基于视觉技术的太阳视位置算法的研究

郝慧芬　郝巧梅　刘艳辉　靳祥

摘 要：本文主要研究一种基于视觉技术的太阳视位置算法，利用视觉技术实时采集地平坐标系下的影子图像，经迭代选择阀值法获取最佳阀值将图像与背景准确分割，采用边缘检测算子提取坐标方块边缘坐标和影子两端边缘点，以此建立太阳方位角和高度角的算法，从而确定太阳视位置。

关键词：视觉技术；太阳视位置；算法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.204

1 引言

基于太阳能利用涉及的太阳位置算法的研究源于20世纪60年代。1969年的Copper算法、年的Spencer算法、1988年Michalsky提出的基于天文算法的太阳位置算法，以及2004年Reda提出的精度较高的SPA算法。这些算法均需计算出太阳视赤纬、当地太阳时角，并以此为变量，利用球面三角公式或矢量法计算太阳视位置的地平坐标（高度角、方位角）[1]，算法复杂、计算量大，影响太阳位置时时准确地获取，不利于实现自动化跟踪控制。基于视觉技术的太阳视位置算法是借助视觉技术代替人眼通过采集地平坐标系下的影子图像，经图像处理分析后，建立太阳方位角和高度角的算法，从而确定太阳视位置。这样的研究是基于机器视觉技术的新的尝试，也是目前太阳能跟踪众多方法中尚未涉及的新领域。

2 图像处理

视觉系统采集的图像，在形成、传输、接受和处理的整个过程中，由于受到噪声和图像特征衰减等方面的影响，会降低图像的质量。因此，对图像进行分析之前，必须先对图像进行处理，以便为后续图像分析处理等高层操作提供基础[2]。……