可見光複眼定位器的製作方法
2023-05-09 11:32:06
專利名稱：可見光複眼定位器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可見光定位系統，能適合太陽能光電和光熱的光線跟蹤定位等可見光的定位應用。
背景技術：
目前，太陽能跟蹤已經廣泛應用於各種太陽能應用系統，對太陽光的跟蹤定位技術發展迅速，通用的對太陽光跟蹤定位來調整太陽能電池板的方位是由光敏或熱敏元器件和一些控制系統組成的，通過設置在太陽能電池板上不同位置的光敏或熱敏元器件對不同角度太陽光光照的感應量的不同，將數據傳入控制系統，對太陽能電池板方位進行校正。由於太陽光光路不經過空氣以外的中間介質直接與被感應元器件接觸，定位的視場小，系統的反應速度慢，而且系統的抗幹擾能力差。
發明內容為了克服現有技術定位的視場小，系統的反應速度慢，而且系統的抗幹擾能力差的不足，本發明提供一種可見光複眼定位器，採用光學複眼結構和電路系統來採集可見光並進行處理，該系統不僅能增大定位的視場和反應速度，而且體積小、重量輕、能耗低，能方便地應用到各種太陽能電池板陣列的跟蹤定位中。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是包括半球型複眼、電路模塊和DSP 處理器，採用凸透鏡組裝配一個半球形複眼，將半球形複眼的半球面橫向平均分成360份， 縱向平均分成90份，這樣就將半球面劃分為32400個小格，每個小格裝配一個單眼，每個單眼由凸透鏡下接圓柱狀光纖構成，每個單眼接兩個光敏電阻模塊，分別為相鄰的列電阻模塊(由縱向排列的一個光敏電阻和一個起保護作用的定值電阻串聯構成)和行電阻模塊 (由橫向排列的一個光敏電阻和一個起保護作用的定值電阻串聯構成)，這樣就由電阻模塊構成電路模塊，其中的電阻模塊之間採用行並聯或列並聯模式，電路模塊通過電壓傳感器外接DSP處理器並由DSP處理器提供電源。當光源照向複眼半球面時，光源經每個單眼的凸透鏡放大聚焦後傳導至光纖，光纖對可見光進行傳導，可見光傳導至與每個單眼相對應的光敏電阻上，由於每個單眼接受光照的角度不同，其對應的光敏電阻接受光照強度不同， 該光敏電阻阻值因受光照而減小量也不同，這樣通過電壓傳感器對每一行和每一列的並聯電阻模塊讀取電壓值並傳送至DSP處理器。電路模塊首先工作在行並聯模式，對每一行並聯電阻電路讀取電壓值，當360行電路取值完畢後由DSP處理器控制電路轉向列並聯模式並開始對列並聯電路讀取電壓值，當90列電路取值完畢後結束電路工作狀態，由DSP處理器對讀取的數據進行處理，電壓值最大的行和電壓值最大的列的交集光敏電阻模塊即為所求電阻模塊，根據其所對應的單眼，可求出光照的俯仰角和方位角。本發明的有益效果是當光照經過複眼透鏡組時，複眼凸透鏡組對光強進行放大並聚焦光源，同時凸透鏡下的光纖部分對可見光進行傳導，有效地採集了可見光並進行處理，提高了定位的反應速度和精度。系統體積小、重量輕、結構簡單且能耗低，便於裝配應用。
以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的整體結構框圖。圖2是複眼原理圖。圖3是電路原理圖。圖4是系統邏輯圖。圖中，Rl-光敏電阻，R2-定值電阻，T3-電壓傳感器，E4-蓄電池，K5-雙向開關， M6-列電阻模塊，M7-行電阻模塊，R8-並聯電路獨立電阻。
具體實施方式
在圖1中，複眼模塊與電路模塊相連，電路模塊與DSP處理器模塊相連。在圖2中，每個單眼根據其所對應空間俯仰角和方位角進行五位十進位數字的編號，前三位為方位角，變化區間001-360，後二位為俯仰角，變化區間01-90，單眼編號變化區間 00101-36090。在圖3所示實施例中，光敏電阻Rl和定值電阻R2串聯構成列電阻模塊M6和行電阻模塊M7。90個列電阻模塊M6並聯構成一行並聯電路，360行並聯電路構成行電路陣列。 360個行電阻模塊M7並聯構成一列並聯電路，90列並聯電路構成列電路陣列。行電路陣列和列電路陣列互相獨立。行電路陣列和列電路陣列分別由蓄電池E4供應電源工作，由DSP 控制流控制雙向開關K5決定行電路陣列工作或者列電路陣列工作。在每行並聯電阻和每列並聯電阻與並聯電路獨立電阻R8之間接入電壓傳感器T3，電壓傳感器T3外接DSP處理
ο如圖4所示，當不同方向的光源經過複眼照向電路時，首先由DSP控制流控制電路工作在行電路陣列狀態，每個光敏電阻Rl受光照阻值減小，根據所受光照強度不同阻值減小不同，這樣可以計算出每一行並聯電路與並聯電路獨立電阻R8之間的電位值，經過電壓傳感器T3送入DSP處理器，當360行並聯電路電壓值讀取完畢後，由DSP控制流控制雙向開關K5轉向列電路陣列狀態，同樣讀取每一列並聯電路與並聯電路獨立電阻R8之間的電位值，經過電壓傳感器T3送入DSP處理器，當90列並聯電路電壓值讀取完畢後，電路工作完畢，由DSP處理器對所讀取數據進行處理，求出所讀取的電壓值最大的行電路和所讀取的電壓值最大的列電路的交集電阻模塊，根據其所對應的單眼的編號，可求出光照的俯仰角和方位角，完成對可見光的定位。
權利要求1.一種可見光複眼定位器，包括半球型複眼、電路模塊和DSP處理器，其特徵在於將半球形複眼的半球面橫向平均分成360份，縱向平均分成90份，這樣就將半球面劃分為 3M00個小格，每個小格裝配一個單眼，每個單眼由凸透鏡下接圓柱狀光纖構成，每個單眼接兩個光敏電阻模塊，分別為相鄰的列電阻模塊和行電阻模塊，這樣就由電阻模塊構成電路模塊，其中的電阻模塊之間採用行並聯或列並聯模式，電路模塊通過電壓傳感器外接DSP 處理器並由DSP處理器提供電源。
2.根據權利要求1所述的可見光複眼定位器，其特徵在於所述的列電阻模塊由縱向排列的一個光敏電阻和一個起保護作用的定值電阻串聯構成，行電阻模塊由橫向排列的一個光敏電阻和一個起保護作用的定值電阻串聯構成。
專利摘要本實用新型公開了一種可見光複眼定位器，將半球形複眼的半球面劃分為32400個小格，每個小格裝配一個單眼，每個單眼由凸透鏡下接圓柱狀光纖構成，每個單眼接兩個光敏電阻模塊，分別為相鄰的列電阻模塊和行電阻模塊，這樣就由電阻模塊構成電路模塊，電路模塊通過電壓傳感器外接DSP處理器並由DSP處理器提供電源。本實用新型有效地採集了可見光並進行處理，提高了定位的反應速度和精度，系統體積小、重量輕、結構簡單且能耗低，便於裝配應用。
文檔編號G01J1/42GK202074962SQ20112009200
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者張靈培, 徐冠青, 徐立, 王偉, 趙平 申請人:西北工業大學