集太阳光斑的图像和机械跟踪装置6的图像；图像处理器8用来根据图像采集器7采集的太阳光斑的图像和机械跟踪装置6的图像产生像素坐标；液晶显示屏I用来设置跟踪时间，实现全天候、全自动的太阳跟踪；机械跟踪装置6为聚光器。
[0025]图2是本发明的一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器的方法的流程图，本发明还提出一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器的方法，具体包括如下步骤:
[0026]SSl启动液晶显示屏I进行跟踪，设置跟踪待机时间，进行系统初始化，使用视日运动轨迹进行太阳的初跟踪；
[0027]SS2初跟踪完成后启动图像跟踪模式进行精确跟踪，判定太阳定位是否完成，若完成则启动图像采集器7，图像采集器7采集太阳光斑位置图像和聚光器6的位置图像，否则继续进行太阳定位；
[0028]SS3判定太阳光斑是否在图像采集器7的坐标范围内，若在坐标范围内，则将图像采集器7进行定位，将图像采集器7采集太阳光斑位置图像和聚光器6的位置图像输入图像处理器8进行处理，获取聚光器6、太阳光斑在图像处理器8中的像素坐标，否则返回步骤 SS2 ；
[0029]SS4将步骤SS3中的像素坐标送入到可编程序逻辑控制器2进行求取偏差，产生聚光器6的高度角和方位角需要旋转的角度，并转换成高度角电机5、方位角电机4的位置信号，控制电机的转动距离，若高度角电机5、方位角电机4运转到位置则进行跟踪待机时间判定，否则高度角电机5、方位角电机4继续运转；
[0030]SS5判断跟踪待机时间是否到达设定值，若跟踪待机时间到达液晶显示屏I设定的跟踪待机时间，则跟踪结束，等到次日再进行跟踪，否则返回步骤SS2继续运行。
[0031]图3是本发明的图像采集器采集的坐标示意图，图4是本发明的坐标计算算法示意图，图像采集器7将采集到的太阳光斑位置图像和聚光器的位置图像输入图像处理器8中可以获取太阳光斑的坐标位置信号(?%)和聚光器6的坐标位置信号(x，y)，求解二者的差值，
[0032]Δ X = χ-χ0；
[0033]Ay = y-y0；
[0034]利用该差值在可编程序逻辑控制器2进行计算，得到聚光器6的太阳高度角、方位角需要旋转的角度，然后驱动高度角电机5、方位角电机4运转到位置，以实现太阳精确跟足示O
[0035]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器，其特征在于，包括液晶显示屏(1)、可编程逻辑控制器(2)、电机驱动电路(3)、方位角电机(4)、高度角电机(5)、机械跟踪装置(6)、图像采集器(7)、图像处理器(8)，所述液晶显示屏(I)与所述可编程逻辑控制器(2)相连接，所述可编程逻辑控制器(2)与所述电机驱动电路(3)相连接，所述电机驱动电路(3)分别与所述方位角电机(4)、所述高度角电机(5)相连接后，再与所述机械跟踪装置(6)相连接，所述机械跟踪装置(6)与所述图像采集器(7)相连接，所述图像采集器(7)与所述图像处理器(8)相连接，所述图像处理器(8)与所述可编程逻辑控制器(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述机械跟踪装置(6)使用视日运动轨迹进行太阳的初跟踪，所述图像采集器(7)用来采集太阳光斑的图像和机械跟踪装置(6)的图像；所述图像处理器(8)用来根据图像采集器(7)采集的太阳光斑的图像和机械跟踪装置(6)的图像产生像素坐标；所述液晶显示屏(I)用来设置跟踪时间，实现全天候、全自动的太阳跟踪。
3.根据权利要求2所述的一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述机械跟踪装置(6)为聚光器。
4.一种采用权利要求3所述的基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器的方法，其特征在于，具体包括如下步骤: SSl启动液晶显示屏(I)进行跟踪，设置跟踪待机时间，进行系统初始化，使用视日运动轨迹进行太阳的初跟踪； SS2初跟踪完成后启动图像跟踪模式进行精确跟踪，判定太阳定位是否完成，若完成则启动图像采集器(7)，图像采集器(7)采集太阳光斑位置图像和聚光器(6)的位置图像，否则继续进行太阳定位； SS3判定太阳光斑是否在图像采集器(7)的坐标范围内，若在坐标范围内，则将图像采集器(7)进行定位，将图像采集器(7)采集太阳光斑位置图像和聚光器(6)的位置图像输入图像处理器(8)进行处理，获取聚光器(6)、太阳光斑在图像处理器(8)中的像素坐标，否则返回所述步骤SS2 ; SS4将所述步骤SS3中的像素坐标送入到可编程序逻辑控制器(2 )进行求取偏差，产生聚光器(6)的高度角和方位角需要旋转的角度，并转换成高度角电机(5)、方位角电机(4)的位置信号，控制电机的转动距离，若高度角电机(5)、方位角电机(4)运转到位置则进行跟踪待机时间判定，否则高度角电机(5)、方位角电机(4)继续运转； SS5判断跟踪待机时间是否到达设定值，若跟踪待机时间到达液晶显示屏(I)设定的跟踪待机时间，则跟踪结束，等到次日再进行跟踪，否则返回所述步骤SS2继续运行。
【专利摘要】本发明提出一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器，包括液晶显示屏、可编程逻辑控制器、电机驱动电路、方位角电机、高度角电机、机械跟踪装置、图像采集器、图像处理器，所述液晶显示屏与所述可编程逻辑控制器相连接，所述可编程逻辑控制器与所述电机驱动电路相连接，所述电机驱动电路分别与所述方位角电机、所述高度角电机相连接后，再与所述机械跟踪装置相连接，所述机械跟踪装置与所述图像采集器相连接，所述图像采集器与所述图像处理器相连接，所述图像处理器与所述可编程逻辑控制器相连接。本发明还提出一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器的方法，具有成本低、跟踪误差小、性能稳定，能够全天候、全自动运行的优点。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN104834324
【申请号】CN201510244582
【发明人】王金平, 毕小龙, 张君, 王翔
【申请人】南京工程学院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月13日