[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

摘要

本发明公开了一种基于视觉测量的太阳能聚光器镜面定量调焦方法，实施步骤为：1）固定聚光器网架结构，标定待形成的反射镜面和视觉测量的全局坐标系O‑xyz；2）在镜面单元反射镜表面粘贴3个呈三角形分布的圆形标志，将镜面单元固定在网架结构上；3）测量3个圆形标志的中心点坐标；4）计算镜面单元的空间位姿，以及支撑‑调节结构的球铰中心的坐标；5）计算各支撑‑调节结构的球头螺栓调节量；6）对各球头螺杆实施调节，完成镜面单元的定量校正。本发明的镜面单元调焦简单，可快速的确定镜面单元的空间位姿，并一步到位的消除镜面单元的轴线矢量误差，且可应用到不同类型聚光器镜面的位姿校准，能够有效的适应聚光器镜面安装的高效、低成本的调焦需求。

主权项

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T1t，T2t和T3t；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Ot和轴线矢量Nt，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At，Bt和Ct；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dA，dB和dC；6)根据步骤5)计算的各球头螺杆的调节量dA，dB和dC，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。