碟式跟踪系统调焦方法技术方案

本申请公开了一种碟式跟踪系统调焦方法，包括：根据镜片的理论角点和目标点的坐标，并利用反射定律可以求出系统每个镜片的理论法线；在碟式跟踪系统的中心线上设置一太阳模拟光源和一CCD相机，根据太阳模拟光源的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片的实际法线；通过实际法线与理论法线的实际差值进行调焦。通过该原理设计的跟踪系统调焦方法不仅保证了调焦的精度，而且降低了调焦的难度和调焦的时间，适用于大规模的批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于光热发电
，特别是涉及一种碟式跟踪系统调焦方法。
技术介绍
太阳能是一种可再生资源，几乎取之不尽用之不竭，利用太阳能发电技术的绿色能源，前景广阔。在太阳能发电系统中，根据聚光方式的不同，主要分为槽式、塔式和碟式，碟式发电相对于其它两种方式的优势在于：(1)、灵活化的模块部署方式。(2)、较高的聚光比。(3)、方便的二维跟踪。(4)、适应缺水环境。(5)设备故障对电网干扰小。目前在碟式跟踪系统的调焦，主要有两种方式，一种是色靶调焦，另一种是直接对着太阳进行调焦。色靶调焦结构简单，操作方便，但调焦过程中误差比较大，并且无法补缺碟式缺口的能量，导致能量在目标平面分布不均匀，发动机效率降低；对日调焦存在两个问题，一是能量高度集中，对聚焦设备要求严格，并存在一定的风险，因为碟盘时刻在转动，对调焦工作造成一定困难，二是调焦依靠天气，大大降低调焦效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碟式跟踪系统调焦方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本申请实施例公开了一种碟式跟踪系统调焦方法，包括：根据镜片的理论角点和目标点的坐标，并利用反射定律可以求出系统每个镜片的理论法线；在碟式跟踪系统的中心线上设置一太阳模拟光源和一CCD相机，根据太阳模拟光源的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片r>的实际法线；通过实际法线与理论法线的实际差值进行调焦。优选的，在上述的碟式跟踪系统调焦方法中，所述太阳模拟光源和CCD相机位于碟式跟踪系统的2倍焦距处。优选的，在上述的碟式跟踪系统调焦方法中，所述太阳模拟光源为导光板，所述导光板由可以单独被开启/关闭的多个小照明灯组成。优选的，在上述的碟式跟踪系统调焦方法中，所述镜片的理论法线N利用反射定律矢量方程计算：N＝(s+r)/(2*cos(Fe/2))其中：s是太阳矢量S的单位矢量；r是镜片的反射矢量R的单位矢量；Fe是太阳矢量S和镜片的反射矢量R之间的角度。优选的，在上述的碟式跟踪系统调焦方法中，所述Fe通过取单位矢量s和单位反射矢量的点积来计算：Cos(Fe)＝s●r其中：s＝S/大小S；r＝R/大小R。优选的，在上述的碟式跟踪系统调焦方法中，通过两个单位矢量n和找到ca反射矢量和镜片法线的夹角其中：n是法线N的单位矢量；ca是反射光线Ca的单位矢量；是法线矢量和反射光线矢量的夹角，则导光板的光矢量：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术在实际调焦过程中根据导光板的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片的实际法线，然后通过与理论法线的实际差值进行相应的调节。通过该原理设计的跟踪系统调焦方法不仅保证了调焦的精度，而且降低了调焦的难度和调焦的时间，适用于大规模的批量生产。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术具体实施例中涉及的调焦系统的原理示意图；图2所示为本专利技术具体实施例中镜面目标点计算的原理示意图；图3所示为本专利技术具体实施例中镜面理论法线计算的原理示意图；图4所示为本专利技术具体实施例中导光板的设计原理示意图；图5所示为本专利技术具体实施例中光线检测的数据示意图。具体实施方式结合图1所示，本申请公开了一种新型碟式跟踪系统调焦方法，其根据镜片的理论角点和目标点的坐标，并利用反射定律可以求出每个镜片的理论法线。然后根据镜片的理论法线和进行读取像素的CCD相机坐标，再利用反射定律可以确定镜片每一个位置对应的光线，这些光线可以设计一个导光板，来模拟太阳光源。在实际调焦过程中根据导光板的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片的实际法线，然后通过与理论法线的实际差值进行相应的调节。通过该原理设计的跟踪系统调焦程序不仅保证了调焦的精度，而且降低了调焦的难度和调焦的时间，适用于大规模的批量生产。下面对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例中，该调焦方法主要包括4个部分：目标点的设计、镜片理论法线的计算、导光板的设计和光线检测数据。(1)关于目标点的计算。每个跟踪系统的碟式结构都有40～50组镜片，每组镜片到达目标平面的目标点是不同的，如图2所示。这样保证了碟盘汇聚的太阳能在接收面的能量分布均匀，即达到每年发电量最高。(2)关于镜片理论法线的计算。在镜片点坐标以及相应的目标点坐标已知的情况下，可以根据图3所示知道镜片的反射矢量(R)，由于太阳矢量(S)是已知的，镜片组法线(N)可以利用反射定律矢量方程计算出来：N＝(s+r)/(2*cos(Fe/2))其中：s是S的单位矢量r是R的单位矢量Fe是太阳矢量(S)和反射矢量(R)之间的角度Fe可以通过取单位矢量(s)和单位反射矢量的点积来计算Fe可以通过取单位矢量(s)和单位反射矢量的点积来计算Cos(Fe)＝s●r其中：s＝S/大小(S),其中，大小S:即为矢量S的具体数值，如矢量S的x、y、z的坐标为(1,2,3)，则S的大小为r＝R/大小(R)(3)导光板的设计。照相机和导光板位于碟片聚光器中心线上，与距离碟片聚光器顶点的距离大约是焦距的2倍，如图4所示。照相机位置，镜片组位置，和镜片组矢量给定，利用反射定律计算导光板中光线的位置，保证镜片组将光线反射到照相机。首先，通过两个单位矢量找到反射矢量和镜片组法线的夹角其中：n是法线N的单位矢量ca是反射光线Ca的单位矢量是法线矢量和反射光线矢量的夹角则导光板的光矢量：其中导光板上光线的数量取决于镜面的表面波纹度。(4)光线检测数据。调焦过程中，单个光线被开启，并且反射光线的成像被CCD相机记录下来。然后，关闭刚刚开启的光线，再开启下一个光线。重复这个步骤直到所有光线都经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碟式跟踪系统调焦方法，其特征在于，包括：根据镜片的理论角点和目标点的坐标，并利用反射定律可以求出系统每个镜片的理论法线；在碟式跟踪系统的中心线上设置一太阳模拟光源和一CCD相机，根据太阳模拟光源的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片的实际法线；通过实际法线与理论法线的实际差值进行调焦。

【技术特征摘要】
1.一种碟式跟踪系统调焦方法，其特征在于，包括：
根据镜片的理论角点和目标点的坐标，并利用反射定律可以求出系统每
个镜片的理论法线；
在碟式跟踪系统的中心线上设置一太阳模拟光源和一CCD相机，根据太
阳模拟光源的光线通过镜片反射到CCD相机形成像素的过程中可以确定镜片
的实际法线；
通过实际法线与理论法线的实际差值进行调焦。
2.根据权利要求1所述的碟式跟踪系统调焦方法，其特征在于：所述太
阳模拟光源和CCD相机位于碟式跟踪系统的2倍焦距处。
3.根据权利要求2所述的碟式跟踪系统调焦方法，其特征在于：所述太
阳模拟光源为导光板，所述导光板由可以单独被开启/关闭的多个小照明灯组
成。
4.根据权利要求3所述的碟式跟踪系统调焦方法，其特征在于：所述镜

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海峰，王振声，
申请(专利权)人：东方宏海新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32