專利名稱：用于原位太陽能平板電池板診斷的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)，更具體而言，涉及用于分析太陽能電池板和/或電池的性能的技術(shù)。
背景技術(shù)：
太陽能光伏陣列占用大的面積且由許多個(gè)體太陽能電池板組成。例如，10兆瓦(MW)陣列可含有50，000個(gè)個(gè)體電池板(individual panel)。每一個(gè)電池板包括布線在一起的許多個(gè)體太陽能電池(individual solar cell)。電池板被布線，以允許在存在個(gè)體電池故障的情況下繼續(xù)操作。太陽能陣列進(jìn)一步被布線，以允許成串的電池板在存在個(gè)體電池板故障的情況下繼續(xù)操作。因此，鑒于這樣的容錯(cuò)布線系統(tǒng)，將需要用于識(shí)別例如電池級(jí)和電池板級(jí)的故障，以便安排維護(hù)并換出故障單元的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于分析太陽能電池板和/或電池的性能的技術(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種用于分析使用紅外攝像機(jī)拍攝的紅外熱影像的方法。該方法包括以下步驟。將所述紅外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)。在所述紅外熱影像中隔離個(gè)體單元(individualelement)。將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表(tabulate)?；谒斜淼臏囟葦?shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。所述個(gè)體單元可包括太陽能電池板和/或太陽能電池。在本發(fā)明的另一方面中，提供一種紅外診斷系統(tǒng)。所述紅外診斷系統(tǒng)包括紅外攝像機(jī)，其可相對(duì)于待成像的一個(gè)或多個(gè)單元而被遠(yuǎn)程定位；以及計(jì)算機(jī)，其被配置為經(jīng)由通信鏈路而從所述紅外攝像機(jī)接收熱影像且分析所述熱影像。通過參考以下詳細(xì)描述和附圖，將獲得對(duì)本發(fā)明以及本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)的
更全面理解。


圖1為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性紅外診斷系統(tǒng)的圖；圖2為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于紅外攝像機(jī)的機(jī)械支撐件的圖，該紅外攝像機(jī)具有諸如左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)(pan and tilt)的遠(yuǎn)程定位能力以及諸如可遠(yuǎn)程操作的成像變焦透鏡的遠(yuǎn)程透鏡操作；圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的含有故意停用的(disabled)電池行的太陽能平板電池板的圖像；圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用圖1的紅外診斷系統(tǒng)所拍攝的在操作中的圖3的太陽能平板電池板的紅外熱影像；圖5為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的如何使用幅度繪圖來分析紅外影像中的所關(guān)注區(qū)域的圖6為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于分析紅外熱影像的示例性方法的圖；圖7為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被附到陸上運(yùn)載體(vehicle)的紅外攝像機(jī)的圖；圖8為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被附到空中運(yùn)載體的紅外攝像機(jī)的圖；以及圖9為示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于分析使用紅外攝像機(jī)所拍攝的紅外熱影像的示例性設(shè)備的圖。
具體實(shí)施例方式本文中公開了用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試太陽能電池板和/或太陽能電池而不中斷操作的技術(shù)。本發(fā)明技術(shù)基于本文中所進(jìn)行的觀測(cè)工作電池板和/或電池將所吸收的輻射熱負(fù)載的一部分作為電功率(其例如被供應(yīng)至電力網(wǎng))而耗散，然而，非工作電池板和/或電池必須將所吸收的輻射熱負(fù)載的全部作為熱而耗散。因此，工作電池板或電池將比對(duì)應(yīng)的非工作電池板或電池冷若干度。在本發(fā)明技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種紅外診斷系統(tǒng)，其具有紅外攝像機(jī)和計(jì)算系統(tǒng)，以遠(yuǎn)程觀測(cè)個(gè)體電池板的空間溫度變化來判定個(gè)體電池板和組成個(gè)體電池板的電池的操作狀況。具體而言，圖1為說明示例性紅外診斷系統(tǒng)100的圖。紅外診斷系統(tǒng)100包括被配置為經(jīng)由通信鏈路103而彼此通信的紅外攝像機(jī)101和計(jì)算機(jī)102。如下文將詳細(xì)地描述的，例如可通過可遠(yuǎn)程控制的左右轉(zhuǎn)動(dòng)/俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力和/或通過紅外攝像機(jī)101所附接到的可遠(yuǎn)程控制的可移動(dòng)運(yùn)載體和/或平臺(tái)而相對(duì)于待成像的一個(gè)或多個(gè)單元(例如，太陽能電池板和/或太陽能電池)來遠(yuǎn)程定位紅外攝像機(jī)101。如圖1所示，在成像過程(下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述)的示例性執(zhí)行期間，紅外攝像機(jī)101被定向?yàn)閷?duì)太陽能電池板100成像且經(jīng)由通信鏈路103將(熱)影像數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)102。計(jì)算機(jī)102可體現(xiàn)于諸如下面結(jié)合圖9的描述所描述的設(shè)備900的設(shè)備中。有缺陷的電池在圖1中被示例為在太陽能電池板100的熱影像104中的不同熱區(qū)105。根據(jù)示例性實(shí)施例，紅外攝像機(jī)101具有至少約240像素X 320像素的像素分辨率、二攝氏度或百分之二(％)的熱準(zhǔn)確度、小于約0. 1攝氏度的熱敏度、以及對(duì)于電池驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用的約25瓦特(W)的操作功率要求。通信鏈路103可包括允許在紅外攝像機(jī)101與計(jì)算機(jī)102之間交換控制和影像數(shù)據(jù)的任何合適連接。僅通過實(shí)例，通信鏈路103可為有線或無線通信鏈路。因此，僅通過實(shí)例，當(dāng)紅外攝像機(jī)101被附到諸如陸上運(yùn)載體或空中運(yùn)載體(見下文)的可移動(dòng)運(yùn)載體時(shí)，紅外攝像機(jī)101與計(jì)算機(jī)102之間的通信可以無線方式發(fā)生。因此，在該實(shí)例中，計(jì)算機(jī)102不必與紅外計(jì)算機(jī)101 —起位于可移動(dòng)運(yùn)載體上。如上文所強(qiáng)調(diào)的，太陽能光伏陣列由許多個(gè)體太陽能電池板組成，每一個(gè)太陽能電池板包括布線在一起的許多個(gè)體太陽能電池。相對(duì)于太陽能電池板100來定位紅外攝像機(jī)101，使得可通過紅外攝像機(jī)101對(duì)一個(gè)(多個(gè))所關(guān)注區(qū)域成像。根據(jù)示例性實(shí)施例，該所關(guān)注區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)電池的區(qū)域，且根據(jù)正執(zhí)行的量測(cè)延伸至含有許多電池板的區(qū)域。可通過許多方式中的任一者來實(shí)現(xiàn)紅外攝像機(jī)101相對(duì)于太陽能電池板100的定位。僅通過實(shí)例，紅外攝像機(jī)101可被保持/放置于太陽能電池板100前方，附接至具有定
5位能力(諸如，左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng))的支柱或其它機(jī)械支撐件，或放置于允許通過直接或遠(yuǎn)程裝置重新定位的陸上運(yùn)載體或空中運(yùn)載體中。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，紅外攝像機(jī)101裝備有變焦透鏡，且永久地固定至靜態(tài)機(jī)械座架，即，支撐支柱。紅外攝像機(jī)101優(yōu)選地具有遠(yuǎn)程左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力(參見例如下文所描述的圖2)。攝像機(jī)、透鏡及定位裝置可遠(yuǎn)程操作，以允許對(duì)太陽能電池板100的希望部分成像。在另一示例性實(shí)施例中，紅外攝像機(jī)被附到陸上運(yùn)載體，該陸上運(yùn)載體能夠相對(duì)于太陽能電池板而遠(yuǎn)程定位攝像機(jī)，以觀測(cè)太陽能陣列的希望部分(參見例如下文所描述的圖7)。在該實(shí)例中，遠(yuǎn)程左右轉(zhuǎn)動(dòng)及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力為優(yōu)選的(見下文)。在又一示例性實(shí)施例中，紅外攝像機(jī)被附到空中運(yùn)載體，該空中運(yùn)載體能夠相對(duì)于太陽能電池板而遠(yuǎn)程定位攝像機(jī)，以觀測(cè)太陽能陣列的希望部分(參見例如下文所描述的圖8)。在該實(shí)例中，遠(yuǎn)程左右轉(zhuǎn)動(dòng)及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力為優(yōu)選的(見下文)。圖2為示例用于紅外攝像機(jī)201的機(jī)械支撐件200的圖，該機(jī)械支撐件200具有諸如左右轉(zhuǎn)動(dòng)(在水平平面中旋轉(zhuǎn))及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)(在垂直平面中旋轉(zhuǎn))的遠(yuǎn)程定位能力，以及諸如可遠(yuǎn)程操作的成像變焦透鏡的遠(yuǎn)程透鏡操作和調(diào)整能力。通過控制模塊202內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器(未示出)(例如，電氣伺服機(jī)構(gòu))來實(shí)現(xiàn)機(jī)械支撐件200的定位的遠(yuǎn)程操作?？刂颇K202可通過傳輸至天線20 的信號(hào)以無線方式控制。一般而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知致動(dòng)器的無線遠(yuǎn)程操作，因此本文中不進(jìn)一步描述該方面。如上文所描述，本文中觀測(cè)到工作太陽能電池板和/或電池將所吸收的輻射熱負(fù)載的一部分耗散為電功率。操作的太陽能電池板或電池相對(duì)于非工作電池冷若干度，非工作電池必須將其吸收的輻射功率的全部作為熱而耗散。圖3為含有故意停用的電池行的太陽能平板電池板300的影像，所述故意停用的電池行在可見影像上的位置通過區(qū)域301來識(shí)別。太陽能電池板300將被用于示例本發(fā)明技術(shù)。圖4為使用(圖1的)紅外診斷系統(tǒng)100所拍攝(捕獲)的在操作中的(圖3的)太陽能平板電池板300的紅外熱影像400。區(qū)域301中的停用的電池行在熱影像400中為可見的。除了停用的行以外，在熱影像400中還示出了在高溫下操作的有缺陷的電池402的熱影像。因?yàn)猷徑膮^(qū)域較暖且不提供熱散逸的傳導(dǎo)路徑，所以行故障致使該“熱電池”更明顯。圖5為示例可如何使用幅度繪圖來分析紅外影像中的所關(guān)注區(qū)域的圖。具體而言，圖5中包括太陽能電池板的(圖4的)紅外熱影像400中的所關(guān)注區(qū)域504的幅度繪圖510。根據(jù)繪圖510，可比較操作電池的溫度水平(temperature level) 501與非操作行中的電池的溫度水平502以及故障電池的溫度水平503。繪圖510清楚地表明三至四度的幅度差相對(duì)于信號(hào)噪聲和其它影像特征為清楚地可辨識(shí)的。給定的電池或電池板與鄰近的電池或電池板之間的該幅度(溫差)允許推斷該電池或電池板已發(fā)生故障。一旦如上文所描述地獲取(捕獲)了紅外熱影像，即可以若干方式來執(zhí)行對(duì)被成像的電池板的分析。圖6為示例使用例如圖1的紅外診斷系統(tǒng)100來分析紅外熱影像的示例性方法600的圖。以下的描述將集中于所拍攝的紅外熱影像為一組太陽能電池板的紅外熱影像的實(shí)例。然而，相同分析可適用于各種其它尺度(scale)的紅外熱影像，例如個(gè)體電池板和/或電池板內(nèi)的個(gè)體電池的紅外熱影像(參見下文)。
在步驟602中，將電池板的紅外熱影像從紅外攝像機(jī)(即，紅外攝像機(jī)101)傳送至計(jì)算機(jī)(S卩，計(jì)算機(jī)102)。如上文所強(qiáng)調(diào)的，計(jì)算機(jī)可體現(xiàn)于諸如下面結(jié)合圖9的描述所描述的設(shè)備900的裝置中。本文中所使用的術(shù)語“紅外熱影像”是指由溫度數(shù)據(jù)組成的影像，其中影像中的像素值表示成像至紅外攝像機(jī)的感測(cè)元件上的空間中的實(shí)體點(diǎn)處的溫度。在步驟604中，一旦由計(jì)算機(jī)接收了紅外熱影像，紅外熱影像即轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)(如果尚未由紅外攝像機(jī)轉(zhuǎn)換，則參見下文)。可通過應(yīng)用數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行該轉(zhuǎn)換，該數(shù)學(xué)公式使用已知的發(fā)射率值(emissivity value)而使以瓦特為單位的(紅外攝像機(jī)的)原始感測(cè)元件數(shù)據(jù)與熱值相關(guān)。或者，紅外熱影像可以可選地通過紅外攝像機(jī)自身，而非通過使用計(jì)算機(jī)，而轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)。如下文將詳細(xì)地描述的，將使用溫度數(shù)據(jù)分析該一個(gè)或多個(gè)受驗(yàn)電池板的性能。本文中所呈現(xiàn)的分析包括對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和分析程序的系統(tǒng)性應(yīng)用以提取所要的診斷信息。根據(jù)示例性實(shí)施例，從原始紅外熱影像提取與太陽能電池板組的性能、個(gè)體太陽能電池板的性能和/或電池板內(nèi)的個(gè)體太陽能電池的性能有關(guān)的信息。在步驟606中，考慮到諸如基本電池板尺寸、取向、電池尺寸和取向的因素(見下文)，在紅外熱影像中對(duì)個(gè)體電池板進(jìn)行隔離(即，識(shí)別和劃界)。紅外熱影像中的這些隔離的電池板在本文中也可被概括性地稱作“單元(element)”，以便大體上包括對(duì)電池板和電池的參考(見下文)，即，所述單元為一個(gè)或多個(gè)太陽能電池板和/或一個(gè)或多個(gè)太陽能電池的熱影像。步驟606可手動(dòng)地執(zhí)行或可為自動(dòng)的(S卩，通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行)。具體而言，在最簡(jiǎn)單的情況下，通過在矩形影像區(qū)的拐角點(diǎn)處置放置光標(biāo)來手動(dòng)地在影像中識(shí)別與電池板或電池對(duì)應(yīng)的熱影像的區(qū)域?；蛘?，可使用具有約束的模糊點(diǎn)(blob)查找技術(shù)或具有約束的自相關(guān)(autocorrelation)技術(shù)而使該步驟自動(dòng)化(即，通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行)。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知這些技術(shù)及其實(shí)施，因此本文中不進(jìn)一步對(duì)其描述。發(fā)射率、熱阻、環(huán)境溫度、風(fēng)速和日照率(insolation)也可作為輸入而列入分析中。發(fā)射率為與由相同溫度下的黑體所發(fā)射的能量相比由特定物體所發(fā)射的能量的量度(measure)。發(fā)射率通常表示為這兩個(gè)能量值的比率。日照率表示每單位時(shí)間入射在一區(qū)域上的太陽能的量。根據(jù)示例性實(shí)施例，首先處理紅外熱影像以識(shí)別矩形特征(S卩，紅外熱影像的與個(gè)體單元(電池板和/或電池)對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域)以及矩形特征中的個(gè)體電池板邊界。另外，如果在電池層級(jí)進(jìn)行分析，則可在電池板內(nèi)識(shí)別個(gè)體電池(參見下文)?？墒褂脤?duì)于影像處理領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的基于計(jì)算機(jī)的技術(shù)來隔離矩形區(qū)域。這些影像處理技術(shù)包括但不限于相關(guān)法(correlation)和Hough變換。可通過有限脈沖響應(yīng)濾波及類似方法來增強(qiáng)熱影像中的電池板或電池的邊緣，以簡(jiǎn)化邊緣隔離和矩形區(qū)域隔離。在以某角度檢視電池板或電池的情況下，可通過邊緣角度來判定電池板的相對(duì)角取向?？山又褂米冃?warp)技術(shù)來對(duì)熱影像數(shù)據(jù)重新取樣，以提供呈現(xiàn)正交(外觀為矩形)的影像。該步驟允許下面以相同方式來處理所有電池板或電池。在步驟608中，將在步驟606中隔離(識(shí)別和劃界)的每一電池板的溫度數(shù)據(jù)(參加上述步驟604)列表。在最簡(jiǎn)單的情況下，這可使用平均值或中位值。例如，可確定每一隔離的電池板內(nèi)的溫度值中的平均值或中位值。如上所述，紅外熱影像中的像素值表示空間中的實(shí)體點(diǎn)處(例如，隔離的電池板內(nèi)的某點(diǎn)處)的溫度。因此，可確定給定的隔離電池板內(nèi)的這些像素的溫度值中的平均值或中位值。用于確定多個(gè)溫度值中的平均值或中位值的方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，因此本文中不進(jìn)一步對(duì)其描述。用于將每一隔離電池板的溫度數(shù)據(jù)列表的其它更復(fù)雜計(jì)算(例如，使用基線函數(shù)(baseline function)(見以下對(duì)步驟610的描述))可被用于獲得電池板溫度的更精確表示。在該方法的這一點(diǎn)上，在步驟610中，可應(yīng)用考慮到電池板相對(duì)于冷卻的熱特性的校正。例如，電池板的頂部可因風(fēng)而比同一電池板的底部熱。然而，在無風(fēng)的情況下，電池板的頂部和底部將指示(register)相同的溫度。因此，若未考慮風(fēng)效應(yīng)，則風(fēng)效應(yīng)可能給出錯(cuò)誤的讀數(shù)。通過檢查頂部至底部的溫度差，可從數(shù)據(jù)減去該差異以從數(shù)據(jù)移除邊緣效應(yīng)和相關(guān)假象(artifact)且將數(shù)據(jù)降低至有效電池板溫度。如上文所強(qiáng)調(diào)的，可實(shí)施這些校正以獲得電池板溫度的更準(zhǔn)確表示(即，相比于僅計(jì)算平均或中位電池板溫度)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，針對(duì)紅外熱影像中與電池板(或電池，見下文)對(duì)應(yīng)的給定矩形區(qū)域來計(jì)算基線函數(shù)，基線函數(shù)在其最簡(jiǎn)單的形式中橫跨電池板表面包含電池板的中位值溫度的仿樣估計(jì)(splined estimate).根據(jù)另一示例性實(shí)施例，電池板溫度列表的更復(fù)雜的估計(jì)包括將熱模型應(yīng)用于電池板，該熱模型考慮到電池板的熱阻、取向(包括離地高度)、風(fēng)速及日照率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了在將電池板溫度列表時(shí)如何將這些因素考慮進(jìn)去。在任一情況下，基線函數(shù)為進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)比較所參照的參考，且對(duì)應(yīng)于電池板的預(yù)期溫度?？舍槍?duì)單個(gè)電池板來計(jì)算基線，以便隔離個(gè)體電池變化(見下文)。另外，可針對(duì)多個(gè)電池板來計(jì)算基線且將其合并成中位值基線。這種替代的分析方式允許同時(shí)比較一個(gè)電池板相對(duì)于同一陣列中的其它電池板的相應(yīng)區(qū)域，以確定相對(duì)性能。電池板的相對(duì)于基線函數(shù)處于較低溫度下的區(qū)域相對(duì)于具有較高溫度(相對(duì)于基線函數(shù))的區(qū)域正以電的形式排放(dump)其較多的熱。如果足夠仔細(xì)地計(jì)算基線函數(shù)，則可計(jì)算出給定的電池板或電池的效率。具體而言，在步驟612中，確定每一個(gè)識(shí)別的(即，隔離的)電池板的性能狀態(tài)。本文中所使用的術(shù)語“性能”表示給定的單元(電池板或電池)正將入射太陽能轉(zhuǎn)換成電且將電傳遞至負(fù)載(負(fù)載意指網(wǎng)(grid)，其在該情況下以電的形式耗散能量)的效率。例如，可通過比較電池板的溫度與鄰近的已知工作電池板和/或通過比較電池板的絕對(duì)溫度與考慮到諸如日照率和風(fēng)的因素的模型以確定操作中的電池板的預(yù)期溫度來推斷性能。在任一情況下，正的溫差指示電池板的性能劣化或發(fā)生故障。根據(jù)示例性實(shí)施例，每一電池板的性能狀態(tài)可以為操作(電池板正根據(jù)制造商規(guī)格執(zhí)行)、劣化(性能低于最佳性能，但電池板仍在一定程度上起作用)或故障(電池板不再操作)中的一者?？梢悦扛粢欢ǖ拈g隔執(zhí)行方法600的步驟?；谛阅茉u(píng)估，可接著作出關(guān)于是立即更換(replace)給定的電池板還是等待下一評(píng)估循環(huán)的決策。僅通過實(shí)例，如果給定的電池板在一個(gè)性能測(cè)試循環(huán)(即，在方法600的一次循環(huán)期間)顯示出劣化的性能，則操作者可判斷是在此時(shí)更換電池板還是等待查看在方法600的下一循環(huán)期間電池板的性能是否
進(jìn)一步劣化。為了允許該判斷，在步驟614中，產(chǎn)生報(bào)告以對(duì)分析進(jìn)行總結(jié)(S卩，給出每一隔離的電池板的性能狀態(tài))?？墒褂萌魏魏线m形式的數(shù)據(jù)報(bào)告以將性能狀態(tài)輸送至操作者，該數(shù)據(jù)報(bào)告包括但不限于數(shù)值和/或圖形表示?？梢耘c以上分析類似的方式來分析工作電池板內(nèi)的個(gè)體電池的分析。在該情況下，以足夠像素分辨率拍攝電池板或電池板的部分的影像，以對(duì)具有至少一個(gè)像素的個(gè)體電池成像。實(shí)際上，每個(gè)電池多個(gè)像素(即，大于100個(gè)像素)為理想的。
接著，如結(jié)合以上步驟606的描述所描述地隔離熱影像內(nèi)的個(gè)體電池，且如結(jié)合以上步驟608的描述所描述地將與每個(gè)隔離的電池相關(guān)聯(lián)的溫度數(shù)據(jù)列表。如結(jié)合以上步驟610的描述所描述地，針對(duì)邊緣和結(jié)構(gòu)冷卻效應(yīng)、攝像機(jī)假象等來補(bǔ)償個(gè)體電池?cái)?shù)據(jù)。通過如結(jié)合以上步驟612的描述所描述地比較電池溫度與鄰近的電池并且評(píng)估電池理論溫度模型來估計(jì)個(gè)體電池的性能狀態(tài)，且如結(jié)合以上步驟614的描述所描述地報(bào)告數(shù)據(jù)。圖7為示例通過機(jī)械支撐件(例如，具有上述遠(yuǎn)程左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力的圖2的機(jī)械支撐件200)而被附到陸上運(yùn)載體702 (其可以為能夠相對(duì)于太陽能電池板遠(yuǎn)程定位紅外攝像機(jī)以觀測(cè)太陽能陣列的所需部分的任何類型的陸上運(yùn)載體)的紅外攝像機(jī)(例如，紅外診斷系統(tǒng)100的紅外攝像機(jī)101)的圖。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，陸上運(yùn)載體702為具有用于保持紅外攝像機(jī)的伸縮式桅桿(mast)和可遠(yuǎn)程操作的左右俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單輪式平臺(tái)。在替代實(shí)施例中，用自推進(jìn)(self-propelled)電池供電的遠(yuǎn)程受控自行裝置(motorized cart)替代輪式平臺(tái)。在一個(gè)實(shí)施例中，遠(yuǎn)程控制包含通過有線或無線裝置而連接至受控器件的手動(dòng)操作控制。根據(jù)圖7所示例的示例性實(shí)施例，陸上運(yùn)載體702包括桅桿704，紅外攝像機(jī)附接至該桅桿704。優(yōu)選地，該桅桿具有伸縮能力(如箭頭706所指示的)，這允許紅外攝像機(jī)升高或降低以能夠最佳地接近正被成像的電池板。對(duì)桅桿的控制同樣優(yōu)選地為遠(yuǎn)程的，但也可為手動(dòng)的。圖8為示例通過機(jī)械支撐件(例如，具有上述遠(yuǎn)程左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力的圖2的機(jī)械支撐件200)而被附到空中運(yùn)載體802 (其可以為能夠相對(duì)于太陽能電池板遠(yuǎn)程定位紅外攝像機(jī)以觀測(cè)太陽能陣列的所需部分的任何類型的空中運(yùn)載體)的紅外攝像機(jī)(例如，紅外診斷系統(tǒng)100的紅外攝像機(jī)101)的圖。在優(yōu)選實(shí)施例中，被配置為具有無線遠(yuǎn)程控制(見上文)的紅外攝像機(jī)被附到同樣具有遠(yuǎn)程無線控制的氣艇。在該實(shí)施例中，氣艇為具有借助于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋槳的定向控制且由小型蓄電池自供電的具有約八立方米(m3)體積和一公斤(kg)有效負(fù)載(payload)的填充有少量氦的軟式氣艇(blimp)。現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于分析使用紅外攝像機(jī)所拍攝的紅外熱影像的設(shè)備900的框圖。應(yīng)理解，設(shè)備900代表用于實(shí)施圖6的方法600的一個(gè)實(shí)施例，且可用作圖1的紅外診斷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)102。設(shè)備900包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)910和可移除的介質(zhì)950。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)910包含處理器裝置920、網(wǎng)絡(luò)接口 925、存儲(chǔ)器930、介質(zhì)接口 935和可選的顯示器940。網(wǎng)絡(luò)接口 925允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)910連接至網(wǎng)絡(luò)，而介質(zhì)接口 935允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)910與諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器或可移除的介質(zhì)950的介質(zhì)互動(dòng)(interact)。如本領(lǐng)域中所已知的，本文中所討論的方法和設(shè)備可被分配為自身包含機(jī)器可讀介質(zhì)的制造的物品(article)，該機(jī)器可讀介質(zhì)含有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可含有被配置為進(jìn)行以下動(dòng)作的程序?qū)⒓t外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)；在紅外熱影像中隔離個(gè)體單元；將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表；以及基于所列表的溫度數(shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。機(jī)器可讀介質(zhì)可以為可記錄介質(zhì)(例如，軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、諸如可移除的介質(zhì)950的光盤，或記憶卡)，或者可以為傳輸介質(zhì)(例如，包含光纖的網(wǎng)絡(luò)、萬維網(wǎng)(world-wideweb)、線纜或使用時(shí)分多址(time-division multiple access)、碼分多址(code-divisionmultiple access)的無線信道，或其它射頻信道)?？墒褂靡阎蛞验_發(fā)的可存儲(chǔ)適合用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的信息的任何介質(zhì)。處理器裝置920可被配置為實(shí)施本文中所公開的方法、步驟和功能。存儲(chǔ)器930可為分布式的或本地的，且處理器裝置920可為分布式的或單一的(singular)。存儲(chǔ)器930可被實(shí)施為電存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器或光存儲(chǔ)器，或者這些或其它類型的存儲(chǔ)裝置的任何組合。此外，術(shù)語“存儲(chǔ)器”的解釋應(yīng)足夠廣泛以涵蓋能夠從通過處理器裝置920存取的可尋址空間中的地址讀取或能夠?qū)懭胫猎摰刂返娜魏涡畔?。根?jù)該定義，因?yàn)樘幚砥餮b置920可從網(wǎng)絡(luò)檢索信息，所以關(guān)于可通過網(wǎng)絡(luò)接口 925存取的網(wǎng)絡(luò)信息仍在存儲(chǔ)器930內(nèi)。應(yīng)注意，組成處理器裝置920的每個(gè)分布式處理器通常含有其自身的可尋址存儲(chǔ)器空間。還應(yīng)注意，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)910中的一些或全部可被并入專用集成電路或通用集成電路中?？蛇x的視訊顯示器940為適合與設(shè)備900的人類使用者互動(dòng)的任何類型的視訊顯示器。一般而言，視訊顯示器940為計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或其它類似的視訊顯示器。盡管本文中已描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于那些精確實(shí)施例，且可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各種其它改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于分析使用紅外攝像機(jī)拍攝的紅外熱影像的方法，其包含以下步驟將所述紅外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)；在所述紅外熱影像中隔離個(gè)體單元；將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表；以及基于所列表的溫度數(shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述個(gè)體單元包含太陽能電池板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述個(gè)體單元包含太陽能電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述隔離步驟還包含以下步驟識(shí)別所述紅外熱影像的與所述個(gè)體單元對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述列表步驟還包含以下步驟確定所述隔離的單元中的每一者的溫度數(shù)據(jù)的平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述列表步驟還包含以下步驟確定所述隔離的單元中的每一者的溫度數(shù)據(jù)的中位值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其還包含以下步驟產(chǎn)生所述隔離的單元中的每一者的性能狀態(tài)的報(bào)告。
8.一種用于分析使用紅外攝像機(jī)拍攝的紅外熱影像的制品，其包含機(jī)器可讀介質(zhì)，所述機(jī)器可讀介質(zhì)含有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)施以下步驟將所述紅外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)；在所述紅外熱影像中隔離個(gè)體單元；將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表；以及基于所列表的溫度數(shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。
9.一種用于分析使用紅外攝像機(jī)拍攝的紅外熱影像的設(shè)備，所述設(shè)備包含存儲(chǔ)器；以及至少一個(gè)處理器裝置，其被耦合到所述存儲(chǔ)器，并操作為將所述紅外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)；在所述紅外熱影像中隔離個(gè)體單元；將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表；以及基于所列表的溫度數(shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。
10.一種紅外診斷系統(tǒng)，其包含紅外攝像機(jī)，其可相對(duì)于待成像的一個(gè)或多個(gè)單元而遠(yuǎn)程定位；以及計(jì)算機(jī)，其被配置為經(jīng)由通信鏈路而從所述紅外攝像機(jī)接收熱影像，且分析所述熱影像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中待成像的所述單元包含太陽能電池板。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中待成像的所述單元包含太陽能電池。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述紅外攝像機(jī)具有至少約240像素X 320像素的像素分辨率。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述通信鏈路為無線通信鏈路。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述紅外攝像機(jī)具有能夠遠(yuǎn)程控制的左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述紅外攝像機(jī)具有能夠遠(yuǎn)程控制的透鏡調(diào)整能力。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其還包含能夠遠(yuǎn)程控制的氣艇，所述紅外攝像機(jī)被安裝至該氣艇。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述紅外攝像機(jī)具有能夠遠(yuǎn)程控制的左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力以及能夠遠(yuǎn)程控制的透鏡調(diào)整能力。
19.根據(jù)權(quán)利要求10的紅外診斷系統(tǒng)，其還包含能夠遠(yuǎn)程控制的陸上運(yùn)載體，所述紅外攝像機(jī)被安裝至該陸上運(yùn)載體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的紅外診斷系統(tǒng)，其中所述紅外攝像機(jī)具有能夠遠(yuǎn)程控制的左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)能力以及能夠遠(yuǎn)程控制的透鏡調(diào)整能力。
全文摘要
提供了用于分析太陽能電池板和/或電池的性能的技術(shù)。在一方面中，提供了用于分析使用紅外攝像機(jī)拍攝的紅外熱影像的方法。該方法包括以下步驟。將所述紅外熱影像轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)。在所述紅外熱影像中隔離個(gè)體單元。將每個(gè)隔離的單元的溫度數(shù)據(jù)列表?；谒斜淼臏囟葦?shù)據(jù)而判定每個(gè)隔離的單元的性能狀態(tài)。所述個(gè)體單元可包括太陽能電池板和/或太陽能電池。在另一方面中，提供了紅外診斷系統(tǒng)。所述紅外診斷系統(tǒng)包括紅外攝像機(jī)，其可相對(duì)于待成像的一個(gè)或多個(gè)單元而遠(yuǎn)程定位；以及計(jì)算機(jī)，其被配置為經(jīng)由通信鏈路而從所述紅外攝像機(jī)接收熱影像且分析所述熱影像。
文檔編號(hào)G01J1/42GK102597722SQ201080050861
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者R·L·桑德斯特倫, S·古哈, T·G·萬克塞爾, Y·C·馬丁 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司