其中：6，5必須同時(shí)為1時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。
2．2 圖像傳感器的自動(dòng)跟蹤原理
VC++設(shè)置為每隔5 min自動(dòng)調(diào)用傳感器拍一次照，傳回的圖像經(jīng)Matlab處理，計(jì)算出太陽(yáng)質(zhì)心坐標(biāo)與圖像中心坐標(biāo)的偏差，并轉(zhuǎn)化為水平和俯仰電機(jī)需調(diào)整的步數(shù)，再次送給單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而細(xì)微調(diào)整平面鏡跟蹤裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)連續(xù)自動(dòng)跟蹤。
FYP定義為俯仰步進(jìn)電機(jī)應(yīng)運(yùn)行步數(shù)，F(xiàn)WP表示方位步進(jìn)電機(jī)應(yīng)運(yùn)行步數(shù)。方位步進(jìn)電機(jī)每動(dòng)作一步實(shí)際為(1．8／100)°，俯仰步進(jìn)電機(jī)每動(dòng)作一步實(shí)際為(1．8／52)°。當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，光斑在圖像中心時(shí)設(shè)定坐標(biāo)為(160，120)，向下移動(dòng)出圖像FYP為50；向右移動(dòng)出圖像FWP為160。若太陽(yáng)光斑不在中心點(diǎn)時(shí)，如圖3所示，經(jīng)Matlab程序執(zhí)行結(jié)果為光斑圖像坐標(biāo)(115，117)，光斑個(gè)數(shù)為1，對(duì)應(yīng)FYP為1，F(xiàn)WP為-46。

圖像處理過(guò)程中運(yùn)用了最大類(lèi)間方差法Otsu，是根據(jù)最小二乘原理推導(dǎo)出來(lái)的，它基于直方圖來(lái)選取閾值，其基本思路是將直方圖在某一閾值處分割成兩組，當(dāng)被分成的兩組的方差為最大時(shí)，得到閾值。方差是灰度分布均勻性一種量度，方差值越大說(shuō)明構(gòu)成圖像的兩部分差別越大，當(dāng)部分目標(biāo)錯(cuò)分為背景，或部分背景錯(cuò)分為目標(biāo)都會(huì)導(dǎo)致兩部分差別變小，所以使類(lèi)間方差最大的分割意味著錯(cuò)分概率最小。Otsu算法具有簡(jiǎn)單、分割速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)噪音和目標(biāo)大小十分敏感，對(duì)于信噪比較高的圖像具有很好的分割效果，被認(rèn)為閾值自動(dòng)選取的最優(yōu)方法之一。

圖4為拍攝到太陽(yáng)光斑存在干擾時(shí)的圖像，對(duì)比圖4(a)和圖4(b)可發(fā)現(xiàn)用Otsu法分割處理后，能有效消除圖像中細(xì)微干擾。圖4(c)由Otsu法處理后得到圖4(d)，光斑圖像坐標(biāo)(160，120)，光斑個(gè)數(shù)為2，對(duì)應(yīng)FYP和FWP為O。由此判斷拍攝的圖像存在明顯干擾，程序?qū)YP和FWP置為O，確保系統(tǒng)的可靠性。
一般情況下使用圖像傳感器跟蹤，但當(dāng)陰天或出現(xiàn)厚云層時(shí)，太陽(yáng)光斑無(wú)法出現(xiàn)在傳感器視角內(nèi)，VC++立即調(diào)用時(shí)鐘算法，根據(jù)太陽(yáng)在天空中每分鐘運(yùn)動(dòng)的角度，計(jì)算出跟蹤控制器5 min應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，從而確定出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得裝置根據(jù)太陽(yáng)位置而相應(yīng)變動(dòng)。
2．3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件的主要部分為PC機(jī)部分，PC機(jī)環(huán)境為Windows XP，使用軟件Microsoft Visual C++6．0和Matlab 7．0。啟動(dòng)時(shí)VC++負(fù)責(zé)調(diào)用一次sun函數(shù)，返回當(dāng)前時(shí)刻太陽(yáng)的高度角和方位角，并轉(zhuǎn)化為FYP和FWP運(yùn)行步數(shù)。通過(guò)調(diào)用Windows API函數(shù)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與單片機(jī)間數(shù)據(jù)的傳遞。通過(guò)MCC實(shí)現(xiàn)VC++與Matlab的聯(lián)合編程，控制攝像頭采集太陽(yáng)光斑圖像，根據(jù)太陽(yáng)光斑質(zhì)心坐標(biāo)與圖像中心坐標(biāo)的偏差轉(zhuǎn)化為FYP和FWP校正步數(shù)。

上位機(jī)可執(zhí)行程序控制界面如圖5所示，上位機(jī)控制平臺(tái)具有實(shí)現(xiàn)復(fù)位，太陽(yáng)位置的跟蹤、手動(dòng)校準(zhǔn)。其中“設(shè)置”按鈕，可進(jìn)行波特率、調(diào)整時(shí)間間隔等的設(shè)置。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
實(shí)驗(yàn)在蘇州大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)所內(nèi)進(jìn)行，數(shù)據(jù)觀(guān)察時(shí)間為12月下旬至1月上旬。因數(shù)據(jù)量大，表1只列出2010年1月7日記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)。具體測(cè)試方法如下：