[发明专利]一种基于反射成像法测量槽式太阳能聚热器面形的方法

权利要求书

1.一种基于反射成像法测量槽式太阳能聚热器面形的方法，其特征在于，所述方法包括：

a)在所述槽式太阳能聚热器的反射镜面边缘粘贴圆形标志点，所述槽式太阳能聚热器的反射镜面前端布置用于采集图像的相机；

所述反射镜面和吸热管在聚光器传动装置的带动下绕旋轴转动，所述相机采集所述吸热管扫过所述反射镜面所有位置的成像的图像；

b)提取所述图像中圆形标志点的中心点、所述图像中吸热管边缘点和所述图像中吸热管在反射镜面中成像边缘点，其中，

所述图像中圆形标志点的中心点按照如下方法提取：

获取所述反射镜面旋转过程中第一张图像的每个圆形标志点的小区域；

以所述第一张图像为基准，设定均匀步长自动跟踪寻找其余图像的每个圆形标志点的小区域；

对各个小区域通过canny算法获取圆形标志点的边缘坐标，利用椭圆拟合法获得所述图像中圆形标志点的中心点；

c)定义反射镜面坐标系，通过所述图像中圆形标志点的中心点确定相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标；

通过相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标和焦平面成像的空间坐标，确定吸热管边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标；

通过相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标和吸热管在反射镜面中成像边缘点在反射镜面坐标系中的空间坐标，确定吸热管在反射镜面中成像边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标；

d)建立数学模型，将相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标、吸热管边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标和吸热管在反射镜面中成像边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标代入到所述数学模型中，求解反射镜面每个位置处法向量的偏转角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像中吸热管边缘点按照如下方法提取：

获取所述反射镜面旋转过程中第一张图像的吸热管边缘小区域；

以所述第一张图像为基准，设定均匀步长自动跟踪寻找其余图像的吸热管边缘小区域；

对各个小区域通过canny算法获取吸热管边缘的边缘坐标，获得所述图像中吸热管边缘点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像中吸热管在反射镜面中成像边缘点按照如下方法提取：

获取所述反射镜面旋转过程中第一张图像的吸热管在反射镜面中成像边缘小区域；

以所述第一张图像为基准，设定均匀步长自动跟踪寻找其余图像的吸热管在反射镜面中成像边缘小区域；

对各个小区域通过canny算法获取吸热管在反射镜面中成像边缘的边缘坐标，获得所述图像中吸热管在反射镜面中成像边缘点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反射镜面坐标系以与反射镜面相切的方向为X轴，沿反射镜面轴向的方向为Y轴，垂直于反射镜面的切平面的方向为Z轴。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述图像中圆形标志点的中心点利用后方交会方法，求解相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标和焦平面成像的空间坐标，利用三角形模型求解吸热管边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述焦平面成像的空间坐标利用吸热管在焦平面的成像，相机和相机中吸热管的成像共线求解。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过相机在所述反射镜面坐标系中的空间坐标和吸热管在反射镜面中成像边缘点在反射镜面坐标系中的空间坐标，与吸热管在反射镜面的成像在相机中的成像共线，

同时，联立槽式抛物反射镜面理想方程，求解吸热管在反射镜面中成像边缘点在所述反射镜面坐标系中的空间坐标。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立的所述数学模型通过如下方式表达：

其中，(X_c,Z_c)为相机在反射镜面坐标系中的空间坐标，(X，Z)为吸热管在反射镜面中成像边缘点在反射镜面坐标系中的空间坐标，(X_a,Z_a)为吸热管在反射镜面坐标系中的空间坐标，f为反射镜面的焦距，θra为反射镜面面形和吸热管位置综合误差引起的法向量偏移角度，θa为吸热管位置误差引起的法向量偏移角度，θr为发射镜面面形误差引起的法向量偏移角度。