光源跟蹤方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光源跟蹤技術(shù)，尤其涉及一種光源跟蹤方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，對天然能源的利用也越來越注重高效和環(huán)保。以利用太陽能為例，比如太陽能發(fā)電、太陽能灶、太陽光導(dǎo)入等，對太陽能的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。在對太陽能的利用場景中，對太陽光的光線跟蹤和定位是太陽能利用效率的關(guān)鍵，也是技術(shù)人員所廣泛關(guān)注的焦點之一。
[0003]常用的太陽光線跟蹤技術(shù)主要是采用以下兩種方式，第一種方式是:主要利用四象限探測器進(jìn)行跟蹤；第二種方式是:通過日期、時間和當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度來計算太陽位置，從而實現(xiàn)對太陽光線的跟蹤。針對第一種方式，由于四象限探測器比較昂貴，因此其成本高且容易受到環(huán)境干擾。針對第二種方式，由于是通過日期、時間和當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度來跟蹤太陽光線，因此，對硬件設(shè)備的機械精度要求太高，從而使得其成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種光線跟蹤方法及系統(tǒng)，旨在利用圖像捕捉裝置對光源實現(xiàn)精確跟蹤，節(jié)約成本。
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種光源跟蹤方法，包括以下步驟:
[0006]通過圖像捕捉裝置捕捉光源對應(yīng)的光斑圖像；
[0007]根據(jù)捕捉到的所述光斑圖像，計算光斑位置；
[0008]將計算得到的所述光斑位置與預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，獲取光斑偏移量；
[0009]根據(jù)所述光斑偏移量，調(diào)整采光角度，跟蹤光源位置；
[0010]其中，所述預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)位置為所述光斑圖像的中心點。
[0011]優(yōu)選地，所述根據(jù)捕捉到的所述光斑圖像，計算光斑位置的步驟包括:
[0012]為捕捉的所述光斑圖像建立坐標(biāo)系；其中，所述坐標(biāo)系中的每個坐標(biāo)點均對應(yīng)一個亮度值；
[0013]獲取所述坐標(biāo)系中每個坐標(biāo)點所分別對應(yīng)的坐標(biāo)點亮度值，并將獲取的所述坐標(biāo)點亮度值與預(yù)設(shè)亮度值進(jìn)行比較，得到所述坐標(biāo)點亮度值大于預(yù)設(shè)亮度值的坐標(biāo)點；
[0014]根據(jù)所述坐標(biāo)點亮度值大于預(yù)設(shè)亮度值的坐標(biāo)點，計算所述光斑位置。
[0015]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述坐標(biāo)點亮度值大于預(yù)設(shè)亮度值的坐標(biāo)點，計算所述光斑位置的步驟包括:
[0016]對坐標(biāo)點亮度值大于預(yù)設(shè)亮度值的所有坐標(biāo)點所分別對應(yīng)的X軸坐標(biāo)值和y軸坐標(biāo)值進(jìn)行累加，得到X軸總坐標(biāo)值和1軸總坐標(biāo)值；同時，計算坐標(biāo)點亮度值大于預(yù)設(shè)亮度值的所有坐標(biāo)點的個數(shù)，得到對應(yīng)的光斑總數(shù)；
[0017]將累加的所述X軸總坐標(biāo)值和1軸總坐標(biāo)值分別除以光斑總數(shù)，得到對應(yīng)的光斑位置中心點坐標(biāo)；
[0018]基于所述光斑位置中心點坐標(biāo)，得到光斑位置。
[0019]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述光斑偏移量，調(diào)整采光角度，跟蹤光源位置的步驟包括:
[0020]根據(jù)所述光斑偏移量，獲取待調(diào)整的采光設(shè)備所對應(yīng)的調(diào)整速度和調(diào)整方向；[0021 ] 根據(jù)所述調(diào)整方向，按照所述調(diào)整速度調(diào)整所述采光設(shè)備，跟蹤光源位置。
[0022]本發(fā)明實施例還提供一種光源跟蹤系統(tǒng)，包括采光設(shè)備，還包括:
[0023]設(shè)置在所述采光設(shè)備上方并內(nèi)置有圖像捕捉裝置的對光器，以及設(shè)置在所述采光設(shè)備下方的旋轉(zhuǎn)裝置；
[0024]所述對光器與所述旋轉(zhuǎn)裝置電連接，所述對光器利用內(nèi)置圖像捕捉裝置捕捉光源對應(yīng)的光斑圖像，獲取光斑位置；將所述光斑位置與預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，獲取光斑偏移量，并將包括所述光斑偏移量的對光信號發(fā)送至所述旋轉(zhuǎn)裝置；
[0025]所述旋轉(zhuǎn)裝置根據(jù)所述對光器發(fā)送的包括所述光斑偏移量的對光信號，對所述采光設(shè)備的采光角度進(jìn)行調(diào)整，跟蹤光源位置；
[0026]其中，所述預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)位置為所述光斑圖像的中心點。
[0027]優(yōu)選地，所述對光器包括外層遮光桶，以及按照光線傳輸方向依次設(shè)置在所述遮光桶內(nèi)部的用于隔熱和濾除部分太陽光的濾光片、用于完成光斑成像的凸鏡、顯示成像后光斑圖像的散光片、拍攝所述散光片上顯示的光斑圖像的所述圖像捕捉裝置、產(chǎn)生所述對光信號的控制電路板以及設(shè)置在所述控制電路板上的串口 ；所述控制電路板通過連接在所述串口上的串口線與所述旋轉(zhuǎn)裝置電連接。
[0028]優(yōu)選地，所述對光器垂直設(shè)置在所述采光設(shè)備的上方且所述對光器設(shè)置所述濾光片的一端朝上。
[0029]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括豎直設(shè)置在所述采光設(shè)備下方、用于控制所述采光設(shè)備左右偏轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)軸，以及水平設(shè)置在所述采光設(shè)備下方、用于控制所述采光設(shè)備上下偏轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)軸；所述第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸固定連接；
[0030]且在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有用于驅(qū)動所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第一電機，在所述第二旋轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有用于驅(qū)動所述第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第二電機。
[0031]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置還包括一控制器，所述控制器固定設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸或第二旋轉(zhuǎn)軸上；且所述控制器上設(shè)置有串口，通過連接在串口上的串口線與所述對光器電連接；
[0032]所述控制器上還設(shè)置有通用輸入輸出接口，通過設(shè)置的所述輸入輸出接口，所述控制器同時與所述第一電機和第二電機電連接，所述控制器通過控制所述第一電機和第二電機來控制所述采光設(shè)備的采光角度。
[0033]優(yōu)選地，所述第一電機和第二電機為步進(jìn)電機或直流電機。
[0034]本發(fā)明實施例光源跟蹤系統(tǒng)通過圖像捕捉裝置捕捉光源對應(yīng)的光斑圖像；根據(jù)捕捉到的所述光斑圖像，計算光斑位置；將計算得到的所述光斑位置與預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，獲取光斑偏移量；根據(jù)所述光斑偏移量，調(diào)整采光角度，跟蹤光源位置。相較于傳統(tǒng)的光源跟蹤方式，利用本發(fā)明實施例光源跟蹤系統(tǒng)能夠達(dá)到更準(zhǔn)確跟蹤光源位置的有益效果，且抗干擾能力更強，同時，也降低了設(shè)備成本。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明光源跟蹤系統(tǒng)一實施例硬件架構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明光源跟蹤系統(tǒng)中對光器一實施例硬件架構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明光源跟蹤系統(tǒng)中不同的太陽位置所對應(yīng)得到的光斑位置一實施例光線傳播示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明光源跟蹤方法一實施例流程示意圖。
[0039]本發(fā)明實施例目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】
[0040]以下結(jié)合說明書附圖及具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0041]本發(fā)明實施例光源跟蹤方法及系統(tǒng)可以應(yīng)用在任一跟蹤光源的應(yīng)用場景中，由于太陽能為免費的天然能源，因此可以被廣泛地應(yīng)用在發(fā)電、太陽能灶、光導(dǎo)入等應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明下述實施例中，僅以跟蹤太陽這一光源為例進(jìn)行描述，有關(guān)本發(fā)明光源跟蹤方法及系統(tǒng)應(yīng)用在對其他光源的跟蹤場景中的情況，本發(fā)明實施例不進(jìn)行具體贅述。
[0042]請參照圖1,圖1是本發(fā)明光源跟蹤系統(tǒng)一實施例硬件架構(gòu)示意圖；圖1示出了本發(fā)明光源