(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め、監視カメラで太陽光パネルを異物の無い状態として一定期間撮影した太陽光パネル画像群、及び、該監視カメラで異物を一定期間撮影した異物画像群を基に、太陽光パネル検査用の識別器を構築する、太陽光パネル検査用パラメータ調整装置と、
監視時、前記監視カメラで前記太陽光パネルを撮影した画像を前記識別器に入力し、該識別器の検査結果を基に、該太陽光パネル上に前記異物が存在するか否かを判断する、太陽光パネル検査装置とを備える
ことを特徴とする、太陽光パネル外観監視装置。
【請求項２】
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、
前記太陽光パネル画像群を各々小領域に区切り、前記太陽光パネルが映っている小領域を部分画像として取り出し、該部分画像の集合を太陽光パネル部分画像集とし、
前記異物の画像群の中で、前記異物が映っている部分が入る小領域を設定し、この小領域を部分画像として取り出し、該部分画像の集合を異物部分画像集とし、
前記太陽光パネル部分画像集及び前記異物部分画像集に基づき、前記識別器を構築する
ことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光パネル外観監視装置。
【請求項３】
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、
前記太陽光パネルが映っている前記小領域に加え、該小領域から所定範囲ずらした領域を部分画像として取り出し、前記太陽光パネル部分画像集とする
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽光パネル外観監視装置。
【請求項４】
前記識別器はマルチクラス識別器であり、
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、前記太陽光パネル画像群、及び、前記監視カメラで複数種類の前記異物を一定期間撮影した複数種類の前記異物画像群に基づき、前記識別器を構築する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽光パネル外観監視装置。
【請求項５】
前記太陽光パネル検査装置は、
前記監視カメラで前記太陽光パネルを撮影した前記画像から該太陽光パネルが映ってい  る矩形部分を部分画像として順次取り出し、該部分画像を前記識別器へ入力し、該識別  器の検査結果を基に、該太陽光パネル上に前記異物が存在するか否かを判断する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光パネル外観監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネル設備の外観を監視する太陽光パネル外観監視装置に関するものであり、特に、太陽光パネル設備に設置した監視カメラで撮影した画像を解析することで太陽光パネルの外観を監視する太陽光パネル外観監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、大型の太陽光パネル設備（太陽光発電設備）は、遠隔地に建設され無人であることが多い。このため、農業用の袋やシートなどの飛来物、もしくは、つる草などの植物が太陽光パネルを覆った状態のまま、暫くの期間気付かないことがあり、問題となっている。
【０００３】
そこで、例えば下記特許文献１〜４では、太陽光パネルの発電量を基に太陽光パネルの状態を推定する方法、すなわち、発電量の低下を検知することで太陽光パネルの異常を検出する方法を提案している。
【０００４】
また、例えば下記非特許文献１には、赤外線サーモグラフィを用いて太陽光パネルの異常を検査する方法がある。下記非特許文献１では、太陽光パネルに不具合が生じると発熱することに注目し、太陽光パネルを赤外線サーモグラフィで撮影した結果を、作業者が目視し、温度が高い部分の有無を確認することで、太陽光パネルの異常を判断する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−６０３６５号公報
【特許文献２】特許第５６０７７７２号公報
【特許文献３】特許第５４１３９３３号公報
【特許文献４】特開２０１３−９３４３０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】西村, 清水, 藤吉，“２段階のRandomized Treesを用いたキーポイントの分類”, ［online］，平成22年7月，画像の認識・理解シンポジウムMIRU2010， pp.1412-1419，［平成27年4月20日検索］，インターネット≪URL:http://at.azbil.com/mt/product/pdf/Mobile%20Solar%20pole%20APP_STORY_JP_ys.pdf≫
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜４の方法では、太陽光パネルの発電量から異常の有無を推定することができるが、実際に異常が発生しているか否かは分からない。また、異常の原因が太陽光パネル自身の機械的な故障であるのか、もしくは異物が被さっているなどの他の要因であるのか分からない。
【０００８】
上記非特許文献１の方法では、作業者による確認作業が必要であるため大型の太陽光発電設備への適用は困難である。また、赤外線サーモグラフィは高価であり、この点でも大型の太陽光発電設備へ大量に設置することは困難である。
【０００９】
本発明は、上述のような技術的状況に鑑みてなされたものであり、安価な構成で太陽光パネルの外観を自動的に監視することで、大型の太陽光パネル設備への適用を可能とする、太陽光パネル外観監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、
予め、監視カメラで太陽光パネルを異物の無い状態として一定期間撮影した太陽光パネル画像群、及び、該監視カメラで異物を一定期間撮影した異物画像群を基に、太陽光パネル検査用の識別器を構築する、太陽光パネル検査用パラメータ調整装置と、
監視時、前記監視カメラで前記太陽光パネルを撮影した画像を前記識別器に入力し、該識別器の検査結果を基に、該太陽光パネル上に前記異物が存在するか否かを判断する、太陽光パネル検査装置とを備える
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、
上記第１の発明に係る太陽光パネル外観監視装置において、
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、
前記太陽光パネル画像群を各々小領域に区切り、前記太陽光パネルが映っている小領域を部分画像として取り出し、該部分画像の集合を太陽光パネル部分画像集とし、
前記異物の画像群の中で、前記異物が映っている部分が入る小領域を設定し、この小領域を部分画像として取り出し、該部分画像の集合を異物部分画像集とし、
前記太陽光パネル部分画像集及び前記異物部分画像集に基づき、前記識別器を構築する
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、
上記第１又は２の発明に係る太陽光パネル外観監視装置において、
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、
前記太陽光パネルが映っている前記小領域に加え、該小領域から所定範囲ずらした領域を部分画像として取り出し、前記太陽光パネル部分画像集とする
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、
上記第１から３のいずれか１つの発明に係る太陽光パネル外観監視装置において、
前記識別器はマルチクラス識別器であり、
前記太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、前記太陽光パネル画像群、及び、前記監視カメラで複数種類の前記異物を一定期間撮影した複数種類の前記異物画像群に基づき、前記識別器を構築する
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、
上記第１から４のいずれか１つの発明に係る太陽光パネル外観監視装置において、
前記太陽光パネル検査装置は、
前記監視カメラで前記太陽光パネルを撮影した前記画像から該太陽光パネルが映っている矩形部分を部分画像として順次取り出し、該部分画像を前記識別器へ入力し、該識別器の検査結果を基に、該太陽光パネル上に前記異物が存在するか否かを判断する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る太陽光パネル外観監視装置によれば、監視カメラで撮影した画像を解析することで、安価な構成で太陽光パネルの外観を自動的に監視することができる。
【００１６】
また、本発明に係る太陽光パネル外観監視装置によれば、異常発生時の監視カメラ画像が記憶されているので、異常発生時の原因を画像で確認することができる。
【００１７】
さらに、多数の安価な小型カメラ、又は、パンチルト機構付監視カメラの設置で監視装置を構成できるため、大型の太陽光発電設備への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１における、各太陽光パネルを撮影する小型カメラを設置する方法を説明する概略図である。
【図２】本発明の実施例１における、太陽光発電設備の区画毎にパンチルト機構付カメラを設置する方法を説明する概略図である。
【図３】本発明の実施例１に係る太陽光パネル外観監視装置の動作の概要を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施例１における、太陽光パネル検査用の識別器の構築概要を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施例１における、太陽光パネルの画像から部分画像を取り出す例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例１における、異物の画像から部分画像を取り出す例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例１における、太陽光パネルに対する検査処理の概要を説明する模式図である。
【図８】本発明の実施例１における、太陽光パネルに対する検査処理のフローチャートである。
【図９】本発明の実施例１に係る太陽光パネル外観監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例１における、太陽光パネル検査用パラメータ調整装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例１における、太陽光パネル検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施例１における、太陽光パネル検査装置の検査結果の統合インタフェースでの出力例である。
【図１３】本発明の実施例２における、太陽光パネルの画像から部分画像を取り出す例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る太陽光パネル外観監視装置は、地上に設置した大型の太陽光発電設備を監視対象とし、監視カメラにより撮影した画像を解析することで、太陽光パネルに覆い被さる異物の有無を自動的に検出し、太陽光パネルの外観を監視するものである。
【００２０】
以下、本発明に係る太陽光パネル外観監視装置を実施例にて図面を用いて説明する。
【００２１】
［実施例１］
大型の太陽光発電設備では大量の太陽光パネルを設置している。監視カメラの設置方法としては、設備コストを抑えるための２つのタイプがある。一つは、図１に示すように、各太陽光パネル１１に安価な小型カメラ１２を監視カメラとして複数設置する方法である。
【００２２】
二つには、図２に示すように、太陽光発電設備の区画毎に設置したパンチルト機構付監視カメラ１３により、複数毎の太陽光パネル１１を順次撮影する方法である。なお、パンチルト機構１３ａとは、監視カメラを上下方向及び左右方向に回転させることができる機構である。
【００２３】
大型の太陽発電設備の特徴として、太陽光パネルの枚数が大量であるため、図１，２に示した２つのタイプのどちらの設置方法を採用した場合においても、一つの太陽光パネル当たりの画像につき、頻繁に伝送することが難しい。この特徴を鑑みて、本実施例では、監視カメラから、一つの太陽光パネルに対して１分に１枚程度のような更新周期が長い頻度で、更新した画像を得るものとする。
【００２４】
本実施例では、太陽光パネルを撮影した画像を用いてRandom Forests識別器を構築し、Random Forests識別器の判断によって太陽光パネル上の異物の有無を検査する。Random Forests識別器は、一度に複数の対象を分類（一回の処理で多種類の分類）することができるマルチクラス識別器の一つである。
【００２５】
太陽光パネルを覆う異物として、「農業用の袋」「シート」「植物（つる草など）」といった代表的なものが分かっている場合、分類する対象として「太陽光パネル」「農業用の袋」「シート」「植物（つる草など）」「その他」を用意して識別器を構築する。このようにすることで、「農業用の袋」「シート」「植物（つる草など）」のように代表的な異物は高い検出精度で分類できる。したがって、異物の有無の検出精度が向上する。
【００２６】
識別器の種類としては、Random Forests 識別器の他、一般的に、アダブーストやサポートヘクターマシンといった識別器がある。これらは２クラス識別器であり、「太陽光パネル」「その他」の２種類の分類を行う。このような２クラス識別器であっても異物の有無の検出を行うことはできる。しかしながら、例えば「シート」の表面が太陽光パネルと比較的似ている場合、２クラス識別器では誤検出する可能性がある。それに比べ、Random Forests 識別器のようなマルチクラス識別器は、このような場合でも高精度に検出することが可能である。
【００２７】
また、２クラス識別器を多段階に構成してマルチクラス識別器を構築することはできるが、各監視対象に対して複数の識別器を個別に構築する必要がある。一方、Random Forests 識別器のようなマルチクラス識別器は、１つの識別器を構築しておけばよく、簡単な手順で済む。
【００２８】
図３は、本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置の動作の概要を説明する模式図である。なお、以下では簡略化のため、複数の太陽光パネル１１のうち、第１〜３太陽光パネル（図示略）についてのみ説明するが、実際にはさらに多数の太陽光パネルを監視対象としている。
【００２９】
図３に示すように、本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置では、第１〜３太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃに対し、ステップＳ１として、予め構築した第１〜３太陽光パネル検査用の識別器１４ａ〜１４ｃをそれぞれ用いることで、第１〜３太陽光パネルの検査処理を個別に行い、ステップＳ２として検査結果出力を行う。そして、この検査結果を基に異物の有無を検出（判断）する。
【００３０】
なお、ステップＳ１の各検査処理を行う装置は、第１〜３太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃ毎に別々に用意してもよく、あるいは、１つの装置内で多数の検査処理を行うようにしてもよい。
【００３１】
以下、太陽光パネル検査用の識別器（識別器１４ａ〜１４ｃ）の構築概要について、図４を用いて説明する。
【００３２】
太陽光パネル検査用の識別器の構築の手順は以下のとおりである。
ステップＳ１１：各太陽光パネルの画像群を用意する。
ステップＳ１２：複数種類の異物の画像群を用意する。
ステップＳ１３：太陽光パネルの画像群から部分画像集を作る。
ステップＳ１４：異物の画像群から部分画像集を作る。
ステップＳ１５：該当の太陽光パネル検査用の識別器を構築する。
以下、ステップＳ１１〜Ｓ１５について詳述する。
【００３３】
ステップＳ１１では、予め、第１〜３太陽光パネルを監視カメラ１２（１３）により異物の無い状態で一定期間撮影し、第１太陽光パネルの監視カメラ画像２１ａ‐１，２１ａ‐２，…を、第１太陽光パネルの画像群２１Ａとして、第２太陽光パネルの監視カメラ画像２１ｂ‐１，２１ｂ‐２，…を、第２太陽光パネルの画像群２１Ｂとして、第３太陽光パネルの監視カメラ画像２１ｃ‐１，２１ｃ‐２，…を、第３太陽光パネルの画像群２１Ｃとして、それぞれ保存しておく。
【００３４】
なお、ここでの「太陽光パネルの監視カメラ画像」とは、上述した図３中の第１〜３太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃとは異なり、識別器１４ａ〜１４ｃの構築のために予め撮影したものである。
【００３５】
ステップＳ１２では、農業用の袋、シート、植物（つる草など）等の異物を別途撮影した複数枚の画像（監視カメラ１２（１３）とは別のカメラで撮影した画像でもよく、公開している画像データベースから持ってきた画像でもよい）を用意し、第１異物の画像２２ａ‐１，２２ａ‐２，…を、第１異物の画像群２２Ａとして、第２異物の画像２２ｂ‐１，２２ｂ‐２，…を、第２異物の画像群２２Ｂとして、それぞれ保存しておく。
【００３６】
なお、ここでは簡略化のため、２つの異物の画像についてのみを説明しているが、実際には、上述のようにより多種類の異物についての画像を画像群として保存してもよい。
【００３７】
ステップＳ１３では、第１太陽光パネルの画像群２１Ａ内の監視カメラ画像２１ａ‐１，２１ａ‐２，…を、図５に示すように（図５中では、一例として第１太陽光パネルの監視カメラ画像２１ａ‐１のみを表している）、それぞれ格子状に区切り、太陽光パネル１１が映っている矩形部分を部分画像２３ａ‐１，２３ａ‐２…（図５中では、部分画像２３ａ‐１のみを表している）として取り出して保存し、これら部分画像を集合させて第１太陽光パネルの部分画像集２３Ａを作る。
【００３８】
さらに、第２，３太陽光パネルの画像群２１Ｂ，２１Ｃ内についても同様の作業を行い、第２，３太陽光パネルの部分画像集２３Ｂ，２３Ｃを作る。
【００３９】
ステップＳ１４では、第１異物の画像群２２Ａ内の異物の画像２２ａ‐１，２２ａ‐２，…上において、図６に示すように（図６中では、一例として第１異物の監視カメラ画像２２ａ‐１のみを表している）、それぞれ異物１０が映っている部分が入るような矩形範囲を設定し、矩形範囲を部分画像２４ａ‐１，２４ａ‐２…（図６中では、部分画像２４ａ‐１のみを表している）として取り出して保存し、第１異物の部分画像集２４Ａを作る。
【００４０】
さらに、第２異物の画像群２２Ｂについても同様の作業を行い、第２異物の部分画像集２４Ｂを作る。
【００４１】
ステップＳ１５では、第１太陽光パネルの部分画像集２３Ａ及び第１，２異物の部分画像集２４Ａ，２４Ｂを用いて第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａを学習させ構築する。また、第２，３太陽光パネルの部分画像集２３Ｂ，２３Ｃを用いて同様の作業を行い、第２，３太陽光パネル検査用の識別器１４ｂ，１４ｃを構築する。
以上が太陽光パネル検査用の識別器の構築についての説明である。
【００４２】
次に、本実施例における第１〜３太陽光パネルに対する検査処理（ステップＳ１）の概要について、図７を用いて説明する。
【００４３】
第１太陽光パネルを監視カメラ１２（１３）により撮影した監視カメラ画像１１ａ（上記監視カメラ画像２１ａ‐１等は、識別器１４ａ等の構築のために用いるものであるが、監視カメラ画像１１ａは実際の監視時の画像である（識別器１４ｂ，１４ｃも同様））を格子状に区切り、太陽光パネルが映っている矩形部分を取り出した部分画像１５ａを、上記ステップＳ１１〜Ｓ１５により予め構築した太陽光パネル検査用の識別器１４ａに入力し、検査結果を判断することで、検査処理を実施する。
【００４４】
第２，３太陽光パネルの監視カメラ画像１１ｂ，１１ｃについても、それぞれ識別器１４ｂ，１４ｃを用いて同様の処理を行う。なお、検査結果を判断した後には、検査結果を出力する（ステップＳ２）。
【００４５】
監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃを格子状に区切る手順としては、上述した、太陽光パネル検査用の識別器１４ａ〜１４ｃを構築する際に太陽光パネルの監視カメラ画像２１ａ‐１等を格子状に区切る手順（ステップＳ１３）と同じ方法を用いる。
【００４６】
また、太陽光パネルが映っている矩形部分については、検査処理を実施する前に各太陽光パネルを撮影する監視カメラ１２（１３）の監視カメラ画像に対して予め設定しておくものとする。
【００４７】
図８は、上記ステップＳ１すなわち太陽光パネルに対する検査処理を説明するフローチャートである。図８に示すように、上記ステップＳ１は具体的には下記ステップＳ２１〜Ｓ２７から成る。
ステップＳ２１：太陽光パネルの監視カメラ画像を入力する。
ステップＳ２２：監視カメラ画像中から検査する部分画像を取り出す。
ステップＳ２３：部分画像を太陽光パネル検査用の識別器へ入力する。
ステップＳ２４：太陽光パネル検査用の識別器による検査を行う。
ステップＳ２５：部分画像の検査結果を一時保存する。
ステップＳ２６：全ての部分画像を検査したか否かを判定する。
ステップＳ２７：検査結果を判断する。
【００４８】
以下、ステップＳ２１〜Ｓ２７について詳述する。なお、以下では簡略化のため、第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａを用いて第１太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａについて処理を行う場合のみ説明するが、他の識別器を用いた他の太陽光パネルの監視カメラ画像の処理についても同様の処理を行う。
【００４９】
ステップＳ２１では、第１太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａを入力する。
【００５０】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で入力した第１太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａを格子状に区切り、太陽光パネルが映っている矩形部分を部分画像（例えば図７中の部分画像１５ａ）として順次取り出す。
【００５１】
ステップＳ２３では、既にステップＳ１１〜Ｓ１５で構築済みの第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａへ、ステップＳ２２で取り出した部分画像１５ａ等を入力する。
【００５２】
ステップＳ２４では、第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａによって、ステップＳ２３で入力した部分画像１５ａ等の検査を行い、入力した部分画像１５ａ等が第１太陽光パネルであるか、もしくは、異物であるかの確率値を検査結果として出力する。
【００５３】
ステップＳ２５では、第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａから出力された部分画像の検査結果を一時保存する。
【００５４】
ステップＳ２６では、第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａによって全ての部分画像を検査したか否かを判定する。全ての部分画像を検査したと判定すればステップＳ２７へ、そうでなければステップＳ２２へ移行する。
【００５５】
ステップＳ２７では、第１太陽光パネル検査用の識別器１４ａの出力を統合して検査結果を判断する。すなわち、確率値の判断比率を設け、異物である確率値が第１太陽光パネルである確率値よりも高く、かつ、最も確率値の高い異物の確率値に判断比率を乗じた値よりも第１太陽光パネルである確率値が低い場合は、入力した部分画像に異物が存在すると判断する。第１太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａ上の全ての部分画像に対してこの判断を行い、異物が存在すると判断した部分画像の位置を記録しておく。
【００５６】
なお、ステップＳ２７の後には、ステップＳ２、すなわち検査結果の出力を行う。この検査結果とは、異物の有無、及び、異物が存在した場合は監視カメラ画像１１ａ上の該当位置（異物が存在すると判断した部分画像の位置）を指す。
【００５７】
以上説明したように、本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置は、大きく２つの機能に分かれる。一つは、太陽光パネル検査用の識別器を構築する機能、二つには、太陽光パネルに対する検査機能である。
【００５８】
図９の本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置（太陽光パネル外観監視装置１）の概略図に示すように、上記２つの機能は、別々の装置、すなわち、太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３と、第１〜３太陽光パネル検査装置４ａ〜４ｃとによりもたらされる（ただし、既に説明したように、実際には太陽光パネル１１はより多数配されており、各太陽光パネル検査装置は多数の太陽光パネル１１に対応して設けられる。後述の識別器１４ａ〜１４ｃも同様である）。
【００５９】
太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３と太陽光パネル検査装置４ａ〜４ｃとの間のデータ授受はストレージ５を介して行う。なお、ストレージ５は監視カメラ１２（１３）から入力した画像データを記憶し、後述の第１，２記憶部３４，４４に出力する機能も有している。また、これらの装置を操作する統合インタフェース２を設けられる。太陽光パネル外観監視装置１はこれらを備えた構成となっている。
【００６０】
太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３では、上述したステップＳ１１〜Ｓ１５のごとく、予め、監視カメラ１２（１３）で第１〜３太陽光パネルを異物の無い状態として一定期間撮影した監視カメラ画像２１ａ‐１，２１ａ‐２，…等から成る画像群２１Ａ〜２１Ｃ（太陽光パネル画像群）、及び、監視カメラ１２（１３）で異物を一定期間撮影した異物の画像２２ａ‐１，２２ａ‐２，…等から成る画像群２２Ａ〜２２Ｂ（異物画像群）を基に、識別器１４ａ〜１４ｃを構築し、識別器１４ａ〜１４ｃのパラメータを計算する。
【００６１】
図１０は太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３の構成例を示すブロック図である。太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３は、第１処理設定部３１、第１部分画像作成部３２、第１識別器構築部３３、及び、各種データを保管する第１記憶部３４を備える。
【００６２】
第１処理設定部３１では、識別器１４ａ〜１４ｃの構築に用いるための、監視カメラ画像２１ａ‐１，２１ａ‐２，…等上の部分画像（例えば図４，５中の部分画像２３ａ‐１）の位置、識別器１４ａ〜１４ｃが分類する対象（太陽光パネル、及び、複数の異物）の種類の量、識別器１４ａ〜１４ｃの規模、識別器１４ａ〜１４ｃを構築する際の試行回数、識別器１４ａ〜１４ｃを構築する際に使用する部分画像の量などで構成される、第１処理パラメータを設定する。換言すれば、第１処理パラメータは、Random Forests 識別器を構築するためのパラメータと画像の範囲であり、「分岐木の数」「分岐木の深さ」「分岐ノードを選ぶための試行回数」「太陽光パネルが映っている矩形部分の位置とサイズ」で構成される。設定した第１処理パラメータは第１記憶部３４に保管される。
【００６３】
第１部分画像作成部３２では、第１記憶部３４に保管された、第１処理パラメータ、監視カメラ画像２１ａ‐１，２１ａ‐２，…等の画像群２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの画像データ、及び、異物の画像２２ａ‐１，２２ａ‐２，…等の画像群２２Ａ，２２Ｂの画像データに基づき、上述したステップＳ１３，Ｓ１４のごとく、太陽光パネルの部分画像（例えば図４，５中の部分画像２３ａ‐１）、及び、異物の部分画像（例えば図６中の部分画像２４ａ‐１）を作成する。作成した部分画像データは第１記憶部３４に保管される。
【００６４】
第１識別器構築部３３では、第１記憶部３４に保管された、第１処理パラメータ、及び、各部分画像集２３Ａ〜２３Ｃ，２４Ａ，２４Ｂの部分画像データに基づき、上述したステップＳ１５のごとく、識別器１４ａ〜１４ｃを構築し、識別器パラメータを計算する。識別器パラメータとは、Random Forests 識別器自身のパラメータであり、「分岐木の数」「分岐木の深さ」「分岐ノードの条件判定値」「末端ノードの確率分布」で構成される。
【００６５】
なお、ストレージ５は、監視カメラ１２（１３）で撮影した第１〜３太陽光パネルの監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃの画像データを保存し、太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３（特に第１記憶部３４）に出力し、識別器パラメータを太陽光パネル検査用パラメータ調整装置３から入力する。
【００６６】
太陽光パネル検査装置４ａ〜４ｃでは、上述したステップＳ２１〜Ｓ２７のごとく、監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃを識別器１４ａ〜１４ｃに入力し、識別器１４ａ〜１４ｃの検査結果を基に、第１〜３太陽光パネル上に異物が存在するか否かを判断することで、太陽光パネルの外観を検査する。
【００６７】
なお、既に説明したように、太陽光パネル検査装置４ａ〜４ｃはそれぞれ１つの太陽光パネルの検査を受け持つ。すなわち、第１〜３太陽光パネルには、それぞれ太陽光パネル検査装置４ａ〜４ｃを用意し、個別に検査処理を行う。
【００６８】
図１１は、太陽光パネル検査装置４ａ（４ｂ，４ｃ）の構成例を示すブロック図である。太陽光パネル検査装置４ａ（４ｂ，４ｃ）は、画像入力部４０、第２処理設定部４１、第２部分画像作成部４２、第２識別器検査部４３、検査結果判断部４５、検査結果出力部４６、及び、各種データを保管する第２記憶部４４を備える。
【００６９】
画像入力部４０は、上述したステップＳ２１のごとく、監視カメラ１２（１３）から監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃの画像データを入力する。入力した画像データは、その後ストレージ５及び第２記憶部４４に保存、保管される。
【００７０】
第２処理設定部４１では、監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃ上の部分画像１５ａ等の位置、及び、異物である確率値の判断比率などで構成される、第２処理パラメータを設定する。換言すれば、第２処理パラメータは、最終的な判断を行うためのしきい値と画像の範囲であり、「検査結果判断のしきい値」「太陽光パネルが映っている矩形部分の位置とサイズ」で構成される。設定した第２処理パラメータ４１は、第２記憶部４４に保管される。
【００７１】
第２部分画像作成部４２では、第２記憶部４４に保管された、第２処理パラメータ、及び、監視カメラ画像１１ａ〜１１ｃの画像データに基づき、上述したステップＳ２２のごとく、太陽光パネルの部分画像１５ａ等を作成する。作成した部分画像データは、第２記憶部４４に保管される。
【００７２】
第２識別器検査部４３では、上述したステップＳ２３，Ｓ２４のごとく、（ストレージ５から入力して）第２記憶部４４に保管された識別器１４ａ〜１４ｃの識別器パラメータ、及び、第２部分画像作成部４２で作成し第２記憶部４４に保管された部分画像１５ａ等の部分画像データに基づき、該部分画像が太陽光パネルであるか、もしくは、異物であるかの確率値を算出する。この確率値は、検査結果データとしてステップＳ２５のごとく、第２記憶部４４に保管される。
【００７３】
検査結果判断部４５では、第２記憶部４４に保管された、第２処理パラメータ、及び、監視カメラ画像１枚分の部分画像についての検査結果データに基づき、異物の存在を判断し、異物の有無、及び、異物の画像上位置で構成される、異物データを作成する。そして、検査結果出力部４６では異物データを出力する。
【００７４】
太陽光パネル検査装置の検査結果は、統合インタフェース２を介して閲覧することができる。例えば図１２のように、ある監視カメラ１２（１３）に対応する太陽光パネル検査装置の異物データが異物有りのデータを持っていた場合、監視カメラ１２（１３）の画像上で異物有りと判断した部分画像の位置を、異物検出箇所として矩形で示す。図１２では、太陽光パネル１１の上部に飛来物１０ａが付着しており、下部をつる草１０ｂが覆っている状態を例示している。
【００７５】
本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置を用いて、監視カメラで撮影した画像を解析することで、太陽光パネルの外観を自動的に監視することができる。
【００７６】
［実施例２］
本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置について、実施例１と異なる部分を中心に説明する。
【００７７】
監視カメラ１２（１３）を屋外に設置した場合、風などの影響により監視カメラが揺れ、監視カメラ画像（例えば図７中の監視カメラ画像１１ａ）上における監視対象の位置が上下左右に数ピクセル分動くことがある。この場合、識別器（例えば、図７中の識別器１４ａ）を構築した際に取り出した部分画像（例えば図４，５中の部分画像２３ａ‐１）の位置と、それに対応する、太陽光パネルに対する検査処理を行った時の部分画像（例えば図７中の部分画像１５ａ）の位置とが異なってしまい、誤検出が発生することがある。
【００７８】
図１３は、本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置における、監視カメラ画像の部分画像の作成について説明した概略図である。なお、図１３では、監視カメラ画像２１ａ‐１のみについて説明しているが、その他の監視カメラ画像についても同様の方法で部分画像を作成する。
【００７９】
監視カメラ画像１１ａ等に揺れが発生することを考慮して、識別器１４ａ等を構築する際、図１３に示すように、監視カメラ画像２１ａ‐１を格子状に区切った際に太陽光パネル１１が映っている矩形部分に加えて、該矩形部分から所定のピクセル数分上下左右に位置をずらした範囲を、識別器１４ａ等を構築する際の部分画像（例えば、部分画像３３ａ‐１）として保存し、この部分画像３３ａ‐１等に基づき部分画像集を作る。
【００８０】
すなわち、本実施例に係る太陽光パネル検査用パラメータ調整装置は、第１処理設定部３１（図１０参照）で設定する第１処理パラメータに、部分画像を取り出す際のずらし量を加え、第１部分画像作成部３２において、このずらし量に基づき部分画像３３ａ‐１を作成する機能を追加する。
【００８１】
本実施例に係る太陽光パネル外観監視装置では、実施例１の効果に加え、監視カメラに揺れがあった場合でも誤検出の発生を抑えて、太陽光パネルの外観を自動的に監視することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、太陽光パネル外観監視装置として好適である。
【符号の説明】
【００８３】
１  太陽光パネル外観監視装置
２  統合インタフェース
３  太陽光パネル検査用パラメータ調整装置
４ａ  第１太陽光パネル検査装置
４ｂ  第２太陽光パネル検査装置
４ｃ  第３太陽光パネル検査装置
５  ストレージ
１０  異物
１０ａ  飛来物
１０ｂ  つる草
１１  太陽光パネル
１１ａ  第１太陽光パネルの監視カメラ画像
１１ｂ  第２太陽光パネルの監視カメラ画像
１１ｃ  第３太陽光パネルの監視カメラ画像
１２  小型カメラ
１３  パンチルト機構付監視カメラ
１３ａ  パンチルト機構
１４ａ  第１太陽光パネル検査用の識別器
１４ｂ  第２太陽光パネル検査用の識別器
１４ｃ  第３太陽光パネル検査用の識別器
１５ａ  部分画像
２１ａ‐１，２１ａ‐２  第１太陽光パネルの監視カメラ画像
２１ｂ‐１，２１ｂ‐２  第２太陽光パネルの監視カメラ画像
２１ｃ‐１，２１ｃ‐２  第３太陽光パネルの監視カメラ画像
２１Ａ  第１太陽光パネルの画像群
２１Ｂ  第２太陽光パネルの画像群
２１Ｃ  第３太陽光パネルの画像群
２２ａ‐１，２２ａ‐２  第１異物の画像
２２ｂ‐１，２２ｂ‐２  第２異物の画像
２２Ａ  第１異物の画像群
２２Ｂ  第２異物の画像群
２３ａ‐１，２３ａ‐２  部分画像
２３Ａ  第１太陽光パネルの部分画像集
２３Ｂ  第２太陽光パネルの部分画像集
２３Ｃ  第３太陽光パネルの部分画像集
２４ａ‐１，２４ａ‐２
２４Ａ  第１異物の部分画像集
２４Ｂ  第２異物の部分画像集
３１  第１処理設定部
３２  第１部分画像作成部
３３  第１識別器構築部
３３ａ‐１  部分画像
３４  第１記憶部
４０  画像入力部
４１  第２処理設定部
４２  第２部分画像作成部
４３  第２識別器検査部
４４  第２記憶部
４５  検査結果判断部
４６  検査結果出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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