br>[0024]上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中立体盒子的正视结构剖示图；
图3为本发明实施例中立体盒子的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例中双轴平台的正视结构示意图；
图5为本发明实施例中双轴平台的侧视结构示意图；
图6为本发明实施例中双轴平台的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0027]如图1至图6所示，一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，包括数据采集控制器1，均与数据采集控制器I相连的无线传输模块2、伺服电机3和陀螺仪4，通过数据存储器5与数据采集控制器I相连的摄像头传感器6，以及由伺服电机3驱动的双轴平台7，与无线传输模块2相连的计算机8 ;还包括与数据采集控制器I相连的按键键盘9，所述按键键盘9用于手动控制伺服电机3的开启；所述计算机8至少连接有一块显示屏81。
[0028]所述数据采集控制器I优选采用stm32系统板，stm32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，其中M4核时钟最高频率168MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz，功耗极低。
[0029]如图4、图5及图6所示，所述双轴平台7包括自下而上安装的底座71、转动部件72和平台73，所述平台73上安装有陀螺仪4和立体盒子74，平台73的顶面还设置有太阳能收集板(图中未示出)；所述转动部件72由伺服电机3驱动。
[0030]如图2和图3所示，所述摄像头传感器6内置于立体盒子74的内腔中，所述立体盒子74的顶面开设有供太阳光射入的通光孔61，摄像头传感器6的摄像头分布在通光孔61的正下方，所述通光孔61和摄像头传感器6之间还设置有透光型的薄膜62。
[0031]所述立体盒子74优选采用不透明材料制成正方体的暗盒；所述通光孔61的尺寸与摄像头传感器6的摄像头尺寸相同。如图3所示，所述通光孔61为直径3_的圆形孔；优选为，所述通光孔61距离薄膜62保持5cm，所述薄膜62距离摄像头传感器6的摄像头1cm0
[0032]所述数据采集控制器I用于将陀螺仪4采集来的双轴平台7当前角度值通过无线传输模块2传输给计算机8进行存储、并通过显示屏81进行显示，以及用于将摄像头传感器6采集来的太阳图像通过无线传输模块2传输给计算机8进行图像处理；所述计算机8用于图像处理得到太阳的当前质心坐标，通过比较当前质心坐标与太阳光垂直入射时质心坐标计算出太阳与摄像头传感器6之间的偏移角度，而产生调整双轴平台7的控制信号，并将控制信号通过无线传输模块2发送给数据采集控制器1、从而启动伺服电机3带动转动部件74实现太阳跟踪。
[0033]本发明的创新点在于，图像采集准确集中，图像处理高效，实现较高的跟踪精度，提供太阳辐射能量利用率；而有云雾遮挡住太阳光时，通过通光孔具有滤光和增强作用，可根据光点在薄膜上的位置变化，得到太阳直射角度，从而控制伺服电机展开调整，继而使双轴平台与直射太阳光保持垂直，适用于云雾天气进行太阳主动跟踪。
[0034]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:包括数据采集控制器，均与数据采集控制器相连的无线传输模块、伺服电机和陀螺仪，通过数据存储器与数据采集控制器相连的摄像头传感器，以及由伺服电机驱动的双轴平台，与无线传输模块相连的计算机；所述计算机至少连接有一块显示屏； 所述双轴平台包括自下而上安装的底座、转动部件和平台，所述平台上安装有陀螺仪和立体盒子，所述转动部件由伺服电机驱动； 所述摄像头传感器内置于立体盒子的内腔中，所述立体盒子的顶面开设有供太阳光射入的通光孔，摄像头传感器的摄像头分布在通光孔的正下方，所述通光孔和摄像头传感器之间还设置有透光型的薄膜； 所述数据采集控制器用于将陀螺仪采集来的双轴平台当前角度值通过无线传输模块传输给计算机进行存储、并通过显示屏进行显示，以及用于将摄像头传感器采集来的太阳图像通过无线传输模块传输给计算机进行图像处理； 所述计算机用于图像处理得到太阳的当前质心坐标，通过比较当前质心坐标与太阳光垂直入射时质心坐标计算出太阳与摄像头传感器之间的偏移角度，而产生调整双轴平台的控制信号，并将控制信号通过无线传输模块发送给数据采集控制器、从而启动伺服电机带动转动部件实现太阳跟踪。2.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:还包括与数据采集控制器相连的按键键盘，所述按键键盘用于手动控制伺服电机的开启。3.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述平台的顶面设置有太阳能收集板。4.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述数据采集控制器采用stm32系统板。5.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述立体盒子采用不透明材料制成暗盒。6.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述立体盒子为正方体。7.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述通光孔的尺寸与摄像头传感器的摄像头尺寸相同。8.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述通光孔为直径3mm的圆形孔。9.根据权利要求1所述的一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，其特征在于:所述通光孔距离薄膜5cm，所述薄膜距离摄像头传感器的摄像头10cm。
【专利摘要】本发明公开了一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统，包括数据采集控制器，均与数据采集控制器相连的无线传输模块、伺服电机和陀螺仪，通过数据存储器与数据采集控制器相连的摄像头传感器，以及由伺服电机驱动的双轴平台，与无线传输模块相连的计算机；计算机至少连接有一块显示屏；双轴平台包括自下而上安装的底座、转动部件和平台，平台上安装有陀螺仪和立体盒子，转动部件由伺服电机驱动；摄像头传感器内置于立体盒子的内腔中，立体盒子的顶面开设有供太阳光射入的通光孔，摄像头传感器的摄像头分布在通光孔的正下方，通光孔和摄像头传感器之间还设置有透光型的薄膜。实现较高跟踪精度，提供太阳辐射能量利用率，且适用于云雾天气。
【IPC分类】G05D3/20, H02S20/32, G08C17/02
【公开号】CN105223971
【申请号】CN201510755650
【发明人】俞强, 刘卿卿, 赵毛毛
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月9日