本发明专利技术涉及一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量方法及装置，装置包括：漫反射板，用于对定日镜反射的太阳光成像，漫反射板的中心设为定日镜的理论聚光点；摄像机，用于采集漫反射板上的太阳光斑图像；发射光端机，用于将所述摄像机采集到的太阳光斑图像传送给远程的接收光端机；接收光端机，用于接收所述发射光端机传送的太阳光斑图像，并将该太阳光斑图像传送给具有图像分析模块的PC机；具有图像分析模块的PC机，用于计算定日镜的跟日误差。本发明专利技术能够测量太阳能热发电系统中定日镜的跟日误差，从而可以控制每台定日镜在初装时的定日精度，提高定日镜的安装调试效率，同时为实施定日镜的控制角度补偿提供参考数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量方法及装置。
技术介绍
太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行 发电。其中塔式太阳能热发电系统是利用众多的定日镜，将太阳热辐射反射到置于高塔顶 部的高温集热器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电，从而将太阳能转换 为电能。在塔式太阳能热发电中，定日镜的定日精度是比较关键的参数，只有定日镜的定日 精度足够高，才能保证太阳光斑能量准确聚集到集热器上，保证热发电系统有较高的光热 转换效率，进而保障热发电系统的工作效率。定日镜有两个运动控制轴水平方向360度转动(pan)和垂直方向的俯仰运动 (tilt)。电机的转动通过传动机构和连接器传送到定日镜的支架，伺服系统的运动中心和 定日镜的运动中心存在一个固定的位置偏移，这会给定日镜的跟日角度带来一个固定的控 制偏差。除此之外，定日镜的定日精度还受其它多方面因素的影响，比如太阳模型带来的偏 差，利用太阳模型计算跟日角度所涉及多个参数的测量误差，定日镜运动轴的安装偏差，定 日镜支架的制造误差，定日镜支架的水平安装偏差，定日镜镜面制造的几何误差，定日镜镜 面的整体安装误差以及伺服系统的控制误差等等。这些误差都可以看作静态误差。除了静 态误差外，定日镜的定日精度还受到动态误差源的影响，这主要是外界环境和外界环境变 化导致的影响，比如大风引起的抖动，气流扰动产生的几何形变，定日镜支架和反射玻璃在 温度变化下的形变等等。由上可见，定日镜的跟日误差总是存在的，误差越大，定日镜的聚光效率越低，通 过测量定日镜的跟日误差可以控制每台定日镜在初装时的定日精度，提高定日镜的安装调 试效率，同时为实施定日镜的控制角度补偿提供参考数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的 测量装置及方法，能够测量太阳能热发电系统中定日镜的跟日误差，从而可以控制每台定 日镜在初装时的定日精度，提高定日镜的安装调试效率，同时为实施定日镜的控制角度补 偿提供参考数据。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的 测量装置，包括漫反射板，用于对定日镜反射的太阳光斑成像，所述漫反射板的中心设为定日镜 的理论聚光点；摄像机，用于采集所述漫反射板上的太阳光斑图像；发射光端机，用于将所述摄像机采集到的太阳光斑图像传送给远程的接收光端 机；接收光端机，用于接收所述发射光端机传送的太阳光斑图像，并将该太阳光斑图 像传送给具有图像分析模块的PC机；具有图像分析模块的PC机，用于通过图像分析模块对太阳光斑图像进行分析处 理，获得定日镜反射光斑中心位置，并与理论聚光点的位置进行比较，得出定日镜在不同时 刻的光斑中心偏移量，根据一设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心偏移 量和定日镜中心到所述漫反射板中心的距离计算出定日镜的跟日误差。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述图像分析模块的分析处理包括对太 阳光斑图像进行剪裁、滤波、归一化，以及用相关运算确定反射光斑的中心。进一步地，上述装置还可具有以下特点，，所述相关运算的模板由一个二维高斯函 数构成，形式如下权利要求1.一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在于，包括漫反射板，用于对定日镜反射的太阳光成像，所述漫反射板的中心为定日镜的理论聚 光点；摄像机，用于采集所述漫反射板上的太阳光斑图像；发射光端机，用于将所述摄像机采集到的太阳光斑图像传送给远程的接收光端机；接收光端机，用于接收所述发射光端机传送的太阳光斑图像，并将该太阳光斑图像传 送给具有图像分析模块的PC机；具有图像分析模块的PC机，用于通过图像分析模块对太阳光斑图像进行分析处理，获 得定日镜反射光斑中心位置，并与理论聚光点的位置进行比较，得出定日镜在不同时刻的 光斑中心偏移量，根据一设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心偏移量和 定日镜中心到所述漫反射板中心的距离计算出定日镜的跟日误差。2.根据权利要求1所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述图像分析模块的分析处理包括对太阳光斑图像进行剪裁、滤波、归一化，以及采用 相关运算确定反射光斑的中心。3.根据权利要求2所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述相关运算的模板由一个二维高斯函数构成，形式如下4.根据权利要求3所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，对所述相关运算的模板离散化，然后进行相关运算，所述相关运算的结果是一个二维矩 阵，用R表示5.根据权利要求2所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述相关运算为分别求取图像信号和高斯模板的傅里叶频谱，然后在频域下求两个频 谱的乘积，再进行反傅里叶变换，获得相关结果。6.根据权利要求2所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述相关运算为对图像进行空域滤波，空域滤波算子根据频率响应特性和高斯窗口函 数构成。7.根据权利要求1所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述根据一设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心偏移量和定日镜中 心到所述漫反射板中心的距离计算出定日镜的跟日误差具体为设在设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心在X方向和Z方向的偏 移量的标准差分别记为ox，Oz，取两者中大值的3倍作为定日镜反射光斑中心的线性误差 σ，定日镜中心点距离漫反射板中心点的距离为d，定日镜跟日误差为e，则e = 2atan (3 σ / d)。8.根据权利要求1所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述漫反射板表面有均勻涂层，涂层材料为具有良好漫反射特性的白色防水涂料，所述 涂层上用黑色防水颜料刷有用于校准摄像机参数的图案。9.根据权利要求1所述的利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在 于，所述摄像机为数字摄像机。10.一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量方法，其特征在于，包括用漫反射板对定日镜反射的太阳光斑成像，所述漫反射板的中心设为定日镜的理论聚 光点；采集所述漫反射板上的太阳光斑图像，通过远程的接收光端机传送给具有图像分析模 块的PC机；用具有图像分析模块的PC机通过图像分析模块对太阳光斑图像进行分析处理，获得 定日镜反射光斑中心位置，并与理论聚光点的位置进行比较，得出定日镜在不同时刻的光 斑中心偏移量，根据一设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心偏移量和定 日镜中心到所述漫反射板中心的距离计算出定日镜的跟日误差。全文摘要本专利技术涉及一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量方法及装置，装置包括漫反射板，用于对定日镜反射的太阳光成像，漫反射板的中心设为定日镜的理论聚光点；摄像机，用于采集漫反射板上的太阳光斑图像；发射光端机，用于将所述摄像机采集到的太阳光斑图像传送给远程的接收光端机；接收光端机，用于接收所述发射光端机传送的太阳光斑图像，并将该太阳光斑图像传送给具有图像分析模块的PC机；具有图像分析模块的PC机，用于计算定日镜的跟日误差。本专利技术能够测量太阳能热发电系统中定日镜的跟日误差，从而可本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用图像分析技术的定日镜跟日误差的测量装置，其特征在于，包括：漫反射板，用于对定日镜反射的太阳光成像，所述漫反射板的中心为定日镜的理论聚光点；摄像机，用于采集所述漫反射板上的太阳光斑图像；发射光端机，用于将所述摄像机采集到的太阳光斑图像传送给远程的接收光端机；接收光端机，用于接收所述发射光端机传送的太阳光斑图像，并将该太阳光斑图像传送给具有图像分析模块的ＰＣ机；具有图像分析模块的ＰＣ机，用于通过图像分析模块对太阳光斑图像进行分析处理，获得定日镜反射光斑中心位置，并与理论聚光点的位置进行比较，得出定日镜在不同时刻的光斑中心偏移量，根据一设定时间段内记录下来的定日镜跟日过程中的光斑中心偏移量和定日镜中心到所述漫反射板中心的距离计算出定日镜的跟日误差。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许芬，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：11
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