基于改进YOLOv5的光伏组件缺陷检测

IF 0.9 4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
郭岚 Guo Lan, 刘正新 Liu Zhengxin
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摘要

电致发光(EL)检测技术作为太阳电池和组件缺陷检测的重要手段被广泛运用,但是EL检查中的缺陷筛查仍然需要持续完善。为了克服以往研究中可识别缺陷的种类少、无法对缺陷进行定位、模型参数多体积大及检测速度慢的局限性,使用改进的YOLOv5网络对电致发光图片中常见的隐裂、断栅、裂片和黑斑4类主要缺陷进行检测和分类。使用Ghost模块代替YOLOv5骨干提取网络中的普通卷积模块,减少网络模型的参数量;为了保证良好的检测性能,在骨干网络尾端加入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力模块,提升算法的目标检测能力;在特征融合网络中引入双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,进一步加强网络的特征融合能力。结果表明,所提模型成功地识别和定位了4类常见的缺陷,与YOLOv5算法相比,模型体积减小了21%,在没有GPU加速的情况下,单张图片的检测速度提升了17.4%。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
基于改进YOLOv5的光伏组件缺陷检测
电致发光(EL)检测技术作为太阳电池和组件缺陷检测的重要手段被广泛运用,但是EL检查中的缺陷筛查仍然需要持续完善。为了克服以往研究中可识别缺陷的种类少、无法对缺陷进行定位、模型参数多体积大及检测速度慢的局限性,使用改进的YOLOv5网络对电致发光图片中常见的隐裂、断栅、裂片和黑斑4类主要缺陷进行检测和分类。使用Ghost模块代替YOLOv5骨干提取网络中的普通卷积模块,减少网络模型的参数量;为了保证良好的检测性能,在骨干网络尾端加入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力模块,提升算法的目标检测能力;在特征融合网络中引入双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,进一步加强网络的特征融合能力。结果表明,所提模型成功地识别和定位了4类常见的缺陷,与YOLOv5算法相比,模型体积减小了21%,在没有GPU加速的情况下,单张图片的检测速度提升了17.4%。
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期刊介绍: Laser & Optoelectronics Progress, the first laser and optoelectronics journal published in China. The main columns include general, lasers and laser optics, fiber optics and optical communications, optical design and fabrication, materials, image processing, imaging systems, optical devices, remote sensing and sensors, atmospheric optics and oceanic optics, diffraction and gratings, atomic and molecular physics, detectors, thin films, ultrafast optics, etc. The journal is included in ESCI, INSPEC, Scopus, CSCD, Chinese Core Journals, Chinese Science and Technology Core Journals, and T2 level of the Classified Catalogue of High Quality Science and Technology Journals in Optical Engineering and Optical Fields, and other databases.
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