[发明专利]一种定日镜机械误差校准的方法

权利要求书

1.一种定日镜机械误差校准的方法，是基于塔式太阳能集热系统定日镜实时跟踪太阳装置系统的应用，利用摄像机拍摄的图片判断集热器上光斑的位置，光斑的质心位置与指定位置相比较，如有偏差，说明定日镜发生了机械误差，记录此刻太阳的高度角和方位角、形成偏差光斑时定日镜的高度角和方位角以及定日镜支架的高度和相对于定日镜集热器中心点的位置坐标，通过计算模型推算出发生偏差后定日镜的质心点相对于原定日镜质心位置的坐标，将定日镜质心的偏移量，通过坐标系转换转化到集热器质心点的偏移量，建立新的定日镜中心点，并在以此为原点的坐标系下确定集热器指定的位置坐标，以发生机械误差后的定日镜为基准，再次计算发送至该定日镜跟踪并投射光斑的数据，达到高效率跟踪并且投射太阳光斑的目的。

2.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，发生机械误差后定日镜的质心点相对于原定日镜质心位置的坐标由以下模型推导得到：

x0=a0--b+b2-4×a×c2×a×ω1...(1)]]>

y0=b0--b+b2-4×a×c2×a×ω2...(2)]]>

z0=h0--b+b2-4×a×c2×a×ω3...(3)]]>

其中，(1)、(2)和(3)式中的变量a，b，c由以下公式计算

a=ω₁²+ω₂²-ω₃²…………………………………………………(4)

b=(2×l+2×h₀)×ω₃-2×a₀×ω₁-2×b₀×ω₂…………………………(5)

c=a₀²+b₀²-h₀²-2×l×h₀…………………………………………(6)

其中，(4)、(5)和(6)式中的变量ω₁，ω₂，ω₃由以下公式计算

其中，(7)、(8)和(9)式中的变量由以下公式计算

以上公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中符号的解释说明如下所示：

HS：表示太阳的高度角，即太阳光线与水平面(地面)之间的夹角(或太阳光线与竖直方向之间的夹角90°-HS)，单位是度(°)，取值范围是0°至90°；

AS：表示太阳的方位角，即太阳光线在水平面(地面)上的垂直投影线与正北(或正南、正西、正东)方向之间的夹角，单位是度(°)，取值范围是0°至360°(或-180°至180°)；

G：表示定日镜的高度角，即定日镜的法线与水平面(地面)的夹角(或定日镜面与水平面的夹角(90°-G))，单位是度(°)，取值范围是0°至90°；

F：表示定日镜的方位角，即定日镜法线(或定日镜面)在水平面(地面)上的垂直投影线与正北(或正南、正西、正东)方向之间的夹角，单位是度(°)，取值范围是0°至360°或(-180°至180°)；

l：表示定日镜支架的高度，即定日镜中心点与水平面(地面)之间的垂直距离(最短距离)，单位是米(m)；

ω₁，ω₂，ω₃，表示计算过程中涉及的中间变量，没有实际意义；

a₀，b₀，h₀：表示摄像机拍摄偏移光斑的质心点坐标，即光斑质心点相对于以发生机械误差前定日镜质心点为坐标原点的空间直角坐标系中的坐标为(a₀，b₀，h₀)，单位是米(m)；

x₀，y₀，z₀：表示相对于原来坐标系下定日镜新的中心点的位置，单位是米。