[發明專利]一種光熱發電用鏡面平面質量快速檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202211095789.4
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115825109A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 孫楠;陳煜達;陳昊;沈平;謝文韜
• 申請（專利權）人: 上海晶電新能源有限公司
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958;G01M11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 王偉

1.一種光熱發電用鏡面平面質量快速檢測系統，其特征在于：包括圖像采集器(1)、棋盤格編碼板(2)和核心單元(3)；

所述圖像采集器(1)的視場覆蓋被測鏡面，用于采集經過被測鏡面反射的棋盤格編碼板虛像，所述圖像采集器的視場下邊沿與棋盤格編碼板下邊沿平行；

所述棋盤格編碼板(2)固定在地面上，其所在面與地面垂直；

所述核心單元(3)用于控制圖像采集器采集圖像、保存圖像、識別分析圖像、評估平面質量和保存結果；

被測鏡面(4)水平固定，處于圖像采集器視場中心區域，所述被測鏡面靠近圖像采集器一側的邊沿與棋盤格編碼板下邊沿平行。

2.根據權利要求1所述的光熱發電用鏡面平面質量快速檢測系統，其特征在于：所述棋盤格編碼板(2)由二維周期性顏色變化的方格組成，包括印刷圖案、液晶屏幕或LED屏。

3.根據權利要求2所述的光熱發電用鏡面平面質量快速檢測系統，其特征在于：所述棋盤格編碼板方格的排布方式由黑色方格和白色方格組成。

4.根據權利要求2所述的光熱發電用鏡面平面質量快速檢測系統，其特征在于：所述棋盤格編碼板方格的排布方式由彩色方格組成。

5.一種光熱發電用鏡面平面質量快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將棋盤格編碼板固定在地面上，其所在面與地面垂直；

2)固定被測鏡面，使得被測鏡面擺放位置固定，被測鏡面靠近圖像采集器一側的邊沿與棋盤格編碼板下邊沿平行；

3)調節圖像采集器支架，使得圖像采集器視場能夠覆蓋被測鏡面區域，然后固定圖像采集器，使得圖像采集器不能位移；

4)調節圖像采集器姿態，使得被測鏡面處于圖像采集器視場中心區域，圖像采集器視場下邊沿與棋盤格編碼板下邊沿平行；

5)以圖像采集器中心在地面上的投影為坐標系原點，垂直地面向上的方向為Z軸，原點垂直于棋盤格編碼板的方向為X軸，面對棋盤編碼板過原點、平行地面向左方向為Y軸，建立右手坐標系；

6)測量圖像采集器中心到棋盤格編碼板的水平距離d₁、被測鏡面靠近圖像采集器一側的邊沿到棋盤格編碼板的水平距離d₂和圖像采集器中心到被測鏡面的垂直距離h1；

7)通過采樣擬合的方式標定圖像采集器圖像行方向像素與X軸方向實際距離的關系：

D_xi＝F(u_i) (1)

式中：u_i表示圖像中第i行的行方向坐標，F()表示圖像采集器圖像行方向像素與X軸方向實際距離的轉換關系，D_xi表示圖像中第i行的行方向坐標對應的X方向實際距離；

8)核心單元控制圖像采集器采集經過被測鏡面反射的棋盤格編碼板虛像圖像，通過圖像識別算法分別獲得各個顏色方格的邊界圖像坐標系坐標序列[u v]，其中u表示行坐標，v表示列坐標；

9)對于第n個方格的圖像坐標序列[u v]_n，取行坐標的最大值和最小值代入式(1)，獲得第n個方格最小行對應的實際距離和最大行對應的實際距離

10)最小行位置理論光線與地面夾角式中表示第n個方格的最小行對應的實際距離，h1表示圖像采集器中心到被測鏡面的垂直距離；

以第n個方格最大行位置為基準，計算最小行位置實際光線和理論光線間的偏差角Δφ_n，記為入射光線偏差角：

式中：ΔL表示第n個方格邊長，L1可由下式計算：

根據反射定律，該點處實際反射法線和理想反射法線的偏差角，并以該偏差角作為評估平面質量參數：

11)重復步驟9)-10)，直至所有的方格均按照式(4)計算過；

12)單個被測鏡面檢測計算完成后，核心單元保存計算結果，被測鏡面檢測完成。