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基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置

阅读:1034发布:2020-08-20

专利汇可以提供基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 机器视觉 识别实现 太阳能 自动追踪装置,包括太阳能板,还包括总 控制器 和视觉相机,所述太阳能板安装于可使其全方位旋转的转动机构上,所述视觉相机对应于立杆设置,所述立杆在太阳照射下形成光影,视觉相机对光影进行拍照而将光影长度l转化为数字 信号 后上传总控制器,所述总控制器根据计算的所占比即光影长度l与设定的最大光影长度L的比值控制转动机构带动太阳能板转动而全方位自动追踪太阳的直照光。本发明能够提高太阳能的利用效率,以及控制产品的成本,提高控制 精度 ,抗干扰能 力 强,产生的误差较小。,下面是基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置专利的具体信息内容。

1.基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,包括太阳能板(1),其特征在于:还包括总控制器(2)和视觉相机(3),所述太阳能板(1)安装于可使其全方位旋转的转动机构(4)上,所述视觉相机(3)对应于立杆(5)设置,所述立杆(5)在太阳(7)照射下形成光影(6),视觉相机(3)对光影(6)进行拍照而将光影长度l转化为数字信号后上传总控制器(2),所述总控制器(2)根据计算的所占比即光影长度l与设定的最大光影长度L的比值控制转动机构(4)带动太阳能板(1)转动而全方位自动追踪太阳(7)的直照光。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,其特征在于:所述转动机构(4)包括平转动电机(8)和竖直转动电机(9),所述竖直转动电机(9)通过电机座安装于支撑架(10)的底部,竖直转动电机(9)的竖直转轴向上通过联轴器连接支撑架(10)上设置的竖直传动轴(11)的下端,所述水平转动电机(8)通过电机座安装于传动轴(11)的上端。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,其特征在于:所述太阳能板(1)安装于转臂(12)的上端,所述转臂(12)的下端固装于水平转动电机(8)的水平转轴上。
4.根据权利要求2或3中任意一项所述的基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,其特征在于:所述支撑架(10)安装于底板上,所述总控制器(2)通过垫板(14)安装于底板上,所述视觉相机(3)通过相机架安装于支撑杆(15)上,所述支撑杆(15)竖直安装于垫板(14),所述立杆(5)于视觉相机(3)一侧安装底板上。

说明书全文

基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置

技术领域

[0001] 本发明涉及光伏发电技术,具体为一种基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置。

背景技术

[0002] 目前太阳能追踪器已经广泛应用于太阳能发电机、太阳能器、太阳能槽式集热器、太阳能照明等设备中,使得太阳能设备能最大程度获得太阳光能源
[0003] 目前,市场上的太阳能自动追踪装置一般分为三种:第一种为机械系统控制,第二种为光伏系统控制,第三种为电控系统控制,机械系统控制的太阳能自动追踪装置精度不高,抗干扰能低;光伏系统控制的太阳能自动追踪装置转换比较慢;电控系统控制的太阳能自动追踪装置抗干扰能力差,价格比较贵,且还容易产生偏差。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提出了一种兼顾太阳能利用效率、控制产品成本和提高控制精度的基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置。
[0005] 能够解决上述技术问题的基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,其技术方案包括太阳能板,所不同的是还包括总控制器和视觉相机,所述太阳能板安装于可使其全方位旋转的转动机构上,所述视觉相机对应于立杆设置,所述立杆在太阳照射下形成光影,视觉相机对光影进行拍照而将光影长度l转化为数字信号后上传总控制器,所述总控制器根据计算得出的所占比即光影长度l与设定的最大光影长度L的比值控制转动机构带动太阳能板转动而全方位自动追踪太阳的直照光。
[0006] 所述转动机构的一种结构包括水平转动电机和竖直转动电机,所述竖直转动电机通过电机座安装于支撑架的底部,竖直转动电机的竖直转轴向上通过联轴器连接支撑架上设置的竖直传动轴的下端,所述水平转动电机通过电机座安装于传动轴的上端。
[0007] 进一步,所述太阳能板安装于转臂的上端,所述转臂的下端固装于水平转动电机的水平转轴上。
[0008] 更进一步,所述支撑架安装于底板上,所述总控制器通过垫板安装于底板上,所述视觉相机通过相机架安装于支撑杆上,所述支撑杆竖直安装于垫板,所述立杆于视觉相机一侧安装底板上。
[0009] 本发明的有益效果:
[0010] 1、本发明基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置能够提高太阳能的利用效率,以及控制产品的成本,提高控制精度,抗干扰能力强,产生的误差较小。
[0011] 2、本发明还可以实现集群控制追踪,大大降低了追踪器的成本。附图说明
[0012] 图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
[0013] 图2为图1实施方式中转动机构的结构示意图。
[0014] 图3为图2的侧视图。
[0015] 图号标识:1、太阳能板;2、总控制器;3、视觉相机;4、转动机构;5、立杆;6、太阳光影;7、太阳;8、水平转动电机;9、竖直转动电机;10、支撑架;11、传动轴;12、转臂;13、支架;14、垫板;15、支撑杆。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
[0017] 本发明基于机器视觉识别实现太阳能自动追踪装置,包括于室外设于底板13上的转动机构4、总控制器2、视觉相机3和立杆5,所述底板位置处于太阳7的后下方,如图1所示。
[0018] 所述转动机构4包括水平转动电机8、竖直转动电机9、支撑架10和支架13,所述支架13安装于底板上,所述支撑架10安装于支架13上,所述支撑架10上通过上、下轴承座安装有竖直的传动轴11,所述竖直转动电机9通过电机座于支撑架10的底部安装,竖直转动电机9的输出轴向上通过联轴器连接传动轴11的下端,所述传动轴11的上端通过电机座安装有水平转动电机8,一转臂12的下端固装于水平转动电机8的水平转轴上,转臂12的上端上安装有太阳能板1,如图1、图2、图3所示。
[0019] 上述结构中,所述转动机构4包括水平方向的转动和垂直方向的转动,水平方向的转动和垂直方向的转动分别由水平转动电机8和竖直转动电机9执行而完成,水平方向的转动是带动太阳能板1竖直面上的0~180°的范围内转动,垂直方向的转动是带动太阳能板1在水平面上的360°范围内旋转,两个运动的结合可实现太阳能板1的全方位运动。
[0020] 所述支架13前方的底板上安装有垫板14,所述垫板14上前、后设有支撑杆15和总控制器2,所述视觉相机3通过相机架安装于支撑杆15顶部,视觉相机3的拍摄视朝向前下方;所述立杆5安装于视觉相机3前方的底板14上,所述太阳7照射立杆5产生的太阳光影6映射在立杆5后方的底板14上,如图1所示。
[0021] 本发明自动追踪太阳光的运行步骤为:
[0022] 1、太阳7的光线照射立杆5产生一个太阳光影6,太阳光照射角度的不同会产生不同长度的太阳光影6,设定太阳光影6的最大投影长度为L并输入总控制器2中。
[0023] 最大投影长度为L确定方法:先通过一天的监控来确定最大的立杆投影长度L,如果在使用的时候检测的投影长度l>L,则把它(l)变成为最大的投影长度。
[0024] 2、一旦太阳光影6出现(晴天状态),视觉相机3就会立刻拍摄到具有一定投影长度l的太阳光影6,视觉相机3将l长的太阳光影6转换为数字信号后传递到总控制器2。
[0025] 3、总控制器2通过自身处理单元计算出l长的太阳光影6与L长的太阳光影6的比值(l/L)即所占比,总控制器2根据所占比(l/L)的大小向转动机构4发出数字控制信号
[0026] 4、转动机构4接收到总控制器2发来的数字信号后会自动调节水平转动电机8和竖直转动电机9的运转,带动太阳能板1做全方位运动调节角度从而自动追踪太阳7的位置,使得太阳光能够直照在太阳能板1上而使其获取最大的太阳能。
[0027] 当太阳7被乌遮挡时(即无太阳光影6),转动机构4就会停止追踪;所占比(l/L)值越大(斜照)追踪越不灵敏,为间断追踪,所占比值越接近0(直照),追踪就越灵敏,为实时追踪。
[0028] 上述实施例为对单个太阳能板1进行追踪控制的描述,本发明也可以同时对多个太阳能板1进行自动控制追踪。
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