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随着全世界化石能源的急剧减少，能源危机的爆发迫在眉睫，在此关键时期，发展新能源技术成为解决能源紧缺问题的有利途径。太阳能发电作为新能源发电技术的重点，在近几年蓬勃发展，但仍有一些问题亟待解决。云遮挡问题的研究便是塔式太阳能热发电中的一项关键技术，此问题的研究有利于保证塔式热发电系统的安全运行，因此，本文基于机器视觉的方法针对塔式镜场云监测问题开展了研究。对图像预处理相关算法、基于粒子滤波的太阳跟踪算法、基于光流法的云层测速及云遮挡判断等方面进行了研究，具体工作如下: (1)图像预处理相关算法的研究 CCD(Charge-coupled Device)拍摄图像时，由于受各种干扰，使得图像中存在一些噪声，影响图像质量，因此需要对图像预处理相关算法进行研究，拟用中值滤波算法进行图像预处理，减少噪声对图像的影响。 (2)基于粒子滤波的太阳跟踪算法的研究 首先提出一种基于粒子滤波算法的太阳跟踪方法，运用释放的粒子跟踪太阳。其次，运用理论计算的太阳方位角与实际得到的方位角进行比较，以形成闭环跟踪。最后，运用巴氏系数作为相似度的评估标准，判断运动检测窗口所跟踪目标的直方图相似度，以此判断云层对太阳的遮挡。 (3)基于光流法的云层测速的研究 运用光流法对镜场上空运动云层进行检测，将运动云层转化为运动矢量。随后，利用光流捕捉到的运动矢量计算云层运动速度以及方向，估计镜场上空云层运动状况，为云遮挡判断提供依据。 (4)云遮挡判断的研究 由计算得出的太阳方位、云层运动速度和方向，综合分析太阳、镜场上空云层、镜场三者之间的位置关系，最终判断云层何时遮挡镜场，何时离开镜场，以对镜场进行合理调度。 测试结果验证了上述研究的正确性和可行性，为更加深入地研究塔式热发电安全运行问题，实现我国塔式太阳能热发电技术的发展提供了理论和实践的参考。