專利名稱：一種定日鏡校正設(shè)備及校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對太陽能跟蹤定標裝置的校準設(shè)備及方法，具體設(shè)計一種可移動的能夠?qū)崟r對定日鏡進行校正的定日鏡校正設(shè)備。
背景技術(shù)：
定日鏡是用來將太陽或其他天體的光線反射到固定方向的光學(xué)裝置，它通過跟蹤機構(gòu)將太陽光反射并聚集到某一目標，現(xiàn)有的定日鏡包括反射鏡、支撐框架、立柱、傳動和跟蹤數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等五大部分。然而在定日鏡的使用過程中，由于各種因素的影響，其跟蹤機構(gòu)的精確度可能會有所下降，導(dǎo)致太陽光的反射光不反射到目標位置，這就需要對定日鏡的精準度進行校準。對定日鏡的校正過程實質(zhì)上就是獲得定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心的過程，在定日鏡對太陽光跟蹤反射的過程中，方位-俯仰跟蹤是最常見的方式，定日鏡的方位旋轉(zhuǎn)軸(豎軸)與俯仰旋轉(zhuǎn)軸(橫軸)互相垂直，通過兩個軸的旋轉(zhuǎn)配合可以使定日鏡完成360度的旋轉(zhuǎn)過程?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了多種定日鏡的校準設(shè)備，如中國專利文獻CN 102077035A公開了一種定日鏡的校正方法及其校正裝置，提供了一種能夠?qū)Χㄈ甄R的鏡面與中央反射器的鏡面正對的情況一邊進行實測一邊在當場進行調(diào)整的調(diào)整方法和調(diào)整裝置。上述技術(shù)方案中，在上部具有中央反射器且下部具有受熱部，在中央反射器的周圍配置有多臺定日鏡的集熱裝置，在連結(jié)中央反射器的上部焦點和定日鏡的光路上，設(shè)置有向該中央反射器和定日鏡分別照射激光的照射裝置，在激光照射裝置的附近排列設(shè)置有對從定日鏡反射的發(fā)射激光進行檢測的受光裝置，并且校正裝置具備使該照射裝置和受光裝置旋轉(zhuǎn)以及俯仰的調(diào)整裝置。在校正過程中，以被照射到定日鏡的激光的反射光與被照射到中央反射器的上部焦點的激光形成同一軸線的方式，調(diào)整定日鏡的俯仰角和/或旋轉(zhuǎn)角。上述定日鏡校正設(shè)備在使用過程中存在以下幾個問題
首先，上述的定日鏡校準設(shè)備，受光裝置接收定日鏡反射的激光時，由于受光面積較小，激光反射光的光束直徑也很小，因此受光裝置捕捉反射激光存在困難，使得校正的過程存在較大的難度；另外在確定激光是否照射到中央反射器上時，通過人為觀察，肉眼進行判斷，存在一定的誤差。其次，上述技術(shù)方案中，每一組定日鏡的校準設(shè)備一次只能校準一面定日鏡，雖然可以將激光器從支架上拆下然后安裝到其他的位置對其他的定日鏡進行校準，但是操作過程復(fù)雜，當需要對大量的定日鏡進行校準時，這一繁瑣過程耗時很長，校正效率低。另外，現(xiàn)有中國專利文獻CN 101903818A公開了一種安裝姿勢測定裝置，提供了一種在安裝定日鏡的反射鏡配合到旋轉(zhuǎn)圓錐曲面的作業(yè)中，為了進行有效率且簡易的安裝調(diào)整，正確地測定下平面鏡的安裝姿勢的調(diào)整方法和安裝姿勢測定裝置。在設(shè)置構(gòu)成太陽光聚光用的定日鏡的反射鏡的方法中，以小平面鏡的激光反射光到達激光點測定部的假想通過點的方式設(shè)置上述小平面鏡。上述技術(shù)方案中的激光發(fā)射裝置安裝在支撐構(gòu)件上，支撐構(gòu)件上設(shè)置有可移動機構(gòu)，通過激光發(fā)射裝置和激光接收裝置配合來實現(xiàn)對小平面鏡安裝角度的調(diào)整。上述方案中的安裝姿勢測定裝置應(yīng)用于安裝定日鏡的反射鏡過程中，定日鏡的焦點位置確定后，入射激光的方向是已知的，那么反射激光要反射到定日鏡的焦點的話必須要經(jīng)過激光記測部上的假想點，而在執(zhí)行這一過程時，必須要保證支撐構(gòu)件與定日鏡之間的相對位置為確定值才能進行，當定日鏡發(fā)生旋轉(zhuǎn)或者由于長期使用在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生了誤差時，焦點位置可能發(fā)生了偏差，入射激光與反射鏡的角度可能發(fā)生了變化，反射激光所要經(jīng)過的假想點也發(fā)生了變化，上述過程就需要重新測定，因此上述裝置不能實現(xiàn)對定日鏡的旋轉(zhuǎn)軸的實時校正；另外，在進行安裝姿勢的測定的過程中，需要不斷的嘗試反射激光有沒有通過假象點來判斷安裝的位置是否準確，操作過程很繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題有以下幾個
(1)現(xiàn)有技術(shù)中的校正設(shè)備，是直接采用面積較小的接收裝置接收直徑很小的反射激光，然后對接收到的反射激光進行處理，容易采集不到反射激光無法實現(xiàn)對定日鏡的校正。(2)現(xiàn)有技術(shù)中，在進行鏡面的調(diào)整校正時，要嚴格要求校正設(shè)備的與鏡面的相對位置關(guān)系確定，而且只能在安裝過程中實現(xiàn)對鏡面安裝位置的調(diào)整，在日后定日鏡的使用過程中出現(xiàn)的誤差不能進行實時的調(diào)整和校正。(3)現(xiàn)有技術(shù)中的校正設(shè)備，在對大量定日鏡進行校正時，校正的效率較低。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種定日鏡校正設(shè)備，其包括支架，激光校正系統(tǒng)，以及圖像處理系統(tǒng)，所述激光校正系統(tǒng)通過定位裝置設(shè)置于所述支架上，其包括
至少一臺激光發(fā)生器用于發(fā)射激光至定日鏡鏡面，激光經(jīng)定日鏡鏡面反射后在校正設(shè)備上形成反射光斑；
至少一個圖像采集器其面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置，用于采集反射光斑的圖像； 至少一個定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息； 所述圖像處理系統(tǒng)接收所述圖像采集器采集到的反射光斑并結(jié)合所述激光發(fā)生器及所述反射光斑的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息。所述圖像采集器通過一肘形支撐部件設(shè)置于所述支架上。所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的滑軌，且所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件上設(shè)置有與所述滑軌滑動配合的滑塊。所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的可360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。每個所述定位單元包括至少三個定位模塊，所述定位模塊按照不在同一條直線上的原則設(shè)置于所述支架上。每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少兩個定位模塊及至少一個傾斜角傳感模塊。每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少一個傾斜角傳感模塊以及設(shè)置于所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊。所述定位模塊為DGPS (差分全球定位系統(tǒng))定位模塊。所述定位模塊為激光跟蹤儀或激光掃描儀。
所述激光校正系統(tǒng)還包括用于接收反射光斑的光接收屏，所述光接收屏設(shè)置于適于接收到反射光斑的位置。所述激光校正系統(tǒng)還包括光程測量系統(tǒng)，所述光程測量系統(tǒng)包括
散射光接收器接收反射光斑處散射的激光，所述散射光接收器上設(shè)置有第二定位模塊。系統(tǒng)時鐘設(shè)置于所述激光發(fā)生器上及散射光接收器上，用于確定激光發(fā)出的時間及接收到散射光的時間。所述光程測量系統(tǒng)還包括聚光鏡，所述聚光鏡用于將反射光斑處散射的激光匯聚為一束激光后由散射光接收器接收。所述圖像采集器為攝像頭。所述支架底部設(shè)置有適于移動的移動部件。本發(fā)明還提供一種獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，包括如下步驟
a設(shè)置支架于定日鏡的上方，所述激光校正系統(tǒng)通過所述定位裝置設(shè)置于支架上，調(diào)整激光校正系統(tǒng)，使所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光經(jīng)定日鏡反射后在定日鏡校正設(shè)備上形成反射光斑；
所述圖像采集器面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置于所述支架上，采集反射光斑的圖像信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)；
所述定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息后發(fā)送至所述圖像處理系統(tǒng)；
b所述圖像處理系統(tǒng)對反射光斑的圖像進行處理結(jié)合所述定位單元獲得的空間位置信息確定反射光斑的空間位置信息；
利用反射光斑的空間位置信息結(jié)合所述激光發(fā)生器的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息；
c定日鏡完成一組旋轉(zhuǎn)，利用多個定日鏡鏡面的空間位置確定定日鏡的實際旋轉(zhuǎn)中心。步驟a中所述圖像采集器通過一肘形支撐部件設(shè)置于所述支架上，其面向光斑形成的區(qū)域。所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的滑軌，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件上設(shè)置有與所述滑軌配合的滑塊，在上述步驟完成后，通過滑動改變所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器的位置，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的可360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上，在上述步驟完成之后利用所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制所述激光發(fā)生器和所述肘形支撐部件轉(zhuǎn)到不同的角度，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。步驟a中，采用設(shè)置于所述支架上的至少三個定位模塊，確定所述支架的空間位置；
利用所述支架的空間位置結(jié)合所述激光發(fā)生器與所述支架的相對位置確定所述激光發(fā)生器的空間位置；
利用所述支架的空間位置結(jié)合所述圖像采集器與所述支架的相對位置確定所述圖像采集器的空間位置。 步驟a中，采用設(shè)置于所述支架上的至少兩個定位模塊及至少一個傾斜角傳感模塊，確定所述支架的空間位置；
利用所述支架的空間位置結(jié)合所述激光發(fā)生器與所述支架的相對位置確定所述激光發(fā)生器的空間位置；
利用所述支架的空間位置結(jié)合所述圖像采集器與所述支架的相對位置確定所述圖像采集器的空間位置。步驟a中，所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少一個傾斜角傳感模塊以及設(shè)置于所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊；
采用設(shè)置于所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊確定激光校正系統(tǒng)中各個部件的空間位置；
采用設(shè)置于所述支架上至少一個傾斜角傳感模塊得到所述支架的傾斜角度； 利用所述支架的傾斜角度結(jié)合所述激光發(fā)生器或所述圖像采集器與所述支架的相對位置關(guān)系得到所述支架的空間位置信息；
利用所述圖像采集器的空間位置信息結(jié)合所述支架的空間位置信息獲得反射光斑的空間位置。步驟a中，所述定位模塊為DGPS (差分全球定位系統(tǒng))定位模塊。步驟a中，所述定位模塊為所述定位模塊為激光跟蹤儀或激光掃描儀。步驟a中，所述激光校正系統(tǒng)還包括用于接收反射光斑的光接收屏，所述光接收屏設(shè)置于適于接收到反射光斑的位置，所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光經(jīng)定日鏡鏡面反射后在所述光接收屏上形成反射光斑。步驟a中，激光在反射光斑形成的位置處有激光散射出來；
利用設(shè)置有第二定位模塊的散射光接收器接收反射光斑處散射的激光； 利用系統(tǒng)時鐘記錄所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的時間及所述散射光接收器接收散射光的時間；
所述光程計算模塊根據(jù)激光的波長及發(fā)射激光的時間和接收到散射光的時間，分析激光的光程；
步驟b中，所述圖像處理系統(tǒng)結(jié)合激光光程及激光校正系統(tǒng)中各個部件的空間位置， 確定入射激光在定日鏡鏡面上的位置。步驟a中，反射光斑處散射的激光經(jīng)一聚光鏡匯聚成為一束激光后照射至所述散射光接收器。完成上述步驟之后，利用支架底部的移動部件將校正設(shè)備移動到其他定日鏡的上方，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明所述設(shè)備令激光發(fā)生器射出的激光經(jīng)定日鏡反射后在定日鏡校正設(shè)備上或者在光接收屏上形成反射光斑，再利用圖像采集器采集反射光斑的圖像，而圖像采集器直接面向光斑設(shè)置，直接采集反射光斑，在采集的過程中相對于直接用圖像采集器采集反射的激光來說更加便捷而且能夠保證捕捉光斑的準確性。(2)本發(fā)明所述的設(shè)備，采用至少一個定位單元來確定支架的空間位置，激光校正系統(tǒng)的空間位置，圖像采集器的空間位置，因此隨時可以確定激光發(fā)射的位置和反射光斑的位置，不論定日鏡的角度如何以及支架相對于定日鏡的位置如何，都可以隨時實現(xiàn)對定日鏡的旋轉(zhuǎn)軸的確定，實現(xiàn)實時校正定日鏡。(3)本發(fā)明所述的設(shè)備，在支架上設(shè)置上滑軌或者旋轉(zhuǎn)機構(gòu)或者在支架的底部設(shè)置移動部件，可以在采用本發(fā)明所述設(shè)備對一面或者一組定日鏡進行校正完成后，直接通過滑軌移動的方式或者旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的方式或者支架移動的方式實現(xiàn)對另一面或者另一組定日鏡的校正，在需要校正多面定日鏡時具有較高的效率。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
圖1為本發(fā)明所述定日鏡校正設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所述設(shè)有光接收屏的定日鏡校正設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明中激光光路簡圖4為本發(fā)明中確定定日鏡鏡面空間位置時進行圖像處理采用的光路簡圖； 圖5為本發(fā)明中確定定日鏡鏡面空間位置時進行光程計算時采用的光路簡圖。其中附圖標記為1-支架，2-定日鏡，3-圖像采集器，4-激光發(fā)生器，5-移動部件，6-光接收屏，7-肘形支撐部件。
具體實施例方式實施例1
本實施例提供一種定日鏡校正設(shè)備，其包括支架，激光校正系統(tǒng)，以及圖像處理系統(tǒng)， 所述激光校正系統(tǒng)通過定位裝置設(shè)置于所述支架上，其包括至少一臺激光發(fā)生器 用于發(fā)射激光至定日鏡鏡面，激光經(jīng)定日鏡鏡面反射后在校正設(shè)備上形成反射光斑；至少一個圖像采集器其面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置，用于采集反射光斑的圖像；至少一個定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息；所述圖像處理系統(tǒng)接收所述圖像采集器采集到的反射光斑并結(jié)合所述激光發(fā)生器及所述反射光斑的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息。本發(fā)明還公開一種獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，包括如下步驟
a設(shè)置支架于定日鏡的上方，所述激光校正系統(tǒng)通過所述定位裝置設(shè)置于支架上，調(diào)整激光校正系統(tǒng)，使所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光經(jīng)定日鏡反射后在定日鏡校正設(shè)備上形成反射光斑；
所述圖像采集器面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置于所述支架上，采集反射光斑的圖像信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)；本實施例中，所述圖像采集器通過一肘形支撐部件設(shè)置于所述支架上；
所述定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息后發(fā)送至所述圖像處理系統(tǒng)；
b所述圖像處理系統(tǒng)對反射光斑的圖像進行處理結(jié)合所述定位單元獲得的空間位置信息確定反射光斑的空間位置信息；
利用反射光斑的空間位置信息結(jié)合所述激光發(fā)生器的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息；如圖3所示簡化后的光路圖，其中假設(shè)反射光斑形成于支架下表面上，其中0，A，B, C， A2, B2, C2, A3, B3同在支架面上，A1, B1, C1在定日鏡鏡面上，Δ ABC為激光發(fā)生器發(fā)射激光束中的三個點，Δ A2B2C2為反射光斑，Δ A1B1C1為激光射在定日鏡面上的位置，在OA延長線上選取A3點，其中OA2=OA3, OB2=OB3,可得圖4所示的平面關(guān)系
向量AA1, BB1已知，從而得到A1, B1的空間位置，同理得C1的空間位置，從而確定定日鏡平面的實際空間位置。c定日鏡完成一組旋轉(zhuǎn)，利用多個定日鏡鏡面的空間位置確定定日鏡的實際旋轉(zhuǎn)軸；
在具體實施時，控制定日鏡在俯仰方向完成一組旋轉(zhuǎn)，采用步驟b得到旋轉(zhuǎn)后的至少一個角度的鏡面空間位置信息；選取至少兩個不同俯仰角的鏡面空間位置信息的交界面為定日鏡的實際俯仰旋轉(zhuǎn)軸；
控制定日鏡在水平定位方向完成一組旋轉(zhuǎn)，采用步驟b得到旋轉(zhuǎn)后的至少一個角度的鏡面空間位置信息；選取至少兩個不同定位角的鏡面空間位置信息的交界面為定日鏡的實際俯仰旋轉(zhuǎn)軸。需要說明的是，本發(fā)明在確定定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的過程中，實際的鏡面旋轉(zhuǎn)中心與實際俯仰旋轉(zhuǎn)軸和實際的定位旋轉(zhuǎn)軸之間有一定的距離，該方法得到的鏡面上的旋轉(zhuǎn)中心為兩個實際旋轉(zhuǎn)軸在鏡面上的投影的交點?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的獲得定日鏡的兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的方法有兩種一種是采用步進電機在控制的過程中，根據(jù)輸出脈沖與旋轉(zhuǎn)角度的對應(yīng)關(guān)系直接獲得兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度；另一種是在定日鏡的兩個旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置角度傳感器來測量定日鏡兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度。第一種方法的精確度可以滿足一般需求，但是第二種測量方法精度更高，可以更加精確的獲得定日鏡兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過的角度。而兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度和本發(fā)明獲得定日鏡旋轉(zhuǎn)中心時定日鏡鏡面的旋轉(zhuǎn)角度之間存在一定的誤差，兩個實際旋轉(zhuǎn)軸和鏡面有一定距離，在校準后，將太陽光反射到指定點的算法會將此差別予以考慮。實施例2
本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的滑軌，且所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件上設(shè)置有與所述滑軌滑動配合的滑塊。在完成對一面定日鏡的校正后，通過滑動改變所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器的位置，實現(xiàn)對其他定日鏡的校正。在本實施例中，每個所述定位單元包括至少三個定位模塊，所述定位模塊按照不在同一條直線上的原則設(shè)置于所述支架上。所述至少三個定位模塊可以確定所述支架的至少三個點的位置，而三個點可以確定一個平面，因此進一步的確定了所述支架的空間位置，
10而所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器與所述支架的相對位置關(guān)系已知，從而確定所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器及反射光斑的空間位置。在本實施例中，所述定位模塊為DGPS (差分全球定位系統(tǒng))定位模塊，也可以選擇其他具有定位功能的定位模塊。DGPS是英文Difference Global Positioning System的縮寫，即差分全球定位系統(tǒng)，方法是在一個精確的已知位置上安裝監(jiān)測接收機，計算得到它能跟蹤的每顆GPS衛(wèi)星的距離誤差。該差值通常稱為PRC (偽距離修正值)，將此數(shù)據(jù)傳送給用戶接收機作誤差修正，從而提高了定位精度。DGPS是提高GPS定位精度的有效手段，可達到III級及以上精度。因而在確定定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的過程，通過DGPS定位模塊確定所述激光校正系統(tǒng)中各個部件空間位置信息，可以獲得更為精確的結(jié)果。實施例3
本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的可360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。在完成對一面定日鏡的校正后，利用所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制所述激光發(fā)生器和所述肘形支撐部件轉(zhuǎn)到不同的角度，實現(xiàn)對其他定日鏡的校正。本實施例中，每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少兩個定位模塊及至少一個傾斜角傳感模塊；
通過所述支架的傾角結(jié)合所述支架的兩個點的位置可以確定所述支架的空間位置，而所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器與所述支架的相對位置關(guān)系已知，從而確定所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器及反射光斑的空間位置。作為可選的實施方式，每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少一個傾斜角傳感模塊以及設(shè)置于所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊，采用設(shè)置于所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊確定激光校正系統(tǒng)中各個部件的空間位置；
采用設(shè)置于所述支架上至少一個傾斜角傳感模塊得到所述支架的傾斜角度； 利用所述支架的傾斜角度結(jié)合所述激光發(fā)生器或所述圖像采集器與所述支架的相對位置關(guān)系得到所述支架的空間位置信息；
利用所述圖像采集器的空間位置信息結(jié)合所述支架的空間位置信息獲得反射光斑的空間位置。本實施例中，所述定位模塊為所述定位模塊為激光跟蹤儀或激光掃描儀，也可以選擇DGPS定位模塊等其他定位模塊。實施例4
本實施例在實施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，所述激光校正系統(tǒng)還包括用于接收反射光斑的光接收屏，所述光接收屏設(shè)置于適于接收到反射光斑的位置，所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光束經(jīng)定日鏡鏡面反射后在所述光接收屏上形成反射光斑，所述圖像采集器采集所述光接收屏上的至少反射光斑。而作為優(yōu)選的實施方式，所述圖像采集器選擇攝像頭，所述攝像頭通過肘形支撐部件面向所述光接收屏設(shè)置，用于采集反射光斑。
實施例5
實施例1至實施例4中，均是采用光斑圖像處理的方式獲得激光在定日鏡上的位置，本實施例與上述實施例有所不同的是，本實施例中應(yīng)用光程計算方法獲得激光在定日鏡上的位置。本實施例中，所述激光校正系統(tǒng)還包括光程測量系統(tǒng)，所述光程測量系統(tǒng)包括 散射光接收器接收反射光斑處散射的激光，所述散射光接收器上設(shè)置有第二定位模
塊；
所述光程測量系統(tǒng)還包括聚光鏡，所述聚光鏡用于將反射光斑處散射的激光匯聚為一束激光后由散射光接收器接收。系統(tǒng)時鐘設(shè)置于所述激光發(fā)生器上及散射光接收器上，用于確定激光發(fā)出的時間及接收到散射光的時間。在獲得定日鏡旋轉(zhuǎn)中心時，激光在反射光斑形成的位置處有激光散射出來；反射光斑處散射的激光經(jīng)一聚光鏡匯聚成為一束激光后照射至所述散射光接收器；利用設(shè)置有第二定位裝置的散射光接收器接收反射光斑處散射的激光；利用系統(tǒng)時鐘記錄所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的時間及所述散射光接收器接收散射光的時間；所述光程計算模塊根據(jù)激光的波長及發(fā)射激光的時間和接收到散射光的時間，分析激光的光程；
如圖5所示，為本實施例中所述光路簡圖； 已知 AAfA1A3, BB^B1B3, Y，A3B3, AB 因此有 QB^B1C= BB^B1B3-( AA^A1A3) QC= A3B3-AB 設(shè)
權(quán)利要求
1.一種定日鏡校正設(shè)備，其包括支架，激光校正系統(tǒng)，以及圖像處理系統(tǒng)，其特征在于所述激光校正系統(tǒng)通過定位裝置設(shè)置于所述支架上，其包括 至少一臺激光發(fā)生器用于發(fā)射激光至定日鏡鏡面，激光經(jīng)定日鏡鏡面反射后在校正設(shè)備上形成反射光斑；至少一個圖像采集器其面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置，用于采集反射光斑的圖像； 至少一個定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息； 所述圖像處理系統(tǒng)接收所述圖像采集器采集到的反射光斑并結(jié)合所述激光發(fā)生器及所述反射光斑的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述圖像采集器通過一肘形支撐部件設(shè)置于所述支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的滑軌，且所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件上設(shè)置有與所述滑軌滑動配合的滑塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的可360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于每個所述定位單元包括至少三個定位模塊，所述定位模塊按照不在同一條直線上的原則設(shè)置于所述支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少兩個定位模塊及至少一個傾斜角傳感模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于每個所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少一個傾斜角傳感模塊以及設(shè)置于所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述定位模塊為DGPS (差分全球定位系統(tǒng))定位模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述定位模塊為激光跟蹤儀或激光掃描儀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于所述激光校正系統(tǒng)還包括用于接收反射光斑的光接收屏，所述光接收屏設(shè)置于適于接收到反射光斑的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述激光校正系統(tǒng)還包括光程測量系統(tǒng)，所述光程測量系統(tǒng)包括散射光接收器接收反射光斑處散射的激光，所述散射光接收器上設(shè)置有第二定位模塊；系統(tǒng)時鐘設(shè)置于所述激光發(fā)生器上及散射光接收器上，用于確定激光發(fā)出的時間及接收到散射光的時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于所述光程測量系統(tǒng)還包括聚光鏡，所述聚光鏡用于將反射光斑處散射的激光匯聚為一束激光后由散射光接收器接收。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述圖像采集器為攝像頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一所述的定日鏡校正設(shè)備，其特征在于 所述支架底部設(shè)置有適于移動的移動部件。
15.一種獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于，包括如下步驟a設(shè)置支架于定日鏡的上方，所述激光校正系統(tǒng)通過所述定位裝置設(shè)置于支架上，調(diào)整激光校正系統(tǒng)，使所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光經(jīng)定日鏡反射后在定日鏡校正設(shè)備上形成反射光斑；所述圖像采集器面向反射光斑形成的區(qū)域設(shè)置于所述支架上，采集反射光斑的圖像信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)；所述定位單元用于確定反射光斑及所述激光發(fā)生器的空間位置信息后發(fā)送至所述圖像處理系統(tǒng)；b所述圖像處理系統(tǒng)對反射光斑的圖像進行處理結(jié)合所述定位單元獲得的空間位置信息確定反射光斑的空間位置信息；利用反射光斑的空間位置信息結(jié)合所述激光發(fā)生器的空間位置信息確定定日鏡鏡面的空間位置信息；c定日鏡完成一組旋轉(zhuǎn)，利用多個定日鏡鏡面的空間位置確定定日鏡的實際旋轉(zhuǎn)中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于步驟a中，所述圖像采集器通過一肘形支撐部件設(shè)置于所述支架上，其面向光斑形成的區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的滑軌，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件上設(shè)置有與所述滑軌配合的滑塊，在上述步驟完成后，通過滑動改變所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器的位置，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于所述定位裝置包括設(shè)置于所述支架上的可360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述激光發(fā)生器及所述肘形支撐部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上，在上述步驟完成之后利用所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制所述激光發(fā)生器和所述肘形支撐部件轉(zhuǎn)到不同的角度，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，采用設(shè)置于所述支架上的至少三個定位模塊，確定所述支架的空間位置； 利用所述支架的空間位置結(jié)合所述激光發(fā)生器與所述支架的相對位置確定所述激光發(fā)生器的空間位置；利用所述支架的空間位置結(jié)合所述圖像采集器與所述支架的相對位置確定所述圖像采集器的空間位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-18任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，采用設(shè)置于所述支架上的至少兩個定位模塊及至少一個傾斜角傳感模塊，確定所述支架的空間位置；利用所述支架的空間位置結(jié)合所述激光發(fā)生器與所述支架的相對位置確定所述激光發(fā)生器的空間位置；利用所述支架的空間位置結(jié)合所述圖像采集器與所述支架的相對位置確定所述圖像采集器的空間位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-18任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，所述定位單元包括設(shè)置于所述支架上的至少一個傾斜角傳感模塊以及設(shè)置于所述激光發(fā)生器和所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊；采用設(shè)置于所述激光發(fā)生器及所述圖像采集器上的至少兩個定位模塊確定激光校正系統(tǒng)中各個部件的空間位置；采用設(shè)置于所述支架上至少一個傾斜角傳感模塊得到所述支架的傾斜角度； 利用所述支架的傾斜角度結(jié)合所述激光發(fā)生器或所述圖像采集器與所述支架的相對位置關(guān)系得到所述支架的空間位置信息；利用所述圖像采集器的空間位置信息結(jié)合所述支架的空間位置信息獲得反射光斑的空間位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，所述定位模塊為DGPS (差分全球定位系統(tǒng))定位模塊。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-21任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，所述定位模塊為所述定位模塊為激光跟蹤儀或激光掃描儀。
24.根據(jù)權(quán)利要求15-23任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，所述激光校正系統(tǒng)還包括用于接收反射光斑的光接收屏，所述光接收屏設(shè)置于適于接收到反射光斑的位置，所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光經(jīng)定日鏡鏡面反射后在所述光接收屏上形成反射光斑。
25.根據(jù)權(quán)利要求15-20任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 步驟a中，激光在反射光斑形成的位置處有激光散射出來；利用設(shè)置有第二定位模塊的散射光接收器接收反射光斑處散射的激光； 利用系統(tǒng)時鐘記錄所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的時間及所述散射光接收器接收散射光的時間；所述光程計算模塊根據(jù)激光的波長及發(fā)射激光的時間和接收到散射光的時間，分析激光的光程；步驟b中，所述圖像處理系統(tǒng)結(jié)合激光光程及激光校正系統(tǒng)中各個部件的空間位置， 確定入射激光在定日鏡鏡面上的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法步驟a中，反射光斑處散射的激光經(jīng)一聚光鏡匯聚成為一束激光后照射至所述散射光接收器。
27.根據(jù)權(quán)利要求1516任一所述的獲得定日鏡實際旋轉(zhuǎn)中心的方法，其特征在于 完成上述步驟之后，利用支架底部的移動部件將校正設(shè)備移動到其他定日鏡的上方，獲取其他定日鏡的旋轉(zhuǎn)中心。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定日鏡校正設(shè)備，其在支架上配有激光校準系統(tǒng)，以及在支架底部設(shè)置可以移動的移動部件，當支架設(shè)置在定日鏡或定日鏡組上方時，可以對定日鏡鏡面發(fā)射激光束，經(jīng)定日鏡反射后形成光斑，光斑經(jīng)過圖像處理，可以得到激光在定日鏡鏡面上的入射點，進而獲得鏡面的準確空間位置，通過獲得多個鏡面空間位置獲得定日鏡的實際旋轉(zhuǎn)中心。本發(fā)明中所述的定日鏡校正設(shè)備通過圖像采集器采集反射光斑準確率高，而且在校正大量定日鏡的過程中具有較高的效率。
文檔編號G02B7/198GK102298193SQ20111022257
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者孫海翔, 朱亮, 王威, 竇新國, 許迪, 鐘強 申請人:深圳市聯(lián)訊創(chuàng)新工場科技開發(fā)有限公司