网球运动旋转特征的图像跟踪分析研究

针对传统的网球运动旋转特征的图像跟踪系统中跟踪图像数据分析误差较大的问题,提出一种网球运动旋转特征的图像跟踪分析系统。通过全息投影对数据进行处理,优化运动角度平均常量,引入波门跟踪算法跟踪图像的目标,计算阈值,实现对网球运动旋转特征的图像跟踪。实验数据表明,设计的方法能够有效地对网球运动图像进行跟踪分析,同时解决了图像数据分析误差较大的问题。     

太阳自动跟踪系统的设计

设计一种根据视日运动规律自动跟踪太阳的系统.采用双轴跟踪的办法,利用步进电机双轴驱动,通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制,实现对太阳的实时跟踪.该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置.主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现.系统在实际运行中状况良好,表现出较高的稳定性,达到了预期目标.     

船载太阳光度计图像跟踪系统

传统太阳光度计在海上移动平台上不能精准跟踪太阳。为了解决船舶在移动过程当中实现对太阳高精度跟踪的问题,利用鱼眼镜头、陀螺稳定平台、小视场CCD图像传感器等构建了船载型太阳光度计的图像跟踪系统。文中详细地描述了图像跟踪系统的整体结构和单臂探头的光路设计,介绍了时钟法与鱼眼成像系统相结合的方式在全天空大视场范围下进行太阳的粗跟踪,然后通过小视场的CCD图像处理技术来提高跟踪精度。此外,给出了系统的软件跟踪算法和流程,分析了系统跟踪的可靠性。该系统实现了在海上移动平台下的全自动跟踪测量,综合跟踪精度优于1′。与日本POM-01MKⅢ船用太阳光度计进行透过率与水汽的数据对比表明:在940 nm波段的大气透过率最大相对误差不超过7.6%,水汽含量最大相对误差不超过6.1%。该系统可以应用于船载太阳光度计测量海上整层大气透过率以及水汽数据,也可应用于其他对移动非稳定平台下太阳的跟踪。     

单自由度动态太阳光模拟系统的设计与控制

为了给不宜翻转安装、不宜被旋转的航天太阳跟踪产品提供模拟太阳光,提出了调整反射镜姿态的动态太阳光模拟方法,设计并实现了单自由度太阳光模拟系统。系统包括太阳模拟器、运动台、平面反射镜、编码器、光栅尺、电机和控制系统等。系统通过同时调整平面反射镜的水平位移和倾角,将模拟太阳光总是投射到航天太阳跟踪系统中的太阳敏感器处,保证了航天太阳跟踪产品在模拟太阳光照试验中完全自主运动,不被转动或翻转安装,保护了航天产品中的敏感机械组件。系统建立的光照环境贴近真实太阳光照,便于航天太阳跟踪产品调试和测试。试验结果表明,单自由度太阳光模拟系统可满足航天太阳跟踪产品的测试需求,模拟太阳光入射偏差为0.698 4 mm。     

基于FPGA的高速图像跟踪系统设计与实现

常规视觉跟踪系统用于导弹末制导等高速运动中时,图像目标会因出现变形、模糊等现象而影响跟踪精度。针对以上问题,设计实现了基于FPGA的高速图像跟踪系统。该系统通过125fps（frames per second）的高速图像采集目标信息,利用FPGA的并行运算特点,将形心计算嵌入到动态阈值法中来实现高速图像的实时目标检测,并根据形心相对于视场中央的偏移量控制云台跟踪高速运动目标,最后对投影上的目标进行了跟踪仿真实验。结果表明,系统可以实时跟踪高速运动目标,云台的跟踪速度约可达到50．7度/秒,改善了低速图像跟踪系统对高速运动目标跟踪误差大、精度低等问题。     

基于COMS图像传感器的太阳自动跟踪控制器设计与实现

设计一种基于COMS图像传感器的太阳自动跟踪控制器,上位机通过MCC实现VC＋＋与Matlab联合编程,实时控制图像传感器获取太阳光斑图像。经Matlab计算,得到太阳光斑质心坐标与图像中心坐标的偏差,转化为水平和俯仰的步进电机需调整的步数,进而实时调整平面镜跟踪装置,使太阳光斑始终在图像中心位置。实验结果表明,该装置实现了太阳自动跟踪的目的,具有较高的跟踪精度。     

太阳能自动跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能的利用率,设计一种太阳能自动跟踪控制系统,本系统采用双光电传感器精确定位太阳与太阳能利用装置相对位置,通过单片机智能控制,实现太阳能利用装置的全程太阳追踪;并设计合理的机械结构,通过硬件控制系统,来实现高精度的太阳跟踪.同时,在阴晴不定的天气状况下仍可以实现对太阳的跟踪.具有设计简单、抗干扰能力强、系统控制器稳定、数据传输可靠性高等特点.     

太阳图像中光斑质心位置的检测

基于Matlab 7．6／Simulink 7．1设计的实现太阳图像中光斑质心位置检测系统的仿真实验平台,可以实现从图像传感器采集太阳图像,并计算出光斑质心的图像坐标及光斑个数。Simulink主系统包括图像采集模块、图像增强子系统、图像处理子系统和光斑信息显示模块。实验结果表明,该仿真平台能够准确找出太阳图像中光斑质心的图像坐标,并给出光斑个数,该方法适用于基于图像传感器实现太阳自动跟踪的系统。     

运动图像关键帧快速跟踪系统的改进

针对当前运动图像关键帧的快速跟踪系统存在误差大、实时性差的问题,提出一种基于自适应Harris角点检测和小波降噪滤波的运动图像关键帧快速跟踪系统设计方法。系统设计分为算法设计、系统的硬件设计和软件设计三大部分。对输入的原始图像进行图像降噪和角点检测处理,通过对运动参量的全局估计和误差补偿,实现对运动图像的关键帧快速跟踪识别。对系统的上电加载模块、图像的外部特征存储模块、系统逻辑控制模块和液晶显示接口电路等进行优化设计,在VHDL平台进行软件开发。仿真结果表明,该系统进行运动图像的关键帧快速跟踪和图像识别,能提高对运动图像目标的快速特征提取和细节捕捉分析能力,帧匹配度较高,可靠性、稳定性较好。     

高精度太阳位置检测系统的设计

针对目前太阳位置检测系统精度不高的情况,设计了一种基于CMOS图像传感器和ARM11微控制器的高精度太阳位置检测系统。该系统可以实时采集太阳图像、定时保存图像并对保存的图像进行图像处理、计算太阳光斑圆心偏离图像中心的偏差角,计算所得的数据可以显示在系统界面上。将系统所得太阳偏差角传送到太阳能板转台控制器中,转台控制器调整太阳能板位置使太阳能板正对太阳,从而提高太阳能利用率。实验结果表明,该系统测量精度高、误差小。     

基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰角,进而转化成电机运行所需的脉冲,通过RS232传输到51单片机,由单片机来控制电机转动到相应的角度,从而使太阳光斑始终处于摄像头的中心位置。该实验装置具有比商业太阳跟踪仪更高的跟踪精度,跟踪误差最小可以达到0.002°。     

高精度太阳能聚光双轴定时跟踪控制系统设计

为提高太阳能电池光电转换效率,设计了不得一种太阳能双轴全自动聚光跟踪控制系统,使可以放多个太阳能电池模块的框架平台可以跟踪太阳光旋转,并保持框架平台上的太阳能电池与阳光入射角保持垂直,以达到光能的最大获取率。在考虑太阳的运动轨迹模型的基础上,设计出可以同时跟踪太阳轨迹的二轴框架平台结构,方位轴和俯仰轴。在考虑晴天和阴天等复杂天气情况下,设计太阳运行轨迹跟踪方式和光传感器跟踪方式相结合的自适应智能跟踪方法,全自动地准确跟踪太阳的位置,跟踪精度小于0.4°,最大限度的接收太阳能,提高了太阳能光电转换的效率。     

双模式太阳能自动跟踪系统的研究

为了提高太阳能的光电转换率,该课题构建了一套以单片机为核心控制器的太阳能自动跟踪系统。该系统根据天气条件,相应的选择光电跟踪或太阳运动轨迹跟踪方式对太阳实现跟踪。系统的设计对提高太阳能的利用效率具有一定的理论和实际意义。     

采用相位法的激光跟踪系统设计

为提高激光跟踪精确度,采用相位法改进激光跟踪系统,发射机采用正弦信号调制激光功率,接收电路采用四象限雪崩光电二极管(APD)检测激光回波,通过快速傅里叶变换(FFT)计算失调角,稳定平台保持视轴稳定,并根据失调角跟踪目标。失调角误差是跟踪误差的主要因素之一,与信噪比和数据长度成反比,系统通过滤波、高速采样提高测量精确度。仿真时载体扰动幅度为5°,信噪比为0 dB,干扰信号为目标信号的100倍,系统能准确识别目标,跟踪误差为0.033°,表明基于相位法的跟踪系统具有多目标、高精确度跟踪能力。     

基于ARM的光源跟踪系统的设计

为了最大程度地利用太阳能,就必须提高太阳能跟踪系统的跟踪速度和精度.针对传统以单片机为控制核心的系统存在运算速度慢等缺点的问题,本系统利用ARM微控制器LM3S811为控制核心,处理由光敏三极管采集、经放大和比较后的光源信号,控制步进电机带动跟踪平台运动,结合软件进行相关算法的运算控制最终实现对点光源的自动跟踪.通过对...     

全方位PSD阳光跟踪传感器研究

为满足聚焦型碟式太阳能光热发电对阳光跟踪的高精度要求，文中介绍了一种采用二维PSD传感器和硅光电池相结合的方法，实现了全方位的阳光跟踪，采用差值比例测量的硬软件措施克服了温漂的影响。同时避免了日历跟踪引起的计算误差，也节省了测量角度编码器的硬件成本，实用效果良好。     

基于ARM的太阳跟踪控制系统设计

为提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,设计了一种基于ARM的太阳自动跟踪控制系统。系统采用视日运动与四象限传感器反馈相结合的太阳方向判断方法,同时增加了独立的光强传感器以确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);论述了跟踪控制系统的机械结构及软硬件电路设计。测试结果表明,该跟踪系统功耗低、性能可靠且控制精度高(±1.5°),并可实现高精度跟踪太阳,满足了聚光光伏发电控制要求。     

基于FPGA的太阳跟踪器的设计及实现

在简要介绍地日运行规律的基础上,确定了视日运动跟踪法的计算模型及跟踪装置的机械结构。采用FPGA芯片XC3S1500为处理器,以步进电机为执行机构,采用Verilog语言设计实现了高度角-方位角太阳跟踪系统。根据系统的要求建立了计时模块、太阳高度角方位角计算模块、日出日落时间计算模块和步进电机脉冲控制模块。通过实验测试该系统能够达到预期的性能指标,对提高太阳能的利用率具有重要的现实意义。