本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光熱應(yīng)用，尤其涉及一種定日鏡的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。本發(fā)明是2024年7月10日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?02410918325.1，名稱為“定日鏡瞄準(zhǔn)系統(tǒng)”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)：

1、光熱發(fā)電的基本原理就是通過(guò)控制定日鏡，將太陽(yáng)光反射至位于高塔之上的吸熱器表面，吸熱器吸收太陽(yáng)光熱量后，加熱融化吸熱器內(nèi)部的熔鹽，熔鹽通過(guò)高溫泵的運(yùn)送到達(dá)位于塔底部的發(fā)電站進(jìn)行高溫發(fā)電。因此，如何讓定日鏡反射的太陽(yáng)光準(zhǔn)確地照射在吸熱器表面是光熱發(fā)電的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提供一種定日鏡的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明提供一種定日鏡的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)適于定日鏡將太陽(yáng)光反射到吸熱器上，所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括光路模組、成像模組和調(diào)整模組；所述定日鏡反射的太陽(yáng)光線與所述吸熱器的散射光線所經(jīng)過(guò)的光路包括第一光路和第二光路；所述定日鏡反射的太陽(yáng)光線進(jìn)入所述成像模組之前的光路記為所述第一光路，所述吸熱器的散射光線進(jìn)入所述成像模組之前的光路記為所述第二光路；所述光路模組包括光線轉(zhuǎn)向元件，所述第一光路上設(shè)置有所述光線轉(zhuǎn)向元件；所述定日鏡反射的太陽(yáng)光線經(jīng)所述光線轉(zhuǎn)向元件，得到能夠入射至所述成像模組的重定向太陽(yáng)光線，所述吸熱器位于所述成像模組的視場(chǎng)角內(nèi)，所述吸熱器的散射光線經(jīng)過(guò)所述第二光路保持原方向直接入射至所述成像模組；所述成像模組，用于對(duì)所述重定向太陽(yáng)光線和所述吸熱器的散射光線進(jìn)行成像，得到所述成像模組的成像數(shù)據(jù)；其中，所述成像數(shù)據(jù)包括太陽(yáng)的像和所述吸熱器的像；所述調(diào)整模組，用于根據(jù)所述成像模組的成像數(shù)據(jù)確定太陽(yáng)的成像位置和所述吸熱器的成像位置，并根據(jù)太陽(yáng)的成像位置和所述吸熱器的成像位置對(duì)所述定日鏡的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以使太陽(yáng)的成像位置和所述吸熱器的成像位置間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值。

3、上述實(shí)施例中，通過(guò)在第一光路上設(shè)置有光線轉(zhuǎn)向元件，定日鏡反射的太陽(yáng)光線經(jīng)光線轉(zhuǎn)向元件，得到能夠入射至成像模組的重定向太陽(yáng)光線。吸熱器的散射光線經(jīng)過(guò)第二光路保持原方向直接入射至成像模組。通過(guò)第一光路和第二光路實(shí)現(xiàn)對(duì)定日鏡反射的太陽(yáng)光線和吸熱器的散射光線同時(shí)成像，從而實(shí)現(xiàn)將定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)定日鏡反射的太陽(yáng)光線與吸熱器的散射光線的成像比較定日鏡反射的太陽(yáng)光線與吸熱器的散射光線的角度差異問(wèn)題。

4、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述吸熱器的安裝底座上設(shè)置有標(biāo)識(shí)對(duì)象，所述標(biāo)識(shí)對(duì)象和所述吸熱器共同位于所述成像模組的視場(chǎng)角內(nèi)；所述成像模組，還用于對(duì)所述標(biāo)識(shí)對(duì)象的散射光線進(jìn)行成像。

5、上述實(shí)施例中，通過(guò)在吸熱器的安裝底座上設(shè)置標(biāo)識(shí)對(duì)象，能夠借助于標(biāo)識(shí)對(duì)象的成像數(shù)據(jù)間接確定識(shí)別吸熱器的形狀和位置。具體來(lái)說(shuō)，該標(biāo)識(shí)圖案沒有被定日鏡反射的太陽(yáng)光線直接照射，其在不同時(shí)刻的亮度變化程度小于吸熱器的表面亮度變化程度，或者說(shuō)標(biāo)識(shí)圖案表面上的亮度分布是比較均勻的。如此，標(biāo)識(shí)圖案在成像模組中的成像容易被準(zhǔn)確地識(shí)別出來(lái)。特別是即使在吸熱器的像與太陽(yáng)的像發(fā)生重合的情況下，基于識(shí)別到的標(biāo)識(shí)圖案的位置，以及標(biāo)識(shí)圖案與吸熱器之間的相對(duì)位置關(guān)系，將標(biāo)識(shí)圖案的位置換算為吸熱器的中心位置，提升吸熱器成像位置的準(zhǔn)確性。

6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)整模組還包括第二圖像讀取模塊；所述第二圖像讀取模塊，用于按照曝光時(shí)間從所述成像數(shù)據(jù)中獲取多幀圖像數(shù)據(jù)，對(duì)獲取的多幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到高動(dòng)態(tài)范圍圖像；所述調(diào)整模組，還用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)對(duì)象與所述吸熱器間的相對(duì)位置數(shù)據(jù)、所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)所述定日鏡的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

7、上述實(shí)施例中，通過(guò)控制不同時(shí)長(zhǎng)的曝光時(shí)間可以得到質(zhì)量清晰的吸熱器的像或者太陽(yáng)的像。如此，不再需要在第一光路和第二光路中設(shè)置濾光片，不僅進(jìn)一步地減少光學(xué)模組中所使用的光學(xué)器件，而且進(jìn)一步地減少非共光路部分光學(xué)器件的裝配誤差以及光學(xué)器件特性變化對(duì)成像位置的影響。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述吸熱器劃分為多個(gè)吸熱區(qū)域；每個(gè)吸熱區(qū)域?qū)?yīng)有目標(biāo)定日鏡，所述目標(biāo)定日鏡為能夠?qū)⑻?yáng)光線反射至所述吸熱區(qū)域的定日鏡；所述鏡場(chǎng)控制模組，用于根據(jù)所述目標(biāo)定日鏡的照射能量數(shù)據(jù)檢測(cè)所述每個(gè)吸熱區(qū)域是否滿足能量均勻分布原則。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡場(chǎng)控制模組，用于若檢測(cè)到所述每個(gè)吸熱區(qū)域均滿足能量均勻分布原則，對(duì)所述吸熱區(qū)域繼續(xù)劃分，得到多個(gè)子區(qū)域，并根據(jù)所述每個(gè)子區(qū)域的能量密度繼續(xù)檢測(cè)所述每個(gè)子區(qū)域是否滿足能量均勻分布原則。

10、上述實(shí)施例中，通過(guò)能量均勻分布原則對(duì)吸熱器表面進(jìn)行監(jiān)控，不僅能夠確保吸熱器的安全，而且通過(guò)對(duì)吸熱器的溫度進(jìn)行監(jiān)控，能夠結(jié)合監(jiān)控情況實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整反射到吸熱器上的太陽(yáng)光線，以使吸熱器表面接收的能量均勻，降低吸熱器局部過(guò)熱產(chǎn)生的熱量散失，并降低吸熱器損壞的發(fā)生幾率。

技術(shù)特征：

1.一種定日鏡的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)適于定日鏡將太陽(yáng)光反射到吸熱器上，所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括成像模組和調(diào)整模組；所述吸熱器的安裝底座上設(shè)置有標(biāo)識(shí)對(duì)象，所述標(biāo)識(shí)對(duì)象和所述吸熱器共同位于所述成像模組的視場(chǎng)角內(nèi)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整模組包括第一圖像讀取模塊和第一圖像處理模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圖像處理模塊包括第一角度比較模塊；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一角度比較模塊，還用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)對(duì)象與所述吸熱器間的相對(duì)位置數(shù)據(jù)以及所述標(biāo)識(shí)圖像數(shù)據(jù)確定所述吸熱器的吸熱圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述太陽(yáng)圖像數(shù)據(jù)和所述吸熱圖像數(shù)據(jù)確定所述差異角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圖像處理模塊還包括第一位置確定模塊；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整模組還包括第二圖像讀取模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整模組還包括第二位置確定模塊；

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)還包括瞄準(zhǔn)控制模組；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)控制模組包括姿態(tài)計(jì)算模塊；所述姿態(tài)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述定日鏡與所述吸熱器間的相對(duì)位置數(shù)據(jù)和所述定日鏡的當(dāng)前姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的姿態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)，其中，所述姿態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)用于指示對(duì)所述瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的姿態(tài)進(jìn)行控制；和/或

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)控制模組還包括標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊和位置判斷模塊；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光熱應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種定日鏡的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，通過(guò)在第一光路上設(shè)置有光線轉(zhuǎn)向元件，定日鏡反射的太陽(yáng)光線經(jīng)光線轉(zhuǎn)向元件，得到能夠入射至成像模組的重定向太陽(yáng)光線。吸熱器的散射光線經(jīng)過(guò)第二光路保持原方向直接入射至成像模組。該瞄準(zhǔn)系統(tǒng)通過(guò)第一光路和第二光路實(shí)現(xiàn)對(duì)定日鏡反射的太陽(yáng)光線和吸熱器的散射光線同時(shí)成像，從而實(shí)現(xiàn)將定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)定日鏡反射的太陽(yáng)光線與吸熱器的散射光線的成像比較定日鏡反射的太陽(yáng)光線與吸熱器的散射光線的角度差異問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：岑松原,朱正平,朱修鋒,朱修云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州華鼎新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6