一种定日镜面型质量检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种定日镜面型质量检测系统，针对定日镜客观存在的面型误差问题，通过控制器根据待测定日镜位姿状态，计算得到无人机的飞行轨迹及云台的工作姿态，由无人机携带安装于云台上的条纹投影装置飞行至被测定日镜上方，使条纹投影平面平行于定日镜镜面，无人机携带条纹投影装置在定日镜上方按照一定轨迹飞行，将条纹投射到定日镜镜面各个区域，工业相机同步拍摄定日镜镜面各个区域反射的条纹图像，工业相机拍摄的定日镜反射的条纹图像传输给图像和数据处理装置，完成整个定日镜镜面反射条纹图像的合成与镜面面型误差的计算。算。算。

【技术实现步骤摘要】
一种定日镜面型质量检测系统和方法


[0001]本专利技术属于太阳能热发电的
，尤其涉及一种定日镜面型质量检测系统和方法。

技术介绍

[0002]在经济不断发展的同时，环境问题日益受到关注，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能利用更受世人的重视。
[0003]太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为：(1)塔式太阳能热发电；(2)槽式太阳能热发电；(3)碟式太阳能热发电。
[0004]在太阳能热发电领域，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率，高聚焦温度，控制系统安装调试简单，散热损失少等优势，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。
[0005]在塔式太阳能热发电领域，定日镜为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分。如图1所示，定日镜将太阳光反射到吸热塔塔顶的吸热器上，对吸热工质进行加热，从而将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。
[0006]在塔式太阳能热发电领域，定日镜作为系统的集热器，其工作状态、安全性能直接影响发电系统的发电效率。定日镜由镜面、镜架、立柱、驱动系统等组成。在定日镜制造和安装过程中，不可避免的会引入一些制造和安装误差，这些误差的出现会导致定日镜的反射面与设计值存在一些面型误差。面型误差会引起定日镜出射光斑形状、尺寸和能量分布的改变，为了确保定日镜出射光斑质量，需要对定日镜的面型质量进行检测，以确保其误差在允许的范围内。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种定日镜面型质量检测系统和方法，可有效满足定日镜生产过程中、安装过程中、使用过程中不同阶段对定日镜面型误差测量的需求。
[0008]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0009]一种定日镜面型质量检测系统，包括：
[0010]无人机，用于携带条纹投影装置和工业相机进行定日镜面型质量采样拍摄；
[0011]云台，安装于无人机下方，用于调整条纹投影装置的姿态；
[0012]条纹投影装置，安装于无人机携带的云台上，用于将条纹图像投射到定日镜镜面，通过镜面反射获得反射后的条纹影像；
[0013]工业相机，安装于条纹投影装置上，用于拍摄定日镜镜面反射后的条纹影像。
[0014]控制器，与定日镜、无人机、条纹投影装置电连接，所述控制器获取定日镜的实时姿态，按预设算法，计算无人机的飞行轨迹及云台的姿态，根据计算结果，控制无人机、云台和条纹投影装置的运行；
[0015]图像和数据处理装置，用于对工业相机拍摄的条纹影像进行图像处理，并按内置算法对定日镜面型误差进行计算。
[0016]根据本专利技术一实施例，所述云台包括第一调节件、第二调节件；
[0017]所述第一调节件用于调节所述条纹投影装置的横向位置，所述第二调节件用于调节所述条纹投影装置的径向位置；
[0018]所述第一调节件和第二调节件被实施成动态调节所述条纹投影装置，使得所述条纹投影装置的投影面始终平行于定日镜镜面。
[0019]根据本专利技术一实施例，所述条纹投影装置包括：连接云台的支架、安装于支架上的驱动电机、连接驱动电机输出轴的滚轮，在滚轮带动下可转动的印制有不同频率和幅值的条纹幕布。
[0020]根据本专利技术一实施例，所述工业相机安装于所述条纹投影装置的支架上，所述工业相机的机体安装位置与所述支架垂直，工业相机的镜头所在平面与所述条纹投影装置的投影面平行。
[0021]根据本专利技术一实施例，所述控制器与所述工业相机通信连接，接收所述工业相机的工作状态，根据所述工作状态，控制条纹投影装置切换不同形制的条纹进行投射，以获取定日镜在不同投影条纹下的变形图像。
[0022]根据本专利技术一实施例，所述控制器在所述工业相机完成整个镜面逐个区域的拍摄后，触发所述条纹投影装置切换条纹形制；和/或在所述工业相机对定日镜上单个区域进行拍摄时，多次触发所述条纹投影装置切换条纹形制，以完成所述单个区域的多种条纹的镜面反射拍摄。
[0023]根据本专利技术一实施例，所述单个区域为预设感兴趣的区域。
[0024]根据本专利技术一实施例，所述图像和数据处理装置被配置为获取工业相机拍摄的条纹影像，将定日镜镜面不同区域的条纹反射图像进行拼接，得到整个定日镜镜面的条纹反射图像；
[0025]采用相移算法得到所述条纹反射图像像素平面上的各个点与条纹投影平面上各个点的位置关系；
[0026]根据所述位置关系，计算定日镜的面型数据，并与预设值进行对比，得到定日镜的面型误差。
[0027]一种定日镜面型质量检测方法，包括：
[0028]步骤一、根据待测定日镜位姿状态，由控制器计算出无人机的飞行轨迹及云台的工作姿态；
[0029]步骤二、由无人机携带安装于云台上的条纹投影装置飞行至被测定日镜上方，使条纹投影平面平行于被测定日镜的镜面，工业相机的镜头所在平面与条纹投影平面平行；
[0030]步骤三、无人机携带条纹投影装置在待测定日镜上方按照可遍历定日镜镜面区域的轨迹飞行，将条纹投射到待测定日镜镜面各个区域，工业相机同步拍摄待测定日镜镜面各个区域反射的条纹图像；
[0031]步骤四、工业相机将拍摄的待测定日镜反射的条纹图像传输给图像和数据处理装置，完成整个待测定日镜镜面反射条纹图像的合成与镜面面型误差的计算。
[0032]根据本专利技术一实施例，所述步骤三中，无人机按蛇形轨迹飞行。
[0033]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0034]1)本专利技术一实施例中的定日镜面型质量检测系统，针对定日镜客观存在的面型误差问题，通过控制器根据待测定日镜位姿状态，计算得到无人机的飞行轨迹及云台的工作姿态，由无人机携带安装于云台上的条纹投影装置飞行至被测定日镜上方，使条纹投影平面平行于定日镜镜面，无人机携带条纹投影装置在定日镜上方按照一定轨迹飞行，将条纹投射到定日镜镜面各个区域，工业相机同步拍摄定日镜镜面各个区域反射的条纹图像，工业相机拍摄的定日镜反射的条纹图像传输给图像和数据处理装置，完成整个定日镜镜面反射条纹图像的合成与镜面面型误差的计算。该定日镜面型质量检测系统结构简单，无需面积巨大的条纹投影面，可在定日镜全生命周期中的组装、安装、运行的各个阶段进行测量，极大地扩大了定日镜面型质量检测的范围，可以更好地掌握各个阶段面型质量的变化情况。
[0035]2)本专利技术一实施例中的定日镜面型质量检测系统，可在定日镜不同姿态下进行定日镜面型质量检测，可以极大地提高定日镜面型误差评价的全面性和准确性。
[0036]3)本专利技术一实施例中的定日镜面型质量检测系统，其检测效率高，使定日镜面型质量检测具备大规模实施的技术条件，有利于提高整个镜场的面型精度，进而提升镜场的发电效率。
[0037]4)本专利技术一实施例中的定日镜面型质量检测系统，既可以对整个镜面进行面型质量检测，又可对镜面局部区域进行单独检测，适用于局部或有针对性的面型质量检测需求。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定日镜面型质量检测系统，其特征在于，包括：无人机，用于携带条纹投影装置和工业相机进行定日镜面型质量采样拍摄；云台，安装于无人机下方，用于调整条纹投影装置的姿态；条纹投影装置，安装于无人机携带的云台上，用于将条纹图像投射到定日镜镜面，通过镜面反射获得反射后的条纹影像；工业相机，安装于条纹投影装置上，用于拍摄定日镜镜面反射后的条纹影像。控制器，与定日镜、无人机、条纹投影装置电连接，所述控制器获取定日镜的实时姿态，按预设算法，计算无人机的飞行轨迹及云台的姿态，根据计算结果，控制无人机、云台和条纹投影装置的运行；图像和数据处理装置，用于对工业相机拍摄的条纹影像进行图像处理，并按内置算法对定日镜面型误差进行计算。2.如权利要求1所述的定日镜面型质量检测系统，其特征在于，所述云台包括第一调节件、第二调节件；所述第一调节件用于调节所述条纹投影装置的横向位置，所述第二调节件用于调节所述条纹投影装置的径向位置；所述第一调节件和第二调节件被实施成动态调节所述条纹投影装置，使得所述条纹投影装置的投影面始终平行于定日镜镜面。3.如权利要求1所述的定日镜面型质量检测系统，其特征在于，所述条纹投影装置包括：连接云台的支架、安装于支架上的驱动电机、连接驱动电机输出轴的滚轮，在滚轮带动下可转动的印制有不同频率和幅值的条纹幕布。4.如权利要求3所述的定日镜面型质量检测系统，其特征在于，所述工业相机安装于所述条纹投影装置的支架上，所述工业相机的机体安装位置与所述支架垂直，工业相机的镜头所在平面与所述条纹投影装置的投影面平行。5.如权利要求1或4所述的定日镜面型质量检测系统，其特征在于，所述控制器与所述工业相机通信连接，接收所述工业相机的工作状态，根据所述工作状态，控制条纹投影装置切换不同形制的条纹进行投射，以获取定日镜在不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志娟，薛刚强，李晓波，宓霄凌，
申请(专利权)人：浙江可胜技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：