面向低成本辐照度临近预报天空成像仪的开发

1：实验设计与方法选择：

该方法采用人工视觉系统，通过凸面镜和相机捕捉天空穹顶图像。结合多种图像处理算法（穹顶检测、太阳分割、粒子滤波）与太阳位置估算（使用Pysolar库），实现在不同天空条件（晴朗、局部多云、阴天）下的稳健太阳检测。

2：样本选择与数据来源：

从墨西哥阿瓜斯卡连特斯市安装的原型机每分钟采集1024×780像素分辨率的图像。分析了三种场景：晴空日（11月8日）、局部晴日（9月13日）和阴天（8月17日）。

3：实验设备与材料清单：

原型机包含树莓派相机模块、高凸面镜及支撑结构。相机采用CMOS IMX219PQ传感器。

4：实验流程与操作步骤：

系统对每帧图像依次进行：穹顶检测（感兴趣区域）、太阳分割（通过HSL转换、阈值处理、二值化及圆检测）、粒子滤波追踪，以及在遮挡时通过Pysolar估算位置。该过程对新图像自动循环执行。

5：数据分析方法：

通过比较分割结果、粒子滤波及Pysolar估算的太阳位置评估性能。指标包括像素距离、太阳天顶角（SZA）和太阳方位角（SAA）误差。