[发明专利]一种基于图像处理技术的电子日位传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种基于图像处理技术的电子日位传感器，所述电子日位传感器包括壳体，其特征在于：所述壳体的底面为晷面(5)，晷面(5)上方放置有遮光装置(3)，所述电子日位传感器还包括镜头置于遮光装置(3)上方并指向晷面(5)的相机(1)，以及用于控制相机(1)拍照并对所拍图片进行图像处理和角度判读，并完成存储输出的CPU和存储输出单元(10)；所述遮光装置为实心晷针(3.1)或空心晷针(3.2)或晷斑(3.3)，相机(1)通过支撑物(6)与壳体连接，不干扰遮光装置成影；所述晷面(5)可以任意方向倾角放置。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的电子日位传感器，其特征在于：所述空心针(3.2)为有针状缺口的遮光薄片，其可采用多个针位，即面向多个方向的遮光片，保证所述日位传感器可大范围测角。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的电子日位传感器，其特征在于：遮光装置选用晷斑(3.3)，所述晷斑(3.3)是遮光片或开小孔的遮光片；用作光照时在晷面形成斑状晷影(4)，当用开孔的遮光片时，可形成明亮的斑状晷影(4)。

4.一种利用权利要求1所述的基于图像处理技术的电子日位传感器引申变形的判读太阳方位角的装置，所述装置不含权利要求1所述的遮光装置(3)，其特征在于：该装置包括晷面(5)和相机(1)，所述相机(1)的镜头朝上并指向天空，用于太阳出现在图像的捕捉范围内时拍照，经图像处理后判读太阳方位角。

5.一种使用权利要求1所述的基于图像处理技术的电子日位传感器的测角方法，其特征在于：步骤如下，

步骤一：通过固定传感器，使遮光装置在晷面清晰成影；

步骤二：利用摆在遮光装置上方的相机拍摄晷影；

步骤三：使用中央处理单元对照片图像处理，并判读出角度后存储输出。

6.一种测姿传感器装置：在根据权利要求1或2所述的基于图像处理技术的电子日位传感器中添加三轴重力加速传感器(11)和GPS，其中三轴重力加速传感器(11)一轴垂直于晷面(5)，另两轴平行于晷面(5)，其中一轴与晷面零刻度线(2)指向一致。

7.根据权利要求6所述的测姿传感器装置，其特征在于：位置已知时所述GPS可用时钟替代。

8.一种使用权利要求6所述的装置的测姿方法：其特征在于：所述测姿方法有如下步骤：

步骤一：将权利要求6所述的测姿传感器装置，与被测物体三轴方向一致固定；

步骤二：通过GPS模块采集被测物体所在的地理位置和采集太阳相对方位角的标准时间，通过三轴重力加速传感器采集被测物体的倾角γ、滚转角θ，通过日位传感器采集太阳对于日位传感器零度方向的相对入射方位角

步骤三：根据GPS模块采集被测物体所在的地理位置和采集太阳相对方位角的标准时间，结合太阳轨道信息计算出太阳当时相对当地地理基准面的仰角α和方位角β；

步骤四：通过公式计算得出传感器的姿态方位角δ。