KR20110030249A - Device for tracking position of solar and method thereof - Google Patents

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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
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South Korea
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sun
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collecting device
solar
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Application number
KR1020090125711A
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Korean (ko)
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홍진우
이희준
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미래에너지기술(주)
주식회사 폴리플러스
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for tracking the position of sun are provided to increase the accuracy of the position tracking of sun using first and second image collecting units. CONSTITUTION: A device for tracking the position of sun comprises a position tracking box(10), a first image collecting unit(20), a second image collecting unit(30) and a sun position calculating unit. The position tracking box is driven so that it is possible to track the position of sun. The first image collecting unit senses light, which emits from the sky. The second image collecting unit senses light from an image-formed surface. The sun position calculating unit calculates the position of sun using taken images.

Description

태양위치추적 장치 및 방법{Device for tracking position of solar and Method thereof}Device for tracking position of solar and method

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 position tracking box 10 20 and the second image collecting device 30 may be arranged in parallel.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30 do not necessarily need to be configured in one position tracking box 10, and may be separately configured as necessary. However, it is preferable to be integrally configured to move simultaneously by one tracking drive for more accurate sun tracking.

제1영상 수집장치(20)는, 태양광이 입사되는 방향으로 필터(21), 집광 렌즈(23), 제1수집 카메라(24) 순으로 배치된다.The first image collecting device 20 is disposed in the order of the filter 21, the condenser lens 23, and the first collecting camera 24 in the direction in which sunlight is incident.

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 filter 21 is installed at the outermost side of the first image collecting device 20 to protect the condenser lens 23. In this case, since the second image collection device 30 is configured together, a relatively thicker filter 21 may be used than in the related art, and thus the service life of the filter 21 may be extended. In addition, by installing an aperture (not shown) or the like in front of the filter 21, when using the first image collection device 20, it is also possible to be configured to open only when, for example, to track the position of the sun first.

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 condenser lens 23 functions to collect sunlight from the first collection camera 24, and a Fresnel lens or the like having a flat plate structure may be used. In addition, a reflector may be provided at positions before and after the condenser lens 23 to collect sunlight.

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 lens 23 may be omitted in the case where the size can be changed, for example, by configuring the size of the solar light incident hole, which is the portion where the filter 21 is installed, to be very small. Do.

제1수집 카메라(24)는 집광면에 입사된 광을 영상으로 수집하여 제어부 등에 출력할 수 있도록 구성된다.The first collection camera 24 is configured to collect light incident on the light collecting surface as an image and output the image to the controller.

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 image collecting device 20 configured as described above, an image is obtained from sunlight incident on the condensing surface of the first collecting camera 24, and the brightness in RGB or gray scale is classified step by step, and the distribution thereof is It is constructed to calculate data close to the shape of a circle and to derive one or more inscribed and circumscribed circles to find the exact position of the sun. Since the solar position calculation method is disclosed in detail in the applicant's patent 0732397, a detailed description thereof will be omitted.

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 image collecting device 30, unlike the first collecting camera 24 of the first image collecting device 20 arranged to face the sun, that is, toward the sky, the second collecting camera 35 may include the first image. Installed in the opposite direction to the first collection camera 24 in a position close to the collection device 20 to correct the sun tracking error estimated by the first image collection device 20, or to track the sun position more precisely Is configured for.

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 image collecting device 30 includes a fine hole 31 formed in the position tracking box 10, an image forming surface 33 on which light incident through the hole 31 is formed, and the image forming surface. And a second collecting camera 35 which receives the light reflected at 33 and acquires an image.

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 fine hole 31 may be composed of a needle hole or a sufficiently small window that allows the reverse phase to form on the condensing surface. At this time, the fine hole 31 may be configured to be controlled so that the image can be confirmed while adjusting the amount of light in the aperture structure.

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 position tracking box 10 constituting the second image collecting device 30, when a reflector is installed in the light inflow path in front of the image forming surface 33, the direction of light incident through the fine hole 31 is provided. By changing the position, the overall size of the position tracking box 10 can be reduced by reducing the overall length from the fine hole 31 to the image forming surface 33 by changing the position of the final binding image.

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 imaging surface 33 is provided with a specific mark such as a reference mark M at a position where the direct sunlight of the sun incident through the fine hole 31 reaches, to determine a target position for sun position tracking, and to establish an imaging surface ( In (33), the difference between the position where the direct sunlight of the actual sun reaches and the specific display unit is calculated by the image acquisition operation of the second collecting camera 35, so that the position where the direct sunlight of the sun reaches coincides with the reference mark M. It can be configured to track the position of the sun by moving (rotating) the position tracking box 10. In general, the reference mark M is preferably present at a position perpendicular to the imaging surface 33 from the fine hole 31.

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 second collection camera 35, but if necessary, a solar cell or an optical sensor may be installed in a specific display area instead of the reference mark M. It is also possible. One or more of the reference mark M, the solar cell, and the optical sensor may be provided in a specific display area or a target area.

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 image collecting device 30 also divides the image incident through the needle hole into the steps of brightness in the same manner as the first image collecting device 20, and distributes the brightness arranged in a wave shape around the point where the brightness is high. The position of the sun is tracked in such a way that one or more inscribed and inscribed circles are derived by calculating data close to the shape of a circle.

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 image collecting device 30 uses the difference in brightness when the light incident through the fine hole 31 is far from the center in a long ellipse or a long radial shape, and thus a large brightness difference is generated. Installation errors or tracking device malfunctions can also be checked.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30, the correct light receiving position, that is, the sunlight light collecting surface Or it is also configured with a tracking device for moving the entire position tracking box 10 to adjust the position or the like orthogonal to the reflective surface. Of course, the tracking driving device for driving the tracking device and the control device for controlling the same are also configured.

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 location tracking box 10, the driving device and the control device for driving the tracking device 10 may be configured using a known tracking device that can track the location of the sun according to the change in the azimuth and altitude of the sun. For example, the present applicant has disclosed a patent application and disclosed in patent 0814343, patent 0814345, patent 0905729, or published patents 10-2009-0121158, 10-2008 -0077937, 10-2008-00311, and the like. It can be configured in such a way that the position tracking box 10 is mounted on the tracking device. That is, the location tracking box 10 of the present invention may be mounted on the solar panel or similar structure disclosed in the registered patent or published patent, or may be installed integrally. Of course, instead of a structure such as a solar panel, only the location tracking box 10 may be installed to be configured to track and drive.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30 to analyze the weather, the movement direction of the cloud, etc. It is desirable to be configured to increase the reliability of the solar tracking. In addition, it is preferable that the distribution according to the brightness of the light is divided, calculated using a method of displaying a group of the same brightness in a mathematical size, and the center of gravity (the center of the sun) is preferably configured. At this time, it is smaller than the image size of the sun generated in each collected image, but in the process of dividing the stage of brightness, the image generated by scattering, clouds, interference obstacles, etc., which are distinguished from the sun, is measured to remove the size below a certain size. It is desirable to calculate the position of the sun.

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 light receiving sensors 37 on an image forming surface 33 side. Is installed.

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 light receiving sensor 37 is configured to track the position of the sun by measuring the amount of light incident through the micropores 31 reaching the image forming surface 33, that is, the amount of received light. That is, it is configured to determine whether the sun reaches the direct light according to the magnitude of the signal generated by each light receiving sensor 37 at each position.

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 imaging surface 33 may be photographed through the second collection camera 35 to be used to track the position of the sun.

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 light receiving sensors 37, and by taking an image through the second collecting camera 35 to calculate the sun position according to the brightness is configured to enable more accurate sun position tracking. Of course, as described in the first embodiment, by extracting the position data of the sun calculated by each of the first image collecting device 20 and the second image collecting device 30, the more accurate solar position tracking It becomes possible.

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 second collection camera 35 is deleted, the light incident through the micro holes 31 is measured by the plurality of light receiving sensors 37 to calculate and track the sun position. At this time, the sensor plate 33 'is installed instead of the imaging surface.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30, more accurate sun position tracking becomes possible.

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 image collecting device 30 is the same as that of the first embodiment, but the first image collecting device 20 is not shown. Is configured differently from the first embodiment.

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 image collection apparatus 20 according to the present embodiment is a solar sensing device. For convenience of description, the first image collection apparatus 20 is described as being integrated into the first image collection apparatus.

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 image collecting device 20 made of the solar sensing device is preferably composed of a fine hole 25 and a light receiving sensor 26 for measuring light incident through the fine hole 25.

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 light receiving sensors 26 are installed to be configured to calculate the sun position according to the amount of light received.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30, respectively, are more accurate. Tracking is possible.

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 image collecting device 30 in the above-described second embodiment is configured by itself.

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 minute hole 31 is formed in the location tracking box 10, and an imaging surface 33 is provided therein, and the collection camera 35, which is an image collection unit, is located at an upper position of the location tracking box 10. Is located.

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 light receiving sensors 37 may be installed on the imaging surface 33. Of course, it is also possible to omit the light receiving sensor 37 and to constitute the reference mark M or the solar cell.

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 acquisition camera 35 in the RGB or gray scale is classified step by step, the distribution of the data to approximate the shape of the circle, derive one or more inscribed circles, circumscribed circles to derive the position of the sun Find it. Based on this, the solar position tracking device is moved, and at the same time, the position of the solar panel is also controlled to rotate to a position where solar light receiving efficiency is high.

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 condenser lens 32 is installed in the position tracking box 10.

즉, 태양 빛을 집광시키는 집광 렌즈(32)가 구비되고, 내부의 결상면(33)에서 맺힌 영상을 촬영하는 수집 카메라(35)가 구성된다.That is, a condenser lens 32 for condensing sunlight is provided, and a collection camera 35 for capturing an image formed on the image forming surface 33 is configured.

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 fine hole 31 is replaced with the condenser lens 32, repeated description is omitted.

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 condenser lens 32 is used in the present embodiment, the solar cell may be directly installed at the focal portion of the condenser lens 32, and thus the solar energy may be used.

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 large condensing lens 32A.

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 large condensing lens 32A may be configured as a lens having a size of approximately 20 m to 1 m or more, which is larger than a general camera lens. Of course, lenses of 20 cm or less are also possible.

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 large condensing lens 32A is installed in the position tracking box 10, and the first image collecting device 20 and the second image collecting device 30 are respectively installed outside and inside the large condensing lens 23. .

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 first collecting camera 24 of the first image collecting device 20 is installed at the center of the outer surface of the condenser lens 32A to directly capture the celestial image and track the position of the sun.

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 image collecting device 30 includes an imaging surface 33 provided on the condensing surface of the condenser lens 32A and an image formed on the imaging surface 33 in the position tracking box 10. It consists of two collection cameras 35. At this time, the second collecting camera 35 is disposed inside the central portion of the condenser lens 23. At this time, the camera constituting the first image collecting device 20 and the second collecting camera 35 is preferably used as small as possible so as not to interfere with sunlight incident.

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 condenser lens 32A of the imaging surface 33 may be configured by providing a reference mark M, an optical sensor, a solar cell, or the like.

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 second collection camera 35 tracks the position of the sun by detecting a change or state of light collected on the imaging surface 33. When the focal length becomes long or located at a different portion from the reference mark M, It is determined that the sun is not located in the vertical direction, and the position is corrected. When the focal point and the reference mark M coincide with each other, it is determined that the sun is in the vertical direction and the sun position is tracked.

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 image collecting apparatuses 20 and 30 are both focused on the configuration, but according to the exemplary embodiment, the rear surface of the central portion of the condenser lens 32A may be provided. It is also possible to configure only the second image collecting device 30.

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 second collecting camera 35 is not the center of the condenser lens 32A. An embodiment in a state where the sun is installed outside the light collecting area is shown. Since the other configurations are the same as the configurations of the seventh embodiment described above, repeated descriptions are omitted.

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 filter plate 38 is provided in the configuration of the fifth embodiment.

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 filter plate 38 is installed in the middle of the position tracking box 10 in the horizontal direction, and is formed for diffraction of light on the lower side perpendicular to the micro holes 31 (or the first holes) positioned at the top. The second hole 39 is formed to pass through the image formed on the upper portion of the filter plate 38 through the second collecting camera 35 and the second hole 39 of the filter plate 38 to the image forming surface 33. It is configured to track the position of the sun by photographing condensed images.

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 filter plate 38 does not interfere with photographing an image in which direct light passing through the second hole 39 of the filter plate 38 forms on the image forming surface 33 by the second collecting camera 35. It is preferable to be installed in such a length that it does not. That is, the filter plate 38 is positioned only to a certain length from the right side to the left side of the position tracking box 10 as shown in FIG. 9, and the left space is configured to allow the second collecting camera to photograph the imaging surface 33.

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 filter plate 38 and the image forming surface 33 is preferably set so close that the light passing through the second hole 39 does not extend too much when it forms on the image forming surface 33.

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 filter plate 38 having the second hole 39 is formed in this manner, the light passing through the upper micro holes 31 is primarily formed on the upper surface of the filter plate 38. The first hole, that is, the light is formed in the upper part of the filter plate 38 in a state of diffraction to some extent while passing through the fine hole 31, and at the same time, only light close to direct light among the light diffracted while passing through the fine hole 31 is filtered. After passing through the second hole 39 of the plate 38, it is formed in the image forming surface 33 in the second order. In this case, the second collection camera 35 may capture both the primary image formed on the filter plate 38 and the secondary image formed on the image forming surface 33, and may implement a method of extracting the sun position by comparing the two images. . In particular, diffraction light spreading widely among the light passing through the fine hole 31 through the second hole 39 of the filter plate 38 and formed in the image forming surface 33 is blocked by the filter plate 38 and is exposed to direct sunlight. Since only light close to reaches the image forming surface 33 by passing through the second hole 39, the image is formed, and thus, more accurate solar position tracking can be achieved.

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 imaging surface 33 formed on the filter plate 38 '. It is configured to implement a manner of tracking the position of the sun by photographing the image to form each of the second collection camera (35A, 35B).

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 filter plate 38 ′ is disposed in the position tracking box 10 so as to completely distinguish the upper part from the lower part, and a second hole 39 ′ penetrating the upper and lower parts is formed. In addition, two second collection cameras 35A and 35B are respectively provided at the bottom of the top surface of the position tracking box 10 and at the bottom of the filter plate 38 '.

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 image collecting device 30A is disposed below the first image collecting device 20A.

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 image collecting device 20A, a microhole 21 'having a long slit type between 0 and 90 microseconds is formed, and the solar light incident through the microhole 21' is first received. It is configured to collect by shooting with the collection camera 24 '. At this time, it is preferable to be formed long in the vertical direction which is the altitude direction of the sun. It uses a known solar tracking system that tracks the sun's position by calculation formula or programmatically, and tracks the sun's position according to the azimuth angle of the sun. If possible, it is configured to enable more accurate sun position tracking.

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 image collecting apparatus 30A may have an image plane through a fine hole 31 in which some of the sunlight incident into the first image collecting apparatus 20A is formed at the rear of the first image collecting apparatus 20A. 33) is configured to capture and collect the image collected by the second collection camera (35 ').

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30 is input to the control unit, the control unit 50 calculates the sun position to track the driving unit ( By operating 60) the tracking device including the solar panel or location tracking box 10 is driven to track the position of the sun.

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 control unit 50 is largely a tracking drive signal output unit 53 for outputting a tracking drive signal in accordance with the signal of the solar position (area) calculation unit 51, the solar position calculation unit 51 or the central processing unit 52. According to the signal of the tracking drive signal output unit 53, the solar cell panel or the location tracking box 10 may be configured as a tracking driver 60 for driving the sun accurately.

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 position calculating unit 51 is configured to calculate the sun position by using image information input to the first image collecting device 20 and the second image collecting device 30, together with the central processing unit 52 or Can be configured separately. At this time, the central processing unit 52 combines the information calculated by the sun position calculation unit 51, and serves to calculate the desired sun position tracking information.

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 position calculating unit 51 and the central processing unit 52, for example, first calculate the sun position by using the image data of the first image collection apparatus 20, and based on the sun position data calculated first By using the image data of the second image collecting device 30 to calculate the second position of the sun, it can be configured to accurately track the sun position to output the drive signal.

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 image collection apparatus 20 will be described.

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 image collection apparatus 20 is not illustrated in the present embodiment, it is possible to calculate the position of the sun by applying various embodiments illustrated in the Applicant's Patent No. 732397.

다음, 제2영상 수집장치(30)를 이용한 태양위치 산출 과정을 설명한다.Next, the sun position calculation process using the second image collecting device 30 will be described.

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 image forming surface 33 of the second image collecting device is photographed. Light incident through the micro holes 31 and the like is formed on the image forming surface 33. If the direct sunlight of the sun does not coincide in the vertical direction with the reference mark M, which is a specific position of the image forming surface 33, it may appear to spread in one direction as shown in Fig. 14A.

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 image forming surface 33 is photographed by the second collecting camera 35 and input to the sun position calculating unit 51, the sun position calculating unit 51 classifies the brightness in RGB or gray scale step by step. In addition, the distribution calculates data close to the shape of a circle, derives one or more inscribed circles or circumscribed circles, and determines the portion located at the center as the portion where direct light is incident to track the position of the sun.

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 signal output unit 53 outputs a signal according to the solar position calculating signal of the solar position calculating unit 51, and operates the tracking driving unit 60 to track the position of the sun. 10) is moved to position light incident on the fine hole 31 to reach the reference mark M (specific region) of the light converging surface.

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 fine hole 31 of the second image collecting device 30 reaches the reference mark M, an image as shown in FIG. 14B may be obtained, and such a state may be accurately obtained. The sun is being traced. Later, the sun tracks the same way continuously.

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 sun position calculator 51 uses not only the image information input from the first image collecting device 20 and the second image collecting device 30, but also information previously input to the data storage unit 54. Sun position tracking can be configured to enable. The previously input information is stored according to the date and time to calculate the position of the sun by using the image information input from the first image collecting device 20 and the second image collecting device 30, and the stored data It is possible to use.

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 data storage unit 54 may be used to track the sun position by using astronomical calculations of the sun position data, which are well-known data for tracking the sun position by a formula or a program for calculating the sun position according to seasons, dates, and times. Can be.

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 position calculation unit 51 or the central processing unit 52, the solar position calculation information secured through the first image collecting device 20 and the solar position calculation information secured through the second image collecting device 30. In addition, the existing data information or astronomically calculated solar position data, etc. previously inputted to the data storage unit 54 may be used to calculate the sun position and output a driving signal, and combining one or more of the above information. It is preferable to calculate the sun position to output the drive signal.

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 position tracking box 10 is moved by first calculating the sun position using the image photographed by the first image collecting apparatus 20, and then the second image collecting apparatus 30 is moved. It is possible to drive the position tracking box 10 by calculating the exact position of the sun by secondly calculating the position of the sun using the image taken from.

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 image collecting device 20 primarily determines the position of the sun, and moves the position tracking box 10 to track the sun position based on this information. The position tracking box 10 is moved until the direct light incident on the minute hole 31 reaches the reference mark M while calculating the sun position information in the second image collecting device 30, and the minute hole 31 is moved. If the direct sunlight incident on the A reaches the reference mark M correctly, it is determined that the sun position is accurately tracked and continues to track the sun position.

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 image collecting apparatus 20, and the sun position is secondarily calculated by using the image photographed by the second image collecting apparatus 30. The solar position is calculated by comparing the first and second calculated solar position calculation data, and a tracking driving signal is generated based on the calculated information.

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 image collecting device 20 and the second image collecting device 30 together has been described, but is not limited thereto, and the first image collecting device 20 is used. Instead, the sun position may be tracked using only the second image collecting device 30.

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 image collecting device 30 has been described above, a repeated description thereof will be omitted.

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)

태양의 위치 추적이 가능하도록 구동되는 위치추적박스와;A location tracking box driven to enable location tracking of the sun; 상기 위치추적박스의 일측에 구비되고, 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하게 배치되어 하늘 쪽에서 입사되는 빛을 촬영 또는 감지하는 제1영상 수집장치와;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; 상기 위치추적박스의 타측에 구비되고, 위치 추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈 중 어느 하나를 통해 입사되어 결상면에 결상된 빛을 촬영 또는 감지하는 제2영상 수집장치와;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 the fine holes or the condenser lens provided in the location tracking box; 상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 태양위치를 산출하는 태양위치 산출부를 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.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. 태양광의 위치 추적이 가능하도록 구동되는 위치추적박스와;A location tracking box driven to enable location tracking of sunlight; 상기 위치추적박스에 구비되고, 위치 추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈 중 어느 하나를 통해 입사되어 결상면에 결상된 빛을 촬영 또는 감지하는 제2영상 수집장치와;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; 상기 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 태양위치를 산출하는 태양위치 산출부를 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.Sun position tracking device comprising a sun position calculation unit for calculating the sun position by using the image taken by the second image collecting device. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에 병렬적으로 나란히 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The first image collecting device and the second image collecting device, the solar position tracking device, characterized in that arranged in parallel to the position tracking box. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1영상 수집장치와 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에 직렬적으로 배치되되, 제1영상 수집장치가 태양광 입사 방향으로 앞쪽에 배치되고, 제2영상 수집장치가 제1영상 수집장치를 통과한 빛이 입사되도록 뒤쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.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. A solar position tracking device, characterized in that disposed behind the light passing through the collector. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1영상 수집장치는, 상기 위치추적박스 내에 빛이 입사되는 순서로 필터, 집광 렌즈, 이 집광 렌즈를 통과한 빛을 촬영하는 제1수집 카메라를 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The first image collecting device, the position tracking device, characterized in that it comprises a filter, a condenser lens, the first collecting camera for photographing the light passing through the condensing lens in the order that light is incident on the position tracking box. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1영상 수집장치는, 태양광 감지장치로서, 상기 위치추적박스에 구비된 미세 구멍 또는 집광 렌즈를 통해 입사된 빛을 하나 또는 그 이상의 수광센서로 감지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The first image collection device is a solar position detection device, the solar position, characterized in that configured to detect the light incident through the fine hole or condensing lens provided in the position tracking box with one or more light receiving sensors Tracking device. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 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 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.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. And an image collecting surface and a second collecting camera provided inside the position tracking box to capture an image formed on the image forming surface. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 결상면에는 태양의 직사광이 도달하는 위치에 태양 위치 추적을 위한 목적 위치를 확인할 수 있도록 기준 마크가 구비된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The image positioning surface is a solar position tracking device, characterized in that the reference mark is provided to identify the target position for tracking the sun at the position where the direct sunlight of the sun reaches. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 결상면에는 태양광 입사량을 측정하는 하나 또는 그 이상의 수광센서가 설치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The sun positioning device, characterized in that the imaging surface is provided with one or more light receiving sensors for measuring the amount of sunlight incident. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에서 태양광이 입사되는 부분에 집광 렌즈가 설치된 경우, 상기 제2수집 카메라는 집광 렌즈의 뒤쪽면에 설치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.Wherein the second image collecting device, when the condenser lens is installed in the position where the sunlight is incident on the position tracking box, the second collecting camera is installed on the rear surface of the condenser lens. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 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,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 A second collecting camera installed in the location tracking box and photographing an image formed on the image forming surface; 상기 집광 렌즈의 앞쪽 중앙부에는 태양을 포함하는 하늘을 정면으로 향하게 배치되어 하늘 쪽에서 입사되는 빛을 촬영 또는 감지하는 제1영상 수집장치가 설치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.And a first image collecting device disposed at a front central portion of the condensing lens to face the sky including the sun in front of the condenser lens to photograph or detect light incident from the sky. 청구항 11에 있어서,The method of claim 11, 상기 제2수집 카메라는, 상기 집광 렌즈의 뒤쪽에서 상기 제1영상 수집장치와 반대 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The second collecting camera is a solar position tracking device, characterized in that installed in the opposite direction to the first image collecting device behind the condenser lens. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제2영상 수집장치는, 상기 위치추적박스에서 태양광이 입사되는 상기 미세 구멍을 통과한 빛 중 일부의 빛이 통과하는 제2 구멍이 형성된 필터 플레이트가 포함된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The second image collecting device includes a filter plate having a second hole through which a portion of the light passing through the micro holes through which the sunlight is incident in the location tracking box is formed. . 청구항 13에 있어서,14. The method of claim 13, 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 배치된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치. The second collecting camera and the filter plate may be arranged to simultaneously capture an image incident through the fine hole 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. Solar location tracking device. 청구항 13에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 제2수집 카메라는 상기 필터 플레이트에 맺힌 상을 촬영하는 카메라와 상기 결상면에 맺힌 상을 촬영하는 카메라가 분리되어 구성된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The second collecting camera is a sun position tracking device, characterized in that the camera for photographing the image formed on the filter plate and the image taken on the image forming surface is separated. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 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 구성된 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.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. Sun position tracking device, characterized in that configured to calculate the sun position by deriving at least one inscribed circle, circumscribed circle by calculating close data. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 태양위치 산출부는, 상기 제2영상 수집장치의 집광면에 맺힌 영상을 획득하여, RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원 또는 외접원을 도출하여 직사광의 위치를 찾아서, 태양 위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The sun position calculating unit obtains an image formed on a light collecting surface of the second image collecting device, classifies brightness in RGB or gray scale step by step, calculates data whose distribution is close to the shape of a circle, and generates one or more images. Deriving an inscribed circle or circumscribed circle to find the position of the direct light, the sun position tracking device, characterized in that to track the sun position. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태양위치추적 장치는, 상기 태양위치 산출부의 태양위치 산출 신호에 따라 태양위치를 추적할 수 있도록 위치추적박스를 이동시키는 추적 구동부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 장치.The sun position tracking device, the sun position tracking device 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. 청구항 1에 기재된 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방법에 있어서, In the solar position tracking method using the solar position tracking device according to claim 1, 상기 제1영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 1차로 태양위치를 산출하여 위치추적박스를 이동시키는 제1단계와;A first step of moving a position tracking box by first calculating a sun position by using the image photographed by the first image collecting device; 상기 제1단계 후에 상기 제2영상 수집장치에서 촬영된 영상을 이용하여 2차로 태양위치를 산출하여 위치추적박스를 이동시키는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 하는 태양위치추적 방법.And a second step of moving the position tracking box by calculating the second position of the sun using the image photographed by the second image collecting device after the first step. 청구항 19에 있어서,The method of claim 19, 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 데이터들 을 산출하여 하나 이상의 내접원, 외접원을 도출하여 태양위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 태양위치추적 방법.In the first step and the second step, the sun position is calculated by dividing each image taken by the first image collecting device or the second image collecting device in the step of brightness, and arranged in a wave shape around the point of high brightness Sun position tracking method comprising calculating the position of the sun by deriving one or more inscribed and circumscribed circles by calculating data close to the shape of the circle in the distribution of brightness. 청구항 19에 있어서,The method of claim 19, 상기 제2단계에서, 상기 제2영상 수집장치의 내부로 입사된 직사광이 집광면의 특정 영역에 도달하도록 위치추적박스를 움직여서 태양위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 태양위치추적 방법.In the second step, the position tracking method for tracking the sun position by moving the position tracking box so that the direct light incident to the inside of the second image collecting device reaches a specific area of the light collecting surface. 청구항 1에 기재된 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 하는 태양위치추적 방법.In the solar position tracking method using the solar position tracking device according to claim 1, the sun position is first calculated using the image photographed by the first image collecting apparatus, and the image photographed by the second image collecting apparatus is used. And calculating the solar position by comparing the solar position calculation data calculated by the first and second solar positions. 청구항 2에 기재된 태양위치추적 장치를 이용한 태양위치추적 방법에 있어서, In the solar position tracking method using the solar position tracking device according to claim 2, 상기 제2영상 수집장치의 집광면에 맺힌 영상을 획득하여, RGB 또는 그레이 스케일에서의 명도를 단계별로 구분하고, 그 분포가 원의 형태에 가까운 데이터들을 산출하고, 하나 이상의 내접원 또는 외접원을 도출하여 직사광의 위치를 찾아서 태양 위치를 산출하고,By acquiring the image formed on the light collecting surface of the second image collecting device, and dividing the brightness in RGB or gray scale step by step, calculating the data whose distribution is close to the shape of the circle, and derive one or more inscribed or circumscribed circle Find the location of direct sunlight to calculate the sun's position, 직사광이 집광면의 특정 영역에 도달하도록 위치추적박스를 움직여서 태양위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 태양위치추적 방법.A method for tracking the location of the sun, comprising: tracking the location of the sun by moving the location tracking box so that direct sunlight reaches a specific area of the light collecting surface.
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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

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