一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及热发电技术领域，提供了一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，包括：选定一个时刻，获取每一台相机拍摄的图像，将图像中吸热塔标记的位置作为基准点；实时从至少两台相机分别获取一帧图像，分别计算吸热塔标记在至少两台相机的图像中的位置，进而计算该位置与基准点在图像水平方向的偏差，再根据相机内参计算出实际偏差，从而得到与相机视轴垂直方向的摆动向量；计算吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量；记录每天多个时刻的摆动向量，得到每天吸热塔的摆动向量分布，并计算多天的摆动向量的平均值，作为吸热塔无摆动的原点，进而计算出每天吸热塔最大摆动幅度、摆动幅度分布规律以及摆动幅度与风速的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法及装置
本专利技术涉及太阳能热发电的
，尤其涉及一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法及装置。
技术介绍
在能源领域，太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，在太阳能发电领域，太阳能发电方式有光伏发电和热发电两种。随着科学技术的发展，特别是计算机控制技术的兴起，太阳能热发电技术是光伏发电技术之后的新兴太阳能利用技术。太阳能热发电是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光的能量聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，以蒸汽驱动汽轮机发电。塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(吸热器)上，通过加热里面的流体推动涡轮转动来发电。其中，吸热塔作为吸热器的载体，其摆动幅度一定程度上影响了集热的稳定性及红外成像仪对吸热器表面温度分析精度。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法及装置，能够计算并监测吸热塔的摆动幅度。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，包括以下步骤：S1：在吸热塔上设置吸热塔标记；S2：在所述吸热塔的不同方位设置至少两台相机，从不同的方位拍摄所述吸热塔标记，并调整所述相机的安装角度，使得所述吸热塔标记出现在所述相机拍摄的图像的中心区域；S3：设置一个基准时刻点，获取每一台所述相机当前时刻拍摄的一帧图像，将该帧图像中所述吸热塔标记的位置作为基准点，后续根据所述基准点测量所述吸热塔的摆动；S4：设置多个测量时刻点，到预设测量时刻点后，至少两台所述相机同步分别获取一帧图像，并分别计算所述吸热塔标记在至少两台所述相机的图像中的位置，进而计算该位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，再根据相机内参计算出实际偏差，从而得到与所述相机视轴垂直方向的摆动分量；S5：根据步骤S4中获取到的所述吸热塔标记的位置分别与至少两台所述相机的相机视轴垂直方向的所述摆动向量，计算所述吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量；S6：记录多个时刻的所述摆动向量，得到所述吸热塔的所述摆动向量分布，并计算所述摆动向量的平均值，作为所述吸热塔无摆动的原点，进而计算出所述吸热塔最大摆动幅度、摆动幅度分布规律以及摆动幅度与风速的关系。进一步地，在步骤S1中，所述吸热塔标记采用包括色块、光源、吸热塔局部特征在内的能被所述相机识别出的标记。进一步地，在步骤S2中，还包括：预先对所述相机进行标定计算内参，并通过安装支架将所述相机安装在距离地面一定高度。进一步地，在步骤S4中，根据相机内参计算出实际偏差，具体为：其中，Δd为根据相机内参计算出的实际偏差，Δximg为所述吸热塔标记在图像中的位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，dpx对应相机传感器在x方向的像元尺寸，f对应相机的焦距，D表示所述相机离所述吸热塔标记的距离。进一步地，在步骤S4中，从而得到与所述相机视轴垂直方向的摆动向量，具体为：记所述吸热塔标记的位置与所述相机视轴垂直方向的摆动向量为Ac，所述吸热塔标记的坐标为M(xm，ym，zm)；其中一个所述相机的坐标为C(xc，yc，zc)；Ac＝(Vxy×Vz)*Δd其中，V′xy＝<xm-xc，ym-yc，0>，Vz＝<0，0，1>。进一步地，在步骤S5中，根据步骤S4中获取到的所述吸热塔标记的位置分别与至少两台所述相机的相机视轴垂直方向的所述摆动向量，计算所述吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量，具体为：A＝Ac1+Ac2其中，Ac1、Ac2分别对应其中两台所述相机测得的所述摆动向量。进一步地，在步骤S6中，计算多天的所述摆动向量的平均值，具体为：其中，所述吸热塔无摆动的原点记为O，AO为多天的所述摆动向量的平均值，Ai为第i个所述摆动向量，N为所述摆动向量的个数。一种执行如上述的基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法的装置，包括：吸热塔标记、至少两台相机、安装支架和计算机；所述吸热塔标记，设置于所述吸热塔上，用于提供给所述相机快速获取所述吸热塔的位置；所述相机，用于分别从不同的方位捕捉所述吸热塔标志的位置信息，进而获取到所述吸热塔的位置；所述安装支架，用于安装所述相机，并在安装后将所述相机固定在离地面一定的高度，调节所述相机的仰角，使其对准所述吸热塔上的所述吸热塔标记；所述计算机，用于从所述相机获取图像数据并进行分析。一种计算机设备，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有计算机代码，所述计算机代码被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述的方法。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如上述的方法被执行。与现有技术相比，本专利技术包括以下至少一种有益效果是：(1)通过提供一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，包括以下步骤：S1：在吸热塔上设置吸热塔标记；S2：在所述吸热塔的不同方位设置至少两台相机，从不同的方位拍摄所述吸热塔标记，并调整所述相机的安装角度，使得所述吸热塔标记出现在所述相机拍摄的图像的中心区域；S3：设置一个基准时刻点，获取每一台所述相机当前时刻拍摄的一帧图像，将该帧图像中所述吸热塔标记的位置作为基准点，后续根据所述基准点测量所述吸热塔的摆动；S4：设置多个测量时刻点，到预设测量时刻点后，至少两台所述相机同步分别获取一帧图像，并分别计算所述吸热塔标记在至少两台所述相机的图像中的位置，进而计算该位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，再根据相机内参计算出实际偏差，从而得到与所述相机视轴垂直方向的摆动分量；S5：根据步骤S4中获取到的所述吸热塔标记的位置分别与至少两台所述相机的相机视轴垂直方向的所述摆动向量，计算所述吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量；S6：记录多个时刻的所述摆动向量，得到所述吸热塔的所述摆动向量分布，并计算所述摆动向量的平均值，作为所述吸热塔无摆动的原点，进而计算出所述吸热塔最大摆动幅度、摆动幅度分布规律以及摆动幅度与风速的关系。在采用上述技术方案之后，能够对吸热塔的摆动方向和幅度进行实时监测，进一步可以根据监测数据对吸热塔进行实时调整，提高吸热塔集热的稳定性及红外成像仪对吸热器表面温度分析精度。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。图1为本专利技术一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法的整体流程图；图2为本专利技术吸热塔摆动向量计算示意图；图3为本专利技术吸热塔摆动向量分布示意图；图4为本专利技术基于相机的吸热塔摆动幅度监测装置整体示意图；图5为本专利技术相机分布示意图。附图标记1、吸热塔；2、吸热塔标记；3、相机；4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在吸热塔上设置吸热塔标记；/nS2：在所述吸热塔的不同方位设置至少两台相机，从不同的方位拍摄所述吸热塔标记，并调整所述相机的安装角度，使得所述吸热塔标记出现在所述相机拍摄的图像的中心区域；/nS3：设置一个基准时刻点，获取每一台所述相机当前时刻拍摄的一帧图像，将该帧图像中所述吸热塔标记的位置作为基准点，后续根据所述基准点测量所述吸热塔的摆动；/nS4：设置多个测量时刻点，到预设测量时刻点后，至少两台所述相机同步分别获取一帧图像，并分别计算所述吸热塔标记在至少两台所述相机的图像中的位置，进而计算该位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，再根据相机内参计算出实际偏差，从而得到与所述相机视轴垂直方向的摆动向量；/nS5：根据步骤S4中获取到的所述吸热塔标记的位置分别与至少两台所述相机的相机视轴垂直方向的所述摆动向量，计算所述吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量；/nS6：记录多个时刻的所述摆动向量，得到所述吸热塔的所述摆动向量分布，并计算所述摆动向量的平均值，作为所述吸热塔无摆动的原点，进而计算出所述吸热塔最大摆动幅度、摆动幅度分布规律以及摆动幅度与风速的关系。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在吸热塔上设置吸热塔标记；
S2：在所述吸热塔的不同方位设置至少两台相机，从不同的方位拍摄所述吸热塔标记，并调整所述相机的安装角度，使得所述吸热塔标记出现在所述相机拍摄的图像的中心区域；
S3：设置一个基准时刻点，获取每一台所述相机当前时刻拍摄的一帧图像，将该帧图像中所述吸热塔标记的位置作为基准点，后续根据所述基准点测量所述吸热塔的摆动；
S4：设置多个测量时刻点，到预设测量时刻点后，至少两台所述相机同步分别获取一帧图像，并分别计算所述吸热塔标记在至少两台所述相机的图像中的位置，进而计算该位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，再根据相机内参计算出实际偏差，从而得到与所述相机视轴垂直方向的摆动向量；
S5：根据步骤S4中获取到的所述吸热塔标记的位置分别与至少两台所述相机的相机视轴垂直方向的所述摆动向量，计算所述吸热塔在当前测量时刻点的摆动向量；
S6：记录多个时刻的所述摆动向量，得到所述吸热塔的所述摆动向量分布，并计算所述摆动向量的平均值，作为所述吸热塔无摆动的原点，进而计算出所述吸热塔最大摆动幅度、摆动幅度分布规律以及摆动幅度与风速的关系。


2.根据权利要求1所述的基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述吸热塔标记采用包括色块、光源、吸热塔局部特征在内的能被所述相机识别出的标记。


3.根据权利要求1所述的基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括：
预先对所述相机进行标定计算内参，并通过安装支架将所述相机安装在距离地面一定高度。


4.根据权利要求1所述的基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其特征在于，在步骤S4中，根据相机内参计算出实际偏差，具体为：



其中，Δd为根据相机内参计算出的实际偏差，Δximg为所述吸热塔标记在图像中的位置与所述基准点在图像水平方向的偏差，dpx对应相机传感器在x方向的像元尺寸，f对应相机的焦距，D表示所述相机离所述吸热塔标记的距离。


5.根据权利要求4所述的基于相机的吸热塔摆动幅度监测方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡中，倪杭飞，王慧琛，曾明，白帆，
申请(专利权)人：浙江中控太阳能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33