[发明专利]基于图像处理的槽式抛物面聚光器切线偏差及焦线偏差的获取方法

说明书

本发明公开了基于图像处理的槽式抛物面聚光器切线偏差及焦线偏差的获取方法，涉及太阳能应用技术领域。本发明技术要点：图像采集步骤：距离槽式抛物面聚光器一定距离架设一台图像采集装置；控制图像采集装置拍摄槽式抛物面聚光器的正视图；位置数据记录步骤：测量图像采集装置与抛物面聚光器的相对位置；集热管黑带理论位置计算步骤；坐标转换步骤：将黑带在抛物面纵截面上的理论位置转换到抛物面上相应反光镜的像素坐标中；黑带图像处理步骤；根据某一块反光镜理论黑带图像序列及实际黑带图像序列计算该反光镜的切线偏差及焦线偏差。

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其是槽式抛物面聚光器的切线偏差及焦线偏差的获取方法。

背景技术

槽式抛物面聚光器是太阳能利用的一种经典方式。参见图1。太阳能经由抛物面反射汇聚到位于抛物面前方的集热管上，从而将太阳能转化为热能。理想情况下，人们希望抛物面能将更多的光线汇聚到集热管中，因此抛物面能将多少太阳光汇聚到集热管中是人们关心的问题。这就需要对聚光器的一些指标进行检测，如拦截因子、焦线误差以及切线误差等。

现有技术是技术人员现场对抛物面进行测量，获知其聚光性能。这样的方式无疑是十分耗费人力且效率低下的。如果能将聚光器聚光参数的获取或者是检测放到计算机上进行，那将大大提高工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于图像处理的槽式抛物面聚光器切线偏差及焦线偏差的获取方法。

本发明采用的技术方案如下：包括：

图像采集步骤：距离槽式抛物面聚光器一定距离架设一台图像采集装置；控制图像采集装置拍摄槽式抛物面聚光器的正视图；

位置数据记录步骤：测量图像采集装置与抛物面聚光器的相对位置；并根据所述相对位置计算出图像采集装置与抛物面聚光器纵截面的相对位置；

集热管黑带理论位置计算步骤：根据图像采集装置与抛物面聚光器纵截面的相对位置、抛物面聚光器的抛物面纵截面方程、抛物面聚光器的集热管纵截面与抛物面纵截面的相对位置计算黑带在抛物面纵截面上的理论位置；

坐标转换步骤：将黑带在抛物面纵截面上的理论位置转换到抛物面上相应反光镜的像素坐标中；将反光镜上黑带理论位置的像素点像素值设为“1”，其余像素点的像素值设为“0”得到反光镜的理论黑带图像序列；

黑带图像处理步骤：根据各个反光镜的角点将抛物面聚光器的正视图的图像划分为各个反光镜图像块；对各反光镜图像块进行相机误差修订、透视变换得到各个反光镜图像块的正视图图像；对各个反光镜图像进行阈值分割确定黑带在相应反光镜的实际区域的像素坐标；并将反光镜图像上黑带实际区域的像素点像素值设为“1”，其余像素点的像素值设为“0”得到该反光镜的实际黑带图像序列；

切线偏差计算步骤：对某一块反光镜进行如下处理：

计算C_k＝A_k∪B_k-A_k；其中，A_k为该反光镜实际黑带图像序列，B_k为该反光镜理论黑带图像序列，C_k为该反光镜的理论黑带的缺失区域；

计算D_k＝A_k+n-A_k+n∩B_k+n；A_k+n为抛物面聚光器旋转角度θ后该反光镜的实际黑带图像序列，B_k+n为抛物面聚光器旋转角度θ后该反光镜的理论黑带图像序列，D_k为抛物面聚光器旋转角度θ后该反光镜的理论黑带的缺失区域；

计算C_k与D_k连通域重合的面积，若重合面积大于设定值；则该反光镜处的切线偏差为θ。