一种定日镜面形自动检测系统及方法与流程

本发明属于测量，特别涉及一种定日镜面形自动检测系统及方法。

背景技术：

1、定日镜是熔盐塔式光热电站的关键部件，是由多面大形子镜通过背面支架拼接形成一定弧面形状的大镜子。其主要功能是接收、反射、集聚太阳能于几百米以外的热塔。定日镜与理论模形的面形偏差决定了其聚焦效果，进而影响光热电站的发电效率和稳定性。因此，定日镜面形质量检测是控制聚焦效果的重要方法，是检测定日镜总装质量或运行质量的最终手段。面形检测可及时发现和纠正反射面的微小变形，是确保光热电站高效运行的重要手段，尤其对于保障定日镜安装工艺质量或在役定日镜聚焦效果的评估具有关键作用。

2、由于定日镜数量多，总装后镜面大且镜面厚度薄，极易柔性变形，传统的接触式测量方法难以快速获取面形数据。目前已有非接触式测量技术如三维扫描技术操作流程复杂、耗时长、现场适应性差、无法满足快速和批量化检测的要求；工业摄影测量技术需人工对定日镜玻璃表面粘贴标志点，需耗费大量时间，操作复杂，且粘贴摄影测量标志点因稀疏离散而无法形成点云级数据，无法全面准确反映定日镜整个面形与理论模型的偏差情况；条纹光斑测量法需要构造大形幕布且易受幕布变形影响，测量精度有限。因此，急需一种经济、高效、可靠、精确的非接触式定日镜面形自动检测系统，以解决现有技术在定日镜面形质量检测方面的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种定日镜面形高效自动检测系统及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种定日镜面形自动检测系统：

4、包括长度校准尺：用于标定整个测量系统的精度和坐标；

5、面阵光学投点器：用于向定日镜背面投射面阵摄影测量标志点；

6、投点器运动云台：通过旋转运动，控制面阵光学投点器的投射方向；

7、工业摄影测量相机：多工业摄影测量相机在固定位置拍摄面阵光学投点器所投射的标志点，获取各标志点的三维空间坐标；

8、控制及分析平台：用于面阵光学投点器、投点器运动云台、工业摄影测量相机的协同工作控制，实现面形数据采集、分析、判断和输出报告。

9、本发明通过从定日镜背面进行检测，系统整合了长度校准尺、面阵光学投点器、投点器运动云台、工业摄影测量相机和控制及分析平台等组件。其核心目标在于通过协同作业，实现面阵光学投点器、投点器运动云台和多台工业摄影测量相机的合作。本发明利用投点器运动云台，在定日镜不同区域投射面阵光学标志点，多次拍摄并叠加工业摄影测量相机的数据，获得定日镜面形的点云级坐标数据。系统通过自动剔除非定日镜镀银层上的噪点数据，计算关键参数如定日镜面形焦距、偏差毫弧度、有效作用面积以及径向和周向面形误差分布等。本发明通过可视化工具如三维柱状图、热力分布图等展示定日镜面形测量结果和异常区域，并自动生成面形检测报告，有利于定日镜整体面形的精确测量和分析，测量过程快速高效，自动化程度高。本发明解决了现有检测技术现场适应性差、贴点劳动强度大、检测效率低、测量精度差等问题。

10、作为本发明的优选方案，所述控制及分析平台自动剔除非镜面上噪声点，自动计算形面焦距、面形偏差毫弧度、有效作用面积、不同方位面形误差分布参数。

11、作为本发明的优选方案，所述控制及分析平台通过三维柱状图、热力图的方式展现，直观判断面形异常区域和测量分析结果；控制及分析平台自动生成检测报告，导出excel或pdf格式文档。

12、一种定日镜面形自动检测系统及方法，包括以下步骤：

13、s1：将定日镜安装在检测工位并调节至主要工作姿态；

14、s2：打开光学投点器、投点器运动云台、工业摄影测量相机电源和控制及分析平台；

15、s3：在定日镜拍摄视场范围内，利用长度校准尺对检测系统进行标定；

16、s4：检测系统标定完成后，根据已导入的定日镜模形，一键开启定日镜面形自动测量；

17、s5：控制及分析平台依据模拟算法自动剔除噪声信号，计算并输出面形检测报告。

18、作为本发明的优选方案，在步骤s4中，定日镜面形自动测量过程中的软件自动控制面阵光学投点器转动到指定方位，在定日镜背面投射面阵光学标志点，工业摄影测量相机拍摄获取面阵标志点的三维坐标数据。

19、作为本发明的优选方案，在步骤s4中，通过投点器运动云台，测量定日镜的不同位置区域，多次拍摄合成，得到整个定日镜背面面形的点云级坐标数据。

20、本发明的有益效果为：

21、1.高效自动化检测：本发明采用面阵光学投点技术，摒弃了繁琐的标志点操作，使得检测过程自动化程度大幅提升。从背面进行检测，系统整合了投点器运动云台和多台工业摄影测量相机，实现一键式完成定日镜形面数据的采集、分析、判断和报告，极大地缩短了检测时间。

22、2.高精度测量：通过从背面进行测量，避免了定日镜玻璃厚度不均引起的误差。利用局部小区域面形拟合算法，有效滤除噪声信号，提高了数据质量和测量精度。这使得定日镜的面形数据更加准确可靠。

23、3.快速数据获取：本系统结合了面阵光学投点和多角度摄影测量，能够快速获取定日镜整体面形的点云级坐标数据。相较于传统方法，本发明的检测效率优于5分钟/面，大幅提升了数据采集速度。

24、4.全面分析和判断：通过生成点云级数据，本系统能够自动计算关键参数如定日镜面形焦距、偏差毫弧度、有效作用面积以及径向和周向面形误差分布等。通过可视化工具，如三维柱状图和热力分布图，系统可以清晰地显示定日镜面形测量结果和异常区域，同时自动生成面形检测报告。

技术特征：

1.一种定日镜面形自动检测系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种定日镜面形自动检测系统，其特征在于：所述控制及分析平台(5)自动剔除非镜面上噪声点，自动计算形面焦距、面形偏差毫弧度、有效作用面积、不同方位面形误差分布参数。

3.根据权利要求2所述的一种定日镜面形自动检测系统，其特征在于：所述控制及分析平台(5)通过三维柱状图、热力图的方式展现，直观判断面形异常区域和测量分析结果；控制及分析平台(5)自动生成检测报告，导出excel或pdf格式文档。

4.一种定日镜面形自动检测方法，使用权利要求1所述的一种定日镜面形自动检测系统，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种定日镜面形自动检测方法，其特征在于：在步骤s4中，定日镜面形自动测量过程中的软件自动控制面阵光学投点器(2)转动到指定方位，在定日镜背面投射面阵光学标志点，工业摄影测量相机(4)拍摄获取面阵标志点的三维坐标数据。

6.根据权利要求5所述的一种定日镜面形自动检测方法，其特征在于：在步骤s4中，通过投点器运动云台(3)，测量定日镜的不同位置区域，多次拍摄合成，得到整个定日镜背面面形的点云级坐标数据。

技术总结
本发明属于测量技术领域，特别涉及一种定日镜面形自动检测系统及方法。其技术方案为：一种定日镜面形自动检测系统：包括长度校准尺：用于标定整个测量系统的精度和坐标；面阵光学投点器：用于向定日镜背面投射面阵摄影测量标志点；投点器运动云台：通过旋转运动，控制面阵光学投点器的投射方向；工业摄影测量相机：多工业摄影测量相机在固定位置拍摄面阵光学投点器所投射的标志点，获取各标志点的三维空间坐标；控制及分析平台：用于面阵光学投点器、投点器运动云台、工业摄影测量相机的协同工作控制，实现面形数据采集、分析、判断和输出报告。本发明提供了一种定日镜面形高效自动检测系统及方法。

技术研发人员：李维成,谭云华,曾坤,李智斌,华文瀚,黄愿,于明,杨琪,吕传景
受保护的技术使用者：东方电气集团东方锅炉股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5