三相限太阳光线传感器与光斑图像传感器融合的太阳光线跟踪算法制造技术

本发明专利技术公开了一种三相限太阳光线传感器与光斑图像传感器融合的太阳光线跟踪算法，步骤如下：1)太阳轨迹跟踪实现阶段：2)传感器跟踪实现阶段：3)光斑跟踪法实现阶段。本发明专利技术设计简单、成本低廉、运行稳定、追踪精度高，并且能够很好体现实用性、经济性和可推广性。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
三相限太阳光线传感器与光斑图像传感器融合的太阳光线跟踪算法，其特征在于，步骤如下：分别利用光线传感器、摄像头检测太阳方位角，对测量值进行卡尔曼滤波，计算状态估计，最后进行数据滤波，得到精确的估计量；其中算法包括：1)、太阳轨迹跟踪算法：通过查阅太阳轨迹天文算法，获得太阳相对地球的位置；需要当地准确时间和经纬度，由当地时间和地理纬度(φ)经如下公式计算获得太阳的高度角和方位角；地方时角用t表示，t＝(hour*15＋minute*0.25)度；赤纬角(δ)是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，一年内任一天的赤纬角δ：cos(α)＝[sin(h)*sin(t)*sin(δ)]÷cos(h)*cos(t)；式中N为积日，自1月1日开始计算，闰年时N加1；太阳高度角(h)是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，太阳高度角计算公式：太阳方位角(α)指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，方位角以正南方向为零，向西逐渐变大，向东逐渐变小，直到在正北方合在±180°，在正午时方位角都为零，cos(α)＝[sin(h)*sin(t)*sin(δ)]/cos(h)*cos(t)，经软件处理即可获取所需数据，再发出相应控制信号给云台，带动太阳能电池板转到相应位置即可完成追踪；2)、传感器跟踪算法：先调节水平方向，判断左右传感器光强差，向大的方向转动到差值小于a值时云台停止；判断左前方和圆柱内传感器光强差，向大的方向转动到差值小于a值时云台停止；实验验证此方法能够准确快速寻找到太阳光直射方向； 最上方传感器裸露在外面，通过它的测量值可以反应外界光线强度，可对天气状况判断；3)、光斑跟踪算法：上位机根据摄像头采集的数据进行处理，采用二值图像方法进行数字图像处理，首先把灰度图像二值化，得到二值化图像，所有大于和等于阈值的像素点判定为拍摄到太阳，其灰度值用255表示，其他像素点被排除在物体区域外，灰度值为0；计算太阳光斑在图片中的位置，进而对太阳能电池板位置做出调整，保持光斑位于图片中心位置即可确定太阳光直射太阳能电池板。FSA0000091643910000011.tif...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅旗，鲍存会，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：