光源跟踪方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光源跟踪技术，尤其涉及一种光源跟踪方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展进步，对天然能源的利用也越来越注重高效和环保。以利用太阳能为例，比如太阳能发电、太阳能灶、太阳光导入等，对太阳能的应用范围也越来越广泛。在对太阳能的利用场景中，对太阳光的光线跟踪和定位是太阳能利用效率的关键，也是技术人员所广泛关注的焦点之一。
[0003]常用的太阳光线跟踪技术主要是采用以下两种方式，第一种方式是:主要利用四象限探测器进行跟踪；第二种方式是:通过日期、时间和当地经纬度来计算太阳位置，从而实现对太阳光线的跟踪。针对第一种方式，由于四象限探测器比较昂贵，因此其成本高且容易受到环境干扰。针对第二种方式，由于是通过日期、时间和当地经纬度来跟踪太阳光线，因此，对硬件设备的机械精度要求太高，从而使得其成本也较高。
【发明内容】
[0004]鉴于以上内容，有必要提供一种光线跟踪方法及系统，旨在利用图像捕捉装置对光源实现精确跟踪，节约成本。
[0005]本发明实施例提供了一种光源跟踪方法，包括以下步骤:
[0006]通过图像捕捉装置捕捉光源对应的光斑图像；
[0007]根据捕捉到的所述光斑图像，计算光斑位置；
[0008]将计算得到的所述光斑位置与预设的校准位置进行比较，获取光斑偏移量；
[0009]根据所述光斑偏移量，调整采光角度，跟踪光源位置；
[0010]其中，所述预设的校准位置为所述光斑图像的中心点。
[0011]优选地，所述根据捕捉到的所述光斑图像，计算光斑位置的步骤包括:
[0012]为捕捉的所述光斑图像建立坐标系；其中，所述坐标系中的每个坐标点均对应一个亮度值；
[0013]获取所述坐标系中每个坐标点所分别对应的坐标点亮度值，并将获取的所述坐标点亮度值与预设亮度值进行比较，得到所述坐标点亮度值大于预设亮度值的坐标点；
[0014]根据所述坐标点亮度值大于预设亮度值的坐标点，计算所述光斑位置。
[0015]优选地，所述根据所述坐标点亮度值大于预设亮度值的坐标点，计算所述光斑位置的步骤包括:
[0016]对坐标点亮度值大于预设亮度值的所有坐标点所分别对应的X轴坐标值和y轴坐标值进行累加，得到X轴总坐标值和1轴总坐标值；同时，计算坐标点亮度值大于预设亮度值的所有坐标点的个数，得到对应的光斑总数；
[0017]将累加的所述X轴总坐标值和1轴总坐标值分别除以光斑总数，得到对应的光斑位置中心点坐标；
[0018]基于所述光斑位置中心点坐标，得到光斑位置。
[0019]优选地，所述根据所述光斑偏移量，调整采光角度，跟踪光源位置的步骤包括:
[0020]根据所述光斑偏移量，获取待调整的采光设备所对应的调整速度和调整方向；[0021 ] 根据所述调整方向，按照所述调整速度调整所述采光设备，跟踪光源位置。
[0022]本发明实施例还提供一种光源跟踪系统，包括采光设备，还包括:
[0023]设置在所述采光设备上方并内置有图像捕捉装置的对光器，以及设置在所述采光设备下方的旋转装置；
[0024]所述对光器与所述旋转装置电连接，所述对光器利用内置图像捕捉装置捕捉光源对应的光斑图像，获取光斑位置；将所述光斑位置与预设的校准位置进行比较，获取光斑偏移量，并将包括所述光斑偏移量的对光信号发送至所述旋转装置；
[0025]所述旋转装置根据所述对光器发送的包括所述光斑偏移量的对光信号，对所述采光设备的采光角度进行调整，跟踪光源位置；
[0026]其中，所述预设的校准位置为所述光斑图像的中心点。
[0027]优选地，所述对光器包括外层遮光桶，以及按照光线传输方向依次设置在所述遮光桶内部的用于隔热和滤除部分太阳光的滤光片、用于完成光斑成像的凸镜、显示成像后光斑图像的散光片、拍摄所述散光片上显示的光斑图像的所述图像捕捉装置、产生所述对光信号的控制电路板以及设置在所述控制电路板上的串口 ；所述控制电路板通过连接在所述串口上的串口线与所述旋转装置电连接。
[0028]优选地，所述对光器垂直设置在所述采光设备的上方且所述对光器设置所述滤光片的一端朝上。
[0029]优选地，所述旋转装置包括竖直设置在所述采光设备下方、用于控制所述采光设备左右偏转的第一旋转轴，以及水平设置在所述采光设备下方、用于控制所述采光设备上下偏转的第二旋转轴；所述第一旋转轴与第二旋转轴固定连接；
[0030]且在所述第一旋转轴上固定设置有用于驱动所述第一旋转轴旋转的第一电机，在所述第二旋转轴上固定设置有用于驱动所述第二旋转轴旋转的第二电机。
[0031]优选地，所述旋转装置还包括一控制器，所述控制器固定设置在所述第一旋转轴或第二旋转轴上；且所述控制器上设置有串口，通过连接在串口上的串口线与所述对光器电连接；
[0032]所述控制器上还设置有通用输入输出接口，通过设置的所述输入输出接口，所述控制器同时与所述第一电机和第二电机电连接，所述控制器通过控制所述第一电机和第二电机来控制所述采光设备的采光角度。
[0033]优选地，所述第一电机和第二电机为步进电机或直流电机。
[0034]本发明实施例光源跟踪系统通过图像捕捉装置捕捉光源对应的光斑图像；根据捕捉到的所述光斑图像，计算光斑位置；将计算得到的所述光斑位置与预设的校准位置进行比较，获取光斑偏移量；根据所述光斑偏移量，调整采光角度，跟踪光源位置。相较于传统的光源跟踪方式，利用本发明实施例光源跟踪系统能够达到更准确跟踪光源位置的有益效果，且抗干扰能力更强，同时，也降低了设备成本。
【附图说明】
[0035]图1是本发明光源跟踪系统一实施例硬件架构示意图；
[0036]图2是本发明光源跟踪系统中对光器一实施例硬件架构示意图；
[0037]图3是本发明光源跟踪系统中不同的太阳位置所对应得到的光斑位置一实施例光线传播示意图；
[0038]图4是本发明光源跟踪方法一实施例流程示意图。
[0039]本发明实施例目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0040]以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]本发明实施例光源跟踪方法及系统可以应用在任一跟踪光源的应用场景中，由于太阳能为免费的天然能源，因此可以被广泛地应用在发电、太阳能灶、光导入等应用领域，本发明下述实施例中，仅以跟踪太阳这一光源为例进行描述，有关本发明光源跟踪方法及系统应用在对其他光源的跟踪场景中的情况，本发明实施例不进行具体赘述。
[0042]请参照图1,图1是本发明光源跟踪系统一实施例硬件架构示意图；图1示出了本发明光源