[发明专利]基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法及装置

权利要求书

1.一种基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取当地地理位置的经纬度信息；

(2)计算出当前时刻该地的赤纬角δ和当前时刻太阳的日角β；

(3)计算出当地真太阳时t₁；

(4)根据当地真太阳时计算出此刻太阳的时角ω；

(5)计算出当地当前时刻太阳的高度角α及方位角γ；

(6)根据太阳的高度角α及方位角γ判断出太阳位置，并控制云台旋转到太阳位置，该云台上安装有用于采集太阳图像的摄像机；

(7)云台到达指定位置后，摄像机开始采集太阳图像；

(8)对采集的太阳图像进行预处理；

(9)识别出太阳图像中太阳圆心位置；

(10)计算太阳图像中太阳圆心位置与太阳遮挡板圆心的偏差σ；

(11)将偏差σ反馈给云台，控制云台转动，微调相对太阳的位置，重复步骤(7)-(10)直至偏差小于设定值，实现相对太阳位置的校正。

2.根据权利要求1所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法，其特征在于，重复所述步骤(2)-(11)实现对太阳轨迹的实时跟踪及校正。

3.根据权利要求1所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法，其特征在于，步骤(8)中，所述预处理包括：

(8-1)对太阳图像进行灰度化；

(8-2)对太阳图像进行二值化；

(8-3)根据八方向链码提取出灰度化、二值化后图像中的连通域；

(8-4)在提取出的连通域中，筛选出太阳对应的连通域。

4.根据权利要求3所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法，其特征在于，步骤(9)中，所述太阳圆心为所述太阳对应的连通域的质心。

5.根据权利要求1所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法，其特征在于，所述太阳遮挡板固定在摄像机镜头正前方，且中心与摄像机镜头的中心同轴；步骤(10)中，所述太阳遮挡板圆心为太阳图像的中心。

6.一种实施权利要求1所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正方法的装置，其特征在于，包括：

能够控制云台在水平和竖直方向上调整方向的云台控制模块，包括云台和支撑底座；

用于遮挡太阳强光，辅助摄像机图像采集的太阳遮挡模块，该太阳遮挡模块包括太阳遮挡板以及将该太阳遮挡板固定在摄像机镜头前的定位件；

用于太阳图像采集的图像采集模块，包括摄像机和镜头；

用于对图像进行预处理和实现太阳位置、太阳圆心位置和太阳遮挡板圆心位置以及偏差σ计算的图像处理及计算模块；

所述云台控制模块根据所述偏差σ的大小实现对云台方向的微调。

7.根据权利要求6所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正装置，其特征在于，所述定位件为透明的支撑杆，所述太阳遮挡板固定在摄像机镜头正前方，且中心与摄像机镜头的中心同轴。

8.根据权利要求6所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正装置，其特征在于，所述图像处理及计算模块为工业控制计算机，同时向云台控制模块发送控制信号。

9.根据权利要求6所述的基于太阳运动规律与图像采集的太阳跟踪校正装置，其特征在于，所述图像处理及计算模块还包括人机界面及对应的软件，用于实时显示所述的图像，并接收用户的操作指令对摄像机和云台进行参数设定。