[發明專利]基于天空可見光圖像的太陽直接輻射強度測量方法和裝置

有效

• 申請號: 201210199066.9
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102692271A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 楊俊;呂偉濤;馬穎;姚雯
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01J1/10
• 分類號: G01J1/10
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 范曉斌;康正德

1.一種基于天空可見光圖像的太陽直接輻射強度測量方法，包括：

圖像獲取步驟：利用圖像獲取設備獲取預定時刻的天空可見光圖像；

高亮度像素計數步驟：搜索所述天空可見光圖像的預定區域內的高亮度像素，并對高亮度像素的數量進行計數；

輻射強度計算步驟：基于預先確定的天空可見光圖像中所述預定區域內的高亮度像素的數量與太陽直接輻射強度之間的擬合關系，根據所述高亮度像素的數量計算所述預定時刻的太陽直接輻射強度。

2.根據權利要求1所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述預定區域為所述天空可見光圖像中太陽及其周圍預定范圍內的區域。

3.根據權利要求1或2所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述預定區域為從所述天空可見光圖像中的太陽圖像的中心點延伸預定半徑的圓形區域。

4.根據權利要求3所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，還包括太陽圖像中心點確定步驟，用于確定所述天空可見光圖像中的所述太陽圖像的中心點在所述天空可見光圖像中的位置。

5.根據權利要求4所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，在所述太陽圖像中心點確定步驟中，根據在所述預定時刻太陽相對于所述圖像獲取設備的高度角和方位角，計算所述太陽圖像的中心點在所述天空可見光圖像中的位置。

6.根據權利要求3-5中任一項所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述預定半徑為所述天空可見光圖像中的太陽圖像的半徑的1.1～3倍，更優選為1.2～2倍。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述高亮度像素為所述天空可見光圖像中灰度值大于或等于預定的灰度閾值的像素。

8.根據權利要求7所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述灰度閾值在200-255之間選取。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，所述擬合關系為

y=a*e^bx+c

其中，y為所述預定區域內的高亮度像素的數量，x為太陽直接輻射強度，a，b，c為擬合系數。

10.根據權利要求1-8中任一項所述的太陽直接輻射強度測量方法，其特征在于，還包括圖像獲取設備調節步驟：調節所述圖像獲取設備，使得對于小于最大可能太陽直接輻射強度的任一太陽直接輻射強度，所述圖像獲取設備所獲得的所述天空可見光圖像的預定區域中包含非高亮度像素。

11.一種基于天空可見光圖像的太陽直接輻射強度測量裝置，包括：

全視野天空圖像獲取設備，用于獲取預定時刻的全視野天空可見光圖像；

太陽圖像中心點計算模塊，用于計算所述全視野天空可見光圖像中的太陽圖像的中心點在所述全視野天空可見光圖像中的位置；

高亮度像素計數模塊，用于在以所述太陽圖像的中心點為圓心的預定半徑范圍內搜索灰度值大于或等于預定的灰度閾值的高亮度像素，并對高亮度像素的數量進行計數；

輻射強度計算模塊，用于基于預先確定的高亮度像素的數量與太陽直接輻射強度之間的擬合關系，根據所述高亮度像素的數量計算所述預定時刻的太陽直接輻射強度。