Anomalies thermiques des panneaux solaires sur orthophotos de drone

Thu, 20 Mar 2025 00:00:00 +0000

Ce qui est original

Relatif, pas absolu. Chaque panneau est d’abord comparé à lui-même : les cellules d’un même panneau partagent le même soleil, le même angle et le même vent, donc un écart local en dit plus qu’une valeur brute.
Des annotations sans dessin manuel. Les polygones d’entraînement viennent d’une chaîne de contours classique, puis chaque panneau est décliné en plusieurs vues tournées et cisaillées pour que le modèle ignore l’orientation.
Des masques, pas des boîtes. Le modèle détoure chaque panneau au pixel près : les statistiques excluent le sol entre les rangées, qui peut être bien plus chaud ou plus froid que les panneaux.

Comment ça marche

flowchart TB
 A["Orthophoto thermique de drone"] --> B["Chaîne de contours classique"]
 B --> C["Annotations automatiques
plusieurs vues chacune"]
 C --> D["Modèle de segmentation YOLO
une classe : panneau solaire"]
 A --> E["Inférence par tuiles
sur toute l'orthophoto"]
 D --> E
 E --> F["Un masque et un extrait par panneau"]
 F --> G["Statistiques de niveaux de gris par panneau"]
 G --> H["Points chauds candidats
(prototype)"]
 G -.-> I["Zones froides
(objectif)"]
 G -.-> J["Panneau contre voisins
(objectif)"]

Un vol de drone fait de la centrale une seule orthophoto thermique. Les points chauds signalent en général des cellules défectueuses, des diodes de dérivation ou de l’encrassement ; les zones froides, de l’ombrage, des reflets ou des modules qui ne fonctionnent pas comme leurs voisins. Le modèle trouve chaque panneau sur des tuiles qui se recouvrent, puis une étape par panneau signale les pixels nettement au-dessus du niveau propre du panneau. Les flèches en pointillés sont des objectifs.

Prototype de points chauds sur un détail de l’orthophoto : contours des panneaux (bleu) et pics signalés (points). Non vérifié par une inspection sur le terrain.

Sources : une orthophoto thermique de drone, 2025 · illustration tirée d’une présentation de projet

Quatre vues générées à partir d’un panneau annoté automatiquement. Dans la dernière, l’annotation n’est pas tournée avec l’image, un défaut repéré à l’inspection.

Résultats

Un modèle de segmentation YOLO affiné sur des panneaux annotés automatiquement, et une inférence par tuiles qui rend un extrait par panneau sur une orthophoto complète.
Un prototype de points chauds par panneau, qui normalise chaque panneau par son propre niveau de gris et marque les pics candidats.
Deux pistes annexes explorées pour trouver les panneaux sans entraînement : le regroupement de segments droits et Segment Anything.

Preuves & limites

Aucune performance présentée. Les résultats d’entraînement et d’évaluation restent sur la machine de calcul et ne sont pas disponibles ; ni la localisation des panneaux ni la détection des points chauds n’ont été évaluées ou vérifiées sur le terrain.
Annotations et partage fragiles. Les annotations héritent des oublis de la chaîne classique ; les vues d’un même panneau tombent dans plusieurs sous-ensembles, et entraînement, validation et test viennent tous d’une seule orthophoto.
Des niveaux de gris, pas des températures. L’orthophoto est un export en niveaux de gris non calibré : les seuils dépendent de l’échelle de couleurs choisie à l’export.
L’étape thermique est un prototype. Seuls les points chauds sont signalés, sur les contours propres au prototype et non sur les masques YOLO ; zones froides et comparaison aux voisins ne sont pas mises en œuvre.

Détails techniques

Prochaines étapes. Régénérer les vues tournées et cisaillées mal annotées, annoter tous les panneaux de chaque tuile, partager par panneau et tester sur d’autres sites ; masquer les zones sans données et fusionner les masques plutôt que les boîtes aux bords des tuiles ; calculer les statistiques thermiques dans les masques YOLO, ajouter un test robuste de zones froides et comparer chaque panneau à sa rangée.

Pistes annexes. Le regroupement de segments de Hough en parallélogrammes et Segment Anything sur tuiles ont été essayés pour trouver les panneaux sans annotation.

La chaîne de contours classique : ces polygones sont devenus les annotations d’entraînement. Certaines tables n’en ont pas, donc le modèle n’apprend que ce que la chaîne a trouvé.

Piste annexe : Segment Anything détoure la plupart des tables sans entraînement, mais laisse des coutures aux bords des tuiles et des contours sur la route et le sol.

Stack technique