[發(fā)明專利]基于視覺測量的太陽能聚光器鏡面定量調(diào)焦方法

有效

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• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106705841B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏健;彭佑多
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G02B7/28
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種基于視覺測量的太陽能聚光器鏡面定量調(diào)焦方法，包括如下步驟：

1)將聚光器網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定在工作臺上，并使其碗形開口朝上，將視覺測量用的棋盤格標(biāo)靶或十字形標(biāo)靶固定在聚光器網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的碗形底部，并在棋盤格標(biāo)靶或十字形標(biāo)靶的表面建立視覺測量的全局坐標(biāo)系O-xyz，使得坐標(biāo)系O-xyz與聚光器反射鏡面的設(shè)計坐標(biāo)系重合，用于確定待調(diào)焦的鏡面單元的空間位姿；

2)待安裝的鏡面單元的反射鏡表面設(shè)計有3個圓形凸臺特征，3個圓形凸臺特征呈三角形分布，在各圓形凸臺特征的上表面通過數(shù)控機(jī)床精確定位粘貼1個視覺測量用的薄的圓形標(biāo)志，且圓形凸臺特征的上表面的圓心與粘貼的圓形標(biāo)志的圓心重合，3個圓形標(biāo)志的中心點作為視覺測量的特征點，或采用鏡面單元的反射面的邊緣線的交點作為特征點，分別記為t₁，t₂和t₃；鏡面單元位于設(shè)計位置時，3個特征點t₁，t₂和t₃在O-xyz坐標(biāo)系中的空間位置矢量分別為T₁，T₂，T₃，從聚光器的設(shè)計圖紙中獲得；

3)將鏡面單元背部的3個球鉸支撐-調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)分別記為支撐1，支撐2和支撐3，鏡面單元初步安裝完畢后的空間位姿記為位姿1；對鏡面單元，棋盤格標(biāo)靶或十字形標(biāo)志靶進(jìn)行圖像采集；將采集的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸至數(shù)據(jù)處理終端，數(shù)據(jù)處理終端提取各圖像中三個特征點的像素坐標(biāo)，并計算得到鏡面單元安裝后三個特征點t₁，t₂和t₃在O-xyz坐標(biāo)系中的空間位置矢量，分別為T_1t，T_2t和T_3t；

4)根據(jù)步驟2)和步驟3)獲得的3個特征點的空間位置矢量，計算得到鏡面單元在位姿1的頂點位置矢量O_t和軸線矢量N_t，以及鏡面單元背部支撐1，支撐2和支撐3的球鉸中心a，b和c在O-xyz坐標(biāo)系中的空間位置矢量，分別為A_t，B_t和C_t；

5)計算將鏡面單元從位姿1調(diào)節(jié)到設(shè)計位置的支撐1，支撐2和支撐3中球頭螺桿所需的調(diào)節(jié)量d_A，d_B和d_C；

6)根據(jù)步驟5)計算的各球頭螺桿的調(diào)節(jié)量d_A，d_B和d_C，對支撐1，支撐2和支撐3的球頭螺桿實施向上或向下的移動調(diào)節(jié)，即完成此鏡面單元的軸線矢量誤差的定量校正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺測量的太陽能聚光器鏡面定量調(diào)焦方法，步驟2)中的視覺測量用的標(biāo)志通過數(shù)控機(jī)床精確定位粘貼在鏡面單元的特征上，將三個標(biāo)志的中心作為特征點；或采用鏡面單元的反射面的邊緣線的交點作為特征點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺測量的太陽能聚光器鏡面定量調(diào)焦方法，步驟3)中圖像數(shù)據(jù)的采集方法如下：采用預(yù)先標(biāo)定內(nèi)參數(shù)和相對位姿外參數(shù)的雙目視覺裝置對鏡面單元，棋盤格標(biāo)靶或十字形標(biāo)志靶成像一次或從n個角度成像n次對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；或者采用一個內(nèi)部參數(shù)已經(jīng)標(biāo)定的相機(jī)從2個及以上的不同角度對鏡面單元，棋盤格標(biāo)靶或十字形標(biāo)志靶進(jìn)行圖像采集。