光源跟踪方法及系统的制作方法_3

文档序号:9615879阅读:来源:国知局
述光源跟踪系统的使用环境为对光源跟踪的准确性要求比较高(比如,应用在光导入对应的使用场景中),则可以选择使用步进电机,从而实现对所述采光设备100的采光角度进行精准控制。若所述光源跟踪系统的使用环境为对光源的能源利用率比较高比如对太阳光的能源利用率要求比较高(比如太阳能灶或者太阳能发电的使用场景中),则可以选择使用直流电机,从而实现对所述采光设备100的采光角度进行快速控制。
[0055]基于图1、图2所述实施例的描述,本发明实施例光源跟踪系统中,以光源为太阳为例进行描述。太阳光进入所述对光器200后,先经过所述滤光片210进行隔热,并减弱太阳光强度,再经过所述凸镜220成像,并在所述散光片230上形成光斑图像后,由位于所述散光片230后端的摄像头240对所述散光片230上显示的光斑图像进行捕捉;为了便于进行图像识别,所述散光片230使用黑白模式,比如,所述散光片230为黑色,显示在所述散光片230上的光斑为白色;捕捉到所述散光片230上显示的光斑图像后,所述摄像头240将采集的所示光斑图像保存到高速缓存中;所述控制电路板250读取所述存储的光斑图像,根据所述光斑图像,计算光斑在所述散光片230上的光斑位置,并将计算得到的所述光斑位置和预设的校准位置比较,获取光斑位置对应的偏移量,并将获取的该偏移量通过设置在所述控制电路板250上的串口利用串口线400发送至旋转装置300的控制器350,控制器350通过驱动第一电机330和/或第二电机340,可以控制采光设备100在左、右、上、下进行移动。当采光设备100对准太阳位置后,控制器350发送校准命令给对光器200 (比如,发送校准命令至所述对光器200的控制电路板250),对光器200保存光斑位置。本发明实施例中,所述对光器200按每秒5次的频率连续报告光斑偏移量给旋转装置300的控制器350。当太阳移动后,光斑位置变化,旋转装置300根据光斑偏移量按照所述光斑偏移量映射的旋转速度和旋转方向来调整采光设备100的采光角度,直到所述偏移量低于预设偏移量阈值,从而完成对太阳的跟踪。比如,当对光器200发送至旋转装置300的控制器350的光斑偏移量大时,所述控制器350控制所述采光设备100快速转动,当所述光斑偏移量小时,所述控制器350控制所述采光设备100进行微动。又比如,当对光器200发送至旋转装置300的控制器350的光斑偏移量对应的光斑图像向上偏时,则所述控制器350控制所述采光设备100向下转;当对光器200发送至旋转装置300的控制器350的光斑偏移量对应的光斑图像向下偏时,则所述控制器350控制所述采光设备100向上转。
[0056]请参照图3,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;如图3所示,太阳位置不同,则太阳光线投射到散光片230上的光斑位置也不同;即太阳的位置和散光片230上显示的光斑位置是对应的,旋转装置300中的控制器350根据所述对光器200上控制电路板250发送的包含光斑位置的偏移信息比如光斑偏移量,调整采光设备100的角度,即可完成对太阳位置的精确跟踪。
[0057]进一步地,本发明实施例中,为了确保高效巧妙地进行图像识别,对所述对光器200中的控制电路板250使用汇编语言进行编程,同时确保所述控制电路板250中的低俗单片机对光斑位置的识别频率不得低于5秒/次。进一步地,为配合控制电路板250所使用的图像识别算法,对所述摄像头240进行最优的配置;比如,在所述光源跟踪系统的一种具体配置中,所述摄像头240包括:采用YUV格式、320*240分辨率、合适的AEC/AGC/AWB/ABF/ABLC参数等。
[0058]本领域的技术人员可以理解,上述对所述光源跟踪系统中各硬件设备如对光器200以及所述旋转装置300中的各元器件的具体配置型号及具体参数的描述,仅仅是示例性的,不得将上述举例作为本发明实施例光源跟踪系统的限制性调节。本发明实施例光源跟踪系统中各硬件设备如对光器200以及所述旋转装置300中的各元器件的具体配置型号及具体参数的选择,可以根据所述光源跟踪系统的具体应用场景进行具体配置,本发明实施例对上述具体的硬件型号和参数的具体取值不做限定。
[0059]本发明实施例光源跟踪系统通过摄像头采集太阳光线对应的光斑图像,并利用图像识别技术实现光源跟踪,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。
[0060]请参照图4,图4是本发明光源跟踪方法一实施例流程示意图。图4所述光源跟踪方法,由图1所述实施例描述的所述光源跟踪系统执行。
[0061]基于图1至图3所述实施例的描述,如图4所示,本发明实施例光源跟踪方法包括以下步骤:
[0062]步骤S01、通过摄像头捕捉光源对应的光斑图像;
[0063]步骤S02、根据捕捉到的所述光斑图像,计算光斑位置;
[0064]本发明实施例中,对光器利用内置的摄像头捕捉散光片显示的光斑图像;比如,摄像头为所述散光片进行拍摄照片,得到对应光斑图像;对光器识别捕捉到的光斑图像,并计算所述光斑图像中光斑的光斑位置。
[0065]本发明实施例中,对光器计算所述光斑图像中的光斑位置可以采用如下方式:根据摄像头对应的分辨率,获取所述摄像头采集的所述光斑图像上每个像素点对应的像素值,根据得到的像素值获取对应的光斑坐标。或者,根据光斑图像的RGB值获取光斑位置。比如,当所述摄像头采集的光斑图像为黑白图像时,由于黑色和白色这两个颜色对应的RGB值相差较大,则所述对光器很容易根据像素值获取到光斑坐标,进而得到光斑位置。
[0066]进一步地,在本发明一优选实施例中,所述对光器通过下述方式计算光斑图像上的光斑位置:对光器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。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;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。比如,对光器根据获取的所述坐标系中每个坐标点所分别对应的坐标点亮度值,判断获取的所述坐标点亮度值是否大于预设亮度值;若所述坐标点的亮度值大于预设亮度值,则对光器识别出该坐标点被太阳光照射到;若所述坐标点的亮度值小于或者等于所述预设亮度值,则对光器识别出该坐标点没有被太阳光照射到。对光器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1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;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;基于所述光斑位置中心点坐标,即可得到光斑位置。
[0067]步骤S03、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;
[0068]获取到对应的光斑位置后,对光器将获取的光斑位置
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