[发明专利]太阳光方向检测系统和定位方法

权利要求书

1.一种太阳光方向的定位方法，其特征在于：支架(10)上设置光敏传感器，光敏传感器包括自东向西依次沿纬线布置的方位检测传感器列阵(20)及自北向南依次沿经线布置的仰角检测传感器列阵(30)，方位检测传感器列阵(20)及仰角检测传感器列阵(30)采集的光电信号经由AD转换器(40)输送至主控制器(50)，主控制器(50)对接受的信号处理判断并输出太阳光方向的方位和仰角数值；

以正南为中心的东西向220°夹角范围内均匀间隔布置编号为E1、E2、E3、E4、E5、E6及W6、W5、W4、W3、W2、W1构成的方位检测传感器列阵(20)；

太阳光方向的定位包括方位定位判断与仰角判断，方位定位判断包括包括以下步骤；

1-1、将光敏传感器E3、W3采集到的信号值分别记为V_E3、V_W3，比较V_E3、V_W3大小，对差值作如下判断：

若V_E3－V_W3＞0，光线在E侧即在东至南范围内；

若V_E3－V_W3＜0，光线在W侧即在南至西范围内；

若V_E3－V_W3＝0，此时光线在E6和W6中间；

1-2、由上述1-1步骤初步判断得知光线在E或W侧，则进行以下精确判定，光线在E侧时作如下判断：

若V_E2－V_E4＞0，θ＝θ_E2+[(V_E1－V_E3)/(V_E1+V_E3)]×20°，

若V_E2－V_E4＜0，θ＝θ_E4+[(V_E3－V_E5)/(V_E3+V_E5)]×20°，其中20°为相邻光敏感光器之间的固定角度，θ为太阳光方位角，V_E1为光敏传感器E1采集到的信号值，V_E2为光敏传感器E2采集到的信号值，V_E4为光敏传感器E4采集到的信号值，V_E5为光敏传感器E5采集到的信号值，θ_E2为光敏传感器E2的方位角，θ_E4为光敏传感器E4的方位角；

光线在W侧时的太阳光方位角判断方法与光线在E侧时判断方法相同。

2.根据权利要求1所述太阳光方向的定位方法，其特征在于：仰角检测传感器列阵(30)以南北回归线中心的南北向90°夹角范围内均匀布置4～6个光敏传感器构成且各光敏传感器夹角均匀间隔布置，光敏传感器由南回归线向北回归线顺序编号。

3.根据权利要求1所述太阳光方向的定位方法，其特征在于：仰角检测传感器列阵(30)以南北回归线中心的南北向90°夹角范围内均匀布置4个光敏传感器构成且各光敏传感器夹角均匀间隔布置。

4.根据权利要求1所述太阳光方向的定位方法，其特征在于：主控制器(50)输出方位和仰角信号至显示器(60)和数据存处器(70)，主控制器(50)还连有人工输入端(80)。

5.根据权利要求2所述太阳光方向的定位方法，其特征在于：以南北回归线中心的南北向90°夹角范围内均匀布置4个光敏传感器构成仰角检测传感器列阵(30)，各光敏传感器夹角均匀间隔布置，光敏传感器由南回归线向北回归线顺序编号为Y1、Y2、Y3、Y4；

仰角判断包括粗定位步骤和精定位步骤；

2-1：将光敏传感器Y2、Y3采集到的信号值分别记为V_Y2、V_Y3，光敏传感器Y1、Y4分别位于南回归线、北回归线一侧，比较V_Y2、V_Y3大小，对差值作如下判断：

若V_Y2－V_Y3＝0，则太阳光的仰角位于南北回归线中间；

若V_Y2－V_Y3＞0，则θ_Y＝θ_Y2+[(V_Y1－V_Y3)/(V_Y2+V_Y3)]×30°；

若V_Y2－V_Y3＜0，则θ_Y＝θ_Y3+[(V_Y2－V_Y4)/(V_Y2+V_Y3)]×30°；

上述30°为检测传感器列阵(30)中的每个光敏传感器之间的夹角，V_Y1为光敏传感器Y1采集到的信号值，V_Y4为光敏传感器Y4采集到的信号值，θ_Y为太阳光的仰角，θ_Y2为光敏传感器Y2的仰角，θ_Y3为光敏传感器Y3的仰角。