一种定日镜安装偏差测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种定日镜安装偏差测量方法及系统。包括如下步骤：航拍设备根据预设的若干拍摄姿态，拍摄具有同一定日镜的若干组航拍图像；处理所述航拍图像，获取空中三角测量结果；识别所述图像中定日镜角点；根据定日镜角点，结合所述空中三角测量结果，获得定日镜初始定位三维坐标、初始方位角安装偏差和立柱与重力方向的倾斜度中的至少一个。本发明专利技术创造减少了测量人力资源的消耗，提高了测量效率，缩短了测量作业周期，减少了项目管理成本，提升了角度测量结果稳定性。了角度测量结果稳定性。了角度测量结果稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种定日镜安装偏差测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及太阳能发电
，具体涉及一种定日镜安装偏差测量方法及系统。

技术介绍

[0002]太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电采用塔式太阳能热发电的方法，塔式太阳能热发电系统利用实时跟踪太阳的定日镜将太阳光反射到塔架上的吸热器,通过加热其内的吸热工质产生高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电。
[0003]定日镜场是塔式太阳能热发电站系统的重要组成部分，定日镜场通常由成千上万面定日镜组成。由于定日镜机械结构在生产、安装过程中存在一定的偏差，在定日镜安装完成之初难以准确将太阳光线反射到吸热器上，因此需要对定日镜进行校正。定日镜校正流程一般通过将太阳光反射至标靶或者校正相机进行参数标定。当定日镜初始安装偏差较小时，在未校正情况下，对于标靶方案而言，定日镜光斑可能有一定程度的偏离标靶中心，甚至只有部分光斑在标靶上；对于相机校正方案而言，则表现为相机识别到的光斑较正常校正后精度较佳的定日镜的光斑较小、较暗。无论是哪种方案，校正流程都可以通过内部的光斑识别反馈机制进行调整，最终可以将光斑调整到正对标靶或者校正相机，达到标定定日镜的目的。但当定日镜的初始安装偏差较大时，标靶上可能完全不存在光斑或者校正相机完全无法识别到任何亮斑(为了能够识别精度正常的定日镜的光斑，相机的光圈及曝光时间较低，画面亮度很低，只能识别阳光直射到相机位置的区域)，所以无法根据标靶或者相机的反馈信息进行相关调整。基于上述原因，为了使校正流程能正常运行，定日镜的初始安装偏差必须控制在一定范围内或者通过某种方法可以获取误差在一定范围内的初始估计值。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种定日镜安装偏差测量方法及系统，以实现自动化测绘定日镜及安装偏差测量，从而减少了测量人力资源的消耗，提高了测量效率，缩短了测量作业周期。
[0005]本专利技术的一方面提供了一种定日镜安装偏差测量方法，包括如下步骤：
[0006]航拍设备根据预设的若干拍摄姿态，拍摄具有同一定日镜的若干组航拍图像；
[0007]处理所述航拍图像，获取空中三角测量结果；
[0008]根据所述空中三角测量结果，识别所述图像中定日镜角点；
[0009]根据定日镜角点，结合所述空中三角测量结果，获得定日镜初始定位三维坐标、初始方位角安装偏差和立柱与重力方向的倾斜度中的至少一个。
[0010]根据本专利技术一实施例，所述航拍设备包括定位模块和定向模块，用于确定航拍设备拍摄时的位置和云台角度；所述空中三角测量结果包括航拍设备拍摄时的位置、姿态、图像以及图像中每个像素点的三维坐标；所述预设的若干拍摄姿态包括至少七组俯仰角和方
位角。
[0011]根据本专利技术一实施例，所述根据空中三角测量结果，识别所述图像中定日镜角点包括如下步骤：
[0012]识别所述图像中定日镜；
[0013]对所述图像进行二值化处理；
[0014]对二值化处理后的图像进行最大联通域处理；
[0015]对最大联通域处理后的图像进行hough变换，识别直线；
[0016]获取定日镜边缘并确定定日镜角点。
[0017]根据本专利技术一实施例，所述获取定日镜边缘包括如下步骤：
[0018]获取识别到的所述直线中的平行线；
[0019]获取平行线交点位于包括所述图像中定日镜范围及所述图像中定日镜范围内的平行线对；
[0020]每组平行线对和其他平行线对所围成的四边形面积最大的四边形所对应的两组平行线即为定日镜边缘。
[0021]根据本专利技术一实施例，所述定日镜角点为所述定日镜边缘的交点。
[0022]根据本专利技术一实施例，所述获得定日镜初始定位三维坐标包括：
[0023]根据航拍设备拍摄时的位置及姿态、定日镜相关信息、相机内参、定日镜角点在图像中对应的三维坐标，获取定日镜角点的世界坐标；
[0024]通过所述定日镜相对角点的连线相交获取对角线交点，确定所述定日镜的中心点及中心点坐标，获得定日镜初始定位三维坐标。
[0025]根据本专利技术一实施例，所述获得初始方位角安装偏差包括如下步骤：
[0026]将根据所述定日镜角点获得所述定日镜镜面法向量；
[0027]联立若干组航拍图像中所述定日镜法向量，获得定日镜初始方位角安装偏差。
[0028]根据本专利技术一实施例，所述根据定日镜角点，结合所述空中三角测量结果，获得所述定日镜镜面法向量包括：
[0029]确定定日镜角点坐标；
[0030]以所述定日镜角点中的任意一个角点作为起始点，其他任意两个角点分别为向量终点，建立两个向量；
[0031]根据角点坐标，计算两个向量的模；
[0032]两个向量叉乘获得所述定日镜镜面法向量。
[0033]根据本专利技术一实施例，所述获得定日镜立柱与重力方向的倾斜度包括如下步骤：
[0034]将所述定日镜角点获得所述定日镜镜面法向量以及根据若干拍摄姿态获取的角度构成样本数据；
[0035]通过样本数据和运动学模型，推算立柱与重力方向的倾斜度。
[0036]本专利技术的另一方面提供了一种用于实现前述任意一项实施例的一种定日镜安装偏差测量系统，其特征在于，包括：
[0037]图像获取模块，用于航拍设备根据预设的若干拍摄姿态，拍摄具有同一定日镜的若干组航拍图像；
[0038]图像处理模块，用于处理所述航拍图像，获取空中三角测量结果；
[0039]角点识别模块，用于根据所述空中三角测量结果，识别所述图像中定日镜角点；
[0040]安装参数确定模块，用于根据定日镜角点，结合所述空中三角测量结果，获得定日镜初始定位三维坐标、初始方位角安装偏差和立柱与重力方向的倾斜度中的至少一个。
[0041]本专利技术的优点在于：
[0042]本专利技术公开了一种定日镜安装偏差测量方法及系统。基于空中三角技术的航拍自动批量测量定日镜安装偏差，一次性实现定日镜初始定位三维坐标、定日镜初始方位角安装偏差以及定日镜立柱与重力方向的倾斜度的测量。相较于现有逐面定日镜测量的方法，本专利技术大大减少了测量人力资源的消耗，提高了测量效率，缩短了测量作业周期。由于测量无需耗费大量人力和时间，故而对聚光场安装精度要求降低，大大降低了测量和工程施工成本。与聚光场安装进度解耦，随时可以测量，减少了项目管理成本。彻底消除了指南针受干扰而导致误差，提升了角度测量结果稳定性。其中，测定初始定位三维坐标同时实现了定日镜的测绘。
附图说明
[0043]图1根据本专利技术实施例，示出了一种定日镜安装偏差测量方法的流程图；
[0044]图2根据本专利技术实施例，示出了一种识别图像中定日镜角点的方法流程图；
[0045]图3根据本专利技术实施例，示出了一种确定定日镜镜面法向量的方法流程图；
[0046]图4根据本专利技术实施例，示出了一种定日镜安装偏差测量方法的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：航拍设备根据预设的若干拍摄姿态，拍摄具有同一定日镜的若干组航拍图像；处理所述航拍图像，获取空中三角测量结果；根据所述空中三角测量结果，识别所述图像中定日镜角点；根据定日镜角点，结合所述空中三角测量结果，获得定日镜初始定位三维坐标、初始方位角安装偏差和立柱与重力方向的倾斜度中的至少一个。2.根据权利要求1所述的一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，所述航拍设备包括定位模块和定向模块，用于确定航拍设备拍摄时的位置和云台角度；所述空中三角测量结果包括航拍设备拍摄时的位置、姿态、图像以及图像中每个像素点的三维坐标；所述预设的若干拍摄姿态包括至少七组俯仰角和方位角。3.根据权利要求2所述的一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，所述根据空中三角测量结果，识别所述图像中定日镜角点包括如下步骤：识别所述图像中定日镜；对所述图像进行二值化处理；对二值化处理后的图像进行最大联通域处理；对最大联通域处理后的图像进行hough变换，识别直线；获取定日镜边缘并确定定日镜角点。4.根据权利要求3所述的一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，所述获取定日镜边缘包括如下步骤：获取识别到的所述直线中的平行线；获取平行线交点位于包括所述图像中定日镜范围及所述图像中定日镜范围内的平行线对；每组平行线对和其他平行线对所围成的四边形面积最大的四边形所对应的两组平行线即为定日镜边缘。5.根据权利要求3所述的一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，所述定日镜角点为所述定日镜边缘的交点。6.根据权利要求2所述的一种定日镜安装偏差测量方法，其特征在于，所述获得定日镜初始定位三维坐标包括：根据航拍设备拍摄时的位置及姿态、定日镜相关信息、相机内参、定日镜角点...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛刚强，宓霄凌，杨都堂，李晓波，刘志娟，
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：