數位化“日月運動”觀測演示儀
是一種利用高科技手段，融合天文、地理、數學、物理、數碼拍攝、計算機信息處理等多種技術的儀器。其主要原理是：太陽光照在一球體上，經攝像頭拍攝存入電腦，由AVCapture控制項分析點陣圖格式。接著，利用數字圖形處理技術讀取所需信息，將數據轉化成二維圖像鎖定，從而得到坐標值。根據自動記錄的數值，既可模擬太陽運行軌跡，又可通過算法的“關係建立”將坐標值轉化成同時刻太陽的地平經度和仰角，還能與天文台數據進行對比分析。與之類似，本儀器還對月亮的運動進行了觀測。本發明對推算某一地區的經緯度、時差、黃道帶、白道帶等有極大作用；能演示任何地方、節氣的太陽周日視位置、周日視運動軌跡及月亮的運行規律；即使陰雨天，也可由電腦趨勢回歸分析得出數據。此外，程式中用到的YUV矩陣變化和卷積掩模技術可套用於任何需識別物體形狀特徵的場所；攝像圖形處理技術可套用於任何需定時觀測物體移動的場所；八連跟蹤邊界技術可套用於任何需判定物體外形輪廓的場所。本發明旨在揭示月球、地球運動牽涉到的很多知識，可作為學生的學具、老師的教具、其他相關學科愛好者的學習平台，對各科的研究性學習和野外工作者自行定位等有很高的實用價值。
基本原理與結構
將一個不鏽鋼球體固定，用來聚焦太陽光。購買一個能和筆記本電腦相連的電子攝像頭，安裝在一根高度恆定的金屬桿上方，且桿與球體間距不變。當攝像頭拍攝到球體反射的太陽光點後，能自動將其輸入計算機，採用事先由VisualBasic 6.0程式編制好的各種程式，就可將這些數據進行相關轉換，從而得到太陽視運動軌跡、地平經度和仰角、月亮的運動情況等，並將這些內容進行顯示及保存，以便日後回放、研究和比較。本項目的研製過程中採用了以下設備：採用一個聚光程度相對較好、直徑50cm的不鏽鋼球；採用一根高為1.5m的筆直細桿，用以先期測算太陽位置角度；採用一根高度恆定的金屬桿固定攝像頭；採用“環宇飛揚”公司製作的“201D+”型號攝像頭對太陽光點進行定時拍攝；採用筆記本電腦，將攝像頭與它相連線；採用一半球形玻璃罩作為“天球”，在其表面安裝一系列發光二極體，用電腦控制可演示出任意時間的日月視運行軌跡。
優點與創新性
1.測量與顯示太陽的視位置：地平經度和仰角；
2.顯示與測算真太陽時,通過查表可得時差；
3.測各節氣上海地區日照角、計算各地磁偏角、計算任何位置經緯度；
4.演示任何地方、任何節氣太陽周日視運動，陰天也可由電腦趨勢回歸分析得出相關數據；
5.對月亮運行的白道帶做深入研究,從而根據月相等推算農曆日期；
6.編程中的YUV矩陣變化和卷機掩摸技術可用於其他任何需識別物體形狀特徵的場所；
7.編程中的八連判定技術可用於其他任何需檢測物體輪廓、測定物體邊界或識別特殊圖案（即採用模式識別，再用圖像處理後得到平滑圖）的場所；
8.編程中的數字圖形處理技術可用於其他任何需定時觀測物體移動的場所。
是一套集觀賞性、實用性於一體的裝置，通過此發明，可幫助學生更好地了解與掌握月球和地球運行的規律，及各種其他相關知識，教師可將它作為教具，進行生動、有趣的課堂教學，寓教於樂。同時，它還可作為學校、公園等處的科技景觀標誌，供廣大市民學習、觀賞，以激發他們對天文、計算機等的興趣和熱愛。另外，它對研究曆法、研究時差、精確定位等都有相當高的實際價值。
