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专利号: 2018115308329
申请人: 上海晶电新能源有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像的定日镜二次反射指向校正现场系统,其特征在于:包括图像采集系统(1)和上位机系统(2),图像采集系统(1)安装在吸热器(4)的焦平面中心处,其成像光路光轴垂直于吸热器(4)的焦平面,图像采集系统(1)视场覆盖整个二次反射镜盘(5),所述的上位机(2)连接图像采集系统(1)和定日镜(3),用于控制定日镜(3)转动和控制图像采集系统(1)采集图像和完成图像识别计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像的定日镜二次反射指向校正现场系统,其特征在于:所述的图像采集系统(1)由光强调节设备、成像光路和数字图像传感器组成;其中所述的光强调节设备为中性衰减片或其它能够调节入射光强的设备;所述的成像光路为透镜或小孔。

3.一种基于图像的定日镜二次反射指向校正现场的方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、以吸热器焦平面中心为原点建立镜场坐标系,其中x轴指向正南方向,y轴指向正东方向,z轴竖直指向天空;

(2)、在吸热器焦平面中心安装图像采集系统,使得图像采集系统的成像光路光轴垂直于吸热器焦平面,图像采集系统视场覆盖整个二次反射镜盘,图像行方向与镜场坐标系x轴平行,图像列方向与镜场坐标系y轴平行;

(3)、上位机控制定日镜转动至镜面处于水平状态,然后控制图像采集系统拍摄标定图像;

(4)、上位机对标定图像进行识别操作,定日镜编号与该定日镜中心在图像坐标系坐标的对应关系;

(5)、上位机控制n台(n≥2)定日镜正常工作,根据初始参数将太阳光发射至吸热器区域;

(6)、当定日镜处于正常工作状态后,上位机控制图像采集系统拍摄t时刻二次反射镜盘上的反射光斑图像;

(7)、其中单台定日镜二次反射指向校正的方式有如下三种:

第一种:通过人工调节的方式使得目标定日镜虚像中心与该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心重合,单台定日镜二次反射指向校正结束;

第二种:通过自动搜索的方式,通过上位机控制定日镜按预设路径连续转动,直至目标定日镜虚像中心与该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心重合,单台定日镜二次反射指向校正结束;

第三种:通过预估偏差的方式,不断调整定日镜两轴转角,直至直至目标定日镜虚像中心与该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心重合,单台定日镜二次反射指向校正结束;

(8)、同时工作的n台定日镜均按照步骤(7)进行二次反射指向校正。

4.一种基于图像的定日镜二次反射指向校正现场的方法,其特征在于:所述步骤(7)中的预估偏差方式的具体算法包括如下步骤:(1)、单台定日镜虚像中心在图像坐标系坐标为Hnum=(unum,vnum),其中num表示定日镜编号,(unum,vnum)分别表示图像坐标系行坐标和列坐标,该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心在图像坐标系坐标为(2)、计算定日镜虚像中心在镜场坐标系的表述H′num=(Rnum,θnum),其中式中R表示二次反射镜盘在图像坐标系中的半径值(单位:像素),coeff表示像素与实际长度的转换关系;

(3)、定日镜虚像中心在镜场坐标系的表述代入无误差状态下二次反射镜盘面形方程,获得定日镜虚像中心的镜场坐标系坐标Haxisnum=F(H′num)=(xnum,ynum,znum),其中F()表示无误差状态下二次反射镜盘面形方程,Haxisnum表示编号为num的定日镜虚像中心的镜场坐标系坐标,(xnum,ynum,znum)表示定日镜虚像中心的镜场坐标系坐标;

(4)、该定日镜的目标二次反射指向为 式中Helionum表示编号为num的定日镜中心的镜场坐标系坐标;

(5)、同理,该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心在镜场坐标系的表示其中该定日镜t时刻二次反射镜盘上的光斑中心的镜场坐标系坐标

该定日镜实际的二次反射指向为

(6)、编号为num的定日镜二次反射指向偏差角为

式中Δα表示方位角偏差值,Δβ表示俯仰角偏差值,α′表示该定日镜实际二次反射指向的方位角,β′表示该定日镜实际二次反射指向的俯仰角,α表示该定日镜目标二次反射指向的方位角,β表示该定日镜目标二次反射指向的俯仰角。