[发明专利]基于视觉测量的太阳能聚光器镜面定量调焦方法

权利要求书

1.一种基于视觉测量的太阳能聚光器镜面定量调焦方法，包括如下步骤：

1)将聚光器网架结构固定在工作台上，并使其碗形开口朝上，将视觉测量用的棋盘格标靶或十字形标靶固定在聚光器网架结构的碗形底部，并在棋盘格标靶或十字形标靶的表面建立视觉测量的全局坐标系O-xyz，使得坐标系O-xyz与聚光器反射镜面的设计坐标系重合，用于确定待调焦的镜面单元的空间位姿；

2)待安装的镜面单元的反射镜表面设计有3个圆形凸台特征，3个圆形凸台特征呈三角形分布，在各圆形凸台特征的上表面通过数控机床精确定位粘贴1个视觉测量用的薄的圆形标志，且圆形凸台特征的上表面的圆心与粘贴的圆形标志的圆心重合，3个圆形标志的中心点作为视觉测量的特征点，或采用镜面单元的反射面的边缘线的交点作为特征点，分别记为t₁，t₂和t₃；镜面单元位于设计位置时，3个特征点t₁，t₂和t₃在O-xyz坐标系中的空间位置矢量分别为T₁，T₂，T₃，从聚光器的设计图纸中获得；

3)将镜面单元背部的3个球铰支撑-调节结构分别记为支撑1，支撑2和支撑3，镜面单元初步安装完毕后的空间位姿记为位姿1；对镜面单元，棋盘格标靶或十字形标志靶进行图像采集；将采集的图像数据通过数据线传输至数据处理终端，数据处理终端提取各图像中三个特征点的像素坐标，并计算得到镜面单元安装后三个特征点t₁，t₂和t₃在O-xyz坐标系中的空间位置矢量，分别为T_1t，T_2t和T_3t；

4)根据步骤2)和步骤3)获得的3个特征点的空间位置矢量，计算得到镜面单元在位姿1的顶点位置矢量O_t和轴线矢量N_t，以及镜面单元背部支撑1，支撑2和支撑3的球铰中心a，b和c在O-xyz坐标系中的空间位置矢量，分别为A_t，B_t和C_t；

5)计算将镜面单元从位姿1调节到设计位置的支撑1，支撑2和支撑3中球头螺杆所需的调节量d_A，d_B和d_C；

6)根据步骤5)计算的各球头螺杆的调节量d_A，d_B和d_C，对支撑1，支撑2和支撑3的球头螺杆实施向上或向下的移动调节，即完成此镜面单元的轴线矢量误差的定量校正。

2.根据权利要求1所述的基于视觉测量的太阳能聚光器镜面定量调焦方法，步骤2)中的视觉测量用的标志通过数控机床精确定位粘贴在镜面单元的特征上，将三个标志的中心作为特征点；或采用镜面单元的反射面的边缘线的交点作为特征点。

3.根据权利要求1所述的基于视觉测量的太阳能聚光器镜面定量调焦方法，步骤3)中图像数据的采集方法如下：采用预先标定内参数和相对位姿外参数的双目视觉装置对镜面单元，棋盘格标靶或十字形标志靶成像一次或从n个角度成像n次对图像数据进行采集；或者采用一个内部参数已经标定的相机从2个及以上的不同角度对镜面单元，棋盘格标靶或十字形标志靶进行图像采集。