一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法
本发明实施例公开了一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法.该方法包括:选取全天空图像中的目标星点，可见光全自动天空成像仪，并确定目标星点在全天空图像坐标系下的星点位置坐标以及在极光观测站处全天空图像时刻目标星点的真实方位角和真实天顶角;基于真实方位角，全天空图像中的天顶位置和地理方位构建误差函数，并根据误差函数确定真实天顶位置和真实地理方位;根据星点位置坐标和真实天顶位置确定目标星点的成像半径，并根据真实天顶角和成像半径拟合得到全天空图像中成像半径与真实天顶角之间的关系.本发明实施例的技术方案，以实现不受地域局限快速准确对全天空成像仪进行几何定标，全天空成像仪几何定标更加灵活.
全天空成像仪，主要有两部分组成
全天空成像仪，主要有两部分组成，一部分是扫描式红外成像仪(SIRIS-1)，其结构由热红外测温传感器、地面温湿度传感器、水平和俯仰旋转平台和控制箱等组成，红外测温传感器用于感应8~14 μm波段大气向下红外辐射，系统响应时间为120 ms，温度分辨率为0.1℃。距离比S=34：1，系统结构如图 1a所示(谭涌波等，2005；胡树贞等，2012)，另一部分为双站可见光成像仪，采用一对相机置于水平和俯仰可旋转的云台中，两个云台相距60 m，图像采集传感器视场角为54°，图像分辨率为44万像素，低照度为0.1 LX。旋转云台采用一体化高速球机，球机旋转角范围，可见光全自动天空成像仪asi，水平角为0°~360°，俯仰角为0°~93°，球机预置位重复精度小于0.05°。
基于XGB算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测
吸热器是塔式太阳能热发电站的中心设备，但云层短时间的遮挡和离开会使吸热器接收的太阳直接辐射(DNI)发生随机波动，造成吸热器表面受热发生剧烈变化，会影响塔式太阳能热发电站的安全运行.本文提出了一种基于极值梯度提升(eXtreme Gradient Boosting，XGB)算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测方法.通过使用基于太阳位置的全天空成像仪标定方法，可见光全自动天空成像仪asi，完成全天空成像仪的姿态校正和畸变矫正;对晴空背景参数进行拟合并建立晴空库，为云层的检测提供基础;通过对太阳及其临近区域进行插值修复，使1 min内的DNI预测成为可能;根据云的运动矢量，利用外推法得到未来云层可能会遮挡太阳的图像点，并提取图像特征，用于基于XGB算法的超短期DNI预测模型的训练，利用训练后的模型完成超短期DNI预测.
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