[发明专利]一种光热发电用镜面平面质量快速检测系统及方法

权利要求书

1.一种光热发电用镜面平面质量快速检测系统，其特征在于：包括图像采集器(1)、棋盘格编码板(2)和核心单元(3)；

所述图像采集器(1)的视场覆盖被测镜面，用于采集经过被测镜面反射的棋盘格编码板虚像，所述图像采集器的视场下边沿与棋盘格编码板下边沿平行；

所述棋盘格编码板(2)固定在地面上，其所在面与地面垂直；

所述核心单元(3)用于控制图像采集器采集图像、保存图像、识别分析图像、评估平面质量和保存结果；

被测镜面(4)水平固定，处于图像采集器视场中心区域，所述被测镜面靠近图像采集器一侧的边沿与棋盘格编码板下边沿平行。

2.根据权利要求1所述的光热发电用镜面平面质量快速检测系统，其特征在于：所述棋盘格编码板(2)由二维周期性颜色变化的方格组成，包括印刷图案、液晶屏幕或LED屏。

3.根据权利要求2所述的光热发电用镜面平面质量快速检测系统，其特征在于：所述棋盘格编码板方格的排布方式由黑色方格和白色方格组成。

4.根据权利要求2所述的光热发电用镜面平面质量快速检测系统，其特征在于：所述棋盘格编码板方格的排布方式由彩色方格组成。

5.一种光热发电用镜面平面质量快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将棋盘格编码板固定在地面上，其所在面与地面垂直；

2)固定被测镜面，使得被测镜面摆放位置固定，被测镜面靠近图像采集器一侧的边沿与棋盘格编码板下边沿平行；

3)调节图像采集器支架，使得图像采集器视场能够覆盖被测镜面区域，然后固定图像采集器，使得图像采集器不能位移；

4)调节图像采集器姿态，使得被测镜面处于图像采集器视场中心区域，图像采集器视场下边沿与棋盘格编码板下边沿平行；

5)以图像采集器中心在地面上的投影为坐标系原点，垂直地面向上的方向为Z轴，原点垂直于棋盘格编码板的方向为X轴，面对棋盘编码板过原点、平行地面向左方向为Y轴，建立右手坐标系；

6)测量图像采集器中心到棋盘格编码板的水平距离d₁、被测镜面靠近图像采集器一侧的边沿到棋盘格编码板的水平距离d₂和图像采集器中心到被测镜面的垂直距离h1；

7)通过采样拟合的方式标定图像采集器图像行方向像素与X轴方向实际距离的关系：

D_xi＝F(u_i) (1)

式中：u_i表示图像中第i行的行方向坐标，F()表示图像采集器图像行方向像素与X轴方向实际距离的转换关系，D_xi表示图像中第i行的行方向坐标对应的X方向实际距离；

8)核心单元控制图像采集器采集经过被测镜面反射的棋盘格编码板虚像图像，通过图像识别算法分别获得各个颜色方格的边界图像坐标系坐标序列[u v]，其中u表示行坐标，v表示列坐标；

9)对于第n个方格的图像坐标序列[u v]_n，取行坐标的最大值和最小值代入式(1)，获得第n个方格最小行对应的实际距离和最大行对应的实际距离

10)最小行位置理论光线与地面夹角式中表示第n个方格的最小行对应的实际距离，h1表示图像采集器中心到被测镜面的垂直距离；

以第n个方格最大行位置为基准，计算最小行位置实际光线和理论光线间的偏差角Δφ_n，记为入射光线偏差角：

式中：ΔL表示第n个方格边长，L1可由下式计算：

根据反射定律，该点处实际反射法线和理想反射法线的偏差角，并以该偏差角作为评估平面质量参数：

11)重复步骤9)-10)，直至所有的方格均按照式(4)计算过；

12)单个被测镜面检测计算完成后，核心单元保存计算结果，被测镜面检测完成。