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特表2023-509449エレクトロルミネセンス画像をキャプチャおよび／または処理するための方法、システム、および画像処理デバイス、ならびに航空機
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-08
(54)【発明の名称】エレクトロルミネセンス画像をキャプチャおよび／または処理するための方法、システム、および画像処理デバイス、ならびに航空機
(51)【国際特許分類】
G06T 5/00 20060101AFI20230301BHJP
H04N 5/222 20060101ALI20230301BHJP
H02S 50/15 20140101ALI20230301BHJP
B64C 13/18 20060101ALI20230301BHJP
B64D 47/08 20060101ALI20230301BHJP
B64U 10/25 20230101ALI20230301BHJP
B64U 10/10 20230101ALI20230301BHJP
B64U 20/87 20230101ALI20230301BHJP
H04N 23/60 20230101ALI20230301BHJP
H04N 23/695 20230101ALI20230301BHJP
【ＦＩ】
G06T5/00 705
H04N5/222 100
H02S50/15
B64C13/18 E
B64D47/08
B64U10/25
B64U10/10
B64U20/87
H04N23/60 500
H04N23/695
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2022540945
(86)(22)【出願日】2020-12-30
(85)【翻訳文提出日】2022-07-25
(86)【国際出願番号】 SG2020050790
(87)【国際公開番号】W WO2021137764
(87)【国際公開日】2021-07-08
(31)【優先権主張番号】10201914038S
(32)【優先日】2019-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SG
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522263644
【氏名又は名称】クァンティファイド・エナジー・ラボス・ピーティーイー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】カール・ゲオルク・ベドルジハ
(72)【発明者】
【氏名】ヨン・シェン・クー
(72)【発明者】
【氏名】ヤン・ワン
【テーマコード（参考）】
5B057
5C122
5F151
【Ｆターム（参考）】
5B057BA02
5B057CA08
5B057CA12
5B057CA16
5B057CB08
5B057CB12
5B057CB16
5B057CC01
5B057CD03
5B057CE02
5B057DA07
5B057DB02
5B057DB09
5C122DA12
5C122EA37
5C122EA63
5C122FA01
5C122FH11
5C122FH18
5C122FH20
5C122GC52
5C122GD11
5C122HB01
5C122HB06
5F151KA08
(57)【要約】
ＰＶアレイ４０のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）画像１９１０をキャプチャし、処理する方法４００が、本明細書で開示される。記載される実施形態において、方法４００は、航路に沿って飛行して、ＰＶアレイ４０の対応するＰＶアレイサブセクション５１２ｂのＥＬ画像１９１０をキャプチャするように航空機２０を制御するステップと、キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、ＰＶアレイサブセクション５１２ｂのＥＬ画像１９１０をキャプチャするためのそれぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節するステップと、ＰＶアレイサブセクション５１２ｂの複数のフレーム１５００をＥＬ画像１９１０から抽出するステップと、抽出されたフレーム２１００の中から、ＰＶアレイサブセクション５１２ｂの最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、基準フレームへの、抽出されたフレーム２１００の画像整列を実施して、画像整列されたフレーム２１３０を生成するステップと、画像整列されたフレーム２１３０を処理して、基準フレームよりも高い解像度を有する、ＰＶアレイサブセクション５１２ｂの改良画像２１４０を生じるステップとを含む。この方法のためのシステム、画像処理デバイス、および航空機も開示される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＰＶアレイのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）画像を処理する方法であって、前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出するステップであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、ステップと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記画像から前記フレームを抽出するステップは、前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するステップと、
各ＰＶモジュールの前記識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するステップは、異なる画像中で繰り返される特定のＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点をクラスタ化するステップと、
それぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算するステップと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップは、前記フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの前記画像品質を評価するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
画像整列を実施する前に、前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べるステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点は前記積層配列中に積み上げられ、画像整列を実施するステップは、前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記画像整列されたフレームを処理するステップは、各フレーム中の前記ＰＶモジュールに従って、前記画像整列されたフレームをグループ化するステップと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得するステップとを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記画像平均化は、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づく、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けるステップと、前記改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を生じさせるステップとをさらに含む、請求項７または８に記載の方法。
【請求項10】
各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするステップをさらに含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を、前記ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするステップをさらに含み、前記ベースマップは各ＰＶモジュールのジオロケーションを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記改良画像を前記ベースマップ上にマップするステップは、前記改良画像中の前記ＰＶアレイサブセクションを、前記ベースマップ中の前記ＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、前記改良画像を配向させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含み、前記改良画像を配向させるステップは、特定のＥＬ画像の前記画像識別子を、そのＰＶモジュールが前記特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けるステップと、
各改良フレームに関連付けられた前記画像識別子に基づいて、前記改良画像の配向を判断するステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記ジオロケーションはＧＰＳ座標を含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記複数のフレームは、前記ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
ＰＶアレイのＥＬ画像を処理するための画像処理デバイスであって、画像プロセッサを備え、前記画像プロセッサは、
前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される、画像処理デバイス。
【請求項17】
前記画像プロセッサは、前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断すること、および
各ＰＶモジュールの前記識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築することによって、前記画像から前記フレームを抽出するようにさらに構成される、請求項１６に記載の画像処理デバイス。
【請求項18】
前記画像プロセッサは、異なる画像中で繰り返される特定のＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点をクラスタ化すること、および
それぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算することによって、前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するようにさらに構成される、請求項１７に記載の画像処理デバイス。
【請求項19】
前記画像プロセッサは、前記フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの前記画像品質を評価することによって、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するようにさらに構成される、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項20】
前記画像プロセッサは、画像整列を実施する前に、前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べるようにさらに構成される、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項21】
前記ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点は前記積層配列中に積み上げられ、前記画像プロセッサは、前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって、画像整列を実施するようにさらに構成される、請求項２０に記載の画像処理デバイス。
【請求項22】
前記画像プロセッサは、各フレーム中の前記ＰＶモジュールに従って、前記画像整列されたフレームをグループ化することによって、前記画像整列されたフレームを処理することと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得することとを行うようにさらに構成される、請求項１６から２１のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項23】
前記画像プロセッサは、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づいて、画像平均化を実施するようにさらに構成される、請求項２２に記載の画像処理デバイス。
【請求項24】
前記画像プロセッサは、前記ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けることと、前記改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を生じさせることとを行うようにさらに構成される、請求項２２または２３に記載の画像処理デバイス。
【請求項25】
前記画像プロセッサは、各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするようにさらに構成される、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項26】
前記画像プロセッサは、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を、前記ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするようにさらに構成され、前記ベースマップは各ＰＶモジュールのジオロケーションを含む、請求項１６から２５のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項27】
前記画像プロセッサは、前記改良画像中の前記ＰＶアレイサブセクションを、前記ベースマップ中の前記ＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、前記改良画像を配向させることによって、前記改良画像を前記ベースマップ上にマップするようにさらに構成される、請求項２６に記載の画像処理デバイス。
【請求項28】
前記ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含み、前記画像プロセッサは、特定のＥＬ画像の前記画像識別子を、そのＰＶモジュールが前記特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けること、および
各改良フレームに関連付けられた前記画像識別子に基づいて、前記改良画像の配向を判断することによって、前記改良画像を配向させるようにさらに構成される、請求項２７に記載の画像処理デバイス。
【請求項29】
前記ジオロケーションはＧＰＳ座標を含む、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項30】
前記複数のフレームは、前記ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームである、請求項１６から２９のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項31】
ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラを有する航空機の動きを制御する方法であって、航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御するステップと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するステップと、を含む方法。
【請求項32】
前記画像品質パラメータはＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項33】
前記ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定ＳＮＲ、および前記ＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存する、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比である、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項35】
前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するステップは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出するステップと、
前記航空機の現在の飛行速度を、前記目標飛行速度に一致するように動的に調節するステップと、を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項36】
前記目標飛行速度を導出するステップは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの前記最小を、前記航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出するステップと、
前記目標走査速度が前記航空機の最大飛行速度を下回る場合、前記目標走査速度を前記目標飛行速度として選択するステップとを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記目標走査速度が前記航空機の前記最大飛行速度を超える場合、前記最大飛行速度を前記目標飛行速度として選択するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
ユーザ入力因子に基づいて前記目標飛行速度を調節するステップをさらに含む、請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするために、前記航空機を、前記航路に沿って飛行するように制御するのに先立って、１つまたは複数のＰＶモジュールによって前記ＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出するステップをさらに含む、請求項３１から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記航空機を初期位置まで操縦するステップをさらに含み、前記航空機のヨー軸および前記カメラの光学軸は、前記ＥＬ信号を検出する前は、地面に対して垂直である、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記航空機を前記ＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするステップをさらに含む、請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項42】
前記ＰＶアレイの前記１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられた前記ＥＬ信号を検出するステップは、前記航空機を機体のヨー軸の周りで回転させ、その間、前記ＥＬ信号が検出されるまで、同時に前記カメラの光学軸角度を増大させるステップを含む、請求項３９から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項43】
前記カメラの光学軸角度は０°から７０°まで増大される、請求項４２に記載の方法。
【請求項44】
前記カメラの光学軸角度は、低下するピッチ速度で増大される、請求項４２または４３に記載の方法。
【請求項45】
前記航空機は低下するヨー速度で回転する、請求項４２から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項46】
前記航空機を回転させる前に、前記航空機を、既定の高度まで操縦するステップをさらに含む、請求項４２から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項47】
前記カメラの視野（ＦＯＶ）を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップをさらに含み、このステップは、前記対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断すること、
前記カメラのＦＯＶが、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、前記それぞれのキー点から導出すること、
前記それぞれのキー点を前記目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施すること、および
前記透視変換に基づいて、前記航空機を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦することによって行われる、請求項３１から４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項48】
前記カメラのＦＯＶを、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップは、前記航空機を適切な高度まで操縦するステップをさらに含み、前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記適切な高度での前記カメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにある、請求項４７に記載の方法。
【請求項49】
前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記既定のサイズ比において、前記カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占める、請求項４８に記載の方法。
【請求項50】
測定された画像鮮鋭度に従って、前記カメラのフォーカスを動的に調節するステップをさらに含む、請求項３１から４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項51】
前記航空機は、前記カメラの光学軸と整列された光源をさらに含み、前記方法は、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、前記光源に動力供給するステップをさらに含む、請求項３１から５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、
前記カメラおよび前記推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラと、を備える航空機であって、前記コントローラは、
航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御することと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節することと、を行うように構成される、航空機。
【請求項53】
前記画像品質パラメータはＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含む、請求項５２に記載の航空機。
【請求項54】
前記ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定ＳＮＲ、および前記ＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存する、請求項５３に記載の航空機。
【請求項55】
前記モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比である、請求項５３または５４に記載の航空機。
【請求項56】
前記コントローラは、前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するようにさらに構成され、これは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出することと、
前記航空機の現在の飛行速度を、前記目標飛行速度に一致するように動的に調節することと、によって行われる、請求項５２に記載の航空機。
【請求項57】
前記コントローラは、前記目標飛行速度を導出するようにさらに構成され、これは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの前記最小を、前記航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出することと、
前記目標走査速度が前記航空機の最大飛行速度を下回る場合、前記目標走査速度を前記目標飛行速度として選択することとによって行われる、請求項５６に記載の航空機。
【請求項58】
前記コントローラは、前記目標走査速度が前記航空機の前記最大飛行速度を超える場合、前記最大飛行速度を前記目標飛行速度として選択するようにさらに構成される、請求項５７に記載の航空機。
【請求項59】
前記コントローラは、ユーザ入力因子に基づいて前記目標飛行速度を調節するようにさらに構成される、請求項５６から５８のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項60】
前記コントローラは、１つまたは複数のＰＶモジュールによって前記ＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出することであって、前記ＰＶアレイはアレイ軸を有し、前記１つまたは複数のＰＶモジュールは、前記アレイ軸に合わせて整列され、平面を含む、検出することと、
前記ＰＶアレイの前記アレイ軸を判断することと、
前記推進デバイスを動的に調節して、前記カメラの光学軸を、前記１つまたは複数のＰＶモジュールの平面に対して垂直になるように整列しながら、前記カメラを、前記アレイ軸に沿って、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャするように制御することと、を行うようにさらに構成される、請求項５２から５９のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項61】
前記コントローラは、前記ＥＬ信号を突き止める前に、前記航空機を初期位置にセットするようにさらに構成され、これは、前記推進デバイスを動的に調節して、前記航空機のヨー軸を、地面に対して垂直になるようにセットすることと、
前記カメラの光学軸を、地面に対して垂直になるように動的に調節することと、によって行われる、請求項６０に記載の航空機。
【請求項62】
前記コントローラは、前記航空機を前記ＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするように、前記推進デバイスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項６０または６１に記載の航空機。
【請求項63】
前記コントローラは、前記航空機を機体のヨー軸の周りで回転させ、同時に、前記ＥＬ信号が突き止められるまで、前記カメラの光学軸角度を増大させるように前記推進デバイスを動的に調節することによって、前記ＰＶアレイの前記１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられた前記ＥＬ信号を突き止めるようにさらに構成される、請求項６０から６２のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項64】
前記カメラの光学軸角度は０°から７０°まで増大される、請求項６３に記載の航空機。
【請求項65】
前記カメラの光学軸角度は、低下するピッチ速度で増大される、請求項６３または６４に記載の航空機。
【請求項66】
前記航空機は低下するヨー速度で回転する、請求項６３または６４に記載の航空機。
【請求項67】
前記コントローラは、前記航空機を回転させる前に、前記航空機を既定の高度まで操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項６３から６６のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項68】
前記コントローラは、前記カメラの視野（ＦＯＶ）を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するようにさらに構成され、これは、前記対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断することと、
前記カメラのＦＯＶが、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、前記それぞれのキー点から導出することと、
前記それぞれのキー点を前記目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施することと、
前記透視変換に基づいて、前記航空機を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節することと、によって行われる、請求項６０から６７のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項69】
前記コントローラは、前記航空機を適切な高度まで操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節することによって、前記カメラのＦＯＶを、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するようにさらに構成され、前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記適切な高度での前記カメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにある、請求項６８に記載の航空機。
【請求項70】
前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記既定のサイズ比において、前記カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占める、請求項６９に記載の航空機。
【請求項71】
前記コントローラは、測定された画像鮮鋭度に従って、前記カメラのフォーカスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項６０から７０のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項72】
前記カメラの光学軸と整列された光源をさらに備え、前記コントローラは、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、前記光源に動力供給するようにさらに構成される、請求項６０から７１のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項73】
カメラを有する航空機によってキャプチャされた、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの改良画像を取得する方法であって、航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御するステップと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを前記ＥＬ画像から抽出するステップと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップと、を含む方法。
【請求項74】
ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャし、処理するためのシステムであって、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、
航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、
前記カメラおよび前記推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラと、を含む航空機であって、前記コントローラは、
航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御することと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節することと、を行うように構成される、航空機と、
画像プロセッサを含む画像処理デバイスであって、前記画像プロセッサは、
前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される、画像処理デバイスとを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、太陽電池（ＰＶ）アレイのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）画像をキャプチャし、処理するための方法、ＥＬ画像をキャプチャするための航空機、およびＥＬ画像を処理するための画像処理デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
ソーラーパネルが、全世界で広く使用されている。ただし、高い初期設備投資費用のせいで、用地に設置されたソーラーパネルは、投資に対する収益を保証するために、一定期間、適切および効率的に作用しなければならない。したがって、用地に設置されたソーラーパネルの品質を維持することが重要である。ソーラーファーム（または概して、太陽電池（ＰＶ）工場）におけるソーラーパネルの大規模配置、および家屋の屋根の上など、ソーラーパネルの遠隔配置のせいで、しばしば、個々のソーラーパネルの性能を監視することは難しい。視覚、熱（赤外線）、紫外線（ＵＶ）蛍光、光ルミネセンス（ＰＬ）およびエレクトロルミネセンス（ＥＬ）撮像など、様々な撮像技術が、ソーラーパネルの欠陥を検出するのに利用可能である。たとえば、ＥＬ検査が、品質管理のためにＰＶ製造中に使われる。
【0003】
ＥＬ測定のために、ソーラーパネルのＰＶモジュールが、電源に接続され、順方向バイアス下に置かれる。発せられた近赤外線光は、近赤外線波帯中で感度の高いカメラでキャプチャされる。現地検査のために、ＥＬ撮像もサンプリングベースで使われてきた。現地ＥＬ検査のための一般的方法のうちの１つは、可動トレーラーを使うものである。この方法では、暗室を運ぶ可動トレーラーは現地で配置される。トレーラーの中の暗室での測定のために、ＰＶモジュールが、設置された位置から降ろされる。この方法は、制御された環境で確実にＰＶモジュールのＥＬ測定が行われるようにする。ただし、ＰＶモジュールは撤去されなければならないので、この方法を使う大規模検査は、時間を消費し、実現可能でない。さらに、モジュールの取扱い中に欠陥をもたらす危険性がある。
【0004】
ＥＬ検査の別の方法が、三脚に載せられたカメラを使って夜間に、あるいは日中に、ロックイン電流制御を用いて実施される。この方法は、支持フレームからのＰＶモジュールの撤去を要求しないが、やはり時間を消費し、高度に労働集約的である。さらに、三脚に載せられたカメラから画像をキャプチャするという制限から、キャプチャされた画像の視点および強度歪みが生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、既存の従来技術において言及された問題のうちの少なくとも１つに対処する解決策を提供すること、および／または有用な代替を世間に提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の態様によると、ＰＶアレイのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）画像を処理する方法が提供される。この方法は、（ｉ）ＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出するステップであって、ＰＶアレイサブセクションは、ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、ステップと、（ｉｉ）抽出されたフレームの中から、ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、（ｉｉｉ）基準フレームに合わせた、抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップと、（ｉｖ）画像整列されたフレームを処理して、基準フレームよりも高い解像度を有する、ＰＶアレイサブセクションの改良（ｅｎｈａｎｃｅｄ）画像を生じさせるステップと、を含む。
【0007】
記載される実施形態は、低解像度で単色の画像、およびビデオを、薄暗い光の条件の下で、または夜間など、自然光がない所でとることができ、それでも、欠陥のあるＰＶモジュールを識別するように、解像度が改善され、ノイズが低減した画像を生じることができる。概して、および平均化が使われる場合、処理される画像中のノイズの規模は、おおよそ、平均された画像の数の平方根だけ低減することができる。その結果、概して、より高い画像品質の改良画像が達成され得る。
【0008】
具体的には、画像からフレームを抽出するステップは、画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するステップと、各ＰＶモジュールの識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築するステップとを含み得る。
【0009】
具体的な実施形態では、画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するステップは、異なる画像中で繰り返される特定のＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点をクラスタ化するステップと、それぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算するステップとを含み得る。
【0010】
好ましくは、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップは、フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの画像品質を評価するステップを含み得る。
【0011】
方法は、画像整列を実施する前に、抽出されたフレームを積層配列の中に並べるステップも含み得る。さらに、ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点は、積層配列の中に積み上げることができ、画像整列を実施するステップは、抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を、基準フレーム中のＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列するステップを含み得る。
【0012】
画像整列されたフレームを処理するステップは、各フレーム中のＰＶモジュールに従って、画像整列されたフレームをグループ化するステップと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得するステップとを含み得ることが想定される。
【0013】
その上、画像平均化は、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づき得る。
【0014】
方法は、ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けるステップと、改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップとをさらに含み得る。
【0015】
方法は、各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするステップも含み得る。さらに、方法は、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を、ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするステップも含み得る。ベースマップは、各ＰＶモジュールのジオロケーションを含み得る。
【0016】
具体的な実施形態では、改良画像をベースマップ上にマップするステップは、改良画像中のＰＶアレイサブセクションを、ベースマップ中のＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、改良画像を配向させるステップをさらに含み得る。
【0017】
さらに、ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含むことができ、改良画像を配向させるステップは、特定のＥＬ画像の画像識別子を、そのＰＶモジュールが特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けるステップと、各改良フレームに関連付けられた画像識別子に基づいて、改良画像の配向を判断するステップとを含み得る。
【0018】
ジオロケーションは、ＧＰＳ座標を含み得る。
【0019】
その上、複数のフレームは、ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームであってよい。
【0020】
第２の態様によると、ＰＶアレイのＥＬ画像を処理するための画像処理デバイスが提供される。画像処理デバイスは画像プロセッサを含み、画像プロセッサは、ＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、ＰＶアレイサブセクションは、ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、抽出されたフレームの中から、ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、基準フレームに合わせた、抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することと、画像整列されたフレームを処理して、基準フレームよりも高い解像度およびそれよりも低いノイズレベルを有する、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される。
【0021】
画像プロセッサは、画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断すること、および各ＰＶモジュールの識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築することによって、画像からフレームを抽出するようにさらに構成され得る。
【0022】
好ましくは、画像プロセッサは、異なる画像中で繰り返され得る、特定のＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点をクラスタ化すること、およびそれぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算することによって、画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するようにさらに構成され得る。
【0023】
画像プロセッサはまた、フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの画像品質を評価することによって、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するようにさらに構成され得る。
【0024】
さらに、画像プロセッサは、画像整列を実施する前に、抽出されたフレームを積層配列の中に並べるようにさらに構成され得る。
【0025】
さらに、ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点は積層配列中に積み上げられてよく、画像プロセッサは、抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を、基準フレーム中のＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって、画像整列を実施するようにさらに構成され得る。
【0026】
具体的な実施形態では、画像プロセッサは、各フレーム中のＰＶモジュールに従って、画像整列されたフレームをグループ化することによって、画像整列されたフレームを処理することと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得することとを行うようにさらに構成され得る。
【0027】
その上、画像プロセッサは、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づいて、画像平均化を実施するように構成され得る。
【0028】
画像プロセッサは、ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けることと、改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることとを行うようにも構成され得る。
【0029】
画像プロセッサは、各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするように構成され得る。
【0030】
画像プロセッサは、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を、ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするようにさらに構成され得る。ベースマップは次いで、各ＰＶモジュールのジオロケーションを含むことができる。さらに、画像プロセッサは、改良画像中のＰＶアレイサブセクションを、ベースマップ中のＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、改良画像を配向させることによって、改良画像をベースマップ上にマップするように構成され得る。
【0031】
さらに、ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含むことができ、画像プロセッサは、特定のＥＬ画像の画像識別子を、そのＰＶモジュールが特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けること、および各改良フレームに関連付けられた画像識別子に基づいて、改良画像の配向を判断することによって、改良画像を配向させるように構成され得る。
【0032】
ジオロケーションは、ＧＰＳ座標を含み得る。さらに、複数のフレームは、ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームであってよい。
【0033】
第３の態様によると、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラを有する航空機の動きを制御する方法が提供される。この方法は、航路に沿って飛行して、ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように航空機を制御するステップと、キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするためのそれぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節するステップとを含む。
【0034】
有利には、キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから導出された画像品質パラメータに従って航空機の飛行速度を動的に調節することによって、航空機は、その飛行速度を、より良好な信号対ノイズ比または画像鮮明度など、より高い画像品質をもつＥＬ画像をキャプチャすることが可能なように調節することができる。
【0035】
画像品質パラメータは、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含み得る。具体例では、ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定されたＳＮＲ、およびＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存し得る。
【0036】
一方、モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比であってよい。
【0037】
好ましくは、それぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節するステップは、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出するステップと、航空機の現在の飛行速度を、目標飛行速度に一致するように動的に調節するステップとを含み得る。
【0038】
さらに、目標飛行速度を導出するステップは、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子のうちの最小を、航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出するステップと、目標走査速度が航空機の最大飛行速度を下回り得る場合、目標走査速度を目標飛行速度として選択するステップとを含み得る。
【0039】
方法は、目標走査速度が航空機の最大飛行速度を超える場合、最大飛行速度を目標飛行速度として選択するステップをさらに含み得る。
【0040】
方法は、ユーザ入力因子に基づいて目標飛行速度を調節するステップも含み得る。
【0041】
さらに、方法は、ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするために、航空機を、航路に沿って飛行するように制御するのに先立って、１つまたは複数のＰＶモジュールによってＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出するステップをさらに含み得る。
【0042】
方法は、航空機を初期位置まで操縦するステップも含むことができ、ここで、航空機のヨー軸およびカメラの光学軸は、ＥＬ信号を検出する前は、地面に対して垂直であってよい。
【0043】
さらに、方法は、航空機をＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするステップを含み得る。
【0044】
具体的な実施形態では、ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられたＥＬ信号を検出するステップは、航空機を車両のヨー軸の周りで回転させ、その間、ＥＬ信号が検出され得るまで、カメラの光学軸角度を同時に増大させるステップを含み得る。
【0045】
カメラの光学軸角度は、０°から７０°まで増大され得る。カメラの光学軸角度は次いで、低下するピッチ速度で増大され得ることが想定される。好ましくは、航空機は、低下するヨー速度で回転してもよい。
【0046】
方法は、航空機を回転させる前に、航空機を、既定の高度まで操縦するステップをさらに含み得る。
【0047】
方法は、対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断すること、カメラの視野（ＦＯＶ）が、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、それぞれのキー点から導出すること、それぞれのキー点を目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施すること、および透視変換に基づいて、航空機を、対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦することによって、カメラのＦＯＶを、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップも含む。
【0048】
さらに、カメラのＦＯＶを、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップは、航空機を適切な高度まで操縦するステップをさらに含むことができ、ここで、対応するＰＶアレイサブセクションは、適切な高度でのカメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにあってよい。
【0049】
対応するＰＶアレイサブセクションは、既定のサイズ比において、カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占め得る。
【0050】
さらに、方法は、測定された画像鮮鋭度に従って、カメラのフォーカスを動的に調節するステップをさらに含み得る。
【0051】
航空機は、カメラの光学軸と整列された光源をさらに含むことができ、方法は、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、光源に動力供給するステップをさらに含み得る。
【0052】
第４の態様によると、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、カメラおよび推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラとを含む航空機が提供される。コントローラは、航路に沿って飛行して、ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように航空機を制御することと、キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することと、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするためのそれぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節することとを行うように構成される。
【0053】
画像品質パラメータは、次いで、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含むことができる。好ましくは、ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定されたＳＮＲ、およびＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存し得る。
【0054】
一方、モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比であってよい。
【0055】
好ましくは、コントローラは、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出すること、および航空機の現在の飛行速度を、目標飛行速度に一致するように動的に調節することによって、それぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節するようにさらに構成され得る。
【0056】
コントローラは、ＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子のうちの最小を、航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出すること、および目標走査速度が航空機の最大飛行速度を下回り得る場合、目標走査速度を目標飛行速度として選択することによって、目標飛行速度を導出するようにも構成され得る。
【0057】
さらに、コントローラは、目標走査速度が航空機の最大飛行速度を超える場合、最大飛行速度を目標飛行速度として選択するように構成され得る。
【0058】
コントローラは、ユーザ入力因子に基づいて目標飛行速度を調節するようにも構成され得る。
【0059】
その上、コントローラは、１つまたは複数のＰＶモジュールによってＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出することであって、ＰＶアレイはアレイ軸を有し、１つまたは複数のＰＶモジュールは、アレイ軸に合わせて整列され、平面を含み得る、検出することと、ＰＶアレイのアレイ軸を判断することと、推進デバイスを動的に調節して、カメラの光学軸を、１つまたは複数のＰＶモジュールの平面に対して垂直になるように整列しながら、アレイ軸に沿って、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするようにカメラを制御することと、を行うようにさらに構成され得る。
【0060】
さらに、コントローラは、推進デバイスを動的に調節して、航空機のヨー軸を、地面に対して垂直になるようにセットすること、およびカメラの光学軸を、地面に対して垂直になるように動的に調節することによって、ＥＬ信号を突き止める前に航空機を初期位置にセットするように構成され得る。
【0061】
コントローラは、航空機をＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするように、推進デバイスを動的に調節するようにも構成され得る。
【0062】
コントローラは、ＥＬ信号が突き止められ得るまで、カメラの光学軸角度を同時に増大させながら、航空機を車両のヨー軸の周りで回転させるように推進デバイスを動的に調節することによって、ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられたＥＬ信号を突き止めるようにさらに構成され得る。
【0063】
カメラの光学軸角度は、０°から７０°まで増大され得る。具体的には、カメラの光学軸角度は次いで、低下するピッチ速度で増大され得る。好ましくは、航空機は、低下するヨー速度で回転してもよい。
【0064】
コントローラは、航空機を回転させる前に、航空機を既定の高度まで操縦するように、推進デバイスを動的に調節するようにさらに構成され得る。
【0065】
さらに、コントローラは、対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断すること、カメラの視野（ＦＯＶ）が、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、それぞれのキー点から導出すること、それぞれのキー点を目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施すること、および透視変換に基づいて、航空機を、対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦するように、推進デバイスを動的に調節することによって、カメラのＦＯＶを、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように構成され得る。
【0066】
コントローラは、航空機を適切な高度まで操縦するように、推進デバイスを動的に調節することによって、カメラのＦＯＶを、対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するようにも構成されてよく、ここで、対応するＰＶアレイサブセクションは、適切な高度でのカメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにあってよい。
【0067】
対応するＰＶアレイサブセクションは、既定のサイズ比において、カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占め得る。
【0068】
コントローラは、測定された画像鮮鋭度に従って、カメラのフォーカスを動的に調節するようにさらに構成され得る。
【0069】
さらに、航空機は、カメラの光学軸と整列された光源をさらに含むことができ、コントローラは、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、光源に動力供給するようにさらに構成され得る。
【0070】
第５の態様によると、カメラを有する航空機によってキャプチャされた、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの改良画像を取得する方法が提供される。この方法は、（ｉ）航路に沿って飛行して、ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように航空機を制御するステップと、（ｉｉ）キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、（ｉｉｉ）ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするためのそれぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節するステップと、（ｉｖ）ＰＶアレイサブセクションの複数のフレームをＥＬ画像から抽出するステップと、（ｖ）抽出されたフレームの中から、ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、（ｖｉ）基準フレームに合わせた、抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップと、（ｖｉｉ）画像整列されたフレームを処理して、基準フレームよりも高い解像度を有する、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップとを含む。
【0071】
第６の態様によると、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャし、処理するためのシステムが提供される。このシステムは、航空機および画像処理デバイスを含む。航空機は、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、カメラおよび推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラとを含み、コントローラは、航路に沿って飛行して、ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように航空機を制御することと、キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することと、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするためのそれぞれの画像品質パラメータに基づいて、航路に沿って航空機の飛行速度を動的に調節することと、を行うように構成される。画像処理デバイスは画像プロセッサを含み、画像プロセッサは、ＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、ＰＶアレイサブセクションは、ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、抽出されたフレームの中から、ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、基準フレームに合わせた、抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することと、画像整列されたフレームを処理して、基準フレームよりも高い解像度およびを有する、ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される。
【0072】
例示的な実施形態を、添付の図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】ＵＡＶがＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするための例示的なセットアップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0074】
以下の説明は、説明のための具体例を含む。これらの具体例に対する変形および改変が可能であり、本開示の範囲内であることが、当業者には諒解されよう。特定の実施形態の図面および以下の説明は、先行する要約の一般性から切り離されるべきでない。
【0075】
図１は、建物の屋根の上に設置されたＰＶアレイ１０のＥＬ画像をキャプチャするための、例示的なＥＬ検査装置またはセットアップ１００を示す。本実施形態では、ＰＶアレイ１０は、３つのＰＶストリング１２を含む。各ＰＶストリング１２は、５つのＰＶモジュール１４からなる２つの行を含む。ＰＶストリング１２は、ＰＶストリング１２の縦軸に沿って各行の中に並べられ、そうすることによって、ＰＶアレイ１０は、ＰＶストリング１２の縦軸に沿って走るアレイ軸１０ａを有する。ＰＶストリング１２は、ＰＶストリングの電気出力を結合するコンバイナボックス１６に接続される。コンバイナボックス１６はインバータボックス（図示せず）に接続され、このボックスは次いで、送電網に接続される。インバータボックスは、混合電気出力を送電網にフィードする前に、混合電気出力をＤＣからＡＣにコンバートする。このようにして、ＰＶモジュール１４によって生成された電気が送電網にフィードされる。ＥＬ検査中、ＰＶアレイ１０は送電網から切断される。
【0076】
セットアップ１００は、３つのチャネル３４を含むスイッチャボックス３２をさらに含む。ＰＶアレイ１０の各ＰＶストリング１２は、スイッチャボックス３２のそれぞれのチャネル３４に接続される。セットアップ１００は、スイッチャボックス３２に接続された電源３６をさらに含む。電源は、最大１０００ボルトの電気、およびＰＶモジュール１４の短絡電流の１０％に等しい最小電流を、各ＰＶストリング１２に供給するように構成される。チャネル３４を選択的にアクティブ化することによって、現地作業員３０が、ＰＶストリング１２を順方向バイアス条件下に置く電力源３６からの電流を、ＰＶストリング１２に選択的に供給する。順方向バイアス条件に置かれると、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）として知られる場合もある、ＰＶストリング１２中の１つまたは複数のＰＶモジュール１４は光を発し、したがって、航空機（たとえば、無人航空機（ＵＡＶ）２０）の光学サブシステムによって検出されるＥＬ信号を生じる。
【0077】
図１において、作業員３０は、正常に動作しているＰＶアレイ１０が、予想されるよりも少ない電気を生成していることに気づく。視覚検査も、赤外線検査も、この理由を示していない。ＰＶアレイ１０を送電網から切断し、スイッチャボックス３２を介してＰＶアレイ１０を電源３６に電気的に接続した後、作業員３０は、ＥＬ検査のためにＰＶストリング１２のＥＬ画像をキャプチャするようにＵＡＶ２０を配置するよう、アシスタント２２に命令する。ＵＡＶ２０は、本体２１０と、ＵＡＶ２０を飛行させるために本体２１０に取り付けられた推進デバイス２３０と、ＥＬ画像をキャプチャするための、本体２１０に搭載された光学サブシステム２２０とを含む。
【0078】
本実施形態ではアシスタント２２が与えられるが、作業員３０がアシスタント２２の助けなしでＵＡＶ２０を配置し得ることは明らかである。さらに、複数のＰＶストリング１２が１つのチャネル３４に接続されてよいことにも留意されたい。たとえば、ＰＶアレイ１０のすべての３つのＰＶストリング１２が、単一のチャネル３４に接続されてよい。このシナリオでは、すべての３つのＰＶストリング１２が、同時に順方向バイアス条件下に置かれ、ＰＶアレイ１０全体のＥＬ画像がキャプチャされる。特に、電源３６によって供給される電流の量は、各チャネル３４がそれぞれのＰＶストリング１２に接続されているときと比較して、このシナリオではより低いが、このことは、順方向バイアス条件下に置かれているＰＶストリング１２に影響しない。
【0079】
さらに、より大型のＰＶアレイが複数のコンバイナボックス１６を含む場合があり、ボックス１６はその場合、インバータボックス（図示せず）に接続される。代替として、ＰＶアレイ１０はコンバイナボックス１６を含まない場合があり、代わりに、ＰＶストリング１２がインバータボックスに直接接続される。
【0080】
好ましくは、各ＰＶストリング１２には、ＰＶモジュール１４の短絡電流の１００％が供給される。ただし、こうである必要はない。たとえば、各ＰＶストリング１２には、ＰＶモジュール１４の短絡電流の６０％に等しい電流が供給される場合がある。複数の注入電流での、同じＰＶアレイサブセクションの測定値が、ＰＶモジュール１４の電気的プロパティを推定するのに、および電流依存欠陥を識別するのに使われてよい。
【0081】
図２は、画像をキャプチャし、処理するシステム２００のシステムアーキテクチャを示す。システム２００は、無人航空機（ＵＡＶ）２０および画像処理デバイス２６０を含む。光学サブシステム２２０、および推進デバイス２３０に加え、ＵＡＶ２０は、機上処理サブシステム２４０および電力源２４２（たとえば、バッテリー）をさらに含む。電力源２４２は、光学サブシステム２２０、推進デバイス２３０、および機上処理サブシステム２４０に接続され、それらに電力供給する。機上処理サブシステム２４０は、光学サブシステム２２０および推進デバイス２３０に通信可能に結合され、様々な機能を実施するために光学サブシステム２２０および推進デバイス２３０を制御するように構成される。
【0082】
光学サブシステム２２０について、最初に図３を参照して記載する。光学サブシステム２２０は、光学軸２２２ａをもつカメラ２２２を含み、本実施形態では、カメラ２２２は、単色ビデオ記録をとるように動作可能なビデオカメラである。カメラ２２２は、近および／または短赤外線（ＮＩＲ、ＳＷＩＲ）ＥＬ波帯中で感度が高く、そのような波帯中でＥＬ画像をキャプチャするのに適している。カメラ２２２は、ＮＩＲ／ＳＷＩＲ ＥＬ波帯中での使用にやはり適した集束レンズ２２３を含む。レンズ２２３（たとえば電動フォーカスレンズ、電圧制御ポリマーレンズまたは液体レンズ）により、機上処理サブシステム２４０は、レンズ２２３からＰＶアレイ１０までの距離に依存して、レンズ２２３のフォーカスを調節することができる。カメラ２２２は、どの望まれない光スペクトルもフィルタ除去するためのレンズフィルタ（図示せず）をさらに含む。
【0083】
光学サブシステム２２０は、光学距離測定デバイス（光検出および測距デバイス（ＬＩＤＡＲ）２２４など）をさらに含む。ＬＩＤＡＲの光学軸（２２４ａ）は、カメラ２２２の光学軸２２２ａに合わせて整列される。ＬＩＤＡＲ２２４は、ＰＶアレイ１０から光学サブシステム２２０までの距離を測定するように動作可能である。
【0084】
光学サブシステム２２０は、集束された光源（レーザー２２６など）をさらに含む。レーザーの光学軸（２２６ａ）も、カメラ２２２の光学軸２２２ａに合わせて整列される。レーザー２２６は、可視スペクトルの光を発するように準備され、レーザーからの光干渉を最小限にするカメラの視野（ＦＯＶ）以下のビーム拡散を有する。さらに、レーザー２２６は、低電力動作を可能にし、狭波帯の光を発し、作業員３０によって容易に識別される集束形状を作成する。集束形状は非対称であり、このことは、作業員３０が、カメラ２２２がどこを指しているかを識別するのを、およびまた、カメラのＦＯＶの回転を識別するのを手助けする。
【0085】
光学サブシステム２２０は、ＵＡＶ２０の本体２１０に光学サブシステム２２０を取り付ける単軸ジンバル２２８（図２に示す）をさらに含む。機上処理サブシステム２４０は、カメラ２２２の光学軸２２２ａを１自由度（すなわち、ピッチ）で上げ／下げするように、ジンバルを制御する。
【0086】
代替として、光学サブシステム２２０は、カメラ２２２の光学軸２２２ａを調節するためのさらなる自由度（ヨー、ロール）を可能にし、ＦＯＶの強化された安定性を提供するように、２軸または３軸ジンバルを介して本体２１０に搭載されてよい。さらに、レーザー２２６によって作成された集束形状は対称的であってよい。ＬＥＤが、レーザー２２６の代わりに使われてもよい。レンズ２２３のフォーカスは調節可能であり、機械的または電気的のいずれかで駆動されてよい。
【0087】
図２を参照して、推進デバイス２３０について次に記載する。推進デバイス２３０は、ＵＡＶを飛行させ、航空機のヨー軸２１０ａ（図１参照）の周りを回転させるなどの空中操縦を実施させるように、それぞれのモータ２３４によって駆動されるプロペラ２３２の４つのセットを含む。ヨー軸２１０ａは、ＵＡＶ２０が直立しているときに本体２１０の中央部を走る垂直軸である。
【0088】
機上処理サブシステム２４０は、コントローラ２５０およびメモリユニット２５２を含む。コントローラは、メモリユニット２５２に記憶された命令のセットに従って５つの機能（ＦＯＣＵＳ、ＰＯＩＮＴ、ＦＩＮＤ、ＡＬＩＧＮ、ＳＣＡＮ、ＡＵＴＯ）を実行するように構成される。コントローラ２５０は、ＰＶアレイ１０からＬＩＤＡＲ２２４までの距離、ならびにカメラの視野を含む情報を、光学サブシステム２２０から受信する。光学サブシステム２２０から受信された情報を使って、コントローラ２５０は、機能ＰＯＩＮＴ、ＦＩＮＤ、ＦＯＣＵＳ、ＡＬＩＧＮ、ＳＣＡＮおよびＡＵＴＯアルゴリズムを実行するように光学サブシステム２２０および推進デバイス２３０を操作するように構成される。ＥＬ画像がキャプチャされると、ＵＡＶ２０はそのベースに戻って、ＥＬ画像を、さらに処理するために画像処理デバイス２６０に転送する。
【0089】
画像処理デバイス２６０は、機能ＦＲＥＥＺＥおよびＭＡＰを実行するように構成される。画像処理デバイス２６０は、フレーム抽出モジュール２７０、画像改良モジュール２８０、マッピングモジュール２９０、および画像プロセッサ３００を含む。画像処理デバイス２６０は、ＥＬ画像を入力としてとり、ＰＶアレイ１０の改良ＥＬ画像を出力する。
【0090】
航空機の各構成要素の動作について、以下のセクションにおいてより詳しく記載する。
【0091】
図４は、システム２００によってＥＬ画像をキャプチャし、処理する例示的な方法４００についてのブロック図である。例示的な方法４００について、適用可能な場合、対応する図５～図２６Ｂとともに記載する。本実施形態では、ＵＡＶ２０は、好ましくは夜間に、または低自然光条件下で実施される、ＰＶアレイ４０のＥＬ検査を実施するように配置される。ＰＶアレイ４０は、ＰＶアレイ４０がより多くのＰＶモジュールを含むことを除いて、ＰＶアレイ１０と同様である。ＰＶアレイ１０からのそれぞれのセットのコンバイナボックス（図示せず）が、現場作業員３０によって制御されるスイッチャボックス５３２に接続される。
【0092】
方法４００のステップ４１０において、コントローラ２５０はＰＯＩＮＴ機能を実行する。図５は、ＰＯＩＮＴ機能を実施するＵＡＶ２０の概略図５００である。ＵＡＶ２０が配置されると、コントローラ２５０は、レーザー２２６に電力を供給するように電力源２４２を制御するように構成される。作業員３０は、レーザー２２６によって照射されるエリア５３０を見つけ、カメラ２２２がどこを指しているかを識別する。レーザーは、レーザー２２６への意図しない直接的な眼の露出があったとしても、現場作業員３０がいかなる眼障害も被らない、安全な範囲（レーザー：クラス１または２）内である光強度を有する。レーザー２２６は、ＵＡＶ２０の動作のほとんどの間、スイッチオンされている。こうすることにより、作業員３０は、特に、どのＰＶストリングが現在、順方向バイアス下にあるかが明白でないとき、カメラ２２２がどこを指しているかを素早く識別することができる。カメラ２２２によって、キャプチャされたＥＬ画像の中にレーザー２２６が現れないように、レーザー２２６は、ＵＡＶ２０がＳＣＡＮ機能を実行する直前にオフにされる。
【0093】
作業員３０は、アクティブ化されている／開いているチャネルに従って、どのＰＶストリングが順方向バイアス下に置かれるかを作業員３０に知らせるストリング接続図を照会する。本実施形態では、ストリング接続図は誤りを含み、作業員３０は、特定のチャネルについて、ＰＶストリング５１２ａが順方向バイアス下に置かれていることを知らされる。実際には、別のＰＶストリング５１２ｂが順方向バイアス下に置かれており、ＰＶストリング５１２ｂの１つまたは複数のＰＶモジュール５１４ｂがＥＬ信号を発する。ＰＶストリング５１２ａ、５１２ｂは、ＰＶアレイ４０の一部であり、ＰＶアレイ４０のＰＶアレイサブセクション５１２ａ、５１２ｂとも呼ばれる。
【0094】
特定のチャネルをアクティブ化した後、作業員３０は、航路５２０に沿ってＵＡＶ２０をＰＶストリング５１２ａへ手動でガイドする。作業員３０は、ＰＶストリング５１２ａによってＥＬ信号が発せられていることに気づき、ストリング接続図に誤りがあると推論する。順方向バイアス下にある、すなわちＥＬ信号を発しているＰＶストリング５１２ｂのロケーションを判断するために、作業員３０は、ＦＩＮＤ機能を開始するよう、コントローラ２５０に指示する。
【0095】
作業員３０は、ＵＡＶ２０をＰＶストリング５１２ａへ手動でガイドする必要はないことに留意されたい。作業員３０は、ＵＡＶ２０の配置の直後にＦＩＮＤ機能を開始してよく、そうすることによってＰＯＩＮＴ機能を回避する。代替として、コントローラ２５０は、ＵＡＶ２０が配置されると、自動的にＦＩＮＤ機能を開始するように構成されてもよい。
【0096】
方法４００のステップ４２０において、コントローラ２５０はＦＩＮＤ機能を実行する。図６は、ＦＩＮＤ機能の第１の一部を実施するＵＡＶ２０の概略図６００である。留意すべきこととして、作業員３０および照射エリア５３０は図６ａ（および後続図面）に示されていない。ＦＩＮＤ機能の第１の一部は、ＵＡＶ２０を初期位置にセットすることを伴う。開始すると、コントローラ２５０は、ＵＡＶのヨー軸２１０ａが地面に対して垂直である初期位置へＵＡＶ２０を操縦するように、推進デバイス２３０を動的に調節するように構成される。コントローラ２５０は、カメラの光学軸２２２ａも地面に対して垂直になるか、言い換えると、ＵＡＶ２０のすぐ下のエリアをカメラの視野が示すようにジンバル２２８を動的に調節するようにさらに構成される。この位置において、光学軸２２２ａは０°の角度を有する。
【0097】
さらに、コントローラ２５０は、ＵＡＶ２０を（ＵＡＶのヨー軸２１０ａに沿って）、地面から既定の高度６１０まで操縦するように、推進デバイス２３０を動的に調節するようにさらに構成される。
【0098】
図７は、ＦＩＮＤ機能の第２の一部を実施するＵＡＶ２０の概略図７００である。ＦＩＮＤ機能の第２の一部は、ＵＡＶ２０のすぐ下のエリアから始まり、外側へらせん運動する掃引経路中でＰＶアレイ４０の掃引を実施することを伴う。掃引を実施するために、コントローラ２５０は、ＵＡＶのヨー軸２１０ａの周りでＵＡＶ２０を回転させる（矢印７１０参照）ように、推進デバイス２３０を動的に調節するように構成される。コントローラ２５０は、カメラの光学軸角度を同時に増大する（７２０）ようにさらに構成される。これにより、カメラのＦＯＶがＵＡＶ２０から外側へ動く。回転７２０との組合せで、カメラの走査経路はらせん８１０を形成する。これを図８に示すが、この図は、ＦＩＮＤ機能の第２の一部の結果を示す概略図８００を示す。
【0099】
例を挙げると、初期位置において、ＵＡＶは、地上１０ｍの高さでホバリングする。カメラの光学軸角度が０°から７０°にされると、（以下の数式（ａ）の正弦法則の関係式を使って）５５メートルの放射エリアが観察される。カメラ２２２は、６０°の写角を有する。その結果、地面の方を直接指すビューに対して、視野は１０ｍになる（数式（ｂ））。したがって、２５ｍの半径を有するＰＶアレイ４０をカバーするには、３回転で十分である。
【0100】
【数1】
【0101】
【数2】
【0102】
留意すべきこととして、カメラの光学軸角度は、低下するピッチ速度で増大される。ジンバル２２８の視点からは、ジンバルのピッチ速度は、増大するピッチ角度で低下される。走査経路８１０は、２πに半径が乗算されて増大するので、カメラのＦＯＶは、その最後の回転において、５倍大きい距離（２π・５ｍ≒３１；２π・２５ｍ≒１５７ｍ）に沿って移動する。その結果、カメラの回転７１０またはヨー速度は、最後の回転において５倍低くなるように調節される。
【0103】
カメラのヨー速度は、露出時間中にフレーム中で容認可能なモーションブラーの量に依存する。１０個のピクセルの露出中の最大偏向に対して、７ｍｓの露出時間および６４０ｐｘの水平センサー解像度、２２ｍ／ｓのヨー速度が可能である（数式（ｃ））。２８２ｍ（５ｍ、１５ｍ、２５ｍの半径での３つの円の合計）の全らせんに対して近似された移動距離を用いると、方法ＦＩＮＤは、順方向バイアス下のＰＶストリングが検出されない場合、最大１３秒かかり得る。機能ＦＩＮＤが進行中の間、コントローラ２５０は、順方向バイアスされたＰＶストリング５１２ｂの特徴がないか、カメラ２２２によってキャプチャされた画像をチェックする。機能ＦＩＮＤは、ＰＶストリング５１２ｂからＥＬ信号が検出されると、停止する。ＥＬ検出が行われると、コントローラ２５０は、ＵＡＶ２０をＥＬ信号まで操縦するように、推進デバイス２３０を動的に調節するように構成される。このように、ＥＬ信号は、ＵＡＶ２０をガイドするための光マーカーとして使われている。
【0104】
【数3】
【0105】
方法４００のステップ４３０において、コントローラ２５０はＦＯＣＵＳ機能を実行する。コントローラ２５０は、ＬＩＤＡＲ２２４からのＰＶストリング５１２ｂ中の１つまたは複数のＰＶモジュールまでの距離に関する情報を、カメラ２２２から受信する。コントローラ２５０は、カメラレンズのフォーカスを維持するために、測定された距離に従って、カメラレンズ２２３と焦点との間の距離を、カメラレンズ２２３と撮像対象との間の距離に一致させるように、カメラのフォーカスを動的に調節するように構成される。
【0106】
方法４００のステップ４４０において、コントローラ２５０は、図９～図１４に関連して次に記載するＡＬＩＧＮ機能を実行する。図９および図１０は、それぞれ、カメラのＦＯＶがＰＶストリング５１２ｂに合わせて整列されていない、および整列されたＰＶストリング５１２ｂの上をホバリングするＵＡＶ２０の斜視図９００、１０００である。図１１および図１２は、それぞれ、カメラのＦＯＶが整列されていない、および整列された、カメラ２２２の視点からのＥＬ画像１１００、１２００である。図１３および図１４は、コントローラ２５０の視点からのＥＬ画像１１００、１２００の概略図１３００、１４００である。
【0107】
図９を参照すると、カメラのＦＯＶ９１０は、ＰＶストリング５１２ｂに対して整列されていない。カメラのＦＯＶ９１０は、方法４００がＳＣＡＮ機能に進み得る前に、（図１０に示すように）ＰＶストリング５１２ｂに合わせて整列されなければならない。
【0108】
コントローラ２５０は、（図１１に示すように）カメラ２２２からＥＬ画像１１００を受信する。ＥＬ画像１１００は、背景１１１０、すなわち地面と比較して、１つまたは複数のＰＶモジュール５１４ｂによって発せられたＥＬ信号により明るく見える（光強度がより高い）ＰＶストリング５１２ｂ（またはＰＶストリング５１２ｂの一部分）を含む。コントローラ２５０は、アルゴリズムを適用して、カメラのＦＯＶ９１０がＰＶストリング５１２ｂに対して整列されていないと判断する。アルゴリズムは、明るいＰＶストリング５１２ｂと暗い背景１１１０との間の強度差を使用して、ＰＶストリング５１２ｂの（または基準ＰＶモジュール５１４ｂの）位置および配向を検出する。具体的には、および図１３を参照すると、アルゴリズムは、ＰＶストリングの縁１３１０を検出し、縁１３１０からキー点１３２０（たとえば、モジュールコーナー点）を導出する。アルゴリズムは次いで、整列不良およびいかなる角度または視点歪みも最小限にする各キー点１３２０に対応する、整列された点１３３０のセットを判断する。整列された点１３３０は、より上の、およびより低い水平インジケータ１３４０上にセットされる。
【0109】
さらに、アルゴリズムは、ＰＶストリング５１２ｂを、カメラのＦＯＶ９１０内の既定のサイズ比にする、ＰＶストリング５１２ｂに相対するＵＡＶ２０の適切な高度も判断する。既定のサイズ比は、ＵＡＶ２０の位置発振に対する許容誤差を認めるように、ＰＶストリング５１２ｂの最上部および最下部と、画像境界１４１０との間の約５～１０％の空間を保つように設定される。言い換えると、ＰＶストリング５１２ｂは、既定のサイズ比において、カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占める。
【0110】
アルゴリズムは次いで、キー点１３２０を（図１４に示すように）整列された点１３３０に合わせて整列するための透視変換を判断する。コントローラ２５０は次いで、透視変換に基づいて、ジンバル２２８および推進デバイス２３０に対して適切な調節を行うように構成される。図１４に見ることができるように、カメラのＦＯＶ９１０はＰＶストリング５１２ｂに合わせて整列され、ＰＶストリング５１２ｂは、カメラのＦＯＶ９１０内で既定のサイズ比にある。整列されると、カメラの光学軸はＰＶストリングの平面に対して垂直である。ＰＶストリングは１つまたは複数のＰＶモジュール５１４ｂを含むので、ＰＶストリングの平面は、１つまたは複数のＰＶモジュールの平面からなる。１つまたは複数のＰＶモジュールの平面は、日光を受けるように準備された面として定義される。
【0111】
留意すべきこととして、コントローラ２５０は、ＳＣＡＮ機能が進行中の間、繰り返しＡＬＩＧＮ機能を実行するように構成される。これにより、ＳＣＡＮ機能中にＥＬ画像がキャプチャされている間、カメラの光学軸は確実にＰＶストリングの平面に対して垂直になる。有利には、これにより、視点歪みが最小限になり、カメラ２２２による、キャプチャされたＥＬ画像の画像解像度が増す。さらに、カメラ２２２は、ＥＬ画像にわたってより一貫したフォーカスでＥＬ画像をキャプチャできるようになる。さらに、各ＰＶモジュール５１４ｂからのＥＬ強度が正確にキャプチャされ、これは分析目的のために重要である。
【0112】
留意すべきこととして、コントローラ２５０がＥＬ画像１２００中でＰＶストリング５１２ｂの端１２１０を検出しない場合、コントローラ２５０は、ＰＶストリング５１２ｂの端１２１０がＥＬ画像１２００の中に入るまでＵＡＶ２０をＰＶストリングの縦軸１０ａ（図１参照）に沿って操縦するように、推進デバイス２３０を調節するように構成される。
【0113】
ステップ４５０において、コントローラ２５０は、図１５～図１７に沿って次に記載されるＳＣＡＮ機能を実行する。図１５は、ＰＶストリング５１２ｂ沿いの異なる位置でカメラ２２２によってキャプチャされたＰＶストリング５１２ｂの一連１５００の６つの連続するＥＬフレームをそれぞれ示す図１５Ａ～図１５Ｆを含む。留意すべきこととして、ＰＶモジュール１５１０が複数回、すなわち図１５Ａ～図１５Ｅに現れる見込みがあるように、ＥＬフレームが重なる。
【0114】
大型ＰＶ設備およびＵＡＶ２０の限られた飛行時間を検討するとき、走査速度が、システム効率を判断する際に重大なパラメータになる。長いカメラ露出時間は通常、より良好な画像品質、すなわちより良好な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）をもたらす。ただし、速い走査速度と結び付いた長いカメラ露出時間は、画像品質を低減するモーションブラーを引き起こす。一方、短いカメラ露出時間は、過度のノイズをもつＥＬ画像をもたらすが、これは特に注入電流が低いときであり、注入電流が低いと画像品質も低下する。
【0115】
ＰＶモジュール１５１０が図１５Ａ～図１５Ｆに現れるので、（後の段階における）画像平均化に利用可能な、ＰＶモジュール１５１０の５つのフレーム（やはり後の段階において抽出される）がある。画像平均１５２０のＳＮＲは、おおよそ、画像平均化に利用可能なフレームの数（ｎｆｒａｍｅｓ）の平方根で増大する。言い換えると、画像平均１５２０の画像ノイズは、画像平均を作成するのに使われるフレームの数で低減する。画像平均化に利用可能なフレームの数は、走査速度にも依存するので、コントローラ２５０によってリアルタイムで算出される。
【0116】
さらに、ＳＣＡＮ機能中にＡＬＩＧＮ機能が繰り返し実行されていても、ＳＣＡＮ機能を通してカメラのＦＯＶが完全に安定したままであることは難しい。ＵＡＶ２０に対して働く外部の力（風など）によるＵＡＶ２０の位置発振を考慮すると、特にそうである。これは図１６において明白であり、この図は、図１５Ａ～図１５ＦのＥＬ画像の、ＰＶストリング５１２ｂに合わせた画像整列が実施された後の一連１５００の概略図である。ＵＡＶ２０の位置的発振は、ＰＶストリング５１２ｂに沿ったＥＬ画像の間の２点間偏向において明白である。位置発振がＡＬＩＧＮ機能によって軽減される（かつ、ほとんど矯正される）間、走査速度のどの計算も、ノイズおよびモーションブラーを制限するとともに、この偏向を考慮に入れなければならない。
【0117】
ノイズの制限：
コントローラ２５０は、ＳＣＡＮ機能中にオプティカルフロー分析（たとえばＬｕｃａｓ－Ｋａｎａｄｅ方法）を実施するように構成される。カメラ２２２によってキャプチャされる、図１５Ａ～図１５Ｆの各フレームについて、コントローラ２５０は、現在のフレームの中のキー点を算出し、現在のフレームの中のキー点を、先行フレームの中のキー点と比較して、偏向ベクトルの長さを判断する。
コントローラ２５０は、ＳＣＡＮ機能中にオプティカルフロー分析（たとえばＬｕｃａｓ－Ｋａｎａｄｅ方法）を実施するように構成される。カメラ２２２によってキャプチャされる、図１５Ａ～図１５Ｆの各フレームについて、コントローラ２５０は、現在のフレームの中のキー点を算出し、現在のフレームの中のキー点を、先行フレームの中のキー点と比較して、偏向ベクトルの長さを判断する。
【0118】
図１７は、２点間偏向を示すＰＶストリング５１２ｂの２つの連続するＥＬ画像（すなわち、図１５Ｄおよび図１５Ｅ）の概略図１７００である。図１５Ｅの先行ＥＬ画像は点線で示し、現在のＥＬ画像Ｆは太い線で示す。画像中心１７２０におけるオブジェクト１７１０の偏向は、図１５Ｄおよび図１５ＥのＥＬ画像の中の検出されたキー点の平均偏向から算出される。この偏向ベクトルの長さは、ｄｆ２ｆと呼ばれる。
【0119】
コントローラ２５０は、画像中心１７２０を通るとともに偏向角度である直線１７３０を算出する。直線１７３０は、画像境界１７４０と交点１７５０、１７６０において交差する。交点１７５０、１７６０の間の距離は、画像面を通って移動されたオブジェクト距離を表す。コントローラ２５０は次いで、偏向ベクトルの長さｄｆ２ｆと、交点１７５０、１７６０の間の距離の比をとることによって、ｎｆｒａｍｅｓを算出する。
【0120】
画像品質に対するノイズの影響は、ＳＮＲで量子化され得る。
【0121】
【数4】
【0122】
本実施形態では、ＳＮＲは以下のように算出される。キャプチャされたＯｔｓｕの方法が、暗い背景１１１０と、１つまたは複数のＰＶモジュール５１４ｂによって発せられたＥＬ信号のせいでより明るく見えるＰＶストリング５１２ｂ（またはＰＶストリング５１２ｂの一部分）との間の閾（ｔＯｔｓｕ）を取得するのに使われる。「Ｓｉｇｎａｌ」値は、閾、すなわちｔＯｔｓｕよりも明るいすべてのピクセルの強度を平均することによって取得される。「Ｎｏｉｓｅ」値は、同様の、または匹敵する撮像パラメータ（たとえば露出時間、センサー温度および利得）で順にとられた複数の画像のピクセルの標準偏差の平均から、ＥＬ測定の前に取得される。
【0123】
ＳＮＲ依存走査速度因子（または単にＳＮＲ走査因子）、すなわちｆＳＮＲが、式（２）を使って現在の走査速度に対して適用されて、画像平均１５２０のＳＮＲ、すなわちＳＮＲｆｒａｍｅが確実に目標ＳＮＲ、すなわちＳＮＲｔａｒｇｅｔと一致するようにする。
【0124】
【数5】
【0125】
たとえば、ＳＮＲｔａｒｇｅｔは、ラボ測定用に４５に設定される。カメラ露出時間は、ＳＮＲｆｒａｍｅを５（屋外測定のための最小要件）に保つように、ＳＣＡＮ機能中に調節される。コントローラ２５０は次いで、画像平均化のために２５個のＥＬ画像が利用可能である（ｎｆｒａｍｅ＝２５）と推定する。式（１）に基づいて、以下の数式（ｄ）の関係式が成り立つ。言い換えると、現在の走査速度は、現在の値の５６％まで低減されるべきである。本質的に、走査速度を下げると、画像平均１５２０を作成するのに利用可能なフレームの数（ｎｆｒａｍｅｓ）が増える。
【0126】
【数6】
【0127】
モーションブラーの制限：
モーションブラーの影響を避けるために、フレームの露出中のオブジェクト偏向（ｄｅｘｐ）は、所定の最大値（ｄｅｘｐ＿ｍａｘ）も下回るべきである。露出時間あたり０．７５ピクセルの値が提案される。フレーム間偏向（ｄｆ２ｆ）は、式（３）に従って、２つのフレーム（ｔｆ２ｆ）と露出時間（ｔｅｘｐ）との間の時間差を使って、露出時間偏向（ｄｅｘｐ）にスケーリングされ得る。
モーションブラーの影響を避けるために、フレームの露出中のオブジェクト偏向（ｄｅｘｐ）は、所定の最大値（ｄｅｘｐ＿ｍａｘ）も下回るべきである。露出時間あたり０．７５ピクセルの値が提案される。フレーム間偏向（ｄｆ２ｆ）は、式（３）に従って、２つのフレーム（ｔｆ２ｆ）と露出時間（ｔｅｘｐ）との間の時間差を使って、露出時間偏向（ｄｅｘｐ）にスケーリングされ得る。
【0128】
【数7】
【0129】
モーションブラー依存走査因子（ｆｂｌｕｒ）は、式（４）に示すように、最大オブジェクト偏向ｄｅｘｐ＿ｍａｘと現在のオブジェクト偏向ｄｅｘｐの比に等しい。
【0130】
【数8】
【0131】
式（５）に示すように、両方の因子（ｆＳＮＲ、ｆｂｌｕｒ）のうちの最小から、走査速度因子（ｆｓｃａｎ）が取得される。
ｆｓｃａｎ＝ｍｉｎ（ｆＳＮＲ，ｆｂｌｕｒ） （５）
ｆｓｃａｎ＝ｍｉｎ（ｆＳＮＲ，ｆｂｌｕｒ） （５）
【0132】
高いＥＬ画像品質を保証するために、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙが、式（６）を使って取得される。
ｖｑｕａｌｉｔｙ＝ｍｉｎ（ｖｍａｘ，ｆｓｃａｎ・ｖｃｕｒ） （６）
ｖｑｕａｌｉｔｙ＝ｍｉｎ（ｖｍａｘ，ｆｓｃａｎ・ｖｃｕｒ） （６）
【0133】
最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙは、高いＥＬ画像品質が依然として達成され得る最大走査速度を定義する。
【0134】
式（６）に従って、走査速度因子、すなわちｆｓｃａｎを現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒで乗算することによって、目標走査速度が算出される。目標走査速度がＵＡＶ２０の最大飛行速度、すなわちｖｍａｘを下回る場合、目標走査速度は、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙとして選択される。言い換えると、ＵＡＶ２０が、その最大飛行速度、すなわちｖｍａｘまで、より速く動くことができるとしても、これはＥＬ画像の画像品質を低減することになるので、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙは、最大飛行速度ｖｍａｘを下回るように設定される。
【0135】
最大設定走査速度が、ＵＡＶ２０の最大飛行速度、すなわちｖｍａｘを超える場合、最大飛行速度、すなわちｖｍａｘが、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙとして選択される。
【0136】
目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔは、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙ、およびユーザ入力因子、すなわちｆｕｓｅｒから、式（７）に従って取得される。
ｖｔａｒｇｅｔ＝ｖｑｕａｌｉｔｙ・ｆｕｓｅｒ （７）
ｖｔａｒｇｅｔ＝ｖｑｕａｌｉｔｙ・ｆｕｓｅｒ （７）
【0137】
ユーザ入力因子、すなわちｆｕｓｅｒは、作業員３０によってリモートに制御されるジョイスティックの偏向から取得され、０％～１００％にわたる。１００％において、目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔは、単に最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙである。
【0138】
ＵＡＶ２０のけいれん様の動きを最小限にするために、平滑化技法が目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔに適用される。本実施形態では、指数移動平均が、式（８）に従って設定速度、すなわちｖｓｅｔを取得するのに使われる。αは、０～１００％の範囲内の平滑因子である。
ｖｓｅｔ＝（α・ｖｃｕｒ）＋（（１－α）・ｖｔａｒｇｅｔ） （８）
ｖｓｅｔ＝（α・ｖｃｕｒ）＋（（１－α）・ｖｔａｒｇｅｔ） （８）
【0139】
ＳＣＡＮ機能の２つの例示的な実施形態について、ＳＣＡＮ機能に従ってそれぞれ時間とともに低下し、増大する、ＵＡＶ２０の現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒを示す線グラフ１８００ａ、１８００ｂである図１８Ａおよび図１８Ｂを参照して次に記載する。両方の実施形態に対して、ユーザ入力因子、すなわちｆｕｓｅｒは１００％とされ、ＵＡＶ２０の最大飛行速度、すなわちｖｍａｘは９ｍ／ｓとされる。
【0140】
図１８Ａを参照すると、時間＝１ｓにおいて、およびＵＡＶ２０が６ｍ／ｓの現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒで動くと、コントローラ２５０は、５０％の走査速度因子、すなわちｆｓｃａｎ１を式（５）から取得する。走査速度因子が１００％を下回る場合、これは、ＵＡＶ２０が、ＵＡＶ２０がそうすべきであるよりも速く動いていることを示す。コントローラ２５０は次いで、目標走査速度が３ｍ／ｓであると判断する。目標走査速度がＵＡＶ２０の最大飛行速度、すなわちｖｍａｘを下回るので、目標走査速度は、式（６）に従って最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙとして選択される。
【0141】
留意すべきこととして、ユーザ入力因子、すなわちｆｕｓｅｒが１００％であるので、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙも、式（７）に従って目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔである。
【0142】
コントローラ２５０は次いで、目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔが達成されるまで、航空機の現在の飛行速度を動的に低下させる。式（８）による平滑化技法は、ＵＡＶ２０のけいれん様の動きを最小限にするために適用され、これは、６ｍ／ｓ（時間＝１ｓにおける）から３ｍ／ｓ（時間＝２ｓにおける）までの、ＵＡＶ２０の現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒの滑らかな遷移に見ることができる。
【0143】
時間＝２ｓにおいて、コントローラ２５０は、１００％の走査速度因子、すなわちｆｓｃａｎ２を式（５）から取得する。この時点で、ＵＡＶ２０の現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒは、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙと一致する。
【0144】
図１８Ｂを参照すると、時間＝１ｓにおいて、およびＵＡＶ２０が３ｍ／ｓの現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒで動くと、コントローラ２５０は、１５０％の走査速度因子、すなわちｆｓｃａｎ１を式（５）から取得する。走査速度因子が１００％を上回る場合、このことは、ＵＡＶ２０が、要求される画像品質と依然として合致しながら、５０％より速く動き得ることを示す。コントローラ２５０は次いで、目標走査速度が４．５ｍ／ｓであると判断する。
【0145】
目標走査速度は、ＵＡＶ２０の最大飛行速度、すなわちｖｍａｘを下回るので、最大飛行速度、すなわちｖｍａｘを最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙとして選択するのではなく、目標走査速度が、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙとして、式（６）に従って選択される。
【0146】
同様に、ユーザ入力因子、すなわちｆｕｓｅｒが１００％であるので、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙも、式（７）に従って目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔである。式（８）による平滑化技法がやはり、ＵＡＶ２０のけいれん様の動きを最小限にするために適用される。
【0147】
コントローラ２５０は次いで、目標飛行速度、すなわちｖｔａｒｇｅｔが達成されるまで、航空機の現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒを動的に増大させる。時間＝２ｓにおいて、コントローラ２５０は、１００％の走査速度因子、すなわちｆｓｃａｎ２を式（５）から取得する。この時点で、ＵＡＶ２０の現在の飛行速度、すなわちｖｃｕｒは、最大設定走査速度、すなわちｖｑｕａｌｉｔｙと一致する。
【0148】
留意すべきこととして、コントローラ２５０は、ＰＶストリング５１２ｂの対向端が検出されるまで、ＳＣＡＮ機能を連続的に実施する。ＰＶストリング５１２ｂの対向端が検出されると、コントローラ２５０はＳＣＡＮ機能を終了し、ＥＬ画像がメモリユニット２５２に記憶される。
【0149】
ステップ４６０において、コントローラ２５０は、ＡＵＴＯ機能を実行するように構成される。図１９は、図１９Ａ～図１９Ｅを含み、ＰＶアレイ４０のＥＬビデオ画像をキャプチャするＵＡＶ２０の時間経過を示す概略図である（図５のＰＶアレイ４０を例として使う）。ＰＶアレイ４０は、ＰＶストリングの２つの行１８１０、１８２０を含むように示されている。コントローラ２５０は、電源３６およびスイッチャボックス５３２に（ワイヤレス接続を介して）通信可能に結合され、それらを制御することができ、ボックス５３２は、ＰＶアレイ４０に電気的に接続される。
【0150】
ｔ１において、図１９Ａに示すように、ＵＡＶ２０は、第１の行１８１０の端１８１０ａにおいてスタートし、第１のＰＶストリング１８１２ａのＥＬ画像を走査方向１８３０でキャプチャする。ＰＶストリング１８１２ａの端１８１４ａを検出すると、コントローラ２５０は、スイッチャボックス５３２に、現在のチャネルを閉じ、次のＰＶストリング、すなわち１８１２ｂ用に次のチャネルを開くよう命令するように構成される。留意すべきこととして、ＰＶストリング１８１２ｂに注入される電流は、ＰＶストリング１８１２ａと同じレベルに維持される。プロセスは、図１９Ｂに示すように、コントローラ２５０が、ｔ２においてＰＶストリングの第１の行１８１０の対向端１８１０ｂにある最後のＰＶストリング１８１２ｆに達したことを検出するまで続く。
【0151】
ｔ３において、図１９Ｃに示すように、コントローラ２５０は、ＰＶストリング１８１２ｆに注入される電流を下げるよう、電源３６に命令するように構成される。注入電流を下げる目的は、より高い現在のＥＬ画像との比較のために、低電流ＥＬ画像をキャプチャするためである。コントローラ２５０は次いで、走査方向１８３０と反対である走査方向１８４０にＵＡＶ２０を動かすように、推進デバイス２３０を動的に調節する。ＵＡＶ２０は、走査方向１８４０に沿って動き、第１の行１８１０の中のＰＶストリングのＥＬ画像を、より低い注入電流でキャプチャする。
【0152】
図１９Ｄは、ｔ４において、ＵＡＶ４０がＰＶストリングの第１の行１８１０の端１８１０ａに達したことをコントローラ２５０が検出することを示す。この時点で、コントローラ２５０は、第２の行１８２０の第１のＰＶストリング１８２０ａを順方向バイアス下に置くために現在のチャネルを閉じ、次のチャネルを開くよう、スイッチャボックス５３２に命令するように構成される。コントローラ２５０は、ＰＶストリング１８２０ａによって発せられたＥＬ信号を突き止めるためにＦＩＮＤ機能を実行するようにさらに構成される。留意すべきこととして、ＰＶストリング１８２０ａは、ＦＩＮＤ機能中はカメラのＦＯＶ内にあり、コントローラ２５０は、ＰＶストリング１８２０ａを突き止めることができる。
【0153】
図１９Ｅのｔ５において、コントローラ２５０は、ＵＡＶ２０をＰＶストリング１８２０ａへナビゲートするように構成される。ＵＡＶ２０がＰＶストリング１８２０ａに達すると、コントローラ２５０は、ＳＣＡＮ機能をもう一度実行するように構成される。第２の行１８２０中のＰＶストリングのＥＬ画像は、第１の行１８１０の中のＰＶストリングのＥＬ画像をキャプチャする（ｔ１～ｔ４において詳述した）のに使われるのと同様のプロセスを使ってキャプチャされる。留意すべきこととして、コントローラ２５０は、ＳＣＡＮ機能の持続時間を通してＡＬＩＧＮ機能を実行するように構成される。キャプチャされたＥＬ画像は、メモリユニット２５２に記憶される。
【0154】
図２０は、記憶されたＥＬ画像のためのファイル構造の概略図１９００である。ファイル構造は、記憶されたＥＬ画像１９１０と、追加メタデータ１９２０を含む付加ブロックとを含む。メタデータ１９２０は、ヘッダ１９３０および主部１９４０に分離される。ヘッダ１９３０は、ＥＬ画像１９１０が保存される前にＥＬ画像１９１０に対して適用される画像修正方法についての情報を含む。画像修正方法は、暗電流減算、フラットフィールド修正、不良ピクセル置換、およびレンズ歪み除去を含む。主部１９４０は、カメラ露出時間および利得、ＵＡＶジオロケーション、カメラ配向（ヨー、ピッチ、ロール）、注入電流、電圧、ならびにチャネル情報を含む画像依存データを記憶する。
【0155】
カメラ２２２は、８ビットよりも大きいビット深度（たとえば１４または１６ビット）で、ＥＬ画像１９１０をキャプチャ／デジタル化する。こうすることにより、単色８ビットセンサーの２５５個の明度きざみにおいてよりも精密に、画像強度範囲を分解することができる。ファイルサイズを削減するために、８ビット画像に基づく画像エンコーダが使われる。各ＥＬ画像１９１０のより上の、およびより低い強度範囲が、メタデータ１９２０に記憶される。より上の、およびより低い強度範囲は、カメラ２２２によってキャプチャされた各ＥＬ画像１９１０の有効ダイナミックレンジから取得される。範囲は、あらゆる８ビットＥＬ画像を、元のより高い深度のカメラ画像のそれぞれのより低い、およびより上の強度範囲にスケーリングするのに使われ得る。
【0156】
ＵＡＶ２０がそのベースに戻ると、記憶されたＥＬ画像が次いで、さらなる処理のために画像処理デバイス２６０に転送される。
【0157】
ステップ４７０において、画像処理デバイス２６０は、図２１～図２４を参照して次に記載するＦＲＥＥＺＥ機能を実行する。簡潔のために、ＦＲＥＥＺＥ機能は、ＰＶストリング５１２ｂのみを含むＥＬ画像の処理を参照して記載される。ＦＲＥＥＺＥ機能は、あらゆるＥＬ画像を同様に処理し得ることを理解されたい。
【0158】
ＦＲＥＥＺＥ機能は、（ｉ）フレーム抽出モジュール２７０によって実施されるフレーム抽出ステップと、（ｉｉ）画像改良モジュール２８０によって実施される画像改良ステップとを含む。
【0159】
図２１は図２１Ａ～図２１Ｃを含み、これらはそれぞれ、フレーム抽出ステップの一部として処理される、ＰＶストリング５１２ｂの３つの連続するＥＬフレーム画像２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃを示す。画像プロセッサ３００は、すべての３つのＥＬフレーム画像２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃから、ＰＶストリング５１２ｂの中の各ＰＶモジュール５１４ｂのそれぞれのコーナー点２０１０を判断するよう、フレーム抽出モジュール２７０に命令する。各ＰＶモジュール５１４ｂの検出されたコーナー点は、各ＥＬフレーム画像２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃ中で黒ドット２０１２として示される。留意すべきこととして、本実施形態では、フレーム抽出モジュール２７０は、図２１Ａの第１のＥＬフレーム画像２０００ａ中の、特定のＰＶモジュール２０１６の特定のコーナー点２０１４を検出することができない。
【0160】
図２１Ａの第１のＥＬフレーム画像２０００ａ中で検出されたすべてのコーナー点２０１０が、図２１Ｂの第２のＥＬフレーム画像２０００ｂ中の空ドット２０２０として可視化されている。留意すべきこととして、空ドット２０３０は、それらに対応する、図２１Ａの第１のＥＬフレーム画像２０００ａ中の黒ドット２０１２と比較して、左にわずかにシフトされる。これは、２点間偏向の修正のせいである。局地的コーナー点密度が一定の閾（本実施形態では、２つの検出されたコーナー点２０１０で十分である）を超えると、画像プロセッサ３００は、クラスタ点２０２２を生成するようにフレーム抽出モジュール２７０を制御する。クラスタ点の位置は、クラスタ点２０２２を生成するのに使われるコーナー点２０１０すべての平均をとることによって取得される。こうすることにより、有益には、個々のコーナー点の空間検出誤差が減る。
【0161】
図２１Ｃを参照すると、ＥＬ画像２０００ｃ中のクラスタ点２０３０によって示されるように、ＥＬフレーム画像の境界の外にクラスタ点２０２２が動くと、クラスタ点２０２２が記憶される。あまりにも多くのＥＬフレーム画像が、クラスタ点にそれ以上、コーナー点２０１０を加えなくなると、ＥＬフレーム画像の境界内のクラスタ点２０２２は破棄される。ＥＬ画像２０００ｃ中のクラスタ点２０３２など、ＥＬフレーム画像の境界内のクラスタ点２０２２は、新たなコーナー点２０１０を加えるＥＬフレーム画像と、コーナー点２０１０を加えないＥＬフレーム画像の比が一定の閾を上回る限り保たれる。すべてのクラスタ点２０２２は次いで、矩形のような四辺形またはフレームを生成／構築するために、フレーム抽出モジュール２７０によってメッシュをかけられる。各フレームは、各フレーム中に含まれる、それぞれのＰＶモジュールのクラスタ点２０２２から構築される。
【0162】
図２２は、フレーム抽出ステップから抽出されるフレーム２１００が、画像改良ステップにおいて処理されることを示す。画像プロセッサ３００は、水平および垂直モジュールインデックス２１１０を各フレーム２１００に、ＰＶストリング５１２ｂ中でのその位置に従って割り当てるよう、画像改良モジュール２８０に命令する。たとえば、特定のＰＶモジュール２５１４に関連付けられている第１のフレームは第１の行、およびＰＶストリング５１２ｂの第１列の中で突き止められ、水平および垂直モジュールインデックス［１，１］を割り当てられる。
【0163】
画像プロセッサ３００は、各フレームに含まれるＰＶモジュール５１４ｂに従って（または同様に、それらのモジュールインデックス２１１０に従って）フレーム２１００をグループ化するように、画像改良モジュール２８０をさらに制御する。各フレーム２１００は、４つのクラスタ点２０２２（それぞれ、「Ａ」～「Ｄ」と印付けられる）を含む。各グループの中のフレーム２１００は次いで、同じアルファベット（「Ａ」～「Ｄ」）で印付けられたクラスタ点２０２２が互いの上に積み上げられるように、積層配列（スタックと呼ばれる）に並べられる。モジュールインデックス［１，１］を有する例示的なスタック２１２０が図２２に示されている。
【0164】
画像改良モジュール２８０は、フレーム２１００の一部ではないエリア２１２４を破棄するようにさらに構成される。
【0165】
例示的なスタック２１２０を例として使うと、画像改良モジュール２８０は、例示的なスタック２１２０内のフレーム２１００から、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するようにさらに構成される。画像品質は、フレーム内のＰＶモジュール５１４ｂの鮮鋭度、ＳＮＲおよび完全性に基づいて評価される。
【0166】
画像改良モジュール２８０は、フレーム２１００の画像整列を実施するようにさらに構成される。これは、「拡張相関係数を使うパラメトリック画像整列（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）」などの画像整列アルゴリズムを使って行われる。画像改良モジュール２８０は、例示的なスタック２１２０中の残りのフレーム２１００を基準フレームに合わせて整列する。画像整列は、画像整列されたフレーム２１３０を取得するために、残りのフレーム中の「Ａ」と印付けられたクラスタ点２０２２を、基準フレーム中の「Ａ」と印付けられた、対応するクラスタ点２０２２に合わせて整列することによって行われる。
【0167】
画像改良モジュール２８０は、特定のＰＶモジュール２５１４の改良フレーム２１４０を取得するために、画像整列されたフレーム２１３０に対して画像平均化を実施するようにさらに構成される。画像平均化は、重み付き画像スタック平均化２０３２および／または専用深層畳み込みネットワーク構造２０３４などの超解像度ルーチンを使って実施される。改良フレーム２１４０は、基準フレームよりも高いＳＮＲ（すなわち、より低いノイズ）およびより高い解像度（最大で３の解像度向上因子）を有する。
【0168】
同じプロセスが、残りのスタックに対して繰り返されて、ＰＶストリング５１２ｂ中の残りのＰＶモジュール５１４ｂ向けのそれぞれの改良フレームを取得する。画像プロセッサ３００は、各改良フレームのそれぞれのコーナー点２０１０を判断するように、および改良フレーム中のどの残りの視点歪みも取り除くように、画像改良モジュール２８０をさらに制御する。
【0169】
画像プロセッサ３００は、ＰＶストリングの改良ＥＬ画像を生じるために、改良フレームを、それらのモジュールインデックス２１１０に従って並べるように、画像改良モジュール２８０をさらに制御する。ＰＶストリング５１２ｂ中のＰＶモジュール５１４ｂの間の距離が同様である場合、単一の改良ＥＬ画像が生じられる。２つのＰＶモジュール（ＰＶモジュールのうちの１つが別個のＰＶストリング５１２ｃに属すことを示す）の間の大きい空隙２１１２のせいで距離が変わる場合、別個のＰＶストリング５１２ｃ用に別個の改良ＥＬ画像が生じられる。
【0170】
画像改良モジュール２８０は、ＰＶストリング５１２ｂ中の最も暗いものから最も明るいＰＶモジュール５１４ｂまでの強度スペクトルを反映するために、各改良フレームの画像強度をスケーリングするようにさらに構成される。強度スケーリングは、ＰＶモジュールの強度範囲の深さ解像度を低減するので、それぞれのＰＶモジュール５１４ｂに対する改良フレームが、ＰＶストリングの改良ＥＬ画像と一緒に記憶される。
【0171】
画像処理の間、画像強度が実値または浮動小数点値で表される。得られた画像を視覚的に表示するとき、画像強度は、最も暗いものと、最も明るい表示可能値との間の明度値を割り当てられなければならない。過度の画像（またはピクセル）強度値をもつピクセルの影響を低減するために、最小数のピクセルを含む明度範囲（以前は有効ダイナミックレンジと呼んだ）が、最も低いピクセル強度ビン（点線２２０１ａ）および最も高いピクセル強度ビン（点線２２０１ｂ）によって定義される。
【0172】
図２３は、改良フレーム２１４０のピクセル強度ヒストグラムを示す。暗い背景および明るいＥＬ信号のピクセル強度にそれぞれ対応する２つのピーク２２００ａ、２２００ｂを見ることができる。最も低いピクセル強度ビン（点線２２０１ａ）と最も高いピクセル強度ビン（点線２２０１ｂ）との間の明度範囲が、多くのピクセルでは発生しないピクセル強度を除外するように定義される。図２３において、最も低いピクセル強度ビンを下回るピクセル強度（点線２２０１ａの左）が、最小値（０）に設定され、最も高いピクセル強度ビンを上回るピクセル強度（点線２２０１ｂの右）が、選ばれた精度（８ビット画像に対して２８－１＝２５５）に従って保存され得る最大値に設定される。間の画像強度は、定義された明度範囲の最小値（０）と最大値（２５５）の間でスケーリングされる。
【0173】
図２４は、画像改良ステップが完了された後のＰＶストリング５１２ｂの改良ＥＬ画像２２００を示すが、改良ＥＬ画像２２００の解像度は、基準フレームの解像度よりも良好であることに留意されたい。留意すべきこととして、走査方向２２１０、すなわち左から右、右から左、上から下、またはどの他の組合せとも無関係に、改良ＥＬ画像２２００は、ＥＬ画像２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃが、ＰＶストリング５１２ｂに合わせて整列されたカメラのＦＯＶ９１０でキャプチャされるので、カメラのヨー（すなわち、光学軸２２２ａ）と常に整列する。参照しやすいように、黒色三角形２２２０が、改良ＥＬ画像２２００がカメラのＦＯＶ９１０と整列された、改良ＥＬ画像２２００の左下隅を示すのに使われる。
【0174】
既存の知られている方法が次いで、ＥＬ撮像に基づいて、ＰＶストリング５１２ｂのどの欠陥ＰＶモジュールも識別するように改良ＥＬ画像２２００を処理するのに使われ得る。欠陥ＰＶモジュールが識別されているので、欠陥ＰＶモジュールのジオロケーションを知るのに役立つ場合がある。この目的のために、マッピングモジュール２９０が使われてよい。
【0175】
画像プロセッサ３００は、図２５～図２８に示すようにＭＡＰ機能を実行するように、マッピングモジュール２９０を制御する。マッピングモジュール２９０は、ＰＶストリング５１２ｂの改良ＥＬ画像２２００を、ＰＶストリング２４１０のベースマップ上にマップするように構成される。改良ＥＬ画像２２００からのＰＶストリング５１２ｂ中のＰＶモジュール５１４ｂ（およびしたがって、任意の欠陥ＰＶモジュール）のロケーションを識別するために、フレーム依存時限ジオロケーション（時間、緯度、経度、高度など）およびカメラ配向（たとえばヨー、ピッチ、ロール）という情報が、ＳＣＡＮ機能の間にキャプチャされ、処理され、記憶される。この情報は、あらゆるキャプチャされたＥＬ画像／ビデオのメタデータ１９２０の中に記憶される（図２０参照）。
【0176】
画像プロセッサ３００は、改良画像中のＰＶアレイサブセクションを、ベースマップ中のＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、改良画像を配向させることによって、改良画像をベースマップ上にマップするように、マッピングモジュール２９０を制御する。改良ＥＬ画像２２００中のＰＶストリング５１２ｂのジオロケーションは分かっているが、その配向（すなわち、カメラのヨー）は分からない場合、画像をベースマップレイヤ中のＰＶストリングと整列するために、黒色三角形２２２０に関して、４つの可能配向（０°、９０°、１８０°、２７０°の回転）がある。商用のＰＶモジュールは概して、４×８、６×１０または６×１２セルのセルグリッドを有し、概して矩形であって方形ではない。そのようなケースでは、４つの配向のうちのただ２つ、すなわち黒色三角形２２２０に対して０°および１８０°の回転が妥当と思われる。これについては、図２５Ａ、図２５Ｂおよび図２５Ｃを参照してさらに詳しく説明し、これらの図は、ＰＶモジュールが２つの行、ならびにそれぞれ２つ、３つおよび５つの列に並べられた３つの改良ＥＬ画像２３１０、２３２０、２３３０を示す。
【0177】
図２５Ａの改良ＥＬ画像２３１０は、同じ数の行および列を有する。ＰＶモジュール２３１４の形状により、４つの配向のうちの２つ（黒色三角形２２２０に対して９０°および２７０°の回転）が、改良ＥＬ画像２３１０がそのＰＶストリングのベースマップ上にマップされると、改良ＥＬ画像２３１０を悪く歪ませる。
【0178】
図２５Ｂの改良ＥＬ画像２３２０が方形形状を有するとしても、改良ＥＬ画像２３２０は、異なる数のＰＶモジュール２３２４をその行および列の中に有する。４つの配向のうちの２つ（黒色三角形２２２０に対して９０°および２７０°の回転）において、行または列の中のＰＶモジュール２３２４の数は、ベースマップ中のそのＰＶストリングの同じ行または列の中のＰＶモジュール２３２４の数と一致しない。
【0179】
図２５Ｃの改良ＥＬ画像２３３０は、２つの配向（黒色三角形２２２０に対して０°および１８０°の回転）を有して示されている。見ると分かるように、これらの２つの配向のみが、等しく歪んでいない画像をそのベースマップに合致させる。
【0180】
図２６は、ＰＶストリング５１２ｂのベースマップ２４１０上にマップされた改良ＥＬ画像２２００を示す。ＰＶストリング５１２ｂは縦軸（すなわち、図１のアレイ軸１０ａ）を有し、カメラ２２２は、ＰＶストリング５１２ｂのＥＬ画像を、既定のサイズ比でキャプチャするように準備されるので、どのＥＬ画像も、ＰＶストリング５１２ｂ全体をキャプチャするわけではない。具体的には、本実施形態では、ＰＶストリング５１２ｂの１１個のＥＬ画像がキャプチャされる。各ＥＬ画像は、一意の画像識別子２４２０に関連付けられる。本実施形態では、各ＥＬ画像は、昇順で１～１１と番号付けられる。
【0181】
画像平均化が改良フレームを生じるために特定のＥＬ画像が使われるとき、画像プロセッサ３００は、特定のＥＬ画像の画像識別子２４２０を改良フレームに関連付けるよう、マッピングモジュール２９０にさらに命令する。たとえば、改良フレーム２４３０は、一意の数識別子「２」、「３」、「４」、「５」および「６」に関連付けられる。言い換えると、ＥＬ画像「２」、「３」、「４」、「５」、および「６」から抽出された対応するフレームが、改良フレーム２４３０を生じるための画像平均化に使われる。
【0182】
マッピングモジュール２９０は次いで、各改良フレームに関連付けられた画像識別子２４２０に基づいて、改良画像２２００の配向を（２つの利用可能配向、すなわち黒色三角形２２２０に対して０°および１８０°の回転から）判断することができる。画像識別子「１」に関連付けられた改良フレームは、ＳＣＡＮ機能の終わりにキャプチャされるフレームを表す、画像識別子「１１」に関連付けられた改良フレームとは反対に、ＳＣＡＮ機能のスタートにおいてキャプチャされるフレームを表す。
【0183】
ベースマップ２４１０内の改良ＥＬ画像２２００の位置および配向についてのさらなるインジケータについて論じる。ＰＶストリング５１２ｂ沿いのカメラのＦＯＶ９１０の近似中心位置２４４０が、ＵＡＶの航路２４５０（飛行開始２４５２および飛行終了２４５４を含む）、飛行高度ならびにカメラ配向から算出され得る。
【0184】
図２７は、ＰＶストリング５１２ｂ沿いのカメラのＦＯＶ９１０の中心位置２４４０を近似するためのＳＣＡＮ機能中のＵＡＶ２０の側面図を示す概略図２５００である。ＵＡＶ２０は、ｄｚという、地面からの高度２５１０を有する。カメラ２２２は、αという、地面に対するピッチ角度２５２０で整列される。ピッチ角度２５２０は、地面に対する、ＰＶストリング５１２ｂの傾き角度２５３０に合わせて整列される。カメラ２２２とＰＶストリング５１２ｂとの間の距離２５４０はｄＬである。距離２５４０は、ＬＩＤＡＲ示度から、またはＦＯＣＵＳ機能中にＬＩＤＡＲ２２４によって測定されると、すぐに入手可能である。ＵＡＶ２０とＰＶストリング５１２ｂとの間の水平距離２５５０はｄｘｙである。水平距離２５５０は次いで、式（３）、すなわち
ｄｘｙ，１＝ｄＬ・ｃｏｓ（α） （９）
を使ってｄＬに基づいて、または式（４）、すなわち
ｄｘｙ，２＝（ｄｚ－ｄｐｖ）・ｔａｎ（α） （１０）
を使って、ｄｚおよび地面からのＰＶストリング５１２ｂの高さ２５６０、ｄｐｖに基づいてのいずれかで算出され得る。
ｄｘｙ，１＝ｄＬ・ｃｏｓ（α） （９）
を使ってｄＬに基づいて、または式（４）、すなわち
ｄｘｙ，２＝（ｄｚ－ｄｐｖ）・ｔａｎ（α） （１０）
を使って、ｄｚおよび地面からのＰＶストリング５１２ｂの高さ２５６０、ｄｐｖに基づいてのいずれかで算出され得る。
【0185】
式（９）は、撮像対象の高さ（ｄｐｖ）が既知であるか、または推定されることをｄｘｙ，２が要求するので、式（１０）よりも好まれる。さらに、ＵＡＶ２０は、より長い飛行時間および天候の変化に対して誤りがあり得るｄｚを気圧計によって推定する。
【0186】
図２７を参照すると、カメラのＦＯＶ９１０の中心位置２４４０は、そのＵＡＶの航路２４５０がわずかに下回る間、ＰＶストリング５１２ｂ内にある。高品質ロケーションデータおよび単純なＰＶストリング相互接続（ＰＶストリング５１２ｂの場合である）があると、マッピングモジュール２９０は、さらなる入力なしで、改良ＥＬ画像２２００をベースマップ２４１０上に正確にマップすることができる。より複雑なＰＶストリング相互接続および／または低品質ロケーションデータがある場合、ＰＶストリングに対するさらなる入力が、測定数、スイッチャボックスチャネルならびにどのインバータボックスまたはコンバイナボックス１６がどのスイッチャボックスチャネルに、およびどのときに接続されるかに関する情報を比較することにより取得される。
【0187】
図２８Ａは、ストリング整列方法を使って、例示的な改良ＥＬ画像２６１０が例示的なベースマップ２６２０上にマップされることを示す。図２８Ｂは、モジュール整列方法を使って、例示的な改良ＥＬ画像２６３０が例示的なベースマップ２６４０上にマップされることを示す。
【0188】
図２８Ａを参照すると、ストリング整列方法のために、ベースマップ２６２０のコーナー点２６２２は既知であり、改良ＥＬ画像２６１０は、ベースマップ２６２０の上に概ね整列される。ベースマップが、改良ＥＬ画像２６１０の下に複数のＰＶストリングを含む場合、最も重複するエリアを改良ＥＬ画像２６１０と共有するＰＶアレイ２６２０が選ばれる。改良ＥＬ画像２６１０の４つのコーナー点２６１２が次いで、マッピングモジュール２９０によって、ベースマップ２６２０の中のＰＶストリングのコーナー点、および最も類似した配向に従って、２６２２にアフィンまたは視点整列される（２６２４）。
【0189】
図２８Ｂを参照すると、本実施形態では、改良ＥＬ画像２６３０中のＰＶモジュールの数は、ベースマップ２６４０中のＰＶモジュールの数と一致しない。こうなるのは、改良ＥＬ画像が、走査されたＰＶストリングの一部のみから生成されるか、またはＰＶストリング内のＰＶモジュールの相互接続が規則的パターンに従わないときである。この場合、ベースマップ２６４０のコーナー点２６４２に加え、ＰＶストリングの各行および列の中のモジュールの数が既知でなければならない。さらに、改良ＥＬ画像２６３０内のＰＶモジュールは、ベースマップ２６４０のＰＶモジュールと概ね整列されなければならない。画像プロセッサ３００は次いで、改良ＥＬ画像２６３０中のコーナー点２６３２の偏向ベクトルから、ベースマップ２６４０中のＰＶモジュールのすべての対応するコーナー点２６４２へのアフィンまたは視点画像変換を取得するよう、マッピングモジュール２９０に命令する。画像プロセッサ３００は、コーナー点２６３２とコーナー点２６４２の最も大きい重なりに基づいて、および最も類似した配向に従って、改良ＥＬ画像２６３０をベースマップ２６４０上にマップするよう、マッピングモジュール２９０にさらに命令する。
【0190】
改良ＥＬ画像２２００、２６１０、２６３０がベースマップ２４１０、２６２０、２６４０上にマップされると、改良ＥＬ画像２２００、２６１０、２６３０中で識別されるＰＶモジュール欠陥のジオロケーションについての情報（ＧＰＳ座標など）が、修理作業および／またはメンテナンスのために、ベースマップ２４１０、２６２０、２６４０からすぐに識別され得る。
【0191】
有利には、記載した実施形態に鑑み、ＵＡＶ２０が、薄暗い光の条件下での、低解像度、単色ビデオをとることが可能であり、さらに向上された解像度および改良品質画像が、欠陥ＰＶモジュールを識別するため、およびＰＶモジュール電力損失を推定するために生じられ得る。特に、機上処理サブシステム２４０は、ＵＡＶ２０を自律的にナビゲートし、例示的な方法４００を実行することが可能である。
【0192】
さらに、フレーム依存時限ジオロケーション（たとえば、時間、緯度、経度、高度など）およびカメラ配向（たとえばヨー、ピッチ、ロール）などの情報が処理されるので、特定のＥＬ画像のＰＶストリングのロケーションを確実および正確に生じ直すことが可能である。
【0193】
本明細書に記載した様々な実施形態は、限定的であると企図されるべきでないことに留意されたい。たとえば、ＵＡＶ２０は、追加距離測定のための超音波デバイスをさらに装備することができる。さらに、カメラ２２２は、順方向バイアス下でＰＶストリングの静止ＥＬ画像をキャプチャするか、またはＰＶストリングを代わりにビデオを記録することができる。さらに、単色センサーではなく、カラーセンサーが使われてよい。記載される実施形態は「ＰＶストリング」を例として使うが、どの他のＰＶ電気接続が使われてもよく、広くは、実施形態がどのＰＶアレイとともに使われてもよい。
【0194】
ＵＡＶのみでなく、ドローンなど、他のタイプの航空機が使われてよい。
【0195】
例示的な方法４００は、すべての８つの機能、すなわち、ＦＯＣＵＳ、ＰＯＩＮＴ、ＦＩＮＤ、ＡＬＩＧＮ、ＳＣＡＮ、ＡＵＴＯ、ＦＲＥＥＺＥ、ＭＡＰを含むものとして記載されているが、システム２００は、機能のうちの任意の数を、任意の妥当な順序で実行し得ることが理解されよう。たとえば、代替実施形態では、どのＰＶストリングを検査するかについて、より強い制御を作業員３０が望む場合があるので、機上処理サブシステム２４０は、ＡＵＴＯ機能を実行しなくてよい。この場合、作業員は、ＳＣＡＮ機能が完了された後、スイッチャボックス３２および電源３６を手動で制御し、したがってＦＩＮＤまたはＳＣＡＮ機能を開始する。画像処理デバイス２６０は、ＭＡＰ機能なしでＦＲＥＥＺＥ機能を実行してもよい。
【0196】
さらに、方法４００の間はいつも、特にＳＣＡＮ機能が進行中である間、ＦＯＣＵＳ機能が、キャプチャされたＥＬ画像が高品質の鮮鋭度を確実に有するようにするために実行されてよい。代替として、ＵＡＶ２０とＰＶアレイ１０との間の距離が狭い範囲内に保たれ得る場合、ＦＯＣＵＳ機能は、まったく実行される必要はない。そのような実施形態では、制御されるフォーカス調節のない固定フォーカスレンズが、集束レンズ２２３の代わりに使われてよい。
【0197】
その上、代替実施形態では、ＵＡＶ２０は、最初にベースに戻ることなく、キャプチャされたＥＬ画像を画像処理デバイス２６０にリモート転送することができる。
【0198】
さらに、所定の最大値（ｄｅｘｐ＿ｍａｘ）が最大１．５に設定されてよい。
【0199】
別の例では、レンズフィルタがレーザーからのどの光干渉もフィルタ除去するように準備される場合、レーザーは、オフにされる必要がなくてよい。
【0200】
さらに別の例では、ＵＡＶ２０がどの程度不安定であるように見えるかに依存して、ＵＡＶ２０の位置発振に対するより大きい許容誤差を可能にするために、ＳＣＡＮ機能中、既定のサイズ比が、ＰＶストリング５１２ｂの最上部および最下部と、画像境界１４１０との間に約１５％～２０％（または、より一層高い、たとえば２０％～２５％）の空間を保つように設定されてもよい。
【符号の説明】
【0201】
１０ ＰＶアレイ
１２ ＰＶストリング
１４ ＰＶモジュール
１６ コンバイナボックス
２０ 無人航空機（ＵＡＶ）
３２ スイッチャボックス
３４ チャネル
３６ 電源、電力源
４０ ＰＶアレイ
１００ セットアップ
２００ システム
２２０ 光学サブシステム
２２２ カメラ
２２３ 集束レンズ、レンズ、カメラレンズ
２２４ 光検出および測距デバイス（ＬＩＤＡＲ）
２２６ レーザー
２２８ 単軸ジンバル、ジンバル
２３０ 推進デバイス
２３２ プロペラ
２３４ モータ
２４０ 機上処理サブシステム
２４２ 電力源
２５０ コントローラ
２５２ メモリユニット
２６０ 画像処理デバイス
２７０ フレーム抽出モジュール
２８０ 画像改良モジュール
２９０ マッピングモジュール
３００ 画像プロセッサ
５１２ａ ＰＶストリング、ＰＶアレイサブセクション
５１２ｂ ＰＶストリング、ＰＶアレイサブセクション
５１２ｃ ＰＶストリング
５１４ｂ ＰＶモジュール
５３２ スイッチャボックス
１８１２ａ ＰＶストリング
１８１２ｂ ＰＶストリング
１８１２ｆ ＰＶストリング
１８１４ｆ ＰＶストリング
１８２０ａ ＰＶストリング
２０１６ ＰＶモジュール
２３１４ ＰＶモジュール
２３２４ ＰＶモジュール
２４１０ ＰＶストリング、ベースマップ
２５１４ ＰＶモジュール
２６２０ ＰＶアレイ
１２ ＰＶストリング
１４ ＰＶモジュール
１６ コンバイナボックス
２０ 無人航空機（ＵＡＶ）
３２ スイッチャボックス
３４ チャネル
３６ 電源、電力源
４０ ＰＶアレイ
１００ セットアップ
２００ システム
２２０ 光学サブシステム
２２２ カメラ
２２３ 集束レンズ、レンズ、カメラレンズ
２２４ 光検出および測距デバイス（ＬＩＤＡＲ）
２２６ レーザー
２２８ 単軸ジンバル、ジンバル
２３０ 推進デバイス
２３２ プロペラ
２３４ モータ
２４０ 機上処理サブシステム
２４２ 電力源
２５０ コントローラ
２５２ メモリユニット
２６０ 画像処理デバイス
２７０ フレーム抽出モジュール
２８０ 画像改良モジュール
２９０ マッピングモジュール
３００ 画像プロセッサ
５１２ａ ＰＶストリング、ＰＶアレイサブセクション
５１２ｂ ＰＶストリング、ＰＶアレイサブセクション
５１２ｃ ＰＶストリング
５１４ｂ ＰＶモジュール
５３２ スイッチャボックス
１８１２ａ ＰＶストリング
１８１２ｂ ＰＶストリング
１８１２ｆ ＰＶストリング
１８１４ｆ ＰＶストリング
１８２０ａ ＰＶストリング
２０１６ ＰＶモジュール
２３１４ ＰＶモジュール
２３２４ ＰＶモジュール
２４１０ ＰＶストリング、ベースマップ
２５１４ ＰＶモジュール
２６２０ ＰＶアレイ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20】
【図21A-21C】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図26】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【手続補正書】
【提出日】2021-09-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＰＶアレイのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）画像を処理する方法であって、前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出するステップであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、ステップと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップであって、このステップは、
前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べることであって、前記ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点が積み上げられる、並べること、および
前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって行われる、ステップと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記画像から前記フレームを抽出するステップは、前記画像中の、各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を判断するステップと、
各ＰＶモジュールの前記識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するステップは、異なる画像中で繰り返される特定のＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点をクラスタ化するステップと、
それぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算するステップと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップは、前記フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの前記画像品質を評価するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記画像整列されたフレームを処理するステップは、各フレーム中の前記ＰＶモジュールに従って、前記画像整列されたフレームをグループ化するステップと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得するステップとを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記画像平均化は、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けるステップと、前記改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を生じさせるステップとをさらに含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項8】
各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするステップをさらに含む、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を、前記ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするステップをさらに含み、前記ベースマップは各ＰＶモジュールのジオロケーションを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記改良画像を前記ベースマップ上にマップするステップは、前記改良画像中の前記ＰＶアレイサブセクションを、前記ベースマップ中の前記ＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、前記改良画像を配向させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含み、前記改良画像を配向させるステップは、特定のＥＬ画像の前記画像識別子を、そのＰＶモジュールが前記特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けるステップと、
各改良フレームに関連付けられた前記画像識別子に基づいて、前記改良画像の配向を判断するステップと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ジオロケーションはＧＰＳ座標を含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記複数のフレームは、前記ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
ＰＶアレイのＥＬ画像を処理するための画像処理デバイスであって、画像プロセッサを備え、前記画像プロセッサは、
前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することであって、この生成することは、
前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べることであって、前記ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点が積み上げられる、並べること、および
前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって行われる、生成することと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される、画像処理デバイス。
【請求項15】
前記画像プロセッサは、前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断すること、および
各ＰＶモジュールの前記識別されたコーナー点に基づいて、各ＰＶモジュール用のそれぞれのフレームを構築することによって、前記画像から前記フレームを抽出するようにさらに構成される、請求項１４に記載の画像処理デバイス。
【請求項16】
前記画像プロセッサは、異なる画像中で繰り返される特定のＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点をクラスタ化すること、および
それぞれのコーナー点の各クラスタについてのそれぞれの平均化位置を計算することによって、前記画像中の、各ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点を判断するようにさらに構成される、請求項１５に記載の画像処理デバイス。
【請求項17】
前記画像プロセッサは、前記フレームの鮮鋭度、信号対ノイズ比、および完全性のうちの少なくとも１つに基づいて、各フレームの前記画像品質を評価することによって、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するようにさらに構成される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項18】
前記画像プロセッサは、各フレーム中の前記ＰＶモジュールに従って、前記画像整列されたフレームをグループ化することによって、前記画像整列されたフレームを処理することと、画像整列されたフレームの各グループに対して画像平均化を実施して、各ＰＶモジュール用のそれぞれの改良フレームを取得することとを行うようにさらに構成される、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項19】
前記画像プロセッサは、重み付き画像スタック平均化、および／または深層畳み込みニューラルネットワーク構造に基づいて、画像平均化を実施するようにさらに構成される、請求項１８に記載の画像処理デバイス。
【請求項20】
前記画像プロセッサは、前記ＰＶアレイサブセクション中の各ＰＶモジュールの位置に従って、各改良フレームを、水平インデックスおよび垂直インデックスに関連付けることと、前記改良フレームを、その水平および垂直インデックスに従って並べて、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を生じさせることとを行うようにさらに構成される、請求項１８または１９に記載の画像処理デバイス。
【請求項21】
前記画像プロセッサは、各改良フレームのそれぞれの画像強度をスケーリングするようにさらに構成される、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項22】
前記画像プロセッサは、前記ＰＶアレイサブセクションの前記改良画像を、前記ＰＶアレイサブセクションのベースマップ上にマップするようにさらに構成され、前記ベースマップは各ＰＶモジュールのジオロケーションを含む、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項23】
前記画像プロセッサは、前記改良画像中の前記ＰＶアレイサブセクションを、前記ベースマップ中の前記ＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するように、前記改良画像を配向させることによって、前記改良画像を前記ベースマップ上にマップするようにさらに構成される、請求項２２に記載の画像処理デバイス。
【請求項24】
前記ＰＶアレイサブセクションの各ＥＬ画像は画像識別子を含み、前記画像プロセッサは、特定のＥＬ画像の前記画像識別子を、そのＰＶモジュールが前記特定のＥＬ画像中に現れる各改良フレームに関連付けること、および
各改良フレームに関連付けられた前記画像識別子に基づいて、前記改良画像の配向を判断することによって、前記改良画像を配向させるようにさらに構成される、請求項２３に記載の画像処理デバイス。
【請求項25】
前記ジオロケーションはＧＰＳ座標を含む、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項26】
前記複数のフレームは、前記ＰＶアレイサブセクションの連続するフレームである、請求項１４から２５のいずれか一項に記載の画像処理デバイス。
【請求項27】
ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラを有する航空機の動きを制御する方法であって、航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御するステップと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップであって、前記画像品質パラメータはＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含む、ステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するステップであって、このステップは
前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出するステップと、
前記航空機の現在の飛行速度を、前記目標飛行速度に一致するように動的に調節するステップと、によって行われる、ステップとを含む方法。
【請求項28】
前記ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定ＳＮＲ、および前記ＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存する、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比である、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項30】
前記目標飛行速度を導出するステップは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの前記最小を、前記航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出するステップと、
前記目標走査速度が前記航空機の最大飛行速度を下回る場合、前記目標走査速度を前記目標飛行速度として選択するステップとを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項31】
前記目標走査速度が前記航空機の前記最大飛行速度を超える場合、前記最大飛行速度を前記目標飛行速度として選択するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
ユーザ入力因子に基づいて前記目標飛行速度を調節するステップをさらに含む、請求項２７から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするために、前記航空機を、前記航路に沿って飛行するように制御するのに先立って、１つまたは複数のＰＶモジュールによって前記ＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出するステップをさらに含む、請求項２７から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
前記航空機を初期位置まで操縦するステップをさらに含み、前記航空機のヨー軸および前記カメラの光学軸は、前記ＥＬ信号を検出する前は、地面に対して垂直である、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記航空機を前記ＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするステップをさらに含む、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項36】
前記ＰＶアレイの前記１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられた前記ＥＬ信号を検出するステップは、前記航空機を機体のヨー軸の周りで回転させ、その間、前記ＥＬ信号が検出されるまで、同時に前記カメラの光学軸角度を増大させるステップを含む、請求項３３から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項37】
前記カメラの光学軸角度は０°から７０°まで増大される、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
前記カメラの光学軸角度は、低下するピッチ速度で増大される、請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項39】
前記航空機は低下するヨー速度で回転する、請求項３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記航空機を回転させる前に、前記航空機を、既定の高度まで操縦するステップをさらに含む、請求項３６から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項41】
前記カメラの視野（ＦＯＶ）を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップをさらに含み、このステップは、前記対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断すること、
前記カメラのＦＯＶが、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、前記それぞれのキー点から導出すること、
前記それぞれのキー点を前記目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施すること、および
前記透視変換に基づいて、前記航空機を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦することによって行われる、請求項２７から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項42】
前記カメラのＦＯＶを、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するステップは、前記航空機を適切な高度まで操縦するステップをさらに含み、前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記適切な高度での前記カメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにある、請求項４１に記載の方法。
【請求項43】
前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記既定のサイズ比において、前記カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占める、請求項４２に記載の方法。
【請求項44】
測定された画像鮮鋭度に従って、前記カメラのフォーカスを動的に調節するステップをさらに含む、請求項２７から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項45】
前記航空機は、前記カメラの光学軸と整列された光源をさらに含み、前記方法は、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、前記光源に動力供給するステップをさらに含む、請求項２７から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項46】
ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、
前記カメラおよび前記推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラと、を備える航空機であって、前記コントローラは、
航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御することと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することであって、前記画像品質パラメータはＳＮＲ走査因子およびモーションブラー走査因子を含む、導出することと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節することであって、動的に調節することは
前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの最小に基づいて、目標飛行速度を導出することと、
前記航空機の現在の飛行速度を、前記目標飛行速度に一致するように動的に調節することと、によって行われる、動的に調節することと、を行うように構成される、航空機。
【請求項47】
前記ＳＮＲ走査因子は、目標ＳＮＲ、測定ＳＮＲ、および前記ＰＶアレイサブセクションの特定のＰＶモジュールを含む、キャプチャされたＥＬ画像の推定数に依存する、請求項４６に記載の航空機。
【請求項48】
前記モーションブラー走査因子は、測定されたオブジェクト偏向と、既定の最大オブジェクト偏向の比である、請求項４６または４７に記載の航空機。
【請求項49】
前記コントローラは、前記目標飛行速度を導出するようにさらに構成され、これは、前記ＳＮＲ走査因子および前記モーションブラー走査因子のうちの前記最小を、前記航空機の現在の飛行速度に適用して、目標走査速度を導出することと、
前記目標走査速度が前記航空機の最大飛行速度を下回る場合、前記目標走査速度を前記目標飛行速度として選択することとによって行われる、請求項４６に記載の航空機。
【請求項50】
前記コントローラは、前記目標走査速度が前記航空機の前記最大飛行速度を超える場合、前記最大飛行速度を前記目標飛行速度として選択するようにさらに構成される、請求項４９に記載の航空機。
【請求項51】
前記コントローラは、ユーザ入力因子に基づいて前記目標飛行速度を調節するようにさらに構成される、請求項４６から５０のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項52】
前記コントローラは、１つまたは複数のＰＶモジュールによって前記ＰＶアレイから発せられたＥＬ信号を検出することであって、前記ＰＶアレイはアレイ軸を有し、前記１つまたは複数のＰＶモジュールは、前記アレイ軸に合わせて整列され、平面を含む、検出することと、
前記ＰＶアレイの前記アレイ軸を判断することと、
前記推進デバイスを動的に調節して、前記カメラの光学軸を、前記１つまたは複数のＰＶモジュールの平面に対して垂直になるように整列しながら、前記カメラを、前記アレイ軸に沿って、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャするように制御することと、を行うようにさらに構成される、請求項４６から５１のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項53】
前記コントローラは、前記ＥＬ信号を突き止める前に、前記航空機を初期位置にセットするようにさらに構成され、これは、前記推進デバイスを動的に調節して、前記航空機のヨー軸を、地面に対して垂直になるようにセットすることと、
前記カメラの光学軸を、地面に対して垂直になるように動的に調節することと、によって行われる、請求項５２に記載の航空機。
【請求項54】
前記コントローラは、前記航空機を前記ＥＬ信号のロケーションまでナビゲートするように、前記推進デバイスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項５２または５３に記載の航空機。
【請求項55】
前記コントローラは、前記航空機を機体のヨー軸の周りで回転させ、同時に、前記ＥＬ信号が突き止められるまで、前記カメラの光学軸角度を増大させるように前記推進デバイスを動的に調節することによって、前記ＰＶアレイの前記１つまたは複数のＰＶモジュールによって発せられた前記ＥＬ信号を突き止めるようにさらに構成される、請求項５２から５４のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項56】
前記カメラの光学軸角度は０°から７０°まで増大される、請求項５５に記載の航空機。
【請求項57】
前記カメラの光学軸角度は、低下するピッチ速度で増大される、請求項５５または５６に記載の航空機。
【請求項58】
前記航空機は低下するヨー速度で回転する、請求項５５から５７のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項59】
前記コントローラは、前記航空機を回転させる前に、前記航空機を既定の高度まで操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項５５から５８のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項60】
前記コントローラは、前記カメラの視野（ＦＯＶ）を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するようにさらに構成され、これは、前記対応するＰＶアレイサブセクション中の基準ＰＶモジュールのそれぞれのキー点を判断することと、
前記カメラのＦＯＶが、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列されるための目標整列点を、前記それぞれのキー点から導出することと、
前記それぞれのキー点を前記目標整列点に合わせて整列するために透視変換を実施することと、
前記透視変換に基づいて、前記航空機を、前記対応するＰＶアレイサブセクションに相対して操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節することと、によって行われる、請求項５２から５９のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項61】
前記コントローラは、前記航空機を適切な高度まで操縦するように、前記推進デバイスを動的に調節することによって、前記カメラのＦＯＶを、前記対応するＰＶアレイサブセクションに合わせて整列するようにさらに構成され、前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記適切な高度での前記カメラのＦＯＶ内の既定のサイズ比のところにある、請求項６０に記載の航空機。
【請求項62】
前記対応するＰＶアレイサブセクションは、前記既定のサイズ比において、前記カメラのＦＯＶの８０％～９０％を占める、請求項６１に記載の航空機。
【請求項63】
前記コントローラは、測定された画像鮮鋭度に従って、前記カメラのフォーカスを動的に調節するようにさらに構成される、請求項５２から６２のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項64】
前記カメラの光学軸と整列された光源をさらに備え、前記コントローラは、前記ＰＶアレイの前記ＥＬ画像をキャプチャする間を除いて、前記光源に動力供給するようにさらに構成される、請求項５２から６３のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項65】
カメラを有する航空機によってキャプチャされた、ＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像から、ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの改良画像を取得する方法であって、航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御するステップと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出するステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節するステップと、
前記ＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを前記ＥＬ画像から抽出するステップと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断するステップと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成するステップであって、このステップは、
前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べることであって、前記ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点が積み上げられる、並べること、および
前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって行われる、ステップと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせるステップと、を含む方法。
【請求項66】
ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャし、処理するためのシステムであって、ＰＶアレイのＥＬ画像をキャプチャするためのカメラと、
航空機の動きを作動させるための推進デバイスと、
前記カメラおよび前記推進デバイスに通信可能に結合されたコントローラと、を含む航空機であって、前記コントローラは、
航路に沿って飛行して、前記ＰＶアレイの対応するＰＶアレイサブセクションのＥＬ画像をキャプチャするように前記航空機を制御することと、
前記キャプチャされたＥＬ画像のうちの少なくともいくつかから、それぞれの画像品質パラメータを導出することと、
前記ＰＶアレイサブセクションの前記ＥＬ画像をキャプチャするための前記それぞれの画像品質パラメータに基づいて、前記航路に沿って前記航空機の飛行速度を動的に調節することと、を行うように構成される、航空機と、
画像プロセッサを含む画像処理デバイスであって、前記画像プロセッサは、
前記ＥＬ画像から、前記ＰＶアレイのＰＶアレイサブセクションの複数のフレームを抽出することであって、前記ＰＶアレイサブセクションは、前記ＰＶアレイの１つまたは複数のＰＶモジュールを含む、抽出することと、
前記抽出されたフレームの中から、前記ＰＶアレイサブセクションの、最も高い画像品質を有する基準フレームを判断することと、
前記基準フレームに合わせた、前記抽出されたフレームの画像整列を実施して、画像整列されたフレームを生成することであって、この生成することは、
前記抽出されたフレームを積層配列の中に並べることであって、前記ＰＶモジュールのそれぞれのコーナー点が積み上げられる、並べること、および
前記抽出されたフレーム中の各ＰＶモジュールの前記それぞれのコーナー点を、前記基準フレーム中の前記ＰＶモジュールの対応するコーナー点に合わせて整列することによって行われる、生成することと、
前記画像整列されたフレームを処理して、前記基準フレームよりも高い解像度を有する、前記ＰＶアレイサブセクションの改良画像を生じさせることと、を行うように構成される、画像処理デバイスとを備えるシステム。
【国際調査報告】