鏡場天空云層監(jiān)測的方法研究.pdf

1、實時監(jiān)測云層運動情況并預測云層的運動趨勢是保證塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)安全運行的關鍵技術。然而現有的監(jiān)測云層運動狀態(tài)的技術成本較高、功能單一，因此，本文開展了使用工業(yè)相機和圖像處理技術實現對云層監(jiān)測方法的研究，在降低成本的同時有效地監(jiān)測太陽能聚光鏡場上空云層的運動趨勢并發(fā)出相應預警。
　　本文基于圖像處理和計算機立體視覺處理技術，提出了實時監(jiān)測鏡場天空云層運動特性（高度、移動速度、太陽遮擋相對關系）和太陽能熱發(fā)電影響量分析方法。首先采

2、用小波維納濾波對天空實時圖像的預處理，實現了噪聲的去除、保留天空圖像特性。然后從天空特征圖像中分析太陽光斑的成像特征和太陽視軌跡運動方式，研究相機跟蹤裝置的角度調整方式，獲得太陽光斑位于圖像中心的有效天空圖像。而后采用基于Lab空間的色差梯度邊緣檢測方法檢測天空圖像的云層，結合云層特征點匹配計算出云層移動速度。接著研究了鏡場和相機成像平面的投射關系并基于雙相機測距原理給出了云層高度的測量方法，雙相機測距成本低廉，對后續(xù)相關的研究和應用提

3、供了一定的參考。最后由云層的運動特征、云層與太陽之間相對位置關系以及鏡場方位實時進行云層遮擋鏡場影響的預測判斷（即云層成像平面上的投影位置），包括云層何時遮擋鏡場、云層何時離開鏡場。
　　通過實驗表明，本研究提出的鏡場天空云層監(jiān)測系統(tǒng)切實可行，能夠完成預期的目標，且計算結果準確性及實時性較好。本文利用圖像處理和立體視覺技術為鏡場天空云層的監(jiān)測提供了有效可行的解決途徑，為塔式太陽能熱發(fā)電技術在我國實際現實環(huán)境中工程應用提供云層影響量