[發明專利]一種高精度APS太陽敏感器及其實現方法

有效

• 申請號: 200910079564.8
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101487699A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 邢飛;尤政;張高飛;孫劍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C21/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關 暢

1.一種高精度APS太陽敏感器的實現方法，其中太陽敏感器裝置包括光引入器、圖像傳感器、接口電路和計算機，所述太陽敏感器的實現方法包括以下步驟：

1)獲取標準模板圖像

在實驗室中模擬真實運行環境，使模擬太陽光垂直射入太陽敏感器具有排列成p×p矩陣透光孔的光引入器，將此時圖像傳感器采集到的p×p成像點矩陣圖像作為標準模板圖像；根據所述標準模板圖像的成像點的像素的灰度值，計算所述標準模板圖像的成像點矩陣的質心位置(x₀，y₀)；

2)真實環境中成像點矩陣圖像的局部讀取

a)第一次啟動太陽敏感器時，對所述圖像傳感器采集到的圖像進行遍歷查找，記錄初始像素讀取時成像點矩陣中心位置(x₁，y₁)；

b)在所述初始像素讀取后，根據上一次確定的成像點矩陣中心位置(x₁，y₁)確定當前時刻t太陽敏感器更新時的成像點預測區域，記錄各成像點預測區域的中心位置(x_k，y_k)，k＝1，…，p×p；

c)根據所述各成像點預測區域的中心位置(x_k，y_k)，對每個成像點預測區域進行局部成像和圖像讀出，提取所述當前時刻t的成像點預測區域圖像；

3)成像點矩陣圖像相關運算和相關結果質心運算

i)對所述成像點預測區域圖像的每個成像點的像素的灰度值與所述標準模板圖像的每個成像點的像素的灰度值，進行相關運算，得到相關矩陣；

ii)對所述相關矩陣進行質心運算，得到成像點的質心(x′_k，y′_k)，進而通過加權均值濾波得到成像點矩陣的相對質心(x_c，y_c)；

iii)根據所述成像點矩陣中心位置(x₁，y₁)和所述成像點矩陣的相對質心(x_c，y_c)，得到當前時刻t成像點矩陣的質心精確位置：

x_t＝x₁+x_c

y_t＝y₁+y_c

4)計算太陽光入射角

根據所述成像點矩陣的質心精確位置(x_t，y_t)和所述成像點矩陣的質心位置(x₀，y₀)，計算當前時刻t太陽光相對于所述太陽敏感器的入射角α_t，β_t：

αt=tan-1(-(xt-x‾0)f)=tan-1(-(x‾1+xc-x‾0)f)]]>

βt=tan-1(-(yt-y‾0)f)=tan-1(-(y‾1+yc-y‾0)f)]]>

其中，f為所述太陽敏感器的更新頻率。