太陽能板自動跟蹤系統(tǒng)

【摘要】：煤、石油、天然氣等礦產(chǎn)資源的開采,核能的開發(fā),無不是為了滿足能源的需求。但是煤礦開采事故,石油管道損壞造成的原油泄漏,日本核電站泄漏等等,都讓人類付出了代價。同時,使用礦產(chǎn)能源產(chǎn)生的二氧化碳,造成了全球溫室效應。這些能源的使用,帶來了很多副作用。太陽能、風能、潮汐能等新能源,都是利用大自然的內(nèi)在動力,它們的利用過程主要是收集,因此是清潔能源。越來越多的國家和地區(qū)重視其發(fā)展和利用,并不斷增加投入。太陽能是這些清潔能源中利用范圍最廣,最穩(wěn)定,且.利用最方便的一種。近年來,太陽能的利用,取得了豐碩的成果,有了一定的規(guī)模。 太陽能轉(zhuǎn)換為電能的技術,核心就在于太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率以及如何自動跟蹤太陽接收更多輻射這兩個點上。太陽能自動跟蹤系統(tǒng)有壓差式、光電式、視日運動軌跡式等多種方法,各有優(yōu)缺點。但在跟蹤精度和智能化方面,都存在不足之處。為了提高太陽能的利用效率,文中利用圖像處理與視日運動軌跡相結(jié)合的方法,實現(xiàn)太陽能板高精度跟蹤太陽。以視日運動軌跡為捕捉范圍,拍攝到圖像之后進行處理。得到太陽光斑質(zhì)心坐標與圖像中心坐標的偏差,驅(qū)動水平和俯仰兩路步進電機,使太陽光斑始終在圖像中心位置,從而使太陽能板對準太陽。在捕獲太陽之后,對系統(tǒng)進行自修正,使視日運動軌跡跟蹤的定位更加準確,提高系統(tǒng)對環(huán)境的適應性。該方法跟蹤穩(wěn)定,精度高,為太陽能的利用提供了一種新方法。 文中提出的方法在實驗平臺上得到了驗證,視日運動軌跡和圖像處理的方法相結(jié)合,在效率和準確性方面都較其它太陽能自動跟蹤系統(tǒng)有提高。在實驗過程中,系統(tǒng)能穩(wěn)定地跟蹤到太陽,但未使用光伏電池板,無法直接對比接收效率,有待在后續(xù)的工作中完善。 【關鍵詞】：自動跟蹤 OV7670 圖像處理 TMS320VC5402 高度角 方位角
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景8-14
• 1.1.1 太陽能利用的前景8-10
• 1.1.2 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)15-16
• 2 硬件系統(tǒng)設計16-35
• 2.1 系統(tǒng)組成16
• 2.2 機械設計16-19
• 2.2.1 驅(qū)動器件16-17
• 2.2.2 連接部件設計17-19
• 2.3 其他硬件選型19-35
• 2.3.1 數(shù)字攝像頭模組及FIFO19-30
• 2.3.2 處理器30-33
• 2.3.3 時鐘芯片33-35
• 3 圖像中的目標識別35-53
• 3.1 圖像濾波35-42
• 3.1.1 均值濾波37-39
• 3.1.2 中值濾波39-40
• 3.1.3 低通濾波40-41
• 3.1.4 高通濾波41
• 3.1.5 濾波效果比較41-42
• 3.2 閾值分割42-44
• 3.3 邊緣檢測44-50
• 3.3.1 Sobel算子44-45
• 3.3.2 Roberts算子45-46
• 3.3.3 Prewitt算子46-47
• 3.3.4 Laplacian算子47
• 3.3.5 LoG算子47-48
• 3.3.6 SUSAN算法48-50
• 3.4 圓檢測與目標確定50-53
• 4 控制流程53-61
• 4.1 軟件總體流程53-54
• 4.2 電機驅(qū)動54-55
• 4.3 太陽視位置計算55-58
• 4.4 控制決策58-61
• 4.4.1 兩種方法的結(jié)合使用58-59
• 4.4.2 系統(tǒng)誤差修正59-61
• 5 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文65-66
• 致謝66-68

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