2013点光源跟踪系统
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光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统,可以实时监测和跟踪目标物体的运动轨迹。
它在许多领域有着广泛的应用,如自动驾驶、机器人导航和安防监控等。
本文将介绍光电追踪系统的设计原理和实践。
光电追踪系统的设计原理主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面,系统使用光电传感器来接收光信号,并将其转换为电信号。
光电传感器通常采用光敏电阻、光电二极管或光电三极管等。
通过合理的电路设计和信号放大,可以提高光电传感器的灵敏度和抗干扰能力。
在软件方面,光电追踪系统需要进行目标的检测、识别和跟踪。
目标检测是指在图像或视频中找到目标物体的位置和大小。
常用的目标检测算法有Haar特征检测、HOG特征检测和深度学习等。
一旦目标被检测到,系统会使用跟踪算法来实时跟踪目标的位置和运动轨迹。
常见的跟踪算法有卡尔曼滤波、粒子滤波和相关滤波等。
这些算法可以根据目标的运动特征和环境条件,实现快速准确的目标跟踪。
在实践中,光电追踪系统的应用非常广泛。
例如,在自动驾驶中,光电追踪系统可以实时跟踪周围车辆和行人的位置和速度,从而实现自动驾驶车辆的安全行驶。
在机器人导航中,光电追踪系统可以帮助机器人识别和跟踪目标位置,实现自主导航和定位。
在安防监控中,光电追踪系统可以实时监测和跟踪可疑人员或物体的移动轨迹,提高安全性和保护效果。
然而,光电追踪系统也面临一些挑战和限制。
首先,光电传感器的灵敏度和分辨率会影响系统的跟踪精度和速度。
其次,环境因素如光照、背景干扰和目标遮挡等,也会对系统的性能产生影响。
此外,系统的实时性和算法的复杂度也是需要考虑的因素。
总结来说,光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统,可以实现目标的实时监测和跟踪。
通过合理的设计原理和实践,光电追踪系统在许多领域有着广泛的应用。
然而,系统还面临一些挑战和限制,需要进一步研究和改进。
希望随着技术的发展和创新,光电追踪系统能够在更多的领域发挥其重要作用。
CATALOGUE目录•引言•光电跟踪系统概述•精密跟踪定位控制技术•基于图像处理的自动跟踪定位技术•基于红外成像的自动跟踪定位技术•基于激光雷达的自动跟踪定位技术•总结与展望研究背景与意义光电跟踪系统在军事、航空航天、工业自动化等领域具有广泛的应用价值。
精密跟踪定位技术是光电跟踪系统实现其功能的关键所在。
研究光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术有助于提高系统的性能和精度,具有重要的现实意义和理论价值。
国内外研究现状及发展趋势国内外学者针对光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术进行了大量研究。
目前,该领域的研究热点主要集中在提高系统精度、稳定性和响应速度等方面。
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术将逐渐向智能化、自主化方向发展。
研究内容和方法基于光学原理测量光路长度光电跟踪系统的基本原理系统组成工作过程光电跟踪系统的组成及工作过程跟踪精度响应速度稳定性抗干扰能力光电跟踪系统的性能指标自动控制理论概述自动控制系统的分类自动控制系统的性能要求自动控制系统的基本组成1常用控制器及其控制算法23PID控制器是最常用的控制器之一,其控制算法基于比例、积分、微分三个基本控制环节。
PID控制器及其控制算法模糊控制器是一种基于模糊逻辑理论的控制算法,适用于具有不确定性和复杂性的系统。
模糊控制器及其控制算法神经网络控制器是一种基于神经网络理论的控制算法,具有自学习、自组织和适应性强的特点。
神经网络控制器及其控制算法03混合控制策略精密跟踪定位控制策略01基于模型的控制策略02基于学习的控制策略图像处理技术概述图像处理技术的定义01图像处理技术的应用02图像处理技术的发展趋势03系统需求分析基于图像处理的自动跟踪定位系统设计系统架构设计关键技术分析实验设置为了验证基于图像处理的自动跟踪定位系统的性能和精度,实验采用了实际场景中的视频数据进行测试。
实验中,系统对视频中的目标进行了自动检测和跟踪。
光源自动跟踪系统自控原理课程设计一、前言光源自动跟踪系统是指利用光敏元件感知光线方向和光强,并通过自控原理去控制光源的方向和角度,以保证光源始终朝向目标,从而提高光能利用效率。
在现代节能环保理念的引领下,光源自动跟踪系统的研究与应用备受重视。
本课程设计立足于自控原理,旨在通过深入的理论研究和系统实践,培养学生动手能力和解决实际问题的能力,为学生今后的工程实践打下坚实基础。
二、课程设计目标1. 了解光源自动跟踪系统的基本原理和实现方式;2. 掌握自控原理在光源自动跟踪系统中的应用;3. 进行光源自动跟踪系统的设计与实现;4. 提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
三、课程设计内容1. 光源自动跟踪系统的原理及相关知识介绍1.1 光敏元件的工作原理1.2 光源的自动定位与跟踪1.3 控制系统的设计与实现2. 自控原理在光源自动跟踪系统中的应用2.1 PID控制器在光源自动跟踪系统中的应用2.2 虚拟仪器软件的使用3. 光源自动跟踪系统的设计与实现3.1 选择合适的光敏元件3.2 搭建实验评台3.3 调试控制系统4. 实际案例分析4.1 光伏发电系统中的光源自动跟踪技术4.2 植物生长灯中的光源自动跟踪技术四、课程设计步骤1. 第一阶段:理论学习1.1 学生通过课堂教学和自主学习,掌握光源自动跟踪系统的原理及相关知识;1.2 学生学习自控原理在光源自动跟踪系统中的应用,了解PID控制器的基本原理和实现方法;1.3 学生熟悉虚拟仪器软件的基本操作和功能,为实验做好准备。
2. 第二阶段:实验设计2.1 学生在老师的指导下,选择合适的光敏元件,并设计光源自动跟踪系统的整体结构;2.2 学生搭建实验评台,完成光源自动跟踪系统的硬件部分搭建;2.3 学生根据课程要求,编写控制系统的程序,并进行调试。
3. 第三阶段:实验实施3.1 学生进行光源自动跟踪系统的实验实施,并记录实验数据;3.2 学生通过实验数据的分析,对光源自动跟踪系统的性能进行评估;3.3 学生在老师的指导下,完成实验报告的撰写。
点光源跟踪系统(B题)一、任务设计并制作一个能够检测并指示点光源位置的光源跟踪系统,系统示意图如图1所示。
光源B使用单只1W白光LED,固定在一支架上。
LED的电流能够在150~350mA的范围内调节。
初始状态下光源中心线与支架间的夹角θ约为60º,光源距地面高约100cm,支架可以用手动方式沿着以A为圆心、半径r约173cm的圆周在不大于±45º的范围内移动,也可以沿直线LM移动。
在光源后3 cm距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于60cm暗色纸板。
光源跟踪系统A放置在地面,通过使用光敏器件检测光照强度判断光源的位置,并以激光笔指示光源的位置。
图1 光源跟踪系统示意图二、要求1.基本要求(1)光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源;(2)将激光笔光点调偏离点光源中心30cm时,激光笔能够尽快指向点光源;(3)在激光笔基本对准光源时,以A为圆心,将光源支架沿着圆周缓慢(10~15秒内)平稳移动20º(约60cm),激光笔能够连续跟踪指向LED点光源;2.发挥部分(1)在激光笔基本对准光源时,将光源支架沿着直线LM平稳缓慢(15秒内)移动60cm,激光笔能够连续跟踪指向光源。
(2)将光源支架旋转一个角度β(≤20º),激光笔能够迅速指向光源。
(3)光源跟踪系统检测光源具有自适应性,改变点光源的亮度时(LED驱动电流变化±50mA),能够实现发挥部分(1)的内容;(4)其他。
三、说明1.作为光源的LED的电流应该能够调整并可测量;2.测试现场为正常室内光照,跟踪系统A不正对直射阳光和强光源;3.系统测光部件应该包含在光源跟踪系统A中;4.光源跟踪系统在寻找跟踪点光源的过程中,不得人为干预光源跟踪系统的工作;5.除发挥部分(3)项目外,点光源的电流应为300±15 m A;6.在进行发挥部分(3)项测试时,不得改变光源跟踪系统的电路参数或工作模式;四、评分标准。
本科毕业设计论文题目激光武器光电跟踪瞄准系统的设计与仿真专业名称学生姓名指导教师毕业时间2014年6月西北工业大学明德学院本科毕业设计论文毕业 任务书一、题目光电跟踪瞄准控制系统的分析与设计二、指导思想和目的要求1.利用已有的专业知识,培养学生解决实际工程问题的能力;2.锻炼学生的科研工作能力和培养学生的攻关能力;三、主要技术指标1.详细分析光电跟踪瞄准控制系统组成和机理;2.设计光电跟踪瞄准控制系统;3.对所设计的光电跟踪瞄准控制系统进行仿真验证及分析;四、进度和要求第01周----第02周: 英文翻译;第03周----第05周: 光电跟踪瞄准控制系统机理研究;第06周----第07周: 熟悉Matlab/Simulink 等相关软件;第08周----第13周: 设计光电跟踪瞄准控制系统;第14周----第16周: 建立控制系统仿真模型进行验证分析;第17周----第18周: 撰写毕业设计论文,论文答辩;五、主要参考书及参考资料1.张秉华,张守辉.光电成像跟踪系统[M].成都:电子科技大学出版社.2.刘廷霞.光电跟踪系统复合轴伺服控制技术的研究[D](博士学位论文),中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.3.王建立.光电经纬仪电视跟踪捕获快速运动目标技术的研究[D](博士学位论文),中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.4.冯艳平.星间光通信ATP 跟踪控制环路研究及FPGA 实现[D](硕士学位论文),电子科技大学.学生 指导教师 系主任设计论文摘要近年来,随着精确制导武器技术的不断发展和作战样式的改变,以美国为首的西方发达国家纷纷把发展精确制导武器的重点转向了防区外中远程精确打击武器之上。
发展“高能激光武器系统”可有效对抗中远程精确打击武器这一新的作战目标。
本文重点在于激光武器装备中,精密捕获、跟踪、瞄准系统的分析与设计。
它与一般光电测量系统的区别在于,它不仅要求将运动目标稳定跟踪在规定视场内,而且要求将光束锁定在目标某一点上。
基于Arduino单片机的太阳能目标追踪系统设计陈沛宇; 欧阳华兵; 何克劲; 胡三; 钱立松; 孟润心【期刊名称】《《上海电机学院学报》》【年(卷),期】2019(022)005【总页数】7页(P255-261)【关键词】太阳能目标追踪; Arduino单片机; 太阳能电池支架; 双轴追光【作者】陈沛宇; 欧阳华兵; 何克劲; 胡三; 钱立松; 孟润心【作者单位】上海电机学院机械学院上海 201306【正文语种】中文【中图分类】TP23太阳能作为一种新型清洁能源,取之不尽,用之不竭。
太阳能光伏发电也将成为未来新能源开发与利用的重要方式之一[1]。
由于太阳光强会随着日照时间发生变化,但在实际应用中太阳能电池板常常采用固定式安装,其角度无法跟随太阳光强进行调节,大大降低了太阳能的利用效率。
而采用太阳能跟踪技术,可有效提升电池板的发电效率,研究表明:在相同的太阳能发电系统中,自动跟踪太阳能系统比传统固定式系统的发电效率可以提高将近30%[2]。
因此,如何提高太阳能的利用效率,设计出一种自动且高效的追踪太阳能系统是目前太阳能光伏发电系统中亟待解决的难题之一[3]。
目前,针对太阳能追踪技术,国内外学者做了大量的研究,主要有视日运动轨迹追踪法和光电传感器追踪法[2,4]。
视日运动轨迹追踪法根据太阳的实际运动轨迹按照预定程序调整追踪装置,按其所追踪太阳方位角和高度角不同,可划分为单轴追踪和双轴追踪两种方式,前者指追踪太阳方位角,而双轴追踪同时追踪方位角和高度角[3],该方法能能够根据太阳实际运行情况实时追踪,但在追踪过程中容易产生累积误差且不能自动消除,具有精度不高的特点。
光电传感器追踪法则直接利用光电传感器检测太阳光强度,通过控制系统,驱动执行机构使得追踪装置重新对准太阳光,此方法具有灵敏度高、控制器简单等特点,其不足在于受天气影响较大,但在阴雨天气无法实现太阳光的追踪[2,4]。
为此,本文在已有太阳能目标追踪系统理论基础上,针对如何提高太阳能追光效率的问题,采用光电传感器与双轴追踪相结合方式,构建四点追光模块,通过映射法提取光线强度数据,基于Arduino Mega单片机设计了一款太阳能双轴自动追踪系统。
光电跟踪系统的原理和应用1. 简介光电跟踪系统是一种利用光电传感器对物体运动轨迹进行实时跟踪和记录的技术。
它广泛应用于工业生产、运动分析、视觉导航等领域。
本文将介绍光电跟踪系统的原理和应用。
2. 原理光电跟踪系统的原理基于光电传感器对光信号的检测和处理。
它包括以下几个主要组成部分:2.1 光源光源是光电跟踪系统的重要组成部分。
通常使用的光源包括激光器、LED等。
光源发出的光线经过适当的控制和调节,照射到被跟踪物体表面。
2.2 光电传感器光电传感器是光电跟踪系统中的核心部件。
它能够将光信号转换为电信号,并经过处理后输出相应的数据。
光电传感器可以根据不同的原理分为光电二极管、光敏电阻、光电开关等。
2.3 数据处理器数据处理器负责接收光电传感器输出的数据,并进行相应的处理和分析。
通过对数据的处理,可以获得被跟踪物体的运动轨迹、速度等相关信息。
3. 应用光电跟踪系统在各个领域都有广泛的应用。
以下是光电跟踪系统的几个常见应用场景:3.1 工业生产光电跟踪系统可以应用于工业生产中的自动化流水线。
它可以实时跟踪和记录产品在生产过程中的位置和运动情况,以及检测产品的质量和准确性。
3.2 运动分析光电跟踪系统可以用于运动分析,例如运动员的姿势分析、物体的运动轨迹分析等。
通过对物体运动轨迹的记录和分析,可以得到详细的运动参数,为运动员的训练和竞技提供参考。
3.3 视觉导航光电跟踪系统可以应用于视觉导航领域,例如自动驾驶车辆的导航系统。
通过对车辆周围环境的光电跟踪,可以实时获取车辆位置和周围物体的位置信息,从而实现车辆自主导航。
3.4 虚拟现实光电跟踪系统在虚拟现实领域中起着重要的作用。
通过对用户的头部和手部位置的跟踪,可以实现用户在虚拟环境中的自由移动和交互,提升虚拟现实的沉浸感和真实感。
4. 优势和挑战光电跟踪系统具有以下几个优势:•高精度:光电传感器可以实现高精度的位置跟踪,能够满足各种应用场景的要求。
•实时性:光电跟踪系统能够实时地获取被跟踪物体的位置和运动信息。