Chinese Optics, Volume. 17, Issue 3, 548(2024)
Detection method of solar position using a biomimetic polarized light compass
Fig. 1. Schematic diagram of the three-channel polarization imaging system
Fig. 12. The distributions of DOP and AOP of the solar position at different times
Fig. 15. Experimental data in clear weather in the presence of buildings
Fig. 16. Experimental data in clear weather in the presence of trees
Table 1. Experiment data list
View tableView in ArticleTable 1. Experiment data list
时间 太阳的理论位置 基于改进的偏振角 模型计算的太阳位置 误差 $\alpha_s $ hs $\alpha_s $ hs $\alpha_s $ hs 8:00 95.333 23.450 95.365 23.472 0.031 0.022 9:00 105.216 35.529 105.189 35.554 −0.028 0.025 10:00 117.819 46.959 117.791 46.939 −0.028 −0.020 11:00 135.892 56.827 135.857 56.800 −0.035 −0.027 12:00 162.984 63.167 163.018 63.143 0.033 −0.024 13:00 196.214 63.255 196.178 63.276 −0.036 0.021 14:00 223.550 57.040 223.519 57.063 −0.032 0.022 15:00 241.809 47.232 241.838 47.212 0.029 −0.020 16:00 254.509 35.826 254.545 35.807 0.036 −0.019 17:00 264.438 23.757 264.469 23.783 0.031 0.026 18:00 273.160 11.486 273.192 11.504 0.032 0.018
Table 1. [in Chinese]
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太阳位置的多次迭代算法 计算太阳的空间位置： $ {\boldsymbol{S}} = \left( {{h_{\rm{s}}},{\alpha _{\rm{s}}}} \right) $ 当 $ k = {\text{0}} $ 时选取初始值 $ {{\boldsymbol{S}}_{\text{0}}} $ 选择迭代终止条件 $ \varepsilon $ >0，且为一个很小的常数确定最大迭代次数 计算雅可比矩阵: 使用公式（11）计算雅克比矩阵 $ {\boldsymbol{J}}\left( {{{\boldsymbol{S}}_k}} \right) $ 将 $ \Delta \left( {{{\boldsymbol{S}}_k}} \right) $ 代入式（9）中的雅克比矩阵$ {\boldsymbol{J}}\left( {{{\boldsymbol{S}}_k}} \right) $ $ {{\boldsymbol{g}}_k} = {\boldsymbol{J}}\left( {{{\boldsymbol{S}}_k}} \right){\boldsymbol{F}}\left( {{{\boldsymbol{S}}_k}} \right),{{\boldsymbol{S}}_{k + {\text{1}}}} = {{\boldsymbol{S}}_k} + \Delta {{\boldsymbol{S}}_k} $ 如果 $ \left\| {{{\boldsymbol{g}}_k}} \right\| \lt \varepsilon $ ，或者$ k \gt n $ ，迭代停止输出 $ {{\boldsymbol{S}}_k} $ 结束 通过式（10）计算 $ {{\boldsymbol{S}}_{k + {\text{1}}}} $ 迭代继续 如果 $ \left\| {{{\boldsymbol{g}}_k}} \right\| \geqslant \varepsilon $ ，或者$ k \leqslant n $ 令 $ k = k + {\text{1}} $ 计算雅克比矩阵 ... 直到 $ \left\| {{{\boldsymbol{g}}_k}} \right\| \lt \varepsilon $ ，$ k \gt n $ ，然后计算$ {{\boldsymbol{S}}_k} $ 结束 计算 $ {h_{\rm{s}}} $ ，$ {\alpha _{\rm{s}}} $
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Jiang-tao YANG, Ming-kai WANG, Si-tuo LIU, Lei LIANG, Zhi LIU, Yue GUO. Detection method of solar position using a biomimetic polarized light compass[J]. Chinese Optics, 2024, 17(3): 548
Category: Original Article
Received: Dec. 22, 2023
Accepted: Feb. 20, 2024
Published Online: Jul. 31, 2024
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