实际图像A的阴影部分进行图像分割，获得该光伏电池板的遮荫区域；所述步骤S2中对该实际图像A的阴影部分进行图像分割的过程为：S20、采用K?均值聚类方法获得适用于基于一维直方图的FCM方法中的k个初始聚类中心v"0；所述步骤S20由以下步骤组成：A0、将该实际图像A中像素点的灰度值表示为X＝{x1,…xl,…,xn}，其中xl表示该实际图像A中第l个像素点的灰度值，n表示该实际图像A中像素点的个数，0≤l≤n且l、n均为整数，并且根据公式![]()
确定k个初始聚类中心，j依次取区间[1,k]内的整数，其中k为整数，max(X)表示该实际图像A中像素点的最大灰度值；A1、根据公式ζl＝||xl?vi||分别求取该实际图像A中每一像素点灰度值与第i次迭代后各聚类中心vi之间的欧氏距离，并将对应的像素点灰度值归类至距离其最近的聚类中心所对应的聚类中，其中xl表示该实际图像A中第l个像?素点的灰度值，i为整数且其初始值为0；A2、根据公式![]()
计算出第i+1次迭代后的各聚类中心vi+1，其中nj表示第i次迭代后的第j个聚类中像素点灰度值的个数，xh表示第i次迭代后的第j个聚类中第h个像素点灰度值，δh(x)表示第i次迭代后的第j个聚类中灰度值为xh的像素点个数，1≤h≤nj且h、nj均为整数；A3、判断第i+1次迭代后的各聚类中心vi+1与第i次迭代后的各聚类中心vi是否相同：如果相同，则终止迭代，将第i+1次迭代后的聚类中心作为适用于基于一维灰度直方图的FCM方法中的初始聚类中心v"0；如果不相同，则根据公式vi＝＝vi+1更新第i次迭代后的各聚类中心vi，重复执行步骤A1～A3；S21、采用该基于一维直方图的FCM方法对该实际图像A的阴影部分进行图像分割；所述步骤S21由以下步骤组成：B0、构建一维灰度直方图，根据公式![]()
计算出该实际图像A中各灰度值出现的概率，x依次取区间[0,L?1]内的整数，L＝256，其中h(x)表示该实际图像A中灰度值为x的像素点出现的概率，n(x)表示灰度值为x的像素点出现的次数，M×N表示该实际图像A中像素点的总数，且![]()
B1、根据公式![]()
计算出目标函数值，其中n表示该实际图像A中像素点的个数，k表示聚类中心的个数，m在区间[1.5,2.5]内取值，ujh表示第i次迭代后的第j个聚类中第h个像素点灰度值xh对该第j个聚类的隶属度，其表达式为：![]()
djh(xh,v"j)表示在第i次迭代后的第j个聚类中第h个像素点灰度值xh与第j个聚类中心v"j之间的距离，其表达式为：djh(xh,v"j)＝||xh?v"j||，m在区间[1.5,2.5]内取值，k表示聚类中心的个数，i为整数且初始值为0；B2、判断本次目标函数值与上次目标函数值的差值小于阈值ε是否成立：如果成立则终止迭代，表示成功完成图像分割；如果不成立则根据公式![]()
计算出第i+1次迭代后的各聚类中心v"i+1，根据公式v"i＝＝v"i+1更新第i次迭代后的各聚类中心v"i，并且重复执行B1～B2，其中nj表示第i次迭代后的第j个聚类中像素点灰度值的个数，xh表示第i次迭代后的第j个聚类中第h个像素点灰度值，h(x)表示该实际图像A中灰度值为xh的像素点出现的概率，ujh表示第i次迭代后的第j个聚类中第h个像素点灰度值xh对该第j个聚类的隶属度；S3、采集该光伏电池板中遮荫区域对应的光伏电池组件的光强度，3?8次采集该光伏电池板中遮荫区域对应的光伏电池组件的光强度并取平均值。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：G06T7/00(2006.01)I
