用于太阳能板定向的最小传感方法

当太阳能板指向使其总照度（辐照度）最大化的方向时，其收集的能量最多。给定任意的面板方向和任意的环境照度，我们解决了寻找最大总辐照度方向的问题。我们开发了一种最小传感方法，仅使用四个光电探测器的测量值来迭代改变面板的倾斜度以最大化辐照度。许多环境产生的辐照度函数具有多个局部极大值。因此，简单地测量辐照度函数的梯度并应用梯度上升法是行不通的。我们证明，探测器和面板之间较大的、优化后的倾斜度等价于对辐照度函数进行模糊处理。这具有消除局部极大值并将辐照度函数转化为单峰函数的效果，其最大值可以通过梯度上升法找到。我们表明我们的方法与尺度空间理论之间存在密切关系。我们收集了一个名为 UrbanSky 的大型高动态范围照明环境数据集，采集于曼哈顿。我们使用该数据集进行仿真以验证我们方法的鲁棒性。接下来，我们模拟了在动态照明下使用我们方法收集的能量。最后，我们构建了一个带有四个紧凑探测器和执行器的便携式太阳能板，以在各种真实世界环境中进行实验：直射阳光、阴天、有遮挡和阴影的城市环境，以及复杂的室内照明。在所有情况下，与定向太阳能板的标准方法相比，我们展示了所收集能量的提升。