谈谈定日塔式太阳能热发电镜场摄像机系统设计与开发

论文导读：48-573.2.2图像畸变的校正57-593.2.3基于Retinex论述的自适应光斑识别59-683.3本章小结68-70第四章大规模镜场中定日镜异常姿态识别与诊断70-82

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摘要：太阳能热发电技术是21世纪解决环境污染和能源危机的有效途径之一。如何提升塔式太阳能热发电的工作效率和运转可靠性成为当下探讨的热点。由此设计一种能够确保太阳能热发电站中的定日镜能够安全、可靠、高效运转的体系是十分必要的。本论文主要针对目前国内外塔式太阳能热发电站中有着的若干不足进行探讨,主要包括如何有效对定日镜进行跟踪制约、如何提升制约精度、如何校正制约参数、如何检测镜场中的故障定日镜从及镜场中摄像机布局等相关不足。本论文的具体工作内容和主要贡献如下：(1)通过调研国内外塔式太阳能热发电体系相关技术,提出了一种基于图像处理技术的定日镜制约参数计算与误差校正体系。主要使用摄像机标定算法实现二维图像空间和三维空间的转换,使用改善的自适应阈值算法、数学形态学滤波算法、矩不变算法、从及椭圆拟合算法定位光斑位置,以而实现对定日镜制约器参数的估计与误差校正。其中,本论文基于Retinex论述提出了一种具有更强增强效果和自适应性的MSR-Hist亮度增强算法。该算法解决了光照较弱或亮度变化时的光斑识别不足。此外本论文设计并开发了一种针对大规模镜场的定日镜异常姿态诊断和镜场防入侵监控体系,用从辅助镜场中定日镜的高效和稳定运转。(2)由于使用图像处理技术对定日镜制约器参数进行校正需要在镜场中安装一定数量的摄像机。同时图像数据信息量大、占用网络带宽高等不足将直接影响整个镜场制约体系的实时性和可靠性,由此本论文通过对摄像机模型从及数据传输模式的探讨,提出了一种能够减少网络负荷的摄像机镜场布局与优化案例。(3)基于上面陈述的探讨内容,本论文编写定日镜制约体系太阳方位参数计算软件,从及基于白板成像的参数校验软件。此外,本论文还开发了一套集全镜场监控、定日镜异常姿态检测、从及非法入侵报警于一体的软件,并提出了一种加入栅格化处理的渐消记忆高斯背景建模办法。该办法主要解决了小范围扰动(如树木摇晃)和大跨度时变因素(如一天中的光影变化)给移动物体检测带来的影响。上面陈述的软件可从与定日镜制约体系进行通信,提升定日镜制约精度从及整个镜场运转的可靠性和高效性。上面陈述的软件均已在紫金港太阳热发电小试现场进行利用,长期运转证实了软件和算法的可靠性和稳定性,达到了预期目标。最后,本论文提出的摄像机布局案例在Matlab下进行仿真,仿真结果显示本论文的布局设计可从满足镜场对摄像体系的性能要求。最后,本论文对所有工作进行了总结,并对未来的工作进行了展望。关键词：塔式太阳能热发电论文定日镜论文图像处理论文参数估计论文误差校正论文布局与优化论文
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摘要6-8
Abstract8-10
目录10-12
第一章 绪论12-22

1.1 课题背景及探讨作用12-13

1.2 塔式太阳能热发电简介13-14

1.3 塔式太阳能热发电站摄像机体系的探讨近况14-18

1.3.1 国外探讨近况15-16

1.3.2 国内探讨近况16-18

1.4 本论文探讨的主要不足18-20

1.5 主要内容和章节安排20-22

第二章 定日镜制约体系参数估计22-46

2.1 定日镜制约体系对策介绍22-24

2.2 参数估计的办法与流程24-25

2.3 基于图像处理的参数估计25-43

2.3.1 图像处理完成的主要任务25-27

2.3.2 自适应阈值的光斑提取27-30

2.3.3 基于数学形态学的滤波处理30-33

2.3.4 基于椭圆拟合的光斑定位33-37

2.3.5 局部自调节窗口光斑跟踪算法37-43

2.4 实验结果与误差分析43-44

2.5 本章小结44-46

第三章 定日镜制约体系参数误差校正体系46-70

3.1 基于图像处理的参数误差校正46-48

3.

1.1 误差校正基本办法46-47

3.

1.2 成像白板设计47-48

3.2 基于图像处理的光斑识别与定位48-68
3.

2.1 基于色彩和轮廓匹配的白板识别48-57

3.

2.2 图像畸变的校正57-59

3.

2.3 基于Retinex论述的自适应光斑识别59-68

3.3 本章小结68-70
第四章 大规模镜场中定日镜异常姿态识别与诊断70-82
4.1论文导读：2-754.4异常姿态定日镜判别75-774.5镜场防入侵检测77-814.6本章小结81-82第五章镜场摄像机体系的布局设计与优化82-945.1布局设计与优化目标825.2基于摄像机模型的视场角度计算82-855.2.1摄像机本体坐标系82-835.2.2摄像机视场范围83-855.3摄像机整体布局设计与可行性分析85-915.

3.1镜场摄像机布局设计85-885.2

异常姿态识别算法70-72
4.

1.1 异常姿态识别体系的组成70-71

4.

1.2 故障诊断算法流程设计71-72

4.3 基于Tsai算法的坐标转换办法72-75

4.4 异常姿态定日镜判别75-77

4.5 镜场防入侵检测77-81

4.6 本章小结81-82

第五章 镜场摄像机体系的布局设计与优化82-94

5.1 布局设计与优化目标82

5.2 基于摄像机模型的视场角度计算82-85

5.

2.1 摄像机本体坐标系82-83

5.

2.2 摄像机视场范围83-85

5.3 摄像机整体布局设计与可行性分析85-91
5.

3.1 镜场摄像机布局设计85-88

5.

3.2 基于Matlab的摄像机布局可行性分析88-91

5.4 摄像机网络数据流量与延时分析91-93

5.5 本章小结93-94

第六章 总结与展望94-96

6.1 本论文总结94-95

6.2 探讨展望95-96

参考文献96-100
作者介绍100
作者在攻读硕士期间的科研成果100