KR20110030249A - Device for tracking position of solar and method thereof - Google Patents
Device for tracking position of solar and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110030249A KR20110030249A KR1020090125711A KR20090125711A KR20110030249A KR 20110030249 A KR20110030249 A KR 20110030249A KR 1020090125711 A KR1020090125711 A KR 1020090125711A KR 20090125711 A KR20090125711 A KR 20090125711A KR 20110030249 A KR20110030249 A KR 20110030249A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- sun
- tracking
- collecting device
- solar
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 25
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 208000032368 Device malfunction Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
- G01J1/28—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
- G01J1/30—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
- G01J1/32—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0422—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using light concentrators, collectors or condensers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
Description
본 발명은 영상 수집 카메라 등을 이용하여 태양의 위치를 추적하는 태양위치추적 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sun position tracking device and method for tracking the position of the sun using an image acquisition camera or the like.
본 출원인은, 광원으로부터 발생한 빛은 광원으로부터 멀어질수록 그 명도가 떨어지게 됨으로 명도의 그런 특성을 기초로 광원의 위치를 추적하여, 구름이나 이상 기상 현상 또는 물리적인 간섭 등이 있는 경우에도 효율적으로 정확한 태양의 위치를 추적할 수 있는 장치 및 방법을 개발하여 특허 출원하였고, 특허 0732397호로 특허 받은 바 있다.Applicant traces the position of the light source based on such characteristics of brightness as the light generated from the light source is farther away from the light source, so that even if there are clouds, abnormal weather phenomena or physical interference, etc. The device and method for tracking the position of the sun has been developed and patented, and has been patented by patent 0732397.
상기 특허 발명을 포함하여 종래의 태양추적장치는, 광원 즉, 태양의 위치를 추적하기 위해 카메라로 태양을 촬영하게 되는데, 이 카메라는 렌즈 보호를 위해 렌즈 앞쪽에 필터를 사용하게 된다. 필터를 사용하게 되면, 필터 사용으로 인하여 렌즈로 입사되는 태양광의 투과율이 떨어질 수밖에 없고, 이로 인하여 구름이 끼거나 흐린 날은 명도차가 명확하지 않아서 왜곡이 발생하는 등 보다 정확하고 신뢰성 있는 태양 위치 추적에 한계가 발생되고 있다.Conventional solar tracking devices, including the patented invention, photograph the sun with a camera to track the location of the light source, ie the sun, which uses a filter in front of the lens to protect the lens. When the filter is used, the transmittance of the sunlight incident to the lens is inevitably reduced due to the use of the filter. As a result, clouding or cloudy days may cause distortion due to unclear brightness difference. Limits are occurring.
또한, 이 때문에 필터를 구성하는데 있어서, 가능하면 투과율이 높도록 얇게 구성하여야 하는데, 이러한 상태에서 장시간 태양광에 그대로 노출된 상태로 사용하게 되면, 필터 및 카메라 모듈의 수명이 짧아져서 자주 교체 또는 수리해주어야 하는 문제가 있다.For this reason, when constructing a filter, the filter should be made thin so that the transmittance is as high as possible. If it is used in such a state as it is exposed to sunlight for a long time, the life of the filter and the camera module is shortened, so it is frequently replaced or repaired. There is a problem that needs to be done.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제1영상 수집장치와 함께 제2영상 수집장치를 함께 이용하여, 태양위치를 추적하도록 구성함으로써 태양위치 추적의 정확성 및 신뢰성을 높일 수 있는 태양위치추적 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by using a second image collection device in conjunction with the first image collection device, by configuring the sun position tracking to improve the accuracy and reliability of the solar position tracking It is an object to provide a location tracking device and method.
또한, 본 발명은, 미세 구멍을 통해 입사되어 일정 지점에 결상된 태양광의 영상을 촬영하는 제2영상 수집장치를 사용하여, 태양위치 추적장치의 구조를 간단히 함과 아울러, 장시간 사용할 수 있도록 하여 경제성을 높이고, 태양 위치 추적의 정확성 및 신뢰성도 향상시킬 수 있는 태양위치추적 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다. In addition, the present invention, by using a second image collecting device for capturing an image of the sunlight incident through a fine hole formed on a certain point, simplify the structure of the solar position tracking device, it is possible to use for a long time economical It is an object of the present invention to provide a solar positioning apparatus and method that can improve the accuracy and reliability of solar positioning.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양위치추적 장치 및 방법 등은 다음과 같다.A solar location tracking device and method according to the present invention for realizing the above problems are as follows.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양위치추적 장치는, 태양의 위치 추적이 가능하도록 구동되는 위치추적박스와; 상기 위치추적박스의 일측에 구비되고, 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하게 배치되어 하늘 쪽에서 입사되는 빛을 촬영 또는 감지하는 제1영상 수집장치와; 상기 위치추적박스의 타측에 구비되고, 위치 추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈 중 어느 하나를 통해 입사 되어 결상면에 결상된 빛을 촬영 또는 감지하는 제2영상 수집장치와; 상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 태양위치를 산출하는 태양위치 산출부를 포함한 것을 특징으로 한다.A solar location tracking device according to the present invention for realizing the above object, the location tracking box is driven to enable the location tracking of the sun; A first image collection device provided at one side of the location tracking box and disposed to face the sky including the sun in front and to photograph or detect light incident from the sky; A second image collection device provided at the other side of the location tracking box and configured to photograph or detect light incident on the image forming surface through any one of a fine hole or a condenser lens provided in the location tracking box; And a sun position calculating unit configured to calculate a sun position using the images captured by the first image collecting device and the second image collecting device.
상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에 병렬적으로 나란히 배치되어 구성될 수 있다.The first image collecting device and the second image collecting device may be arranged in parallel to the position tracking box in parallel.
상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에 직렬적으로 배치되되, 제1영상 수집장치가 태양광 입사 방향으로 앞쪽에 배치되고, 제2영상 수집장치가 제1영상 수집장치를 통과한 빛이 입사되도록 뒤쪽에 배치되게 구성되는 것도 가능하다.The first image collecting device and the second image collecting device are arranged in series in the position tracking box, wherein the first image collecting device is disposed in front of the solar incident direction, and the second image collecting device is the first image. It is also possible to be arranged in the rear so that light passing through the collecting device is incident.
상기 제1영상 수집장치는, 상기 위치추적박스 내에 빛이 입사되는 순서로 필터, 집광 렌즈, 이 집광 렌즈를 통과한 빛을 촬영하는 제1수집 카메라를 포함하여 구성될 수 있다.The first image collecting device may include a filter, a condenser lens, and a first collecting camera for capturing light passing through the condenser lens in order of light incident on the location tracking box.
상기 제1영상 수집장치는, 태양광 감지장치로서, 상기 위치추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈를 통해 입사된 빛을 하나 또는 그 이상의 수광센서로 감지할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.The first image collection device may be configured to detect light incident through a fine hole or a condenser lens provided in the location tracking box with one or more light receiving sensors.
상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에 구비되어 태양광이 입사되는 미세 구멍 또는 집광 렌즈와, 상기 위치추적박스의 내측에 구비되어 상기 미세 구멍 또는 집광 렌즈를 통해 입사된 빛이 결상되는 결상면과, 위치추적박스의 내측에 구비되어 상기 결상면에 맺힌 상을 촬영하는 제2수집 카메라를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.The second image collecting device may include a fine hole or a condenser lens in which the sunlight is incident on the location tracking box and an image of light incident through the micro hole or the condenser lens in the interior of the location tracking box. It is also possible to include an imaging surface, and a second collecting camera provided on the inside of the position tracking box to take an image formed on the imaging surface.
상기 결상면에는 태양의 직사광이 도달하는 위치에 태양 위치 추적을 위한 목적 위치를 확인할 수 있도록 기준 마크가 구비되는 것이 바람직하다.The imaging surface is preferably provided with a reference mark so as to identify the target position for tracking the sun at the position where the direct sunlight of the sun reaches.
상기 결상면에는 태양광 입사량을 측정하는 하나 또는 그 이상의 수광센서가 설치되도록 구성하는 것도 가능하다.The imaging surface may be configured to be provided with one or more light receiving sensors for measuring the amount of sunlight incident.
상기 태양위치 산출부는, 제1영상 수집장치 또는 제2영상 수집장치에서 각각 촬영된 영상을 명도의 단계로 구분하고, 명도가 높은 지점을 중심으로 파상형으로 배치되는 명도의 분포 중에 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양위치를 산출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The sun position calculating unit divides each image photographed by the first image collecting device or the second image collecting device into steps of brightness, and forms a circle in a distribution of brightness arranged in a wave shape centered on a high brightness point. It is preferable that the data can be calculated to derive one or more inscribed and circumscribed circles to calculate the position of the sun.
상기 태양위치추적 장치는, 상기 태양위치 산출부의 태양위치 산출 신호에 따라 태양위치를 추적할 수 있도록 위치추적박스를 이동시키는 추적 구동부를 더 포함한 것이 바람직하다.The sun position tracking device, preferably further comprises a tracking drive unit for moving the position tracking box to track the sun position according to the sun position calculation signal of the sun position calculation unit.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양위치추적 장치는, 태양광의 위치 추적이 가능하도록 구동되는 위치추적박스와; 상기 위치추적박스에 구비되고, 위치 추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈 중 어느 하나를 통해 입사되어 결상면에 결상된 빛을 촬영 또는 감지하는 제2영상 수집장치와; 상기 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 태양위치를 산출하는 태양위치 산출부를 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, the solar position tracking device according to the present invention for realizing the above object, the position tracking box is driven to enable the position tracking of sunlight; A second image collection device provided in the location tracking box and configured to photograph or detect light incident through one of the fine holes or the condenser lens provided in the location tracking box and formed on an image forming surface; And a sun position calculating unit configured to calculate a sun position using the image photographed by the second image collecting device.
상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에서 태양광이 입사되는 부분에 설치된 집광 렌즈와, 상기 위치추적박스의 내부에 구비되어 상기 집광 렌즈를 통해 입사된 빛이 결상되는 결상면과, 상기 위치추적박스 내에 설치되어 상기 결상면에 맺힌 상을 촬영하는 제2수집 카메라를 포함하고, 상기 집광 렌즈의 앞쪽 중앙부에는 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하게 배치되어 하늘 쪽에서 입사되는 빛을 촬영 또는 감지하는 제1영상 수집장치가 설치되어 구성될 수 있다.The second image collecting device may include a condensing lens installed at a portion where sunlight is incident from the position tracking box, an imaging surface provided inside the position tracking box to form light incident through the condensing lens, and And a second collecting camera installed in the location tracking box to photograph an image formed on the image forming surface, and the front central portion of the condenser lens is disposed to face the sky including the sun in front and to capture or detect light incident from the sky. The first image collecting device may be installed and configured.
상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에서 태양광이 입사되는 부분에 집광 렌즈가 설치된 경우, 상기 제2수집 카메라는 집광 렌즈의 뒤쪽면에 설치될 수 있다.In the second image collecting apparatus, when the condenser lens is installed at a portion where the sunlight is incident on the position tracking box, the second collecting camera may be installed on the rear surface of the condenser lens.
상기 제2수집 카메라는, 상기 집광 렌즈의 뒤쪽에서 상기 제1영상 수집장치와 반대 방향으로 설치되는 것도 가능하다.The second collecting camera may be installed in a direction opposite to the first image collecting device from the rear of the condenser lens.
상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에서 태양광이 입사되는 상기 미세 구멍을 통과한 빛 중 일부의 빛이 통과하는 제2 구멍이 형성된 필터 플레이트가 포함되어 구성될 수 있다.The second image collecting device may include a filter plate including a second hole through which a portion of light passing through the micro hole through which sunlight is incident in the location tracking box is formed.
상기 제2수집 카메라 및 필터 플레이트는, 상기 미세 구멍을 통해 입사되어 필터 플레이트의 상면에 맺힌 상과, 상기 필터 플레이트의 제2 구멍을 통과하여 결상면에 맺힌 상을 동시에 촬영할 수 있도록 배치될 수 있다. The second collecting camera and the filter plate may be arranged to simultaneously capture an image incident through the micro holes and formed on the upper surface of the filter plate and an image formed on the image forming surface through the second hole of the filter plate. .
또, 상기 제2수집 카메라는 상기 필터 플레이트에 맺힌 상을 촬영하는 카메라와 상기 결상면에 맺힌 상을 촬영하는 카메라가 분리되어 구성될 수 있다.In addition, the second collecting camera may be configured to separate the camera for taking an image formed on the filter plate and the camera for taking an image formed on the image forming surface.
본 발명은, 상기한 바와 같은 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방 법에 있어서, 상기 제1영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 1차로 태양위치를 산출하여 위치추적박스를 이동시키는 제1단계와; 상기 제1단계 후에 상기 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여 위치추적박스를 이동시키는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 한다.The present invention, in the sun position tracking method using the sun position tracking device as described above, the first position to move the position tracking box by first calculating the sun position using the image taken by the first image collection device Steps; And a second step of moving the position tracking box by calculating a second position of the sun using the image photographed by the second image collecting device after the first step.
이때, 상기 제1단계 및 제2단계에서, 태양위치 산출은 제1영상 수집장치 또는 제2영상 수집장치에서 각각 촬영된 영상을 명도의 단계로 구분하고, 명도가 높은 지점을 중심으로 파상형으로 배치되는 명도의 분포 중에 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양위치를 산출하는 것이 바람직하다.At this time, in the first step and the second step, the sun position is calculated by dividing the images respectively taken by the first image collecting device or the second image collecting device in the step of brightness, and in the form of a wave shape around the point of high brightness It is preferable to calculate the sun position by deriving one or more inscribed circles and inscribed circles by calculating data close to the shape of the circle among the distribution of brightness arranged.
상기 제2단계에서, 상기 제2영상 수집장치의 내부로 입사된 직사광이 집광면의 특정 영역에 도달하도록 위치추적박스를 움직여서 태양위치를 추적하는 것이 바람직하다.In the second step, it is preferable to track the position of the sun by moving the position tracking box so that the direct light incident into the second image collecting device reaches a specific region of the light collecting surface.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방법에 있어서, 상기 제1영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 1차로 태양위치를 산출하고, 상기 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여, 1차 및 2차로 산출된 태양위치 산출 데이터를 비교하여 태양위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the sun position tracking method using the sun position tracking device as described above, by using the image taken by the first image collecting device to calculate the sun position primarily, the second image collecting device The position of the sun is secondarily calculated using the image photographed at, and the sun position is calculated by comparing the sun position calculation data calculated first and second.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방법에 있어서, 상기 제2영상 수집장치의 집광면에 맺힌 영상을 획득하여, RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까 운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원 또는 외접원을 도출하여 직사광의 위치를 찾아서 태양 위치를 산출하고, 직사광이 집광면의 특정 영역에 도달하도록 위치추적박스를 움직여서 태양위치를 추적하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the solar position tracking method using the solar position tracking device as described above, by acquiring the image formed on the condensing surface of the second image collecting device, the brightness in RGB or gray scale is classified step by step Calculates the sun's position by finding one or more inscribed or circumscribed circles, finds the location of the direct light, and moves the location tracking box so that the direct light reaches a specific area of the condensing surface. It is characterized by tracking the sun position.
본 발명은, 태양 빛을 모으는 렌즈 또는 반사판을 포함하는 집광장치; 수광 위치를 조절하기 위해 정확하게 태양의 위치를 추적하는 추적장치; 렌즈 또는 반사판을 이용해 집광된 태양광의 영상을 수집하는 수집장치; 수집장치의 태양광을 모으는 집광면에 입사된 태양광에서 영상을 획득하여 RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양의 위치를 찾고, 태양의 위치를 집광면에 정해진 영역 이동하도록 구동장치를 제어하는 구성으로 이루어질 수 있다.The present invention, a light collecting device including a lens or a reflector for collecting sunlight; A tracking device that accurately tracks the position of the sun to adjust the light receiving position; Collecting apparatus for collecting the image of the collected sunlight using a lens or a reflector; Image is taken from the sunlight incident on the light collecting surface of the collector, and the brightness in RGB or gray scale is classified step by step, the distribution of which produces data close to the shape of a circle, and one or more inscribed and circumscribed sources. Deriving the position of the sun can be found, and the position of the sun may be configured to control the driving device to move a predetermined region on the light collecting surface.
본 발명은, 다수의 영상 수집장치를 이용한 것으로서, 제1영상 수집장치는 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하고, 제1영상 수집장치와 근접하게 태양광이 통과하여 역상이 맺히는 바늘구멍(미세 구멍) 또는 충분히 작은 창을 설치하고, 이를 통해 입사된 태양광의 영상을 촬영하는 제2영상 수집장치를 제1영상 수집장치와 반대방향으로 설치하는 구조를 하나 이상 포함하고, 미세 구멍으로 입사된 영상을 명도의 단계로 구분하고, 명도가 높은 지점을 중심으로 파상형으로 배치되는 명도의 분포 중에 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하는 구성으로 이루어질 수 있다.According to the present invention, a plurality of image capturing apparatuses are used, wherein the first image capturing apparatus faces the sky including the sun in front, and the needle holes (fine holes) are formed in reverse phase by passing sunlight in close proximity to the first image capturing apparatus. Or at least one structure that installs a sufficiently small window and installs a second image collecting device that photographs the incident solar light in a direction opposite to that of the first image collecting device. The light source may be divided into steps of brightness and may be configured to derive one or more inscribed and circumscribed circles by calculating data close to the shape of a circle among distributions of brightness arranged in a wave shape around a point having high brightness.
상기에서, 미세 구멍 또는 창은 조리개 구조로 빛의 양을 조절하여 이미지 확인이 가능하도록 제어 가능한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.In the above, the fine hole or window is preferably made of a controllable structure so that the image can be confirmed by adjusting the amount of light in the aperture structure.
또한, 본 발명은 영상의 픽셀들의 명도 또는 조도를 산출하여, 날씨, 구름의 이동 방향, 태양 추적의 신뢰성 등을 분석하도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the present invention is preferably configured to calculate the brightness or illuminance of the pixels of the image, to analyze the weather, the direction of movement of clouds, the reliability of sun tracking and the like.
또한, 본 발명은, 빛의 명도에 따른 분포를 구분하여, 같은 명도의 집단을 수학적 크기로 표시하는 방법을 이용하여 산출하고, 그 중점을 산출하도록 구성될 수 있다.In addition, the present invention may be configured to classify the distribution according to the brightness of light, calculate using a method of displaying a group of the same brightness in a mathematical size, and calculate the midpoint thereof.
다음, 본 발명은, 영상을 수집하여 명도 분포를 분석하여 태양의 중점을 정밀하게 추적하는 것으로서, 제1영상 수집장치는 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하고, 제1영상 수집장치의 일측에 태양광이 통과하고 역상이 맺히는 미세구멍 또는 충분히 작은 창을 설치하고, 제2영상 수집장치를 제1영상 수집장치와 반대방향으로 등지고 설치하여 미세구멍 등으로 들어오는 태양의 직사광이 도달하는 위치에 특정 표시를 하여 목적하는 위치를 정하고, 위치의 차를 구동장치로 전송 원하는 위치로 태양의 직사광을 이동시키는 방식으로 구성되는 것도 가능하다.Next, the present invention collects an image and analyzes the brightness distribution to precisely track the center of the sun. The first image collecting device faces the sky including the sun in front and the sun on one side of the first image collecting device. A microhole or a sufficiently small window through which light passes and a reversed phase is installed, and a second image collecting device is installed against the first image collecting device in a direction opposite to that of the first image collecting device so that a specific mark is displayed at a position where the direct sunlight of the sun, which enters the microhole, reaches. It is also possible to be configured in such a way to determine the desired position, and to move the direct sunlight of the sun to the desired position to transmit the difference in position to the drive device.
본 발명은, 수집된 각 영상에 발생하는 태양의 영상 크기보다 작지만 명도의 단계를 구분하는 과정에서 태양과 동일하게 구분되는 산란 또는 구름, 간섭물 등에 의해 발생하는 영상을 크기를 측정하여 일정 크기 이하는 삭제하는 기술을 적용하는 것도 가능하다.The present invention is smaller than the image size of the sun generated in each image collected, but the size of the image generated by the scattering or clouds, interferences, etc. that are separated in the same way as the sun in the process of dividing the stage of brightness or less by a certain size It is also possible to apply a technique to delete.
본 발명은, 태양의 위치를 계산 수식에 의해 또는 프로그램으로 추적하는 공지의 태양추적장치에서, 추적의 정밀도를 높이기 위해, 계산 수식에 의해 찾아진 태양의 위치 데이터의 정확도를 확인하고, 동작 중인 추적장치의 운전상황을 확인 하는 방법으로, 위치 데이터와 신뢰도가 높은 영상에서 얻어진 태양의 중심을 일치 시키고, 영상의 움직임을 계산수식 데이터와 비교하여 추적의 정밀도 및 신뢰도를 산출하는 방식으로 태양위치 추적 검증방법을 구현할 수 있다.The present invention, in the known solar tracking device that tracks the position of the sun by a calculation formula or programmatically, in order to increase the accuracy of the tracking, to check the accuracy of the position data of the sun found by the calculation formula, the tracking operation Verification of the tracking of the solar position by matching the center of the sun obtained from the highly reliable image with the position data and comparing the motion of the image with the calculated equation data to calculate the precision and reliability of the tracking. The method can be implemented.
또한, 본 발명은, 태양위치추적 방법에 있어서, 긴 타원 또는 긴 방사상을 그리며 중심에서 멀어질수록 명도차가 크게 발생하는 경우, 명도의 변화를 방향성으로 집광 장치의 설치 오차 또는 추적 장치의 오동작을 확인하는 태양위치 추적장치를 이용하여 벗어난 정도를 확인하는 태양위치 추적 검증 방법을 실현할 수 있다.In addition, the present invention, in the method for tracking the position of the sun, in the case of a large ellipse or a long radial and the difference in brightness occurs as the distance away from the center, the change in brightness is directed to confirm the installation error of the light collecting device or malfunction of the tracking device The solar position tracking device can be used to realize the solar position tracking verification method to check the deviation.
본 발명은, 렌즈를 포함하는 박스형태의 태양광 집광장치; 영상을 수집하는 수집장치를, 렌즈의 중앙에, 제1영상 수집장치를 렌즈의 외측으로 향하게 배치하고, 제 2 영상 수집장치는 렌즈의 내측으로 향하도록 설치하여 태양을 등지고 집광면을 향하도록 배치하고; 영상 수집장치 둘레의 렌즈를 통해 집광된 태양광의 영상을 에서 모아진 빛의 영상을 획득하여 RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양의 위치를 찾고, 그 위치를 목표로 하는 영역으로 이동하도록 구동장치를 제어하는 태양위치추적 방법을 실현할 수 있다.The present invention, a box-shaped solar light collecting device including a lens; A collecting device for collecting images is disposed at the center of the lens, with the first image collecting device facing outward of the lens, and the second image collecting device facing toward the inner side of the lens so as to face the sun and the light collecting surface. and; The image of the light collected through the lens around the image acquisition device is obtained from the light collected from the step by step to distinguish the brightness in RGB or gray scale step by step, the distribution of the data close to the shape of the circle to calculate the one or more A solar position tracking method can be realized by deriving an inscribed circle and an circumscribed circle to find the position of the sun and to control the driving device to move to the target area.
본 발명은, 렌즈를 포함하는 박스형태의 태양광 집광장치; 영상을 수집하는 수집장치를, 렌즈의 중앙에, 제1영상 수집장치를 렌즈의 외측으로 향하게 배치하고, 제2영상 수집장치는 렌즈의 내측으로 향하도록 설치하여 태양을 등지고 집광면을 향하도록 배치하고; 영상 수집장치 둘레의 렌즈를 통해 집광면에 모아진 빛의 변화나 이동을 감지하도록 구성될 수도 있다.The present invention, a box-shaped solar light collecting device including a lens; A collecting device for collecting images is disposed at the center of the lens, with the first image collecting device facing outward of the lens, and the second image collecting device facing toward the inner side of the lens to face the light collecting surface. and; The lens may be configured to detect a change or movement of light collected on a light collecting surface through a lens around the image collecting device.
본 발명은 렌즈의 안쪽에 거울 또는 반사판을 설치하여, 집광되는 빛의 방향을 변경하여, 맺히는 상의 위치를 변경함으로서 집광면과 렌즈의 거리를 줄여 크기를 줄이는 형태로 태양위치를 추적하도록 구성하는 것도 가능하다.The present invention is configured to track the position of the sun in the form of reducing the size by reducing the distance between the light collecting surface and the lens by changing the position of the condensing image by changing the direction of the light collected by installing a mirror or a reflecting plate inside the lens. It is possible.
본 발명은, 반사판을 이용하는 태양광 추적장치; 집광 면을 마주보는 반사판의 중앙에 영상 수집장치를 설치하고 영상처리를 통해 집광면에 지정된 영역으로 반사된 태양광을 이동시키도록 구동장치를 제어하도록 구성될 수 있다.The present invention, the solar tracking device using a reflector; The image collecting device may be installed at the center of the reflecting plate facing the condensing surface, and may be configured to control the driving device to move the reflected sunlight to a designated area on the condensing surface through image processing.
본 발명은, 집광 면을 마주보는 반사판의 중앙에 영상 수집장치를 설치하고 집광면에 지정된 영역으로 반사된 태양광의 영상을 명도의 단계로 구분하고, 명도가 높은 지점을 중심으로 파상형으로 배치되는 명도의 분포 중에 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하도록 구성될 수 있다.According to the present invention, an image collecting device is installed in the center of a reflecting plate facing the condensing surface, and the image of the sunlight reflected to a designated area on the condensing surface is divided into a step of brightness, and is arranged in a wave shape around the point of high brightness. It may be configured to derive one or more inscribed and circumscribed circles by calculating data close to the shape of the circle among the distribution of brightness.
본 발명은, 영상 수집장치의 위치를 렌즈의 안쪽에 한정하지 않고 일측에 설치되는 형태의 태양위치 추적 방법을 구현할 수 있다.The present invention can implement a sun position tracking method of the type installed on one side without limiting the position of the image collecting device to the inside of the lens.
본 발명은, 집광면에 도달한 빛의 이동을 집광면의 목표 영역 내에 설치된 한 개 이상의 태양전지 셀 또는 광센서로 사용하는 구성으로 이루어질 수도 있다.The present invention may be configured in such a way that the movement of light reaching the light collecting surface is used as one or more solar cells or light sensors installed in the target region of the light collecting surface.
본 발명은, 한 개의 추적장치에 다수의 집광장치가 연결되어 집단으로 이동하는 경우, 발생되는 처짐이나 장치의 설치 오차 등을 미세 조정하기 위한 방법으로, 집광면에 위치한 목적물을 사방으로 이동시켜 그 이동거리를 환산하여 소형 구동장치를 동작시키는 방식의 태양위치 추적장치의 미세 조절방법을 구현하는 것도 가능하다.The present invention is a method for fine-tuning the deflection or installation error of the device generated when a plurality of concentrators are connected to one tracking device to move in a group, by moving the object located on the condensing surface in all directions It is also possible to implement a fine adjustment method of the solar position tracking device of operating a compact drive device in terms of the moving distance.
본 발명은, 집광면에 위치한 목적물을 태양열에 의해 파손되지 않도록 일측 이상에 온도상승을 지연 또는 방지하는 방열판 장치를 배치하는 태양위치 추적장치를 구성할 수 있다.The present invention can constitute a solar position tracking device for disposing a heat sink device for delaying or preventing the temperature rise on one or more sides so that the object located on the light collecting surface is not damaged by solar heat.
본 발명은, 일 측에 설치된 태양위치 추적장치에 다수개의 집광장치를 병렬로 고정하여 동시에 이동하도록 하는 태양위치 추적장치를 구성할 수 있다.The present invention, it is possible to configure a solar position tracking device to move in parallel by fixing a plurality of light collecting devices in parallel to the solar position tracking device installed on one side.
본 발명은, 집광 장치에 의해 얻어진 데이터를 통신을 통해 다수개의 집광장치 동작시키는 병렬제어 방식의 태양위치 추적장치를 구성할 수 있다.The present invention can constitute a solar position tracking device of a parallel control method that operates a plurality of light collecting devices through data obtained by the light collecting device through communication.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.
본 발명에 따른 태양위치추적 장치 및 방법은, 제1영상 수집장치와 함께 제2영상 수집장치를 함께 이용하여, 태양위치를 추적할 수 있도록 구성되기 때문에 태양위치 추적의 정확성 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.The solar location tracking device and method according to the present invention can increase the accuracy and reliability of the solar location tracking because it is configured to track the sun location by using the second image collection device together with the first image collection device. Will have an effect.
또한, 본 발명은, 일정 지점에 결상된 태양광을 영상을 수집하는 제2영상 수 집장치를 단독으로 사용하여, 태양위치 추적장치의 구조를 간단히 함과 아울러, 정확성 및 신뢰성도 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.In addition, the present invention, by using a second image collecting device that collects the image of the sunlight imaged at a certain point alone, it is possible to simplify the structure of the solar position tracking device, and also to increase accuracy and reliability. Will have
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제1실시예의 개략도로서, 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치가 함께 구성된 실시예의 도면들이다.1 is a schematic view of a first embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention, the first image collection device and the second image collection device is a diagram of an embodiment configured together.
이들 도면에 예시된 본 발명에 따른 태양위치추적 장치는, 천구의 영상을 수집하여 명도 분포를 분석하여 태양의 중점을 정밀하게 추적할 수 있도록 구성되는데, 위치추적박스(10)에 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)가 병렬로 배치되어 구성될 수 있다. The sun position tracking device according to the present invention illustrated in these figures is configured to accurately track the center of the sun by collecting the image of the celestial sphere and analyzing the brightness distribution, the first image collecting device in the
이때 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)는 반드시 하나의 위치추적박스(10)에 모두 구성될 필요는 없고, 필요에 따라서는 분리되어 구성되는 것도 가능하다. 다만, 보다 정확한 태양 추적을 위해 하나의 추적 구동장치에 의해 동시에 움직일 수 있도록 일체형으로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the first
제1영상 수집장치(20)는, 태양광이 입사되는 방향으로 필터(21), 집광 렌즈(23), 제1수집 카메라(24) 순으로 배치된다.The first
필터(21)는, 집광 렌즈(23)를 보호하기 위해 제1영상 수집장치(20)의 가장 바깥쪽에 설치된다. 이때, 제2영상 수집장치(30)가 함께 구성되므로, 종래보다 상 대적으로 두꺼운 필터(21)를 사용할 수 있고, 이에 따라 필터(21)의 사용수명을 길게 할 수 있다. 또한, 필터(21)의 앞쪽에 조리개(미도시) 등을 설치하여, 제1영상 수집장치(20)를 이용할 때, 예를 들면 1차로 태양 위치를 추적할 때만 개방되도록 구성하는 것도 가능하다.The
집광 렌즈(23)는 태양 빛을 제1수집 카메라(24)에 모아주는 기능을 하는 것으로, 평판형 구조를 갖는 프레넬 렌즈 등이 이용될 수도 있다. 또한, 태양 빛을 수집하기 위해 집광 렌즈(23) 전후 위치에 반사판이 구비될 수도 있다. The
한편, 실시 조건에 따라서는 상기 필터(21)가 설치되는 부분인 태양광 입사홀의 크기를 매우 작게 구성하는 등 크기를 변화시킬 수 있도록 구성하는 경우에 집광 렌즈(23)는 생략하여 구성하는 것도 가능하다.On the other hand, the condensing
제1수집 카메라(24)는 집광면에 입사된 광을 영상으로 수집하여 제어부 등에 출력할 수 있도록 구성된다.The
이와 같이 구성된 제1영상 수집장치(20)를 통해서, 제1수집 카메라(24)의 집광면에 입사된 태양광에서 영상을 획득하여 RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양의 정확한 위치를 찾아낼 수 있도록 구성된다. 이러한 태양 위치산출 방법은 본 출원인의 특허 0732397호에 자세히 개시되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.Through the first
제2영상 수집장치(30)는, 제1영상 수집장치(20)의 제1수집 카메라(24)가 태양 방향 즉, 하늘을 향하게 배치된 것과 달리, 제2수집 카메라(35)가 제1영상 수집 장치(20)와 근접한 위치에서 제1수집 카메라(24)와 반대 방향으로 설치되어 제1영상 수집장치(20)에 의해 추정된 태양 위치 추적 오차를 보정하거나, 태양 위치를 보다 정밀하게 추적하기 위해 구성된다.In the second
이러한, 제2영상 수집장치(30)는, 위치추적박스(10)에 형성된 미세 구멍(31)과, 이 구멍(31)을 통해 입사된 빛이 결상되는 결상면(33)과, 상기 결상면(33)에서 반사된 빛을 수광하여 영상을 획득하는 제2수집 카메라(35)로 이루어진다.The second
여기서, 미세 구멍(31)은, 집광면에 역상이 맺히도록 하는 바늘 구멍 또는 충분히 작은 창으로 구성될 수 있다. 이때, 미세 구멍(31)은 조리개 구조로 빛의 양을 조절하면서 이미지 확인이 가능하도록 제어할 수 있게 구성될 수 있다.Here, the
제2영상 수집장치(30)를 구성하는 위치추적박스(10) 내부에서, 결상면(33)의 앞쪽 빛 유입 경로에 반사판을 설치하는 경우에, 미세 구멍(31)을 통해 입사되는 빛의 방향을 변경하여, 최종 맺히는 상의 위치를 변경함으로서 미세 구멍(31)에서 결상면(33)까지의 전체적인 길이를 줄여서 위치추적박스(10)의 전체 크기를 축소할 수 있다.Inside the
특히, 결상면(33)에는 상기 미세 구멍(31)을 통해 입사되는 태양의 직사광이 도달하는 위치에 기준 마크(M) 등 특정 표시를 하여, 태양 위치 추적을 위한 목적 위치를 정하고, 결상면(33)에서 실제 태양의 직사광이 도달하는 위치와 특정 표시부 사이의 차이를 상기 제2수집 카메라(35)의 영상 획득 작업을 통해 산출하여, 태양의 직사광이 도달하는 위치가 기준 마크(M)에 일치되도록 위치추적박스(10)를 (회전)이동시켜서 태양위치를 추적하도록 구성할 수 있다. 통상 기준 마크(M)는 미 세 구멍(31)으로부터 결상면(33)에 수직으로 일치하는 위치에 존재하는 것이 바람직하다.Particularly, the
이러한 특정 표시부는 제2수집 카메라(35)에서 인식할 수 있는 기준 마크(M)이면 가능하나, 필요에 따라서는 기준 마크(M) 대신에 특정 표시 영역 내에 태양전지 셀 또는 광센서를 설치하여 구성하는 것도 가능하다. 이러한 기준 마크(M), 태양전지 셀, 광센서는 특정 표시 영역 또는 목표 영역 내에 하나 이상 복수 개를 구성하여 설치하는 것도 가능하다.The specific display unit may be a reference mark M that can be recognized by the
제2영상 수집장치(30)도 제1영상 수집장치(20)와 동일한 방법으로 바늘 구멍으로 입사된 영상을 명도의 단계로 구분하고, 명도가 높은 지점을 중심으로 파상형으로 배치되는 명도의 분포 중에 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하는 방식으로 태양의 위치를 추적한다.The second
이러한 제2영상 수집장치(30)는, 미세 구멍(31)을 통해 입사된 빛이 긴 타원 또는 긴 방사상을 그리며 중심에서 멀어져서 명도차가 크게 발생하는 경우, 이러한 명도 차이를 이용하여, 수집장치의 설치 오차 또는 추적장치의 오동작 등을 확인할 수도 있다.The second
상기와 같은 본 발명의 태양위치추적 장치는, 제1영상 수집장치(20) 및 제2영상 수집장치(30)를 이용하여 태양의 위치를 추적할 때, 정확한 수광 위치 즉, 태양광이 집광면 또는 반사면에 직교되게 입사하는 위치 등을 조절할 수 있도록 위치추적박스(10) 전체를 이동시키는 추적장치도 함께 구성된다. 물론 이 추적장치를 구동하기 위한 추적 구동장치 및 이를 제어하는 제어장치도 함께 구성된다.The solar position tracking device of the present invention as described above, when tracking the position of the sun by using the first
위치추적박스(10)를 포함한 추적장치, 이를 구동하는 구동 장치 및 제어장치는 태양의 방위각 변화 및 고도 변화에 따라 태양의 위치를 추적할 수 있는 공지의 추적장치 등을 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 본 출원인이 특허출원하여 특허 받은, 특허0814343호, 특허0814345호, 특허0905729호 또는, 공개 특허 10-2009-0121158호, 10-2008 -0077937호, 10-2008-00311호 등에 개시된 추적장치에 상기한 위치추적박스(10)가 탑재되는 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 위치추적박스(10)가 상기 등록특허 또는 공개특허에 개시된 태양전지패널 또는 이와 유사한 구조물에 탑재되거나, 일체로 설치되어 구성될 수 있는 것이다. 물론, 태양전지패널 등의 구조물 대신에 위치추적박스(10)만 설치되어 추적 구동할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.The tracking device including the
상기와 같은 본 발명의 실시예에서, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)를 통해 획득된 영상의 픽셀들의 명도 또는 조도를 산출하여 날씨, 구름의 이동 방향 등을 분석하여 태양위치 추적의 신뢰성을 높일 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 빛의 명도에 따른 분포를 구분하여, 같은 명도의 집단을 수학적 크기로 표시하는 방법을 이용하여 산출하고, 그 중점(태양의 중심)을 산출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 수집된 각 영상에 발생하는 태양의 영상 크기보다 작지만 명도의 단계를 구분하는 과정에서 태양과 동일하게 구분되는 산란 또는 구름, 간섭 장애물 등에 의해 발생하는 영상을 크기를 측정하여 일정크기 이 하는 삭제하여 태양의 위치를 산출하는 것이 바람직하다.In the embodiment of the present invention as described above, by analyzing the brightness or illuminance of the pixels of the image obtained through the first
한편, 상기한 본 발명의 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방법은, 계절과 시간에 따라 태양의 위치를 계산하는 수식 또는 이를 이용한 프로그램 등 공지의 태양추적 계산프로그램 등도 함께 이용하는 것이 가능한 바, 계산 수식에 의해 찾아진 태양 위치 데이터의 정확도를 확인하고, 동작 중인 본 발명의 추적장치의 운전상황을 확인하는 방법으로, 수식에 의한 위치 데이터와 상기한 태양위치추적 장치를 통해 확보된 영상에서 얻어진 태양의 중심을 일치시키고, 영상의 움직임을 계산 수식 데이터와 비교하여 태양위치를 최종 추출함으로써 태양의 위치 추적의 정밀도 및 신뢰도를 높이는 것도 가능하다.On the other hand, the solar position tracking method using the solar position tracking device of the present invention, it is possible to use a known solar tracking calculation program, such as a formula for calculating the position of the sun according to the season and time, or a program using the same, bar calculation A method for confirming the accuracy of the solar position data found by the formula and confirming the operation status of the tracking device of the present invention in operation, the sun obtained from the position data by the formula and the image obtained through the above-described solar position tracking device It is also possible to increase the accuracy and reliability of tracking the position of the sun by matching the centers of the images and finally extracting the position of the sun by comparing the motion of the image with the calculated equation data.
이하, 본 발명의 다른 여러 실시예들을 설명함에 있어서 전술한 제1실시예의 구성과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.Hereinafter, in describing other embodiments of the present invention, the same reference numerals are given to the same or similar components as those of the above-described first embodiment, and repeated description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제2실시예의 개략도로서, 전술한 본 발명의 제1실시예의 구성과 전체적으로 유사하나, 결상면(33) 쪽에 수광 센서(37)들이 추가로 설치된다.FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention, which is generally similar to the configuration of the first embodiment of the present invention described above, but further includes
여기서 수광 센서(37)는 미세 구멍(31)을 통해 입사된 빛이 결상면(33)에 도달하는 양 즉, 수광량을 측정하여, 태양의 위치를 추적할 수 있도록 구성된다. 즉, 각각의 위치에서 각 수광 센서(37)에서 발생된 신호의 크기에 따라 태양의 직사광 도달 여부를 판단할 수 있도록 구성되는 것이다.The
이와 동시에 제2수집 카메라(35)를 통해 결상면(33)에 형성된 영상을 촬영하여 태양의 위치를 추적하는데 이용할 수 있다.At the same time, an image formed on the
따라서, 수광 센서(37)들에 의한 수광량 측정함과 아울러, 제2수집 카메라(35)를 통해 영상을 촬영하여 명도 구분에 따른 태양 위치를 산출함으로써 보다 정확한 태양 위치 추적이 가능하도록 구성되는 것이다. 물론, 상기한 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30) 통해 각각 산출된 태양의 위치 데이터를 통합하여 추출함으로써, 보다 정확한 태양위치추적이 가능해진다.Therefore, by measuring the amount of light received by the
도 3은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제3실시예의 개략도로서, 전술한 제2실시예에서, 제2수집 카메라가 생략된 구조를 보여준다.3 is a schematic diagram of a third embodiment in which the solar position tracking device according to the present invention is shown. In the above-described second embodiment, the second collecting camera is omitted.
즉, 제2수집 카메라(35)를 삭제한 상태에서, 미세 구멍(31)을 통해 입사된 광을 다수의 수광 센서(37)로 측정하여 태양 위치를 산출하여 추적하는 구조로 이루어진다. 이때에는 결상면 대신에 센서판(33')이 설치된다.That is, in the state where the
본 실시예에서도, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30) 통해 각각 산출된 태양의 위치 데이터를 통합하여 추출함으로써, 보다 정확한 태양위치추적이 가능해진다.Also in this embodiment, by integrating and extracting the position data of the sun respectively calculated by the first
도 4는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제4실시예의 개략도로 서, 제2영상 수집장치(30)는 전술한 제1실시예의 구성과 동일하지만, 제1영상 수집장치(20)가 제1실시예와 다르게 구성된다.4 is a schematic view of a fourth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention. The second
본 실시예에서의 제1영상 수집장치(20)는, 전술한 제1영상 수집장치들과 달리 태양광 감지장치인바, 실시예 설명의 편의상 제1영상 수집장치로 통합하여 기술한다.Unlike the first image collection apparatus described above, the first
태양광 감지장치로 이루어진 제1영상 수집장치(20)는, 미세 구멍(25)과 이 미세 구멍(25)을 통해 입사된 빛을 측정하는 수광센서(26)로 구성되는 것이 바람직하다.The first
이때 수광센서(26)는 하나 또는 그 이상의 다수개가 설치되어, 수광량에 따라 태양 위치를 산출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that one or more of the
또한, 미세 구멍(25)이 형성된 부분에 미세 구멍 대신에 집광 렌즈를 설치하여 구성하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to provide a condensing lens in place of the fine holes in the portion where the fine holes 25 are formed.
이러한 본 발명의 제4실시예에서도 태양광 감지장치로 이루어진 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30) 통해 각각 산출된 태양의 위치 데이터를 통합하여 추출함으로써, 보다 정확한 태양위치추적이 가능해진다.In the fourth exemplary embodiment of the present invention, the sun position data, which is calculated by integrating and extracting the position data of the sun, respectively, which is calculated by the first
전술한 제1실시예 내지 제4실시예에서는, 복수의 영상 수집장치가 구비된 실시예의 구성을 설명하였다. 이하 설명될 제5실시예 및 제6실시예에서는 단수의 영상 수집장치가 구비된 구성을 중심으로 설명한다.In the above-described first to fourth embodiments, the configuration of the embodiment provided with a plurality of image acquisition apparatuses has been described. In the fifth and sixth embodiments to be described below, the configuration will be described based on the configuration of a single image collection device.
도 5는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제5실시예의 개략도로서, 전술한 제2실시예에서의 제2영상 수집장치(30)가 단독으로 구성된 실시예이다.FIG. 5 is a schematic diagram of a fifth embodiment in which the solar position tracking device according to the present invention is shown, in which the second
즉, 위치추적박스(10)에 미세 구멍(31)이 형성되고, 그 내부에 결상면(33)이 구비되며, 위치추적박스(10)의 내부 상부 위치에 영상 수집부인 수집 카메라(35)가 위치된다.That is, the
또한, 상기 결상면(33)에는 하나 또는 그 이상의 수광센서(37)들이 설치될 수 있다. 물론, 수광센서(37)를 생략하고, 기준 마크(M) 또는 태양전지 셀을 구성하는 것도 가능하다.In addition, one or more
이러한 본 실시예에서도 수광 위치를 조절하기 위해 정확하게 태양의 위치를 추적하는 추적장치, 이를 구동하는 구동장치 및 제어장치 등이 구성된다.In this embodiment, a tracking device for accurately tracking the position of the sun, a driving device and a control device for driving the light, etc. are configured to adjust the light receiving position.
따라서, 수집 카메라(35)를 통해 획득된 영상의 RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양의 위치를 찾는다. 이를 바탕으로 태양위치추적 장치를 움직이고, 동시에 태양전지패널의 위치도 태양광 수광 효율이 가능 높은 위치로 회전시키도록 제어한다.Therefore, the brightness of the image obtained through the
물론, 이와 같이 단독의 영상수집장치를 이용하여 태양위치를 추적하는 경우에 계절과 시간에 따라 태양의 위치를 계산하는 수식 또는 이를 이용한 프로그램을 함께 이용하여 태양위치를 추적하는 것이 바람직하다.Of course, in the case of tracking the position of the sun by using a single image collecting device as described above, it is preferable to track the position of the sun using a formula that calculates the position of the sun according to season and time or a program using the same.
계절과 시간에 따라 태양의 위치를 계산하는 수식 또는 이를 이용한 프로그램은 널리 공지되어 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Since the formula for calculating the position of the sun according to the season and time or a program using the same is well known, a detailed description thereof will be omitted.
도 6은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제6실시예의 개략도로서, 위치추적박스(10)에 집광 렌즈(32)가 설치된 실시예의 구성을 보여준다.6 is a schematic view of a sixth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention, and shows a configuration of an embodiment in which a
즉, 태양 빛을 집광시키는 집광 렌즈(32)가 구비되고, 내부의 결상면(33)에서 맺힌 영상을 촬영하는 수집 카메라(35)가 구성된다.That is, a
전술한 제5실시예에서, 미세 구멍(31)을 집광 렌즈(32)로 교체한 것을 제외하고는 제5실시예의 구성과 동일하게 구성될 수 있으므로, 반복 설명은 생략한다.In the above-described fifth embodiment, since it can be configured in the same manner as the configuration of the fifth embodiment except that the
특히, 본 실시예에서는 집광 렌즈(32)를 이용하므로, 집광 렌즈(32) 초점 부분에 태양전지 셀을 바로 설치하여, 태양광 에너지를 이용할 수 있도록 구성될 수도 있다.In particular, since the
도 7은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제7실시예의 개략도로서, 대형 집광 렌즈(32A)를 이용하여 태양위치를 추적할 경우의 실시예의 구성을 보여준다.FIG. 7 is a schematic diagram of a seventh embodiment in which the solar position tracking device according to the present invention is shown, and shows the configuration of an embodiment in the case of tracking the sun position using the
여기서 대형 집광 렌즈(32A)는 일반적인 카메라 렌즈 보다는 큰 대략 직경이 20cm에서 1m 이상의 크기를 갖는 렌즈로 구성될 수 있다. 물론 20cm 이하의 렌즈도 가능하다.Here, the
이러한 대형 집광 렌즈(32A)가 위치추적박스(10)에 설치되고, 대형 집광 렌즈(23)의 외측과 내측에 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)가 각각 설치된다.The
즉, 집광 렌즈(32A)의 외측면 중앙에는, 천구의 영상을 바로 촬영하여 태양의 위치를 추적하는 제1영상 수집장치(20)의 제1수집 카메라(24)가 설치된다.That is, the
그리고 제2영상 수집장치(30)는, 위치추적박스(10)의 내부에서 집광 렌즈(32A)의 집광면에 설치된 결상면(33)과, 이 결상면(33)에 형성된 영상을 촬영하는 제2수집 카메라(35)로 이루어진다. 이때 제2수집 카메라(35)는 집광 렌즈(23)의 안쪽 중앙부 배치된다. 이때, 상기 제1영상 수집장치(20)와 제2수집 카메라(35)를 구성하는 카메라는 태양광 입사에 지장을 주지 않도록 최대한 소형의 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the second
또한, 상기 결상면(33)의 집광 렌즈(32A)의 초점 부분에는 기준 마크(M) 또는 광센서, 태양전지 셀 등을 설치하여 구성할 수 있다.In addition, the focal portion of the
특히, 제2수집 카메라(35)는 상기 결상면(33)에 모아진 빛의 변화나 상태를 감지하여 태양위치를 추적하게 되는데, 초점이 길어지거나 기준 마크(M)와 다른 부분에 위치하게 되면, 태양이 연직방향에 위치되지 않은 것으로 판단하여 위치를 보정하고, 초점과 기준 마크(M) 부분이 일치하게 되면, 태양이 연직 방향에 있는 것으로 판단하여 태양위치를 추적한다. In particular, the
한편, 상기한 본 실시예에서 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)가 모두 구비된 구성을 중심으로 설명하였으나, 실시 조건에 따라서는 집광 렌즈(32A)의 중앙부 뒷면에 제2영상 수집장치(30)만 구성하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above-described exemplary embodiment, the first and second
도 8은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제8실시예의 개략도로 서, 전술한 제7실시예의 구성에서, 제2수집 카메라(35)의 위치를 집광 렌즈(32A)의 중앙부가 아닌 집광 영역의 외측에 태양을 등지고 설치된 상태의 실시예를 보여준다. 이외의 구성은 전술한 제7실시예의 구성과 동일하므로, 반복 설명은 생략한다.8 is a schematic view of an eighth embodiment in which the solar position tracking device according to the present invention is shown. In the configuration of the seventh embodiment described above, the position of the
도 9는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제9실시예의 개략도로서, 전술한 제5실시예의 구성에, 필터 플레이트(38)가 구비된 구성을 보여준다.9 is a schematic diagram of a ninth embodiment in which the solar position tracking device according to the present invention is shown, and shows a configuration in which the
즉, 위치추적박스(10)의 중간 부분에 수평 방향으로 필터 플레이트(38)를 설치하고, 상부에 위치된 미세 구멍(31)(또는 제1 구멍)과 연직되는 하측에 빛의 회절을 위한 제2 구멍(39)을 형성하여, 제2수집 카메라(35)를 통해 필터 플레이트(38)의 상부에 맺히는 상과 필터 플레이트(38)의 제2 구멍(39)을 통과하여 결상면(33)에 맺히는 상을 촬영하여 태양 위치를 추적할 수 있도록 구성된다. That is, the
이때, 상기 필터 플레이트(38)는 상기 제2수집 카메라(35)로 필터 플레이트(38)의 제2 구멍(39)을 통과한 직사광이 결상면(33)에 맺히는 상을 촬영하는데 장애를 형성하지 않을 정도의 길이로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 필터 플레이트(38)는 도 9에서와 같이 위치추적박스(10)의 우측에서 좌측으로 일정 길이까지만 위치되어 좌측 공간은 제2수집 카메라가 결상면(33) 촬영이 가능하도록 구성된다.At this time, the
또한, 상기 필터 플레이트(38)와 결상면(33) 사이의 거리는 제2 구멍(39)을 통과한 빛이 결상면(33)에 맺힐 때 너무 확장되지 않을 정도로 가까운 거리로 설정하는 것이 바람직하다.In addition, the distance between the
이와 같이 제2 구멍(39)이 형성된 필터 플레이트(38)를 설치하게 되면, 상부 의 미세 구멍(31)을 통과한 빛이 필터 플레이트(38)의 상부면에 1차로 맺히게 되는데, 이때 태양광이 제1 구멍 즉, 미세 구멍(31)을 통과하면서 어느 정도 회절한 상태에서 필터 플레이트(38)의 상부에 맺히게 되고, 이와 동시에 미세 구멍(31)을 통과하면서 회절한 빛 중 직사광에 가까운 빛만이 필터 플레이트(38)의 제2 구멍(39)을 통과한 다음 2차로 결상면(33)에 맺히게 된다. 이때 제2수집 카메라(35)로 필터 플레이트(38)에 맺힌 1차 영상과 결상면(33)에 맺힌 2차 영상을 모두 촬영하여, 두 영상을 비교하여 태양 위치를 추출하는 방식을 구현할 수 있다. 특히, 필터 플레이트(38)의 제2 구멍(39)을 통과하여 결상면(33)에 맺힌 상은 미세 구멍(31)을 통과한 빛 중 넓게 퍼지는 회절 빛은 필터 플레이트(38)에 의해 차단되고 직사광에 가까운 빛만이 제2 구멍(39)을 통과하여 결상면(33)에 도달하면서 상을 형성하게 되므로, 이를 이용하게 되면 보다 정확한 태양 위치 추적이 가능해질 수 있게 된다.When the
도 10은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제10실시예의 개략도로서, 위에서 설명한 제9실시예의 구성과 전체적으로는 유사하나, 필터 플레이트(38')에 맺히는 상과 결상면(33)에 맺히는 상을 각각의 제2수집 카메라(35A)(35B)로 촬영하여 태양 위치를 추적하는 방식을 구현할 수 있도록 구성된다.FIG. 10 is a schematic diagram of a tenth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention, which is generally similar to the structure of the ninth embodiment described above, but is formed on the image and
이를 위해, 필터 플레이트(38')는 위치추적박스(10) 내에서 상부와 하부를 완전히 구분하도록 배치되고, 상하부를 관통하는 제2 구멍(39')이 형성된다. 그리고 두 개의 제2수집 카메라(35A)(35B)는 위치추적박스(10)의 최상면 하부에 하나, 필터 플레이트(38')의 하부에 하나가 각각 설치된다.To this end, the
이외의 구성은 전술한 제9실시예의 구성과 동일하므로 반복 설명은 생략한다.The other configuration is the same as the configuration of the ninth embodiment described above, and thus repeated description is omitted.
도 11은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제11실시예의 개략도로서, 제1영상 수집장치(20A)의 하부에 제2영상 수집장치(30A)를 배치한 구성을 보여준다.FIG. 11 is a schematic diagram of an eleventh embodiment in which a solar position tracking device according to the present invention is shown, and shows a configuration in which a second
즉, 제1영상 수집장치(20A)는 0~90ㅀ 사이의 긴 틈(slit type)으로 된 미세 구멍(21')이 형성되고, 이 미세 구멍(21')으로 입사되는 태양광을 제1수집 카메라(24')로 촬영하여 수집할 수 있도록 구성된다. 이때, 태양의 고도 방향인 상하 방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 태양의 위치를 계산 수식에 의해 또는 프로그램으로 추적하는 공지의 태양추적시스템을 이용하여 태양의 방위각에 따라 태양위치를 1차 추적하면서 계절에 따라 태양의 고도가 달라지더라도 태양광 입사가 지속적으로 가능하여, 보다 정확한 태양 위치 추적이 가능해질 수 있도록 하기 위해 구성되는 것이다.That is, in the first
그리고 제2영상 수집장치(30A)는 제1영상 수집장치(20A)의 내부로 입사된 태양광 중 일부가 제1영상 수집장치(20A)의 후방에 형성된 미세 구멍(31)을 통해 결상면(33)에 맺히는 상을 제2수집 카메라(35')로 촬영하여 수집할 수 있도록 구성된다.In addition, the second
상기한 바와 같은 본 발명의 여러 실시예들에서, 집광면에 위치한 목적물 즉, 기준 마크(M) 또는 테양전지셀 등이 태양열에 의해 파손되지 않도록 일측 이상에 온도상승을 지연 또는 방지하는 방열판 또는 방열 냉각 장치 등을 배치하여 구성할 수 있다.In various embodiments of the present invention as described above, the heat sink or heat dissipation to delay or prevent the temperature rise on one side or more so that the object, that is, the reference mark (M) or the Teyang battery cell located on the light collecting surface is not damaged by solar heat. A cooling device etc. can be arrange | positioned.
이제 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 여러 실시예들의 태양광위치추적 장치를 이용한 본 발명의 태양위치추적 방법에 대하여 설명한다.The solar location tracking method of the present invention using the solar location tracking device of various embodiments according to the present invention as described above will now be described.
도 12는 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치가 모두 구성된 경우의 제어 구성을 보여준다.12 illustrates a control configuration when both the first image collecting device and the second image collecting device are configured.
도 12에 도시된 바와 같이 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)에서 각각 촬영된 영상 정보가 제어부에 입력된 후에, 제어부(50)에서 태양 위치를 산출하여 추적 구동부(60)를 작동시킴으로써 태양전지패널 또는 위치추적박스(10)를 포함한 추적장치가 구동되면서 태양의 위치를 추적하게 된다.As shown in FIG. 12, after image information photographed by the first
상기 제어부(50)는 크게 태양위치(영역) 산출부(51), 이 태양위치 산출부(51) 또는 중앙 처리부(52)의 신호에 따라 추적 구동신호를 출력하는 추적 구동신호 출력부(53), 추적 구동신호 출력부(53)의 신호에 따라 태양전지 패널 또는 위치추적박스(10)가 태양을 정확히 추적하도록 구동하는 추적 구동부(60) 등으로 구성될 수 있다.The
태양위치 산출부(51)는 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)에 입력된 화상 정보를 이용하여 태양위치를 산출하는 구성으로, 중앙 처리부(52)와 함 께 또는 분리되어 구성될 수 있다. 이때 중앙 처리부(52)는 태양위치 산출부(51)에서 산출된 정보를 종합하여, 사용자가 원하는 태양위치 추적 정보를 산출하는 기능을 한다.The solar
이러한 태양위치 산출부(51) 및 중앙 처리부(52)는, 일례로, 제1영상 수집장치(20)의 영상 데이터를 이용하여 1차로 태양위치를 산출하고, 1차로 산출된 태양위치 데이터에 근거하여 제2영상 수집장치(30)의 영상 데이터를 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여, 태양위치를 정확히 추적하여 구동신호를 출력할 수 있도록 구성될 수 있다.The sun
다음은, 각 수집 장치를 이용하여 태양위치를 산출하는 과정을 설명한다.Next, a process of calculating the solar position using each collection device will be described.
먼저, 제1영상 수집장치(20)를 이용한 태양위치 산출 과정을 설명한다.First, the sun position calculation process using the first
도 13에서 (a)는 태양이 존재하는 하늘(천구)을 제1수집 카메라를 이용하여 포착한 사진이고, 도 13의 (b)는 (a)의 화상을 명도 8단계로 표현한 사진으로서, (a)의 사진에 비하여 중심부의 명도가 가장 밝은 영역의 크기가 두 배 가량 크게 보이는데 이는 유사한 명도를 가지는 각 단계를 같은 색으로 처리함으로서 원래의 중심부이외의 부분까지도 중심 영역으로 인식되게 된다. In FIG. 13, (a) is a photograph of a sky (heavy celestial sphere) in which the sun exists using a first collecting camera, and FIG. 13 (b) is a photograph in which the image of (a) is expressed in eight levels of brightness. Compared to the picture in a), the brightness of the center is about twice as large as the brightest area in the center, which treats each stage with similar brightness in the same color, so that parts other than the original center are recognized as the center area.
따라서 상기 화상의 경우 도 13의 (b)에 나타난 명도 8단계에 기초하여 영역을 나누면 상기 영역의 경계선에 기초하여 원이 형성되고 그 중 가장 명도가 높은 원을 산출 할 수 있다. 도 13의 (c)는 도 13의 (a)를 명도에 따라 16단계로 표현한 사진이며, 도 13의 (d)는 30단계로, 도 13의 (e)는 60단계로 표현한 사진이다. 이렇게 명도를 좀 더 세밀하게 구분하여 단계수를 늘리면 그에 따라 중심부의 크기도 작아짐을 알 수 있다. 그러나 명도의 단계를 늘릴수록 처리해야 되는 용량이 커지므로 적절한 명도의 단계에서 원을 형성할 필요가 있다. 따라서 상기 단계의 수는 최적의 조건을 찾아 오차범위를 줄이기 위하여 적정의 단계로 분류를 하거나 사용자의 필요에 따라 또는 날씨 등으로 인한 화상의 상태에 따라 적정한 수준으로 상기 단계의 수를 조정한다. Accordingly, in the case of the image, when the area is divided based on the brightness step 8 shown in FIG. 13B, a circle is formed based on the boundary line of the area, and the highest brightness circle may be calculated. (C) of FIG. 13 is a photograph in which (a) of FIG. 13 is expressed in 16 steps according to the brightness, FIG. 13 (d) is a photograph in 30 steps, and (e) in FIG. 13 is a photograph in 60 steps. As you increase the number of steps by dividing the brightness in more detail, you can see that the center size decreases accordingly. However, as the brightness level increases, the capacity to be processed increases, so it is necessary to form a circle at the appropriate brightness level. Therefore, the number of steps may be classified into appropriate steps in order to find the optimum condition and reduce the error range, or adjust the number of steps to an appropriate level according to the needs of the user or the condition of the image due to the weather.
도 13의 (f)는 사용자의 필요에 따라 명도의 단계를 설정한 사진이며, 도 13의 (g)는 상기 도 13의 (f)의 각 영역의 경계부분을 나타나도록 설정한 사진이다.FIG. 13F is a photograph in which brightness levels are set according to a user's need, and FIG. 13G is a photograph in which a boundary of each region of FIG. 13F is displayed.
도 13의 (h)는 도 13의 (f)의 명도에 따라 나누어진 각 영역의 경계에 기초하여 가상의 원을 도시한 사진이다. 상기 원은 같은 명도의 분포 등을 기준으로 하는 근접원, 내접원, 및 외접원 등으로 구현될 수 있으며, 상기 각 원의 형태를 반복적으로 구현하고 그 처리결과를 누적시켜 오차를 줄여나갈 수 있다. 상기 도 13의 (h)의 경우에는 각 영역의 경계선에 기초하여 점차적으로 원모양에 근접한 원을 찾아 근접원을 형성한 실시예를 도시한 것이다.FIG. 13H is a photograph showing an imaginary circle based on the boundary of each region divided according to the brightness of FIG. 13F. The circle may be implemented as a proximity circle, an inscribed circle, and an circumscribed circle based on the distribution of the same brightness and the like, and may repeatedly implement the shape of each circle and accumulate the processing results to reduce the error. In the case of FIG. 13 (h), an embodiment in which a circle near a circle is gradually found based on a boundary line of each region to form a proximity circle is illustrated.
도 13의 (i)는 사용자의 필요에 의해 또는 날씨 등의 기타요소로 인한 오차를 상기 누적된 데이터에 근거하여 명도의 단계를 최적의 조건으로 조정하고 그에 따라 영역의 경계부분을 완전한 원으로 형성한 사진이다. 상기 원들이 중앙의 광원을 중심으로 퍼져 나감으로 가장 중앙의 명도가 가장 높은 원을 태양의 중심으로 예측할 수 있다.FIG. 13 (i) shows the error of the user's needs or other factors such as the weather based on the accumulated data to adjust the brightness level to an optimal condition and form the boundary of the region as a perfect circle. One picture. Since the circles spread around the light source in the center, the circle with the highest brightness at the center can be predicted as the center of the sun.
이와 같이 예측된 태양의 중심을 태양의 위치로 판단하고 태양의 위치를 산출한다. The center of the predicted sun is determined as the position of the sun and the position of the sun is calculated.
제1영상 수집장치(20)를 이용한 태양위치 산출 방법으로, 본 실시예에서 예시하지는 않았지만, 본 출원인의 등록특허 732397호에 예시된 다양한 실시예를 적용하여 태양의 위치를 산출하는 것이 가능하다.Although the sun position calculation method using the first
다음, 제2영상 수집장치(30)를 이용한 태양위치 산출 과정을 설명한다.Next, the sun position calculation process using the second
도 14는 제2영상 수집장치의 결상면(33)에 맺힌 상을 촬영한 상태를 도식적으로 나타낸 사진으로서, 미세 구멍(31) 등을 통해 입사된 빛이 결상면(33)에 맺히게 되는데, 이때 태양의 직사광이 결상면(33)의 특정 위치인 기준 마크(M)에 연직 방향으로 일치하지 않으면, 도 14의 (a)에서와 같이 한쪽 방향으로 길게 퍼지는 모양으로 나타날 수 있다.FIG. 14 is a photograph schematically illustrating a state in which an image formed on the
이렇게 결상면(33)에 맺힌 화상을 제2수집 카메라(35)로 촬영하여 태양위치 산출부(51)에 입력하면, 태양위치 산출부(51)에서 RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원 또는 외접원을 도출하여 가장 중심에 위치된 부분을 직사광이 입사되는 부분으로 판단하여 태양위치를 추적하게 된다.When the image formed on the
이후, 상기 태양위치 산출부(51)의 태양위치 산출 신호에 따라 추적 구동신호 출력부(53)에서 신호를 출력하여, 추적 구동부(60)를 작동시켜 태양위치를 추적할 수 있도록 위치추적박스(10)를 이동시켜 미세 구멍(31)으로 입사된 빛이 집광면의 기준 마크(M)(특정 영역)에 도달하도록 위치시킨다.Subsequently, the tracking driving
이때, 제2영상 수집장치(30)의 미세 구멍(31)으로 입사된 직사광이 기준 마크(M)에 도달하면, 도 14의 (b)와 같은 영상을 획득할 수 있고, 이러한 상태가 정 확히 태양을 추적한 상태가 된다. 이후 동일한 방법으로 지속적으로 태양위치를 추적한다.At this time, when the direct light incident on the
한편, 상기 태양위치 산출부(51)는, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)에서 입력된 영상 정보뿐만 아니라, 데이터 저장부(54)에 기 입력된 정보를 이용하여 태양 위치 추적이 가능하도록 구성될 수 있다. 기 입력된 정보는, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)에서 입력된 영상 정보를 이용하여 태양위치를 산출한 정보를 날짜와 시간에 따라 저장하고, 이 저장된 데이터를 이용하는 것이 가능하다.Meanwhile, the
또한, 데이터 저장부(54)에 계절, 날짜, 시간에 따라 태양의 위치를 계산하는 수식 또는 프로그램으로 태양 위치를 추적하는 공지의 데이터인 천문계산 태양위치 데이터를 이용하여 태양위치를 추적하는데 이용될 수 있다.In addition, the
상기 태양위치 산출부(51) 또는 중앙 처리부(52)에서는, 상기 제1영상 수집장치(20)를 통해 확보된 태양위치 산출정보, 제2영상 수집장치(30)를 통해 확보된 태양위치 산출정보, 데이터 저장부(54)에 기 입력된 기존 데이터 정보 또는 천문계산 태양위치 데이터 등을 종합하여 최종적으로 태양위치를 산출하고, 구동 신호를 출력하게 되는데, 상기 정보들 중 하나 또는 그 이상의 정보를 조합하여 태양위치를 산출하여 구동 신호를 출력하는 것이 바람직하다.In the solar
바람직한 조합의 실시예로서, 상기 제1영상 수집장치(20)에서 촬영된 영상을 이용하여 1차로 태양위치를 산출하여 위치추적박스(10)를 이동시킨 다음, 상기 제2 영상 수집장치(30)에서 촬영된 영상을 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여 정확한 태양 위치를 산출하여 위치추적박스(10)를 구동하는 방법이 가능하다.In an embodiment of the preferred combination, the
즉, 제1영상 수집장치(20)를 이용한 태양위치 산출은 태양의 위치를 1차적으로 파악하고, 이 정보에 근거하여 위치추적박스(10)를 움직여 태양 위치를 추적하도록 하고, 이와 동시에 또는 후에, 제2영상 수집장치(30)에서 태양 위치 정보를 산출하면서 미세 구멍(31)으로 입사된 직사광이 기준 마크(M)에 도달할 때까지 위치추적박스(10)를 움직이고, 미세 구멍(31)으로 입사된 직사광이 기준 마크(M)에 정확히 도달하면, 정확히 태양위치를 추적한 것으로 판단하여 태양위치 추적을 지속하는 것이다.That is, the sun position calculation using the first
이와는 달리, 상기 제1영상 수집장치(20)에서 촬영된 영상을 이용하여 1차로 태양위치를 산출하고, 상기 제2영상 수집장치(30)에서 촬영된 영상을 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여, 1차 및 2차로 산출된 태양위치 산출 데이터를 비교하여 태양위치를 산출하고, 이 산출된 정보에 근거하여 추적 구동신호를 발생시키는 방법도 가능하다.Unlike this, the sun position is first calculated using the image photographed by the first
한편, 상기의 실시예에서는, 제1영상 수집장치(20)와 제2영상 수집장치(30)를 함께 이용하는 제어 방법에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제1영상 수집장치(20)를 이용하지 않고, 제2영상 수집장치(30) 만을 이용하여 태양위치를 추적하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above embodiment, a control method using the first
제2영상 수집장치(30)를 이용한 태양위치 산출 및 추적 방법에 대해서는 위 에서 설명하였으므로 반복 설명은 생략한다.Since the solar position calculation and tracking method using the second
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제1실시예의 개략도,1 is a schematic view of a first embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제2실시예의 개략도,2 is a schematic diagram of a second embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제3실시예의 개략도,3 is a schematic view of a third embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제4실시예의 개략도,4 is a schematic view of a fourth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제5실시예의 개략도,5 is a schematic view of a fifth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제6실시예의 개략도,6 is a schematic view of a sixth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제7실시예의 개략도,7 is a schematic view of a seventh embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제8실시예의 개략도,8 is a schematic view of an eighth embodiment showing the solar position tracking device according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제9실시예의 개략도,9 is a schematic view of a ninth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제10실시예의 개략도,10 is a schematic view of a tenth embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 11은 본 발명에 따른 태양위치추적 장치가 도시된 제11실시예의 개략도,11 is a schematic view of an eleventh embodiment showing a solar position tracking device according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 태양위치추적 장치의 제어 구성을 보인 블록도,12 is a block diagram showing a control configuration of a solar position tracking device according to the present invention;
도 13은 본 발명에서 제1영상 수집장치를 이용하여 태양위치를 추적하는 사진을 보인 참고도,13 is a reference diagram showing a photo tracking position of the sun using the first image collecting device in the present invention,
도 14는 본 발명에서 제2영상 수집장치를 이용하여 태양위치를 추적하는 사진을 보인 참고도이다.14 is a reference diagram showing a picture of tracking the sun position using the second image collecting device in the present invention.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2010/009014 WO2011074889A2 (en) | 2009-12-16 | 2010-12-16 | Device and method for tracking the position of the sun |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090087190 | 2009-09-15 | ||
KR20090087190 | 2009-09-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110030249A true KR20110030249A (en) | 2011-03-23 |
Family
ID=43936031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090125711A KR20110030249A (en) | 2009-09-15 | 2009-12-16 | Device for tracking position of solar and method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20110030249A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101433924B1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-09-01 | 전자부품연구원 | System and method for sun tracking |
KR101582757B1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-01-06 | 한국광기술원 | Optical efficiency measurement device of concentrated pv lens and method for using the same |
CN108758513A (en) * | 2018-03-30 | 2018-11-06 | 深圳市贝优通新能源技术开发有限公司 | A kind of intelligent wind and light complementary road lamp that the generating efficiency with detection function is high |
-
2009
- 2009-12-16 KR KR1020090125711A patent/KR20110030249A/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101433924B1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-09-01 | 전자부품연구원 | System and method for sun tracking |
KR101582757B1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-01-06 | 한국광기술원 | Optical efficiency measurement device of concentrated pv lens and method for using the same |
CN108758513A (en) * | 2018-03-30 | 2018-11-06 | 深圳市贝优通新能源技术开发有限公司 | A kind of intelligent wind and light complementary road lamp that the generating efficiency with detection function is high |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8651100B2 (en) | Method for controlling the alignment of a heliostat with respect to a receiver, heliostat device and solar power plant | |
CN101680685B (en) | Heliostat with integrated image-based tracking controller | |
CN106657802B (en) | A kind of rotary-type multispectral camera automatic exposure regulating system and adjusting method | |
US10317205B2 (en) | Depth measurement using a phase grating | |
US10006982B2 (en) | Solar position tracking accuracy measurement system based on optical lens | |
US20150136944A1 (en) | Sunlight tracking sensor and system | |
CN102655569A (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
US20090260618A1 (en) | Solar tracking apparatus and solar electric power generation system thereof | |
WO2013083053A1 (en) | Calibration method and calibration system for heliostat of solar power station | |
WO2013044850A1 (en) | Calibration system and calibration method for heliostat in solar power station | |
EP2208974A1 (en) | Wavelength detecting apparatus and focus detecting apparatus having the same | |
KR101969841B1 (en) | Whole-sky camera-based a cloud observation system using the precision illumination data | |
KR20110030249A (en) | Device for tracking position of solar and method thereof | |
CN104754250B (en) | The method of infrared imaging evidence-obtaining system and its correction image planes drift based on acousto-optic tunable filter | |
CN106412400A (en) | Bionic vision imaging system based on visible light and near infrared and focusing method thereof | |
AU2018351819B2 (en) | Multi-spectral boresight alignment methods and systems | |
EP2933601B1 (en) | Light source position detection apparatus, light source tracking apparatus, control method, and program | |
CN115294722B (en) | Flame detection device and method thereof | |
CN104010165B (en) | Precipitation particles shadow image automatic acquisition device | |
KR20050042123A (en) | Vehicle license plate recognition system and the method for improving the definition of vehicle license plate image thereby | |
KR20110100918A (en) | Tracking method for sun location | |
CN204598152U (en) | Based on the infrared imaging evidence-obtaining system of acousto-optic tunable filter | |
KR20110123954A (en) | Sun detector | |
WO2015107559A1 (en) | Solar pointing system | |
CN111466078A (en) | Method and array for detecting bad installation state of module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
NORF | Unpaid initial registration fee |