基于视觉测量的碟式聚光器面形检测
作者:彭黎, 彭佑多, 颜健, 程自然, 刘永祥 作者单位:湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室, 湖南 湘潭 411201 发布时间:2018-07-02 09:30:11 点击数:111

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关键词:碟式聚光器;面形检测;视觉测量;斜率误差
摘要:

为保证太阳能热发电系统的发电效率,聚光器镜面必须符合设计精度要求,该文采用单目视觉测量的方法对碟式聚光器镜面进行实际测量。搭建相应的实验测量系统,通过CCD相机采集多幅多位置的镜面和靶标图像,利用Matlab软件进行相机标定、立体匹配以及一系列图像处理,获得镜面各标志点的三维空间坐标值。运用最小二乘法对三维散点数据进行拟合得到800 mm×800 mm碟式聚光器镜面模型。通过聚光器镜面相邻点坐标的差值估计得镜到面整体斜率误差为0.005 56 rad,最大斜率误差位于镜面边缘为0.027 26 rad。结果表明基于视觉测量的碟式聚光器面形检测系统能快速有效地检测镜面面形。

Dish concentrator surface detection based on the visual measurement

PENG Li, PENG Youduo, YAN Jian, CHENG Ziran, LIU Yongxiang

Hunan Provincial Key Laboratory of Health Maintenance for Mechanical Equipment, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China

Abstract: To ensure the power generation efficiency of solar thermal power generation system, the concentrator mirror surface must meet the design precision requirements. This paper adopts the method of monocular vision measurement to measure the dish concentrator mirror. Relevant experimental measurement system is established, CCD camera is used to collect multi-breadth multi-position mirror and target images and Matlab software is used for camera calibration, stereo matching and a series of image processing to obtain three-dimensional coordinate values of the mirror landmarks. The mirror model of the 800mm×800mm dish concentrator is obtained through the fitting of three-dimensional scatter data with the least square method. According to the difference values of coordinates of neighboring points on the concentrator mirror, it is estimated that the overall slope deviation of the mirror is 0.005 56 rad and the maximum slope deviation is 0.027 26 rad on the edge of the mirror. The results show that the dish concentrator surface shape detection system based on visual measurement can detect the mirror surface shape quickly and effectively.

Keywords: dish concentrator;surface shape detection;visual measurement;slope error

2018, 44(6): 17-21  收稿日期: 2018-01-15;收到修改稿日期: 2018-02-12

基金项目: 国家自然科学基金(51275166);湖南省自然科学基金(2016JJ2052);湖南省研究生科研创新项目(CX2016B549)

作者简介: 彭黎(1993-),女,湖南常德市人,硕士研究生,专业方向为碟式聚光器面形研究。

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