光电跟踪技术篇1
【关键词】光电跟踪测量系统;传感器;融合跟踪
TheDesignandRealizationofmultiplesensorsFusionTrackingforthephotoelectricaltheodolite
(Troops91351,QiaoTie-ying,YangHai-qing)
Abstract:Thoughdesignthemultiplesensorframeandfusiontrackingarithmetic,Thispaperdesignedandrealizationofmultiplesensorsfusiontrackingforthephotoelectricaltheodolite.Aphotoelectricaltheodoliteisdesignedwhichisbemakedupofthevisiblelightmeasurement,theinfraredmeasurementandthelasermeasurement,thesinglestationlocationmeasurementfunctionisrealizedforthedifferentenvironmentalcontexts.
Keywords:photoelectricaltheodolite;sensor;FusionTracking
1.引言
目前,光电测量技术得到了极大的发展,其中可见光测量技术、红外测量技术和激光测距技术日益成熟,多种型号多种功能的光电跟踪测量系统在不同的军用民用领域得到了广泛应用。如果在一套光电测量系统中,做到取长补短,综合可见光、红外光等多种测量技术融合跟踪,并形成单站定位能力,将大大提高光电跟踪测量系统的功能,在各种应用领域发挥更大作用。
2.多传感器结构设计
2.1传感器的特点与功能
为实现近、远程目标的捕获跟踪和单站定位能力,选择测量电视系统、变焦距捕获电视系统、中波红外测量系统、长波红外测量系统和激光测距系统,集成安装在同一套光电跟踪测量系统上。
测量电视焦距较长,主要完成对目标的高精度测量,兼顾对目标的捕获和跟踪;变焦距捕获电视焦距变化范围大,可实现对近距离目标的捕获、跟踪,采用广播级的3CCD彩色相机,图像具有良好的质量;中波红外系统主要实现低能见度时对目标的捕获、跟踪和测量;长波红外系统可在夜间实现对目标的捕获、跟踪和测量,同时也可分辨目标的轮廓;激光测距系统实现对目标距离的测定,实现光电跟踪测量系统单站定位的功能。
2.2总体布局与结构
光电跟踪测量系统中的经纬仪配备的传感器较多,总体布局与设计的原则是最大限度的集中于主视轴周围,以减少各传感器间轴系误差对总测角精度的影响。图中测量电视系统位于中心主视轴,捕获电视和激光测距系统在测量电视上方,中波红外系统和长波红外系统位于测量电视下方。结构如图所示。
2.3垂直轴系结构设计
2.3.1功能和组成
由于垂直轴系形成跟踪架的方位轴线,实现方位角测量、跟踪驱动、角速度反馈功能,所以,垂直轴系精度将直接影响水平轴系和跟踪架精度,对经纬仪总体精度起着决定性作用。
光电跟踪测量系统垂直轴系主要由12个部分组成,分别为:转台、垂直轴、导电环、编码器、导电环联接件、电控箱、方位力矩电机、径向轴承、止推轴承、基座、起落部件、承载圈。
2.3.2垂直轴系结构设计特点
止推轴承采用上、下轴承环分离,径向三排滚珠均布在两轴承环之间的结构;
径向轴承环之间装有精密加工而成的优质轴承钢滚柱,采用适当的过盈配合,过盈范围0.004mm~0.006mm;
散装结构具有传动刚度好,承载能力大和旋转精度高等优点;
基座、转台采用高强度铸铁并配以足够的加强筋铸成,保证了轴承环的刚度和良好的支撑刚度及稳定性,有利于达到垂直轴系的精度要求。保证了机械的扭转刚度和较高的机械谐振频率。
2.4水平轴系结构设计
2.4.1功能和组成
水平轴系形成跟踪架的俯仰轴线,实现对目标的俯仰角测量、跟踪驱动、角度反馈、角度限位、手动机动切换等功能。在水平轴系统上安装有主光学系统、红外光学系统等光学传感器。在垂直轴、水平轴力矩电机的驱动下,实现对目标的跟踪,由各角度编码器分别输出方位和高低角度测量数据。
水平轴系包括左立柱、右立柱、四通、左轴、右轴、止推轴承、径向轴承、俯仰编码器、俯仰力矩电机、停档机构、手动-电动切换机构等。安装在垂直轴的转台上,跟随转台左方位旋转,四通与左轴、右轴连接在一起,支撑在左立柱和右立柱上。
2.4.2水平轴系结构设计特点
转台、底座、承载圈的材料皆选用HT-300灰口铸铁,即高强度、低应力铸铁,可铸成薄壁结构、形状复杂的零件。铸件的残余变形和翘曲变形小,表面光洁,消振性能好,抗压强度大。经铸态时效、精加工前时效,硬度为HB≥240,sb=300N/mm2,弹性模数:E0=14000~15000kg/mm2,剪切模数:G=5600kg/mm2;
采用9Cr18结构合金钢,经稳定化处理后,尺寸稳定性好。淬火硬度:HRC59~60。强度高、承载能力强,“三防”性能好;
f900的轴承环及钢球均采用Gcr15SiMn轴承钢,经淬火处理硬度:HRC58~60。强度高、承载能力强、稳定性好、耐磨性好;
所有标准件都进行染黑,硅油封闭,镀铬、镀镍磷等“三防表面处理;
仪器外表面进行机械加工,达到减轻重量、漆层牢固、外形美观。
3.融合跟踪算法
融合跟踪是利用多传感器数据源的信息进行融合处理,以实现对目标轨迹的精确预测,从而保证在数据源遇到干扰的情况下依然能对目标进行稳定跟踪。融合处理过程主要有时间同步和量纲对准、数据关联以及状态估计。
3.1时间同步和量纲对准
系统接收电视处理器等多传感器数据源后,首先对各传感器数据进行量纲统一,统一基准为编码器码值。此外由于各传感器的工作频率及处理时间不同,观测的数据存在时间差,在融合前进行时间对齐。考虑到编码器的采样频率最高,其它传感器的观测数据同步到该时间基准上来,同步方法采用卡尔曼滤波器的预测方程和误差协方差矩阵。
假定在时刻得到第个电视传感器在时刻的脱靶量,则将时刻的编码器值与脱靶量相加后得到带有观测误差的目标位置值,利用卡尔曼滤波方程求该时刻目标状态的滤波估计后,则目标状态估计的同步方程:
协方差的同步方程:
根据上述两式得到和后,即可根据加权航迹融合算法,忽略各传感器之间的互协方差,得到目标的融合轨迹:
3.2数据关联与状态估计
数据关联就是判断观测点迹是航迹上的真点迹还是噪声造成的假点迹。如果是真点迹则更新目标的航迹,如果是假点迹则予以剔除。假定电视传感器时刻得到的点迹为真点迹,则根据卡尔曼滤波方程可得到时刻的目标滤波点迹,经过一个电视采样周期后,电视传感器得到时刻的目标点迹。判断该时刻点迹是否为真点迹的具体做法是,利用卡尔曼预测方程得到时刻的目标预测点迹,然后以该预测点迹为中心,设置一关联门,若目标点迹落在关联门内,则认为是真点迹,否则认为是假点迹。以选取矩形关联门为例,此时判定准则为:
式中:——测量的标准差,
——卡尔曼滤波器预测标准差,
——门限系数。
状态估计采用卡尔曼滤波器,假定目标运动状态方程形式:
观测方程:
这时目标状态的最优估计为:
其中,表示在时刻预测时刻状态值,即卡尔曼一步预测方程,增益的求解是递归进行。事先假定目标运动特性以及系统噪声、测量噪声的统计特性。
4.结论
本文设计了一种多种传感器光电跟踪测量系统,实现了多传感器综合设计安装和数据融合跟踪功能。将多个电视脱靶量数据与编码器数据合成出目标的运动轨迹,用于引导设备跟踪,不仅使光电跟踪测量系统具备了各种环境和背景下的跟踪测量能力,而且在某一传感器测量脱靶量数据出现暂时性的错误情形下依然能保持目标的稳定跟踪,提高了系统跟踪的稳定性。
参考文献
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光电跟踪技术篇2
关键词:光伏发电并网;跟踪技术;发展;探讨
前言
21世纪是一个全新的时代,科学技术不断发展,经济社会不断进步。但是在新的发展时期人类社会也面临着不可再生资源不断减少的局面,能源危机是我们必须面对的问题。为了解决能源问题,开发新能源是非常有效的途径,尤其是一些可再生资源,具体包括风能、水能和太阳能等等。现阶段,太阳能越来越受到人们的青睐,这主要是因为太阳能属于清洁能源,对环境无影响,以及不用担心能源耗尽的问题。如何合理的利用太阳能资源是人们关注的焦点问题,目前光伏发电是一种利用太阳能资源的主要方式。本文以光伏发电为研究对象,首先对国内外光伏发电的发展现状进行了综述,接下来探讨了光伏发电最大功率点跟踪技术的发展现状,最后论述了光伏并网对电网的影响和解决方案。
1光伏发电国内外发展现状与前景
1.1国内
上世纪七十年代我国开始关注光伏发电问题,迎来了光伏发电的起步期。此后,大量的学者投入了光伏发电的研究中,我国政府也十分支持光伏发电在我国的发展,光伏发电在我国迅速迎来了飞速发展的时期。经过一段时间的发展,我国已经构建了七座发电量大于二十千瓦的光伏发电站,三个大型光伏并网发电站,这三个并网发电站的构建是我国新能源行业里程碑式的存在。
我国光能资源丰富,人口众多,对电能的需要量也很大,光伏发电是非常值得在我国推广的。有关专业人员表示光伏发电在中国的市场前景广阔,研究光伏发电具有十分重要的现实意义。
1.2国外
美国是最早开始关注太阳能和光伏发电的国家之一,二十世纪末之前,美国在光伏发电领域一直处于龙头老大的位置。进入21世纪以来,美国的领先地位逐渐被日本和欧洲所取代。日本十分重视对太阳能资源的利用,这主要和日本的国情有关,众所周知日本是一个资源匮乏的国家。
总的说来,光伏发电正受到全世界的广泛关注:太阳电池组件容量不断提高,但是单价却不断的减少;太阳电池组件的工作时间不断增加;光伏电站的数量不断增加等等。
2光伏发电最大功率点跟踪技术发展现状
光伏发电的最大功率点跟踪技术是光伏发电中的关键技术,比较常见的光伏发电的最大功率点跟踪技术有恒定电压法、扰动观测法、导纳增量法等等,下面分别具体介绍一下:
2.1恒定电压法
可以影响光伏阵列输出功率的因素有温度和辐照度,其中影响比较大的因素是辐照度。相关研究发现在辐照度变化时,和光伏阵列最大输出功率相对的输出电压不会产生太大的波动,所以可以得出这样的结论:最大输出功率和恒定电压是一一对应的关系。恒定电压法的劣势是没有考虑温度因素对光伏阵列输出功率的影响。
2.2扰动观测法
扰动观测法的主要思想就是将小范围的电压波动加载到光伏阵列中,然后观测输出功率的变化情况,进而明确最佳的方向并找出最佳的电压值。扰动观测法的优势就是操作简单,结果准确度高;劣势是需要持续不停的加入扰动。
2.3导纳增量法
导纳增量法的思想是:根据光伏阵列P-V曲线的特点,可以发现在功率最大值点,功率对电压的倒数等于0。观察输出电导的变化量,一旦变化量出现小于零的值,此时说明该点就是最大功率点。导纳增量法的优势就是跟踪性能良好,结果准确度高;劣势是操作复杂,需要性能好的微处理器的支持。
3光伏并网对电网的影响及解决方案
3.1孤岛效应
所谓孤岛效应指的是当电力系统因为某些原因而不能运行时,使用者一端的光伏并网发电系统可以结合附件的负荷构成一个自给自足的供电系统。孤岛效应会将维修人员至于危险中,还会给整个电力系统带来危害。解决孤岛效应的有效措施是主动式和被动式保护。光伏系统中应该融入防孤岛效应保护措施,有效的方式孤岛效应的出现。
3.2谐波污染
光伏并网在正常工作时需要许多电子设备的支持,从而出现很多干扰谐波。造成谐波污染。现阶段,解决谐波污染的方法有实时检测技术、谐波电流补偿、使用四桥逆变器等等。
3.3无功补偿问题
光伏并网逆变器在运行中会出现无功补偿问题,现阶段,解决谐无功补偿问题的方法有设置无功补偿装置、通过检测无功电流确定补偿电流值等等。
3.4电压闪变
辐照度是影响电压闪变的关键因素,而电压闪变可以影响电能的质量。具体来讲,辐照度对电压闪的影响随着辐照度该变量的增加而变大。
4并网逆变器
4.1光伏发电系统对逆变器的要求
光伏发电系统对逆变器的要求主要有五个,分别是:第一,全自动开启和关闭;第二,具有良好的最大功率点跟踪功能;第三,必须可以保证电能质量能够达标;第四,有效的避免出现孤岛效应;第五,容量、电压等可以达到要求的标准,可以有效的抵制外界的干扰。
4.2逆变器拓扑结构的发展
随着时代的发展,逆变器拓扑结构也在不断的更新和发展,最开始的拓扑结构是单级的,后来逐渐变成了多级拓扑结构。近年来,又出现了无变压器结构、电网频率变压器绝缘结构和高频变压器绝缘结构。逆变器拓扑结构对整个光伏系统是非常重要的,随着光伏系统的不断发展,开发多模式逆变器成为了人们关注的问题。
5结论
太阳能资源是一种清洁的可再生能源,如何开发太阳能资源以及如何充分利用太阳能资源是人们十分关注的问题。本文以光伏系统为研究对象,探讨了光伏系统中的最大功率点跟踪技术,论述了光伏并网对电网的影响,以及如何解决这种影响,希望可以为研究光伏电网、构建光伏电站提供一定的参考。
参考文献
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[2]肖华锋.光伏发电高效利用的关键技术研究[D].南京航空航天大学,2010.
光电跟踪技术篇3
关键词:太阳能电池;PLC;自动跟踪;光电传感器
中图分类号:TN710?34文献标识码:A文章编号:1004?373X(2013)21?0165?03
0引言
目前在太阳能发电利用中基本上都采用自动跟踪技术提高太阳能的利用率,跟踪技术分单轴跟踪和双轴跟踪,单轴跟踪系统比固定式系统能增加20%的功率输出,而双轴跟踪系统比固定式系统能增加40%的功率输出,双轴跟踪系统采用水平方向电机和俯仰方向电机来追踪太阳的方位角和高度角,从而可以实时精确追踪太阳的位置。
跟踪太阳的方法目前多采用光电跟踪方式,由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机,计算机运行程序调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。
基于高职院校光伏新能源专业学生的实训教学需要,设计了基于西门子S7?200PLC的太阳能电池自动跟踪实训系统和实训操作模式。
1系统构成
太阳能电池自动跟踪实训系统由追日装置和追日控制系统组成,追日装置如图1所示。该系统由太阳能电池方阵、模拟太阳光灯、追日跟踪光学传感器、双轴运动重型云台等构成。
追日控制系统由西门子S7?200PLC及低压电器组成,CPU型号:CPUI224XTCN,输入14个点,输出10个点,追日控制系统控制追日装置上的步进电机,步进电机带动同步带上的金属卤灯(模拟太阳)自东向西运动,模拟太阳在白天的运行轨迹。然后又自西向东运动,模拟太阳在夜间的运行轨迹。PLC通过太阳能电池板上的追日跟踪光学传感器采集模拟太阳的位置信息,光学传感器使用4个光电池组成桥式电路,外面有个滤光罩,没有一定光强,光学传感器没有输出。PLC根据光学传感器的位置信息进行分析判断,控制太阳能电池板下方的双轴运动云台执行追日的动作,使太阳能电池板始终正对着模拟太阳光源,以提高太阳能电池的发电效率,控制系统工作原理如图2所示。
2控制过程
太阳能电池自动跟踪实训系统设计了两种操作模式,手动操作和自动操作。通过控制面板进行选择,如图3所示。
手动操作模式通过控制面板进行模拟光源、模拟太阳移动和追日跟踪等3个按钮的操作,自动操作模式下通过触摸屏进行模拟光源、模拟太阳移动、追日跟踪、手动操作云台等4按钮的操作,如图4所示。
步进电机从同步带右限位开关处带动同步带上的模拟光源(开灯)自东向西运动,模拟太阳日出、日落运行轨迹,碰到同步带左限位开关后(关灯)自西向东运动返回起点,追日跟踪在模拟光源(开灯)自东向西运动过程中动作。模拟光源移动流程如图5所示。
光学传感器在模拟光源(开灯)自东向西运动过程中不断检测,向PLC发出上、下、左、右四路检测信号,PLC控制云台双轴电机分别运动,从而控制云台的上、下、左、右运动,使太阳能电池板始终正对着模拟太阳光源。
跟据控制要求进行PLC输入输出端口分配见表1。
3软件设计
手动操作和自动操作模式的选择指令如图6所示。
正向脉冲输出指令如图7所示,反向脉冲输出指令和正向脉冲输出指令类似。
传感器信号输出指令如图8所示,计数器C1和C2是为了防止云台失控,在模拟光源没有移动状态下,云台可能会出现失控抖动的现象,原因是由于云台电机反映速度和探测器反映速度不一致,可能云台往一个方向运动过头,探测器信号又反转,导致云台抖动,这时靠自身程序无法走出死循环,需停机再启动。C1和C2分别计数云台电机连续向左或向下运动3次。
云台电机动作指令如图9所示,计时器T39、T40是设置当模拟碰到左限位开关后云台电机自动回到启始点。
4结论
该系统即可以训练高职院校光伏新能源专业的学生掌握太阳能电池自动跟踪系统的工作原理,也可应用于工程实际中,具有较高的实际应用价值。
参考文献
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光电跟踪技术篇4
[关键词]动态测角误差、可编程动态靶标、光电经纬仪
中图分类号:TH761.1文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)03-0354-01
1、概述
检测光电经纬仪跟踪性能、动态精度和测角精度等技术指标的方法分为外场和室内两种检测方法。外场检测是将经纬仪运到靶场,在靶场测控网跟踪飞机、拍星等。获得飞行轨迹参数,同时用靶场的其它高精度设备进行跟踪测量统一目标,并以此为真值,与光电经纬仪获得的参数在同一坐标系下进行对比,从而标定出其跟踪精度和动态测角精度。可见,外场检测方法受到时间、场地、天气、运输等因素的限制,要消耗大量人力、物力,且实验周期长,组织协调困难,而且校飞目标很难达到设备设计的指标速度和加速度检测要求,所以外场检测方法有很多局限性和弊端。另外用靶场其它测量设备进行对比测量还存在多种误差源,很难给出高精度的真值,使得被检测光电经纬仪无法与其进行精度对比。
室内检测方法是指在实验室内用精度动态靶标模拟空间运动目标及其运动规律,对光电经纬仪跟踪性能和测角精度进行检测。可见室内检测方法可以在实验室内及时发现和解决光电经纬仪存在的技术问题,保证外场检测和应用中不会出现技术问题。如今,对光电经纬仪的总体性能,尤其是对其跟踪精度和测角精度指标的要求越来越高,所以用于检测光电经纬仪精度的动态测角误差精度也受到了高度的重视。
2、光电经纬仪发展情况简述
因为经纬仪的研究情况、技术指标和生产能力是一个国家在光学仪器领域和靶场光测设备领域中水平高低的重要衡量标准,所以存在相关技术封锁,尤其是有关检测方法的相关资料极少透露。
随着科技进步和靶场建设的需要,20世纪80年代研制的电影经纬仪开始加装可见光电视和红外电视系统,经纬仪从单一的对飞行目标跟踪、弹道测量,到现在对靶场各类飞行目标的目标特性、姿态、拦截、子母弹炸点解爆、子弹散落特性等性能的测量。近几年以来,由于可见光电视、红外电视图像可实时传输、实时提取目标脱靶量等优点,逐渐取代电影胶片成为光电经纬仪主光学系统的成像器件。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所从1958年开始研制我国第一台150光学跟踪测量设备,到160、179、331、260、662等电影经纬仪以来,在电影经纬仪的研制生产中逐步建立了自己的静、动态检测方法。电影经纬仪检测架如图1.
随着科技进步和靶场建设的需要,20世纪80年代研制的电影经纬仪开始加装可见光电视和红外电视系统,到现在电视、红外已完全取代电影胶片作为图像测量和记录系统,经纬仪从单一的对飞行目标跟踪、初始段和载入段弹道测量,到现在对靶场各类飞行目标的目标特性、姿态、拦截、子母弹炸点解爆、子弹散落特性等性能的有效装置―旋转靶标,解决了光电经纬仪动态跟踪和捕获性能的室内检测问题,已经在同行和军方使用部门得到推广应用。利用该靶标已经检测了多种型号的光电经纬仪,直到现在还在检测跟踪性能方面继续发挥其作用。
3、电视、红外动态测角误差检测
随着摄影胶片被可视光电传感器件所取代,而用传统摄影动态误差检测方法,由于胶片与可视光电传感器件的曝光特性的不同,无法满足光电经纬仪在工作速度和工作加速度的条件下动态测角误差的检测。随着可编程动态靶标的研制成功可实现对电视、红外动态测角总误差的检测,可编程动态靶标与光电经纬仪空间关系图2。
用高精度测角仪标定出可编程动态靶标锥角b、半锥角a,根据球面三角定理,可编程动态靶标相对于光电经纬仪的方位角A、俯仰角E都随θ角的变化按公式改变:可得方位角A、俯仰角E值。
由此可得可编程动态靶标理论方位角A、俯仰角E值为:
可编程动态靶标和光电经纬仪数据采样同步,在相同的数据采样时刻能提供一个准确的空间角度值,可以为光电经纬仪提供理论真值。光电经纬仪电视、红外测量系统在以工作速度或工作加速度自动跟踪可编程动态靶标目标状态下,调整靶标转速满足电视、红外测量系统在65°高角时工作角速度和工作角加速度的要求。由计算机记录可编程动态靶标的绝对时间Ti、编码器角度值,并依据公式(3)、(4)计算出可编程动态靶标相对光电经纬仪在T时刻的方位角Ai和高低角Ei位置信息;电视、红外测量系统对测量的目标进行实时数据记录(绝对时间Ti、方位编码器A、高低编码器E、方位脱靶量ΔAi、高低脱靶量ΔEi),选取在65°高角时的一个正弦的测量周期,计算出电视、红外测量系统的测量合成脱靶量ΔAi′、ΔEi′:
同理可对记录的电视、红外视频图像进行视频判读,得到视频伴读的方位脱靶量ΔAi、高低脱靶量ΔEi,计算出电视、红外测量系统事后动态测角误差。
4、结束语
以上是在GD-280、GJ1208等光电经纬仪电视、红外动态精度检测实际应用效果良好,通过编程控制靶标转动,可以实现对主光学系统和不加分光器偏离经纬仪3轴旋转中心的电视、红外动态测角误差的检测。开展关键检测技术研究,用于光电经纬仪可见电视、红外电视室内动态测角误差检测,通过对动态测量误差室内性能评价,可作为准确的设计与研制适合靶场试验要求的光电经纬仪提供科学的实验数据,为光电经纬仪靶场弹道测量工作的可靠性做出较真实的评估。
参考文献:
[1]何照才、胡保安.光学测量系统.北京:国防工业出版社,2002.
光电跟踪技术篇5
关键词:影视特效;电视广告;特效应用
中图分类号:J916文献标识码:A文章编号:2095-4115(2013)09-21-2
影视特效与电视广告相结合的发展方式催生了影视广告,影视广告是一种新的广告形式,为电视广告的发展开辟了一条新的道路。
一、色彩应用
在各种电视广告中色彩是其中的一个极其重要的视觉元素,对于刻画角色的情感、营造环境的氛围、增强剧情画面的丰富,创造广告的欣赏价值等都起到了非常重要的作用。色彩的准确运用能够让观众领略色彩本身的魅力,与此同时极富情感的颜色能够感染观众,好的电视广告最重要的是能够吸引观众眼球并打动观众。
电视广告中的色彩特效的使用主要是在色彩匹配和色彩校正两个方面,在电视广告的拍摄中,常常会由于各种不确定的环境因素或者人为因素导致广告画面色彩值无法匹配统一。电视广告中的特效应用时,往往需要多镜头以及多素材的合成,在电视广告的后期特效制作过程中,多镜头以及多素材的合成难免会出现色彩无法匹配统一的问题,这时就必须对于每种素材进行色彩调整,以确保电视广告整体色彩的连贯统一。色彩的校正主要是对于同一电视广告中色调的调整,分为客观技术和主观艺术上两方面的色彩校正,客观技术方面的色彩校正主要是针对电视广告拍摄时所产生的色彩偏差、曝光不准确以及色彩失真等技术问题。主观艺术上的色彩校正主要是考虑观众的心理特点以及电视广告的艺术性,进而对色彩进行人性化和艺术化的调整。
二、光效应用
光效的运用是电视广告后期制作中的重要组成部分,电视广告追求能在最短的时间内追逐观众的眼球,光效具有的视觉冲击力,能够迅速吸引观众的注意力。目前各种影视广告中光效运用较为广泛,在电视广告中有针对性的利用光效突出所要表达的主体,往往能达到广告的宣传目的。光效是影视特效中不可或缺的重要部分,光效应用的好坏将直接影响画面的观赏性。
三、抠像应用
“抠像”一词源于早期的电视制作,英文称作“Key”,通俗的解释就是将画面的前景素材与背景素材进行分开拍摄,然后重新整理叠加,从而合成一个完整的素材。抠像技术的应用可以产生意想不到的艺术效果,在此后的影视作品中,抠像技术得到了广泛应用。在早期的电视影像制作中,抠像需要严格的条件以及价格高昂的设备,随着科学技术的发展,目前抠像所需要的条件已经不成问题,在现代的影视作品中,抠像技术的应用随处可见。
在电视广告中这应用抠像特效能够增强画面的感染力,提高观众对电视广告的兴趣,直至今天抠像技术已经可以根据拍摄的需要选择多层的前景与背景。目前来说抠像软件大致分为两种模式即节点模式和层模式,节点模式将需要的各个画面元素作为节点,并且按照一定的关系进行连接,最终实现合成效果。层模式则是将画面前后素材标识为不同图层,在各图层整理分析后按照所需的顺序再进行合并,两种模式各有其优点,节点模式软件适合处理较为复杂的抠像,而层模式软件操作简单。
四、追踪应用
在影视作品中绝大多数的特效镜头,在后期的制作中都要进行跟踪,在国外被称作matchmove,我们也可以称之为运动匹配。影视制作后期跟踪可分为二维跟踪和三维跟踪。二维跟踪的应用更加广泛,也更具有典型意义,其又可以分为点跟踪和面跟踪两个方面。点跟踪的方法出现较,直到今天依然广泛应用于各种合成软件中。面跟踪是新兴起一种技术,通过跟踪的数量巨大的像素,提高追踪的精度。面跟踪能记录更多的透视信息,能够更好的进行追踪,其局限性是速度较慢。
五、虚拟场景应用
无论是影视制作还是广告制作,虚拟场景的应用必不可少,虚拟场景系统来源于虚拟演播室,在影视制作中往往需要现实中不存在或者无法模拟的场景来达到作品所要表达的效果。虚拟场景节省了大量的资源,并且能够构造出极为逼真的场景氛围。虚拟布景系统的场景采用的是前期合成的方式,相对于实时渲染来说要求条件更低。在虚拟场景中光线跟踪、三维物体的细节处理以及反走样等镜头特效比实时渲染的效果更为优秀,抠像效果也能很好的满足影视画面的需要。利用虚拟场景更能让广告制作人充分发挥想象力,电视广告正需要虚拟场景的广泛应用。
计算机三维图形技术被广泛应用于许多方面,三维图形技术能够在计算机中真实再现现实世界中的各种事物的形象,从而能够有效吸引人们的关注。虚拟技术在电视广告中的应用催生了虚拟广告技术,在不中断节目和扰乱观众视线的前提下,将广告融入到视频中。虚拟场景作为影视特效中应用极为广泛的特效技术之一,在提升广告品味和提高广告质量方面发挥了重要作用。虚拟场景技术的发展正在不断成熟,充分利用这一技术能够帮助电视广告业解决一系列问题。
六、结束语:
面对现代生活快节奏的特点,影视特效与电视广告相结合的道路是一条创新之路,这条路还很漫长,但前途一片光明。
参考文献:
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光电跟踪技术篇6
关键词:光伏列阵;跟踪控制技术
中图分类号:TM615文献标识码:A文章编号:1674-7712(2014)12-0000-01
太阳能不仅是一种可再生能源,同时也是一种无污染且无噪声的能源,符合我国提出的绿色发展的要求,近年来已经成为国内外能源研究人士的研究热点。光伏阵列的输出功率直接受到光照强度以及环境和温度的影响,想要保证太阳能电池最大功率输出,就必须要融入点跟踪电路。本文将对光伏列阵最大功率点跟踪控制技术进行分析,提出具体的控制方式。
一、光伏阵列
光伏阵列在电流方面的函数可以记做,上述公式当中,I是输出电流,Is是短路电流,短路电流取决于日照强度。Io表示光伏阵列反向饱和方面的电流,而q是电荷的常数,U是光伏阵列整体输出电压,A为PN结系数,公式中的K为常数,T属于绝对温度范畴而Rs属于串联电阻,最后的Rsh属于并联电阻[1]。每一个光伏阵列当中都会存在最大功率点,相关工作人员为了从根本上提升光伏阵列的实际使用效率,将功率输出最大化,就必须要在光伏阵列以及负载当中融入MPPT电路。
二、扰动观察发
本文所研究的扰动观察法属于MPPT体系当中比较常见的一种控制方式,通过控制占空比的方式来控制整体输电的电压,如果实际占空比的比例有所增加,那么输出的电压就会有所提升,在这种时候进行输出电流进行检查,并且计算器输出功率,就可以将最后的计算值与占空比增加之前的数值进行比较,比较二者之间的差异。如果从比较结果中发现输出功率有所增加,那么就需要继续对占空比进行提升,直至输出功率呈现出下降的趋势方可停止,如果结果相反,可以使用减少占空比的方式平衡二者数值。在扰动观察法使用过程当中,必须要注意步长的选取[2]。不仅要考虑到光伏阵列的动态影像速度,同时也要考虑到光伏阵列在常规情况之下的控制精确度。如果扰动步长比较大,那么对外界的环境影响也会加快,在最大功率点周围位置会存在功率震荡。如果扰动步长比较小,那么震荡就会适当的减少,但是这种情况下的光伏阵列影响能力也会有所下降。光伏阵列通常情况下是可以满足阳光变化下动态响应的,如果光照强度保持稳定,那么整体的输出功率会产生比较明显的波动[3]。
三、快速MPPT控制法
想要从根本上提升光伏阵列整体的跟踪速度,并且有效减少最大功率位置产生的功率震荡,就需要从改进步长这一角度进行处理。如果光伏阵列的温度保持平衡,那么输出特性曲线当中功率最大点就会排列在固定电压值的周围,通过这一现象我们可以确定最大功率点的电压与光伏阵列在输出电压这方面的关系是一定的[4]。若在实际工作过程当中,光伏阵列输出电压与最大功率点二者的实际电压值相差比较多,就代表了光伏阵列工作点距离实际的最大功率点还是比较远的,在这种情况下我们就可以使用大步长。若在实际工作过程当中,光伏阵列输出的电压以及最大功率点,二者相差的电压值比较小,那么就需要根据实际情况选择比较小的步长,通过上述方式可以有效的减少功率震荡程度,使用MPPT对其进行控制的主要原理就是这一等式。该公式当中,Um属于最大功率点位置上所对对应的一个相似性电压,我们从这一公式中可以分析出,不论光伏阵列这一环节最大功率存在于点的左面还是点的右面,越靠近最大功率点,d数值则越小,反之越大。
四、神经网络法
所谓的神经网络控制法,就是神经网络视角下的一种MPPT控制技术,这是一种比较新颖的信息处理方式,在神经网络结构当中主要包含了输入层、隐含层以及输出层等,每一层当中神经元的具体数量都是由需要解决问题的复杂程度来决定的。这种技术在光伏阵列中应用的时候,输入的信号可以选择光伏阵列阐述当中的开路电压或者是短路电压,也可以根据外界的实际环境输入光照强度以及温度。这部分数据在输入过后,可以通过优化,编程输出电压或者是占空比信号[5]。神经网络当中的所有节点都会存在权重增益量,只有使用合适的权重才可以保证函数之间的相互转化,进而提升光伏阵列工作点的准确性。想要保证光伏阵列最大工作效率,就必须通过神经网络对权重进行训练,训练过程即是想其中输入大量样本数据,因为光伏的样本数据存在一定的差异性,所以在不同工程当中需要制定针对性训练方式才能保证工作点的准确性。因为这这一网络不仅能够保证输入样本的完全匹配性,而且可以保证内插与外插输入模式的匹配,这种功能一般的查表功能是做不到的,这也是神经网络法被人们记住与使用的主要原因。
五、结束语
随着我国经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高,对电能的需求量也在不断增大。目前很多偏远地区的用电还受到限制,并且许多能源属于不可再生能源,储量正在不断减少。想要保证经济及社会的稳定发展,就必须要在短时间内找出替代能源来满足能源的使用需求。本文从神经网络法、快速MPPT控制法、扰动观察发、光伏阵列这四个方面,对光伏列阵最大功率点跟踪控制技术进行了分析,旨在提升光伏列阵最大功率点跟踪控制技术的技术水平。
参考文献:
[1]戴欣平,马广,杨晓红.太阳能发电变频器驱动系统的最大功率追踪控制法[J].中国电机工程学报,2013(08):95-99.
[2]吴理博,赵争鸣,刘建政.单级式光伏并网逆变系统最大功率点跟踪算法稳定性分析[J].中国电机工程学报,2011(06):73-77.
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