基于视觉测量的碟式聚光器面形检测研究

《基于视觉测量的碟式聚光器面形检测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：非密中图分类号：TK512硕士学位论文基于视觉测量的碟式聚光器面形检测研究研究生：彭黎导师：彭佑多学科：机械工程研究方向：机电系统动力学与控制2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterDishconcentratorfacedetectionresearchbasedonthevisualmeasurementCandidate：LiPengSupervisorandRank：A/professorYouduoPeng基于视觉测量的碟式聚光器面形检测研究学位类型学历硕士

2、作者姓名彭黎作者学号15010301021学科（专业学位类别)机械工程研究方向（专业领域)机电系统动力学与控制导师姓名及职称彭佑多教授实践导师姓名及职称所在学院机电工程学院论文提交日期2018年5月26日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文

3、版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要在这个能源逐渐匮乏的年代，太阳能光热发电技术焕发出勃勃生机。太阳能聚光器作为太阳能热发电系统中的关键部件，其面形情况直接决定聚光系统的光热转换效率，进而影响到整个系统的

4、热发电效率。因此，聚光器镜面的面形检测工作具有重要意义。本论文以碟式聚光器为研究对象，基于视觉测量的方法对镜面各标志点进行实际测量，获得相应的三维数据。运用最小二乘法原理拟合得到镜面实体模型，并根据曲面轮廓度误差的定义分析其拟合误差。计算镜面的斜率偏差，并以球形接收器为分析对象，计算出整个聚光系统的位移偏差和截断因子。运用Tracepro光学软件对比理想镜面和实际测量镜面的聚光性能。本文展开研究的具体过程如下：首先，基于视觉测量原理，建立以碟式聚光器和CCD相机为主要实验设备的实验平台，根据需要采集不同角度的实物图像。

5、利用Matlab软件标定摄像机，获得摄像机的内外参数，并对图像进行畸变矫正。编写算法对图像进行消噪、二值化等处理，运用椭圆中心点原理提取标志点图像坐标，通过计算得到镜面各标志点的三维数据。然后，根据测量得到的三维数据，以最小二乘法进行实际拟合，获得聚光器镜面实体模型以及其拟合曲面方程，利用曲面轮廓度误差的定义具体计算分析了其拟合误差。进一步并以球形接收器为分析对象，计算了镜面的面形评价参数，包括斜率偏差，位移偏差和截断因子。整体斜率偏差为5.56mrad，位移偏差为3.67mrad，截断因子随边缘角的增大而增大。最后，

6、运用Tracepro光学软件建立碟式聚光系统实体模型，包括碟式反射镜面和球形接收器。设置球形接收器表面均为理想接收器，对比理想反射镜和实际测量的带有光学误差的反射镜两种情况下光斑及能流的分布情况。整个研究过程表明，基于视觉测量的面形检测系统能快速、有效的检测聚光器面形，实用性较强，能为聚光器制造及应用提供有价值的参考。关键词：碟式聚光器；视觉测量；曲面拟合；面形评价；光学分析IIIABSTRACTInthiseraofenergyscarcity,solarpowergenerationtechnologyisfull

7、ofvitality.Asakeycomponentinsolarpowergenerationsystem,solarenergyconcentratordirectlydeterminesthethermalconversionefficiencyofthecondensingsystem,thusaffectingthethermalpowergenerationefficiencyofthewholesystem.Therefore,thefaceshapedetectionofcondensermirrori

8、sofgreatsignificance.Inthispaper,adishconcentratorisusedastheresearchobject.Basedonthemethodofvisualmeasurement,theactualmeasurementofeachmarkpointinthemirroriscarrie