(57)【要約】【課題】屋外に設置された太陽電池モジュールの検査を自動化することのできる太陽電池検査システムを提供する。【解決手段】太陽電池検査システム１は、空中を飛行する飛行体１０と、ＧＰＳ衛星から受信した電波信号に基づき飛行体１０の飛行位置を検出する位置検出部１６と、太陽電池モジュールを撮影する撮像装置１７と、撮像装置１７による撮影を制御する撮影制御部２２と、飛行体１０の飛行位置が予め設定された所定位置にあるときに撮像装置１７により太陽電池モジュールを撮影して得られた基準画像と、この基準画像を撮影したときから所定期間経過後であって、飛行体１０の飛行位置が上記所定位置にあるときに撮像装置１７により当該太陽電池モジュールを撮影して得られた検査画像とを比較して、当該太陽電池モジュールを検査する画像処理部３５とを備えている。【選択図】図１
2017215239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受光して発電を行う太陽電池モジュールに生じた異常を検出するための太陽電池検査システムであって、
空中を飛行する飛行体と、
前記飛行体の飛行を制御する飛行制御手段と、
ＧＰＳ衛星から受信した電波信号に基づき前記飛行体の飛行位置を検出する位置検出手段と、
前記飛行体に設けられて太陽電池モジュールを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段による太陽電池モジュールの撮影を制御する撮影制御手段と、
前記位置検出手段において検出された前記飛行体の飛行位置が予め設定された所定位置にあるときに前記撮影手段により太陽電池モジュールを撮影して得られた基準画像と、前記基準画像を撮影したときから所定期間経過後であって、前記位置検出手段において検出された前記飛行体の飛行位置が前記所定位置にあるときに前記撮影手段により当該太陽電池モジュールを撮影して得られた検査画像とを比較して、当該太陽電池モジュールに生じた異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記異常検出手段は、前記基準画像および前記検査画像に含まれる当該太陽電池モジュールの輪郭を検出し、前記基準画像および前記検査画像における前記輪郭の内側の画像領域同士を比較して前記異常を検出することを特徴とする太陽電池検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに生じた異常を検出する太陽電池検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題や省エネルギーへの関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した太陽光発電が注目されており、太陽電池モジュールの普及が急速に進んでいる。太陽電池モジュールは、一般的に太陽電池パネルとも称され、太陽光の光エネルギーを光起電力効果により電気エネルギーに変換する太陽電池セルを複数接続して構成されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２‐２５３０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、太陽電池モジュールは、所定の発電量を確保するため、主に建物の屋根や屋上など屋外に設置されて利用に供されている。そのため、太陽電池モジュールの表面（ガラス）には、屋外での長期の使用等によって、塵埃、鳥の糞、汚れなどの異物が付着し、該付着部分が太陽電池セルに対する影となることで、発電効率が低下するという問題がある。従って、本来であれば、定期的に太陽電池モジュールに異常が発生していないかどうかを検査する必要がある。しかしながら、従来では、専門の作業者が太陽電池モジュールの設置された建物の屋根や屋上に登り、太陽電池モジュールを目視にて検査していたため、この検査方法は作業者の負担が大きく、多大な労力やコストを要するという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、屋外に設置された太陽電池モジュールの検査を自動化することのできる太陽電池検査システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽電池検査システムは、太陽光を受光して発電を行う太陽電池モジュールに生じた異常を検出するための太陽電池検査システムであって、空中を飛行する飛行体と、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御手段（例えば、実施形態における飛行制御部２１）と、ＧＰＳ衛星から受信した電波信号に基づき前記飛行体の飛行位置を検出する位置検出手段（例えば、実施形態における位置検出部１６）と、前記飛行体に設けられて太陽電池モジュールを撮影する撮影手段（例えば、実施形態における撮像装置１７）と、前記撮影手段による太陽電池モジュールの撮影を制御する撮影制御手段（例えば、実施形態における撮影制御部２２）と、前記位置検出手段において検出された前記飛行体の飛行位置が予め設定された所定位置にあるときに前記撮影手段により太陽電池モジュールを撮影して得られた基準画像と、前記基準画像を撮影したときから所定期間経過後であって、前記位置検出手段において検出された前記飛行体の飛行位置が前記所定位置にあるときに前記撮影手段により当該太陽電池モジュールを撮影して得られた検査画像とを比較して、当該太陽電池モジュールに生じた異常を検出する異常検出手段（例えば、実施形態における画像処理部３５）とを備え、前記異常検出手段は、前記基準画像および前記検査画像に含まれる当該太陽電池モジュールの輪郭を検出し、前記基準画像お
よび前記検査画像における前記輪郭の内側の画像領域同士を比較して前記異常を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る太陽電池検査システムによれば、屋外に設置された太陽電池モジュールを飛行体による空中撮影により自動的に検査することができるため、人手による目視検査の手間を排除し、検査に要する時間を短縮してコストを低減することが可能であるとともに、作業者による立ち入りが困難な高所位置や大規模な発電設備であっても安全且つ容易に検査を行うことが可能となる。また、本発明に係る太陽電池検査システムでは、ＧＰＳ誤差により撮影位置（飛行位置）がずれて、両画像（基準画像および検査画像）間において太陽電池モジュールの写り込み位置が相互に異なる場合であっても、各画像から太陽電池モジュールの輪郭をそれぞれ抽出し、当該輪郭の内側の画像領域同士を比較することで、両画像間の位置合わせを行うことができるため、ＧＰＳ衛星からの電波の受信環境の影響を受けることなく、太陽電池モジュールを正確に検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る太陽電池検査システムを示すブロック図である。
【図２】飛行体による空中撮影の概要を示す模式図である。
【図３】太陽電池モジュールを示す模式図である。
【図４】空中撮影処理のフローチャートである。
【図５】異常検出処理のフローチャートである。
【図６】エッジ検出処理（輪郭抽出処理）の内容を示す図であり、（Ａ）は基準画像、（Ｂ）は検査画像を示す。
【図７】基準画像に対する濃淡処理の内容を示す図である。
【図８】検査画像に対する濃淡処理の内容を示す図である。
【図９】明度補正処理の内容を示す図である。
【図１０】異常判定処理の内容を示す図である。
【図１１】輪郭抽出処理の変形例を示す図であり、（Ａ）は基準画像、（Ｂ）検査画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１および図２に本実施形態に係る太陽電池検査システム１を示すとともに、図３に検査対象の太陽電池モジュールＭを示しており、まず、これらの図を参照して太陽電池検査システム１の全体構成について概要説明する。
【００１０】
太陽電池検査システム１は、図１，２に示すように、空中を飛行する飛行体１０と、該システム全体を統括的に制御する制御装置３０とを主体に構成されている。太陽電池モジュールＭは、図３に示すように、太陽電池セル（以下、単に「セル」という）Ｃを複数接続し、その受光面側に強化ガラスなどの透明基板を配置するとともに透明樹脂や保護フィルム等を用いて封止したうえで、その周囲にアルミニウムなどの金属フレームＦを装着してパネル型に構成されたものである。セルＣは、シリコンウェハにＰＮ接合を形成した半導体素子（光電変換素子）からなり、その光起電力効果を利用して、太陽光の光エネルギーを電力に変換する。そして、所定の電圧と電流を得るのに必要な数だけの太陽電池モジュールＭをマトリックス状に配列した集合体（太陽電池アレイＡ）が建物の屋根や外壁など様々な場所に設置されて、太陽光発電装置として利用に供されている。なお、本実施形態では、各太陽電池モジュールＭには、識別情報として固有のＩＤ番号が付与されており、このＩＤ番号に基づき太陽電池モジュールＭの配置位置（例えば、緯度、経度、高度からなる位置情報）などが特定されるようになっている。
【００１１】
＜飛行体＞
飛行体１０は、小型無人飛行体としてのマルチロータヘリコプタであり、遠隔操作による飛行指令、又は、予め設定された飛行計画に従った自動制御により自律飛行可能に構成されている。飛行体１０は、機体１１の周囲に４つのロータ（回転翼）１２が周方向９０度間隔に配設されて構成されており、各ロータ１２を回転駆動させる駆動機構１３と、各構成部に供給する電力を蓄電するバッテリ１４と、制御装置３０との無線通信により各種情報を送受信する無線通信部１５と、ＧＰＳ人工衛星（Global Positioning System）か
らの電波信号を受信して飛行体１０の位置を検出する位置検出部１６と、太陽電池モジュールＭの画像を撮影する撮像装置１７と、該飛行体１０の各構成部を制御するコントロール部２０と、空中撮影に関する制御プログラムや各種情報等を記憶する記憶部２３とを備えている。
【００１２】
ロータ１２は、飛行体１０の機体１１に回転自在に配設されており、該回転により飛行体１０に揚力および推力を生起させる。駆動機構１３は、バッテリ１４からの電力供給を受けて回転駆動する電気モータ（例えばサーボモータ）を有して構成されている。バッテリ１４は、蓄電された電力を飛行体１０の各構成部に供給して、各構成部を作動させる。このバッテリ１４は、非飛行時に外部電源等に接続されて充電が可能である。バッテリ１４の電力残量情報は、無線通信部１５を介して、定期的に制御装置３０に送信される。なお、機体１１に、バッテリ１４の電力残量を表示するモニター等を設けてもよい。
【００１３】
無線通信部１５は、送信回路および受信回路を有して構成され、制御装置３０との間で無線にて相互通信が可能である。
【００１４】
位置検出部１６は、ＧＰＳ受信器を有して構成されており、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、飛行体１０の現在の位置情報（緯度、経度、高度からなる空間座標）を検出し、この位置情報（「ＧＰＳ情報」ともいう）をコントロール部２０に出力する。また、位置検出部１６にて検出された位置情報は、無線通信部１５を介して、定期的に制御装置３０に送信される。
【００１５】
撮像装置１７は、太陽電池モジュールＭの可視光画像を撮影する可視光カメラ１７ａと、太陽電池モジュールＭの赤外線画像（熱画像）を撮影する赤外線カメラ１７ｂとを備えて構成される。可視光カメラ１７ａは、可視光の波長帯域（４００〜７００ｎｍ）にて検査対象の太陽電池モジュールＭを撮像して、可視光画像を生成する。可視光カメラ１７ａは、被写体の輝度情報が得られるものであれば、カラーカメラでもよいし、白黒カメラでもよい。一方、赤外線カメラ１７ｂは、検査対象の太陽電池モジュールＭから放出される赤外線帯域のエネルギーを検出し、これを温度に変換して温度分布情報を示す熱画像を生成する。可視光画像及び熱画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。各カメラ１７ａ，１７ｂには、撮影範囲を調節するための光学レンズ（図示せず）が備えられている。また、撮像装置１７には、各カメラ１７ａ，１７ｂの光軸方向を調節するためのチルト機構１８が搭載されている。チルト機構１８は、二つのカメラ１７ａ，１７ｂの光軸方向を個別に調節が可能である。
【００１６】
コントロール部２０は、中央演算装置としてのＣＰＵを主体に構成されており、飛行体１０の作動を制御する飛行制御部２１、撮像装置１７の作動を制御する撮影制御部２２を有して、ＲＯＭやＲＡＭ等から構成される記憶部２３に格納された制御プログラム等に基づき、飛行経路、飛行条件、撮影条件等を算出し、飛行体１０および撮像装置１７の作動を同期的に制御する。
【００１７】
飛行制御部２１は、４つのロータ１２の回転を制御して、制御装置３０で生成された飛行計画に従った飛行経路および飛行速度などで飛行体１０を飛行させる制御を実行する。
本例において、飛行体１０は、４つのロータ１２を各々独立制御することで、空中で静止するホバリングが可能であるとともに、水平方向又は垂直方向への直線的な飛行も可能である。なお、飛行体１０は、運転モードの切替えによって、自動運転の他、半自動運転および手動運転が可能である。飛行制御部２１は、位置検出部１６にて検出された現在の飛行位置（ＧＰＳ情報）に基づき、飛行体１０が飛行予定経路上を飛行しているか否か、また、飛行体１０が撮影位置（撮影可能領域）に到達したか否かを判定する。飛行制御部２１は、飛行体１０が飛行予定経路から逸脱していると判断した場合は、飛行方向や飛行速度などの飛行条件を補正して、飛行体１０が飛行経路上に復帰するように制御する。また、飛行制御部２１は、飛行体１０が撮影位置（撮影可能領域）に到達した場合は、飛行体１０が該撮影位置にて一定時間（撮影に必要な時間）だけ所定の飛行姿勢（ホバリング状態）を保持するように制御する。太陽電池モジュールＭの撮影位置は、太陽電池モジュールＭ（ＩＤ番号）ごとに予め設定されている。
【００１８】
撮影制御部２２は、撮像装置１７の作動を制御して、各カメラ１７ａ，１７ｂによる太陽電池モジュールＭの撮影を制御する。撮影制御部２２は、飛行体１０が撮影位置（撮影可能領域）に到達し、且つ、該撮影位置にて所定の飛行姿勢（ホバリング状態）となったとき、撮像装置１７に撮影指令信号を送信して、太陽電池モジュールＭを撮影する。撮影制御部２２には、撮影対象の太陽電池モジュールＭのＩＤ番号ごとに、撮影位置（方位を含む）や撮影倍率、露光時間等の撮影条件が設定されている。撮像装置１７にて撮影された画像データ（可視光画像、熱画像）は、太陽電池モジュールＭのＩＤ番号や、撮影倍率や露光時間などの撮影条件の他に、撮影時の位置情報（緯度、経度、高度からなる空間座標）や時間情報、天候情報、外気温情報等と対応付けられたかたちで、記憶部２３に保存されるとともに、無線通信部１５を介して外部の制御装置３０に送信される。このように画像データと各種の撮影情報とが互いに関連付けられた状態で記憶されるため、画像データおよび撮影情報のうちの一方の情報（例えば撮影情報）を指定するだけで、他方の情報（画像データ）にもアクセス可能（読み出し可能）となっている。
【００１９】
＜制御装置＞
制御装置３０は、処理を実行するＣＰＵ、制御プログラムや制御データ等が設定記憶されたＲＯＭ、飛行・撮影条件や画像データ、地図情報等を一時記憶するＲＡＭなどを有して構成され、太陽電池検査システム１全体の作動を統括的に制御する。この制御装置３０は、例えばパーソナルコンピュータから構成される。
【００２０】
制御装置３０は、各種の入力設定などに用いられる操作部３１と、飛行体１０との間で無線通信を行うための通信インターフェースである無線通信部３２と、空中撮影や画像処理に関する制御プログラムや各種情報等を記憶する記憶部３３と、飛行体１０の飛行状況を監視するとともに飛行計画の生成や管理等を行う管制部３４と、飛行体１０から送られてきた画像データを解析して太陽電池モジュールＭの異常を検出する画像処理部３５と、画像処理部３５による解析結果などを出力する出力部３６とを備えている。
【００２１】
操作部３１には、キーボードやマウス、スイッチ等の入出力機器が設けられるとともに、操作画面や画像データ等を表示する表示パネル（ディスプレイ）が設けられ、該表示パネル上においてプログラムの設定や条件選択、動作指令等の入力が行われる。
【００２２】
無線通信部３２は、送信回路および受信回路を有して構成され、主として、飛行体１０を自動操作又は遠隔操作するための指令情報等を飛行体１０に向けて送信するとともに、飛行体１０の位置情報やバッテリ１４の電力残量情報、撮像装置１７にて撮影された画像データ等を受信する。
【００２３】
管制部３４は、操作部３１から入力された設定情報に基づき、制御プログラムに基づく
処理を順次実行することで、飛行体１０の飛行計画や、撮像装置１７の撮影スケジュールなどの指令情報を生成する。管制部３４で生成された指令情報は、無線通信部３２から飛行体１０へ向けて送信される。また、管制部３４は、飛行体１０の位置情報を取得して、飛行体１０が飛行計画に従って予定通りに飛行しているかどうかを監視する。さらに、管制部３４は、飛行体１０の位置情報や時間情報、当日の天候状況、現場の地図情報などを基に、飛行体１０の飛行履歴を生成する。
【００２４】
画像処理部３５は、太陽電池モジュールＭを撮影して得られた画像（「検査画像」と称する）を、該太陽電池モジュールＭを予め撮影しておいた画像（「基準画像」と称する）と比較して、太陽電池モジュールＭに異常が発生しているか否かを判定する。基準画像は、太陽電池モジュールＭの設置時など、太陽電池モジュールＭが新品の状態（正常な状態）であるときに撮影された画像が好適に用いられる。検査画像は、太陽電池モジュールＭを設置してから所定期間が経過したとき（点検時期が到来したとき）に撮影された画像が好適に用いられる。ここで、検査画像および基準画像は、ＧＰＳ情報に基づき同じ位置から撮影されたものであるが、ＧＰＳ情報の誤差等により、当該画像内において太陽電池モジュールＭの映り込む位置が相互に異なる場合がある。そこで本実施形態では、詳細後述するが、検査画像及び基準画像の画像全体同士を比較するのではなく、各画像データに対して所定の画像処理（エッジ検出処理など）を施すことで、太陽電池モジュールＭの輪郭をそれぞれ抽出し、該輪郭の内側の画像領域同士を比較する。なお、各画像データに対しては、必要に応じて、平滑化、輝度補正、二値化、濃淡処理等の前処理又は後処理が行われる。そして、検査画像と基準画像とを比較した結果、画像の特徴量（画像の輝度分布、濃度分布、温度分布、色分布等）の傾向に差異等がある場合に、異常が生じていると判定する。なお、各画像データ（基準画像及び検査画像）は、静止画データ及び動画データのいずれであってもよい。動画データは、所定のフレームレートに基づく時間間隔にて連続する複数のフレームデータ（静止画データの列）により構成される。基準画像及び検査画像を動画データで取得した場合は、該動画データをフレームデータ（静止画データ）として切り出して、このフレームデータ同士で比較判定すればよい。なお、撮像装置１７により可視光画像及び熱画像を動画データとして取得する場合は、この動画データを構成するフレームデータ毎に、太陽電池モジュールＭのＩＤ番号や、撮影時の位置情報、撮影時間、撮影条件（撮影倍率、露光時間など）、フレーム番号（各フレームデータを順番に並べたときの番号）等を対応付けて記録する。
【００２５】
ここで、太陽電池モジュールＭに生じる異常の種類には、（１）異物付着、（２）マイクロクラック、（３）半田不良、（４）ダイオード不良、などがある。異物付着とは、例えば屋外での長期の使用によって、塵埃等の堆積物、鳥の糞、汚れなどの異物が太陽電池モジュールＭの表面（強化ガラス）に付着することをいう。太陽電池モジュールＭの表面に異物が付着した場合には、当該表面（受光部分）との反射率の差異（例えば、当該表面は反射率が相対的に低く、異物は反射率が相対的に高い）に基づき、可視光カメラ１７ａによる可視光画像を用いて該異物を検出することができる。なお、太陽電池モジュールＭには、該表面方向における縦方向又は横方向に電極（反射率が高い）が一定間隔で配置されるとともに、その該表面輪郭に金属フレームＦ（反射率が高い）が配置されているが、これらは画像上には周期的又は規則的に表れるため、画像の特徴量（輝度、濃度、温度、色など）が同レベルの値を示したとしても、非周期的又は不規則的に表れる異物との判別が可能である（詳細は図１０を参照）。一方、マイクロクラックや半田不良、ダイオード不良などの異常が発生した場合には、当該異常部分がホットスポットと呼ばれる異常発熱箇所となり、太陽電池モジュールＭの周囲温度よりも著しく高温部位となることで、赤外線カメラ１７ｂによる熱画像（温度分布情報）を用いて該ホットスポットを検出することができる。なお、上記の異物付着の場合には、該異物がセルＣに対する影となることで、そのセルＣの発熱量が周囲のセルＣと比較して低温部位となることで、赤外線カメラ１７ｂによる熱画像（温度分布情報）を用いても該異物を検出することができる。
【００２６】
出力部３６からは、画像処理部３５による解析結果（太陽電池モジュールＭに生じた異常の検出結果）や、飛行体１０の飛行履歴などが出力され、表示パネルへの表示や記録媒体への記録、外部機器へのデータ送信等が行われる。
【００２７】
次に、太陽電池検査システム１が実行する空中撮影処理の手順について説明する。図４は、空中撮影処理の手順を示すフローチャートである。本例では、今回の検査対象の太陽電池モジュールＭを建物等に設置したときに、該太陽電池モジュールＭを予め撮影した基準画像を取得しているものとする。そして、以下では、該太陽電池モジュールＭの設置時から所定の年月が経過したことを契機として、該太陽電池モジュールＭを新たに撮影して検査画像を取得する場合について説明する。
【００２８】
まず、制御装置３０の管制部３４は、飛行体１０に対して飛行指令を送信する（Ｓ１０１）。飛行体１０の飛行制御部２１は、制御装置３０からの飛行指令を受信すると、予め設定された飛行計画に従って、ロータ１２の回転を制御して、飛行体１０を基地から最初の撮影位置へ向けて移動させる（Ｓ１０２）。
【００２９】
続いて、飛行制御部２１は、位置検出部１６からの位置情報（ＧＰＳ情報）に基づき、飛行体１０が規定の撮影位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１０３）。具体的には、飛行制御部２１は、位置検出部１６において検出された飛行体１０の位置（緯度、経度、高度）が、飛行計画に定められた規定の撮影位置（撮影可能領域）と一致するか否かを判定する。なお、各撮影位置は撮影対象の太陽電池モジュールＭ（ＩＤ番号）ごとに設定されており、撮影対象の太陽電池モジュールＭが同一であれば、常に同一の撮影位置が設定される。
【００３０】
次いで、飛行制御部２１は、飛行体１０が規定の撮影位置に到達した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ロータ１２の回転を制御して、飛行体１０を該撮影位置にてホバリング状態にする（Ｓ１０４）。これは、飛行体１０（赤外線カメラ１７ｂ）から太陽電池モジュールＭまでの離隔距離を所定時間に亘り一定に維持した状態でなければ、太陽電池モジュールＭの温度分布を正確に検出できないからである。なお、可視光カメラ１７ａのみを使用する場合には、必ずしも飛行体１０をホバリング状態にしなくてもよい。続いて、撮影制御部２２は、ホバリング状態（規定の撮影位置）において、撮像装置１７（各カメラ１７ａ，１７ｂ）の作動を制御して太陽電池モジュールＭを撮影する（Ｓ１０５）。なお、本例では、撮像装置１７（各カメラ１７ａ，１７ｂ）の撮影範囲は、二枚の太陽電池モジュールＭが含まれる視野範囲に設定されている。
【００３１】
撮影制御部２２は、撮像装置１７により撮影した画像データ（検査画像）に各種の撮影情報（撮影日時、撮影条件、ＩＤ番号など）を付加する（Ｓ１０６）。次いで、撮影制御部２２は、撮像装置１７により撮影された太陽電池モジュールＭの画像データ（検査画像）を上記撮影情報と関連付けたかたちで記憶部２４に保存する（Ｓ１０７）。また、無線通信部１５は、今回撮影した太陽電池モジュールＭの画像データ（記憶部２４に保存された画像データ）を上記撮影情報とともに制御装置３０に向けて送信する（Ｓ１０８）。
【００３２】
続いて、撮影制御部２２は、全ての撮影位置において撮像装置１７による撮影（撮影対象の全ての太陽電池モジュールＭの撮影）を完了したか否かを判定する（Ｓ１０９）。飛行制御部２１は、全ての撮影が終了していない場合（Ｓ１０９：ＮＯ）は、飛行体１０を次の撮影位置へ移動させる（Ｓ１１０）。一方、飛行制御部２１は、全ての撮影が終了している場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）は、飛行体１０を基地へ帰還させる（Ｓ１１１）。
【００３３】
次に、太陽電池検査システム１が実行する異常検出処理の手順について説明する。図５
は、異常検出処理の手順を示すフローチャートである。本例では、二つのカメラ１７ａ，１７ｂのうち、可視光カメラ１７ａにより撮影して得られた可視光画像に基づき、太陽電池モジュールＭの異常（主に異物付着）を検出する場合について説明する。
【００３４】
まず、画像処理部３５は、飛行体１０から太陽電池モジュールＭの画像データ（検査画画像）を受信したか否かを判定する（Ｓ２０１）。画像処理部３５は、画像データ（検査画像）を受信している場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）は、該画像データを取得して記憶部３３に保存する（Ｓ２０２）。続いて、画像処理部３５は、太陽電池モジュールＭのＩＤ番号等に基づき、今回取得した検査画像と比較されるべき基準画像を記憶部３３から読み出す（Ｓ２０３）。
【００３５】
次いで、画像処理部３５は、基準画像および検査画像に対して、ラプラシアンフィルタ又はＳｏｂｅｌフィルタなどの既知の微分フィルタ処理を施して、各画像内のエッジ（太陽電池モジュールＭの輪郭）を検出する（Ｓ２０４）。
【００３６】
ここで、図６はエッジ検出処理の内容を示す模式図であり、（Ａ）は基準画像、（Ｂ）は検査画像を示す。各画像中には、太陽電池アレイＡとして１２枚（４行×３列）の太陽電池モジュールＭのうち、中央２枚の太陽電池モジュールＭが写し込まれている。すなわち、本実施形態では、各カメラの撮影範囲は、二枚の太陽電池モジュールＭが含まれる撮影視野に設定されており、二枚の太陽電池モジュールＭを比較の対象として画像検査が行われる。しかしながら、基準画像および検査画像を比較すると、ＧＰＳ誤差等により各画像の撮影位置がずれることで、太陽電池モジュールＭの写り込み位置が相互に対応していない。そのため、各画像（基準画像、検査画像）に対して既知の画像処理を施してエッジ（輪郭）を検出し、該エッジ（輪郭）で囲まれた領域を相互比較すべき対象領域（太陽電池モジュールＭに相当する領域）として抽出することで、基準画像および検査画像の対応箇所同士が特定される。なお、ＧＰＳ誤差の原因としては、主に、電離層と大気層の通過時の電波遅延、電波遮蔽物の存在、受信器雑音、マルチパスの影響などが挙げられる。
【００３７】
続いて、基準画像および検査画像に対して濃淡処理を行う（Ｓ２０５）。濃淡処理では、各画像の原画像であるカラー画像が白黒の濃淡画像（グレースケール画像）に変換されて、白色から黒色までの輝度の範囲に対して例えば２５６諧調の濃淡を示す値（諧調情報である濃度値）が画素単位で割り当てられる。例えば、濃度値（２５６諧調）は、黒を「０」、白を「２５５」とする。このような濃淡処理を施すことで、欠陥が強調された画像（両画像間の差異が強調された画像）が生成される。ここで、図７は基準画像の対象領域に対する濃淡処理の内容を示す模式図、図８は検査画像の対象領域に対する濃淡処理の内容を示す模式図である。なお、図７〜８に示す各画像領域（対象領域）は、図６の画像領域（対象領域）に対して９０度反転している（縦横が反対になっている）。
【００３８】
続いて、基準画像に対して明度補正を行う（Ｓ２０６）。明度補正とは、基準画像および検査画像の明度が異なる場合に、その明度を補正するための処理である。これは、飛行体１０による屋外での撮影においては、撮影場所が同じであっても、撮影時の季節、時間帯、天候などの違い（光の加減）により、画像の明るさが異なるためである。この明度補正では、基準画像および検査画像について画像全体（対象領域全体）の明度の平均値が一致するような補正値を算出して、検査画像の明度を補正する。ここで、図９は、基準画像に対する明度補正の内容を示す模式図であり、（Ａ）は明度補正前の基準画像の対象領域、（Ｂ）は明度補正後の基準画像の対象領域を示す。なお、本例では、基準画像の明度のみを補正しているが、検査画像の明度のみ又は両画像の明度を補正するようにしてもよい。
【００３９】
次いで、基準画像と検査画像とを比較して、太陽電池モジュールＭの異常の有無を判定
する（Ｓ２０７）。ここで、図１０は、異常判定処理の内容を示す模式図であり、（Ａ）は基準画像の対象領域、（Ｂ）は検査画像の対象領域を示す。なお、各画像（図６〜図１０）には、各画像中に設定される小領域内（詳細後述）での濃度分布（輝度分布）が付記されている。横軸はＡ−Ｂ間の位置を表し、縦軸は各位置での平均濃度値を表す。この異常判定処理では、各画像（基準画像、検査画像）の対象領域を任意サイズの複数の小領域（Ｎ画素×Ｍ画素の矩形領域）に分割して、この小領域を一単位として、両画像においてそれぞれ対応する位置の小領域ごとに該画像領域内を比較する（分割した小領域の個数分だけ比較を行う）。比較した結果、濃度分布の傾向が異なる場合、あるいは、濃度値に閾値以上の差異がある場合に、当該箇所に異常があるものと判断する。このとき、例えば、それぞれ対応する位置の小領域同士を同じ位置で比較すると、欠陥がない場合には互いの濃度差が小さくなり、欠陥がある場合には互いの濃度差が大きくなる傾向にある。ここで、本例における小領域の大きさは、１２個分のセルＣ（各モジュールＭのセル６個ずつ）の大きさにほぼ対応している。そのため、両画像間においてセルＣ１２個分の比較が順次行われる。そして、１回の比較を終えるたびに、小領域をセルＣ１個分だけ縦方向にシフトする。よって、小領域１０回の比較で、二枚の太陽電池モジュールＭの異常判定が完了することになる。なお、異常の判定方法は、上述の判定方法に限定されるものではなく、公知の技術を適用可能である。例えば、基準画像と検査画像との差分画像を生成して、この差分の情報が所定の閾値よりも大きい箇所に異常があると判定するように構成してもよい。
【００４０】
そして、出力部３６は、画像処理部３５による異常判定の結果（解析結果）を出力する（Ｓ２０８）。
【００４１】
以上、本実施形態に係る太陽電池検査システム１によれば、屋外に設置された太陽電池モジュールＭを飛行体１０による空中撮影により自動的に検査することができるため、人手による目視検査の手間を排除し、検査に要する時間を短縮してコストを低減することが可能であるとともに、作業者による立ち入りが困難な高所位置や大規模な発電設備であっても安全且つ容易に検査を行うことが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態に係る太陽電池検査システム１では、ＧＰＳ誤差により撮影位置（飛行位置）がずれて、両画像（基準画像および検査画像）間において太陽電池モジュールＭの写り込み位置が相互に異なる場合であっても、各画像から太陽電池モジュールＭの輪郭をそれぞれ抽出し、当該輪郭の内側の画像領域同士を比較することで、両画像間の位置合わせを行うことができるため、ＧＰＳ衛星からの電波の受信環境の影響を受けることなく、太陽電池モジュールＭを正確に検査することが可能となる。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。
【００４４】
上述の実施形態では、既知の画像処理を施して画像内に含まれるエッジを検出することで、太陽電池モジュールＭの輪郭を抽出したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、太陽電池モジュールＭの金属フレームＦ上にマーク（アライメントマーク）ＡＭを付しておき、該太陽電池モジュールＭを撮影して得られた画像（基準画像、検査画像）から該マークＡＭを検出することで、該太陽電池モジュールＭの輪郭を検出するように構成してもよい。具体的には、図１１に示すように、二枚の太陽電池モジュールＭの隅部（一方の対角線上の位置）に円形のマークＡＭを付しておく。このマークＡＭは、例えば、シールのように表面に貼り付けたものでも、インクのように表面に塗着したものであってもよく、屋外での使用に耐え得るような耐久性、耐熱性、耐環境性に優れたものが好適に用いられる。そして、基準画像と検査画像との比較において、マーク画像の特徴量（当該画像内で太陽電池モジュールＭと識別できる特徴量：輝度、形状、色相、彩度など）に基づ
き、当該画像から二カ所のマークＡＭを検出する。そして、二カ所のマークＡＭの相対的な位置関係に基づき、画像中に含まれる二枚の太陽電池モジュールＭの輪郭（二枚の太陽電池モジュールＭの外形に対応する長方形の画像）を検出する。このような構成によれば、基準画像および検査画像から太陽電池モジュールＭの輪郭をより正確に抽出することができるため、検査の正確性や信頼性を向上させることが可能となる。なお、マークＡＭの個数は、単数であっても、三つ以上の複数であってもよい。また、マークＡＭの形状は、例えば、十字形、四角、星形など、円形以外の他の形状であってもよい。また、マークＡＭの取付位置は、太陽電池モジュールＭの輪郭線上（特に角部）が好適であるが、太陽電池モジュールＭの重心位置や各セルの中心位置など、太陽電池モジュールＭの内側の領域であってもよい。例えば、これらのマークＡＭの位置情報（太陽電池モジュールＭ全体に対するマークＡＭの相対位置）を、コントロール部２０や制御装置３０に予め設定しておけば、マークＡＭをより一層正しく検出することができる。
【００４５】
また、上述の実施形態では、可視光カメラ１７ａにて撮影して得られた可視光画像に基づき、太陽電池モジュールＭの異常を検出する場合を例示して説明したが、この構成に限定されるものではなく、赤外線カメラ１７ｂにて撮影して得られた熱画像に基づき、太陽電池モジュールＭの異常を検出してもよい。ここで、夏場の暑い時期において、周囲温度が３０℃前後となると、太陽電池モジュールＭの表面温度が５０〜６０度まで上昇する場合がある。そのとき、セルＣの温度と金属フレームＦの温度が同じになると、熱画像（温度分布画像）のみからでは、太陽電池モジュールＭの輪郭を正確に検出できないおそれがある。従って、そのような場合には、可視光画像と熱画像とを併用して、まず、可視光画像に基づき太陽電池モジュールＭの輪郭（エッジ）を検出した後で、熱画像から局所的な高温部位（ホットスポット）又は低温部位を検出するように構成してもよい。さらに、熱画像に基づき異常を検出する場合には、太陽電池モジュールＭの絶対温度だけではなく、太陽電池モジュールＭの周囲温度（周囲の空気温度）との相対的な温度差を加味したうえで、異常の有無を判定してもよい。そのような構成によれば、測定時の環境条件（季節や時間帯、日射強度、気温など）に影響を受けることなく、検査の正確性や信頼性を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、上述の実施形態では、可視光画像による異常の検出として、塵埃等の異物付着を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ガラス割れ等の他の異常を検出することもできる。ガラス割れとは、太陽電池モジュールＭの透明基板（強化ガラス）が飛来物との衝突（例えば、カラスによる落石など）により割れることをいう。
【００４７】
また、上述の実施形態では、二枚の太陽電池モジュールＭを撮影した場合を例示して説明したが、撮影視野（撮影範囲）の設定等により、一枚の太陽電池モジュールＭを撮影しても、三枚以上の複数枚の太陽電池モジュールＭを撮影してもよい。
【００４８】
また、上述の実施形態では、飛行体１０として４つのロータ１２を有するマルチロータヘリコプタを例示して説明したが、この構成に限定されるものではなく、他の小型無人飛行体（ラジコンヘリコプタ）を採用してもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態では、ＧＰＳ衛星からの信号により特定される位置情報（緯度、経度、高度）に基づき、飛行体１０を所定の撮影位置にてホバリング状態に維持しているが、飛行体１０と太陽電池モジュールＭとの離隔距離をより正しく検出するため、例えば射出した超音波の反射波により太陽電池モジュールＭとの離隔距離を検出する超音波センサ等の測距センサを飛行体１０に搭載してもよい。
【００５０】
また、上述の実施形態では、太陽電池検査システム１を飛行体１０と制御装置３０とに
機能分割して構成しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、飛行体１０と制御装置３０との機能を統合して（少なくとも制御装置３０の画像処理部３５を飛行体１０に搭載して）、太陽電池検査システム１を飛行体１０のみから構成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１    太陽電池検査システム
１０  飛行体
１１  機体
１２  ロータ
１３  駆動機構
１４  バッテリ
１５  無線通信部
１６  位置検出部（位置検出手段）
１７  撮像装置（撮影手段）
１８  チルト機構
２０  コントロール部
２１  飛行制御部
２２  撮影制御部（撮影制御手段）
２３  記憶部
３０  制御装置
３１  操作部
３２  無線通信部
３３  記憶部
３４  管制部
３５  画像処理部（異常検出手段）
３６  出力部
Ａ    太陽電池アレイ
Ｃ    太陽電池セル
Ｆ    金属フレーム
Ｍ    太陽電池モジュール
【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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