双筒多视场太阳光度计图像跟踪系统及算法

摘要

本发明公开了一种双筒多视场太阳光度计图像跟踪系统及算法，包括有成像光筒、CCD图像传感器、图像采集模块、运动控制模块、工控机、转台，工控机控制运动控制模块使得转台能够自动在水平和俯仰方向两个自由度上正确回到初始位置，用户通过工控机首先下发粗跟踪命令后，由运动控制模块控制转台转动使成像光筒对着太阳，太阳平行光经成像光筒在CCD耙面上成像，工控机通过程序命令图像采集模块采集传感器输出的太阳图像并将太阳图像传回给工控机，工控机再下发精跟踪命令后，由运动控制模块控制转台精准跟踪太阳，跟踪精度高于1角分。本发明解决了传统太阳光度计当有不均匀云时利用四象限光强的分布来跟踪太阳会不准的局限性问题。

主权项

双筒多视场太阳光度计图像跟踪系统，其特征在于：包括有成像光筒、CCD图像传感器、图像采集模块、运动控制模块、工控机、转台，所述的转台包括转动部件、俯仰步进电机、水平步进电机、零位定位装置、底座箱，所述的转动部件包括垂直安装于底座箱的水平转动臂、平行于底座箱的俯仰转动臂，所述的俯仰转动臂安装在水平转动臂的两支撑臂之间，俯仰转动臂外套装有探测器盒，探测器盒前端下部安装有两个大光筒，探测器盒前端上部安装有与下部两个大光筒严格平行的成像光筒，所述的成像光筒内壁涂黑，前端开孔并嵌有衰减滤光片，成像光筒内部含有由胶合正负透镜组成的双胶合透镜，成像光筒后端开孔且带有外螺纹，所述的CCD图像传感器的正面设有CCD靶面，CCD靶面处有涂黑且带有内螺纹的镜头圈，镜头圈与所述成像光筒连接，CCD图像传感器的背面包括电源插座和BNC图像输出插头，所述的CCD图像传感器位于探测器盒中端内俯仰转动臂上侧；所述的俯仰步进电机安装于俯仰转动臂左侧和水平转动臂左支撑臂上侧，所述的水平步进电机位于水平转动臂下底座箱内，所述的零位定位装置包括水平零位定位光电开关和俯仰零位定位光电开关，分别位于俯仰步进电机和水平步进电机旁；所述的底座箱内还包括有步进电机驱动器、电源转换模块，底座箱上表面安装有水平仪，所述的步进电机驱动器的驱动端与俯仰步进电机、水平步进电机连接分别驱动水平转动臂、俯仰转动臂，所述的步进电机驱动器的控制端与运动控制模块连接，所述的运动控制模块的PCI插头与工控机的PCI插槽相连，CCD图像传感器的电源插座通过电源线与电源转换模块相连，所述的图像采集模块的BNC图像输入插头通过BNC连接线与所述的CCD图像传感器的BNC图像输出插头相连，图像采集模块的PCI插头与工控机的PCI插槽相连。