Um den Anforderungen des Systems zur Bestimmung des Spektrums der Sonnenstrahlung durch Laser-Differentialabsorption unter einer Fahrzeugplattform gerecht zu werden, wurde ein für eine mobile Plattform geeignetes Sonnennachführungssystem entworfen. Die Datenverarbeitungsaufgabe wurde auf eine Edge-Computing-Plattform verschoben, was die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit erheblich erhöhte und eine schnelle Reaktion des Systems in einer dynamischen Umgebung gewährleistete; gleichzeitig wurde die Kameraentzerrungstechnik mit einem visuellen Detektionsalgorithmus kombiniert, um die genaue Position des Sonnenzentrums im Kamerabild zu bestimmen und den Winkelversatz zu berechnen. Der Winkelversatz wird als Zustandsvariable des Systemmodells verwendet, und ein prädiktiver Regelungsalgorithmus wurde eingeführt, um die Motordrehzahl für optimale Regelung anzupassen, was die Genauigkeit und Stabilität der Sonnennachführung signifikant erhöht. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Verzögerung des Systems nur 14,6 ms beträgt. Wenn es auf eine mit 15 km/h fahrende Fahrzeugplattform gelegt wird, beträgt die Genauigkeit der Nachführung in den Achsen X und Y jeweils 0,13° und 0,04°. Dieses Sonnennachführungssystem zeichnet sich durch hohe Präzision und geringe Verzögerung aus und kann somit den Anforderungen an eine präzise Nachverfolgung der Sonnenposition unter einer Fahrzeugplattform in der Differentialabsorption gerecht werden.

Laser-Differentialabsorption; Sonnennachführung; prädiktiver Regelungsalgorithmus; Bildverarbeitung