太陽(yáng)圖像中光斑質(zhì)心位置的檢測(cè)

摘 要:基于Matlab 7.6/Simulink 7.1設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)圖像中光斑質(zhì)心位置檢測(cè)系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)從圖像傳感器采集太陽(yáng)圖像，并計(jì)算出光斑質(zhì)心的圖像坐標(biāo)及光斑個(gè)數(shù)。Simulink主系統(tǒng)包括圖像采集模塊、圖像增強(qiáng)子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)和光斑信息顯示模塊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該仿真平臺(tái)能夠準(zhǔn)確找出太陽(yáng)圖像中光斑質(zhì)心的圖像坐標(biāo)，并給出光斑個(gè)數(shù)，該方法適用于基于圖像傳感器實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤的系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:Matlab 7.6; 光斑; 圖像坐標(biāo); 太陽(yáng)跟蹤

中圖分類(lèi)號(hào):TK513.4;TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)12-0191-03

Detection of Spot Centroid Position in Sun Image

YOU Jin-zheng， ZOU Li-xin， ZHOU Tong， DU Wei-wei

(Department of Physics Science and Technology， Soochow University， Suzhou 215006， China)

Abstract: The simulation experiment platform which is designed on the basis of Matlab7.6/Simulink7.1 to detect the spot centroid position in the sun image can capture the sun image by means of the image sensor and calculate the image coordinate of the sun spot centroid and spot quantity. The Simulink main system consists of image acquisition module， image enhancement subsystem， image processing subsystem and spot information display module. The experimental results show that the simulation platform can accurately find out the image coordinate of the spot centroid in the sun image and give the number of spots. This method is suitable for sun automatic tracking system based on image sensor.

Keywords: Matlab7.6/Simulink7.1; spot; image coordinate; sun tracking

0 引 言

太陽(yáng)能利用效率低的問(wèn)題一直影響和阻礙著太陽(yáng)能技術(shù)的普及，太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為解決這一問(wèn)題提供了新途徑，從而大大提高了太陽(yáng)能的利用效率。目前，跟蹤太陽(yáng)的方法可概括為2種方式:光電跟蹤和根據(jù)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤[1-2]。光電跟蹤是由光電傳感器件根據(jù)入射光線的強(qiáng)弱變化確定太陽(yáng)位置的。光電跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為方便，其缺點(diǎn)是受到天氣的影響很大。而視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是不受外界天氣、雜光的干擾，具有較高的可靠性，缺點(diǎn)是在計(jì)算太陽(yáng)角度的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，從而影響跟蹤精度。所以，提出一種采用以視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤為主，采用圖像傳感器反饋校正的閉環(huán)太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)水平、俯仰2個(gè)自由度的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的實(shí)時(shí)跟蹤。系統(tǒng)上位機(jī)部分由VC++實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)高度角與方位角的計(jì)算，單片機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)的跟蹤。……