一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括攝影部分，攝影部分包括：單相機(jī)、云臺、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)、測量標(biāo)識、標(biāo)準(zhǔn)比例尺、數(shù)據(jù)鏈路和比例尺支架；其中，測量標(biāo)識被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的待測點(diǎn)；比例尺支架放置于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的周圍，標(biāo)準(zhǔn)比例尺被放置于比例尺支架上，每個標(biāo)準(zhǔn)比例尺上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識；單相機(jī)固定于云臺上；云臺能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動；機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)帶動云臺和單相機(jī)在空間中移動，實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝；數(shù)據(jù)鏈路傳輸單相機(jī)拍攝的照片，傳輸單相機(jī)、云臺和機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，也對單相機(jī)、云臺和機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)供電。
【專利說明】
一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工裝結(jié)構(gòu)件的幾何參數(shù)測量，特別涉及一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱發(fā)電技術(shù)(英文名Concentrating Solar Power，簡稱CSP)利用聚光反射鏡將太陽輻射能量反射到集熱器上，由集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，并通過熱力循環(huán)過程進(jìn)行發(fā)電。作為太陽能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽能光熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據(jù)國外研究僅有18g/kWh。其次，該技術(shù)在現(xiàn)有太陽能發(fā)電技術(shù)中成本最低，更易于迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。最后，太陽能光熱發(fā)電還具有非常強(qiáng)的與現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢。
[0003]槽式拋物面技術(shù)是太陽能光熱發(fā)電的重要技術(shù)之一，它使用槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦在拋物面焦點(diǎn)處的集熱管上。在實(shí)際的制造過程中，拋物面反射鏡由若干螺栓或鉚釘固定在太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的對應(yīng)托架上，集熱管被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的集熱管支架上。所以，太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架上的各個固定點(diǎn)的位置與角度決定了拋物面反射鏡和集熱管的幾何參數(shù)。為了保證聚光效率，拋物面反射鏡的面型及相對集熱管的位置都需要滿足設(shè)計的要求，因此，太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的組裝線上需要一種檢測系統(tǒng)來檢測各個固定點(diǎn)的幾何參數(shù)，從而達(dá)到檢測組裝質(zhì)量的目的。
[0004]目前，常見的檢測方法是使用激光跟蹤儀、全站儀或激光雷達(dá)來測量物體的幾何參數(shù)。這種方法耗時巨大、效率極低，且測量時需要隨時接觸被測物體、容易被遮擋所影響，難以滿足生產(chǎn)線上的在線檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于在保證檢測精度的條件下，提高檢測效率，提供一種可滿足生產(chǎn)線上檢測的非接觸式檢測系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括攝影部分，所述攝影部分包括:單相機(jī)1、云臺2、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)、測量標(biāo)識3、標(biāo)準(zhǔn)比例尺4、數(shù)據(jù)鏈路5和比例尺支架7;其中，
[0007]所述測量標(biāo)識3被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的待測點(diǎn)；所述比例尺支架7放置于所述太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4被放置于比例尺支架7上，每個標(biāo)準(zhǔn)比例尺4上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識8;所述單相機(jī)I固定于所述云臺2上;所述云臺2能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)所述單相機(jī)I以不同姿態(tài)對所述測量標(biāo)識3進(jìn)行拍攝;所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)帶動所述云臺2和所述單相機(jī)I在空間中移動，實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述數(shù)據(jù)鏈路5傳輸所述單相機(jī)I拍攝的照片，傳輸所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，也對所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)供電。
[0008]上述技術(shù)方案中，該系統(tǒng)還包括計算部分，所述計算部分包括傳輸與控制模塊9、計算模塊10;其中，
[0009]所述傳輸與控制模塊9與所述數(shù)據(jù)鏈路5相連，發(fā)送所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，并接收所述單相機(jī)I拍攝的照片;所述計算模塊10從接收到的所述單相機(jī)I拍攝的照片中提取所述測量標(biāo)識3的信息，計算各測量標(biāo)識3的相對坐標(biāo)及相對傾斜角度，并基于所述單相機(jī)I拍攝的照片對所述單相機(jī)I的內(nèi)部參數(shù)、鏡頭畸變系數(shù)及單相機(jī)在每個拍照位的姿態(tài)與位置坐標(biāo)進(jìn)行自校準(zhǔn);所述計算模塊10還根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4上比例尺標(biāo)識8的距離以及各測量標(biāo)識3的相對坐標(biāo)計算各測量標(biāo)識3的絕對坐標(biāo)，并將計算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行對比，從而計算太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的組裝質(zhì)量。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括行車11和行車軌道12;固定有所述單相機(jī)I的所述云臺2安裝在所述行車11上，并沿行車11移動，所述行車11沿所述行車軌道12移動。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括導(dǎo)軌13，固定有所述單相機(jī)I的所述云臺2沿所述導(dǎo)軌13進(jìn)行移動。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14，固定有所述單相機(jī)I的所述云臺2固定于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]本發(fā)明的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)檢測速度快、精度高，檢測過程中不與被測物體所接觸，可滿足組裝線上的組裝質(zhì)量檢測要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是采用行車式運(yùn)動系統(tǒng)的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2是采用導(dǎo)軌式運(yùn)動系統(tǒng)的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖；
[0017]圖3是采用旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖面說明
[0019]I單相機(jī)2云臺3測量標(biāo)識
[0020]4標(biāo)準(zhǔn)比例尺5數(shù)據(jù)鏈路6太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架
[0021]7比例尺支架8比例尺標(biāo)識 9傳輸與控制模塊
[0022]10計算模塊11行車12行車軌道
[0023]13導(dǎo)軌14旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0025]本發(fā)明的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)用于對太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架的組裝質(zhì)量進(jìn)行檢測。該系統(tǒng)總體上包括攝影部分和計算部分。
[0026]圖1為一個實(shí)施例中采用行車式運(yùn)動系統(tǒng)的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖，如圖所示，該檢測系統(tǒng)中的攝影部分包括:單相機(jī)1，云臺2，測量標(biāo)識3，標(biāo)準(zhǔn)比例尺4，數(shù)據(jù)鏈路5，比例尺支架7，比例尺標(biāo)識8，行車11和行車軌道12;該檢測系統(tǒng)中的計算部分包括:傳輸與控制模塊9，計算模塊10。
[0027]所述測量標(biāo)識3被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的待測點(diǎn)；比例尺支架7放置于所述太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，比例尺支架7—般有一個或多個，它們均勻地分布在整個測量范圍內(nèi)。所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4被放置于比例尺支架7上，每個比例尺上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識8;所述單相機(jī)I固定于所述云臺2上;所述云臺2可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)所述單相機(jī)I以不同姿態(tài)對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述云臺2與所述單相機(jī)I沿所述行車11進(jìn)行移動，所述行車11沿所述行車軌道12移動，所述行車軌道12則排布在太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，從而實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述數(shù)據(jù)鏈路5可傳輸所述單相機(jī)I拍攝的照片，傳輸所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述行車11的控制命令，也可對所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述行車11供電。
[0028]所述傳輸與控制模塊9與所述數(shù)據(jù)鏈路5相連，發(fā)送所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，并接收所述單相機(jī)I拍攝的照片;所述計算模塊10從接收到的所述單相機(jī)I拍攝的照片中提取所述測量標(biāo)識3的信息，計算各測量標(biāo)識3的相對坐標(biāo)及相對傾斜角度，并基于所述單相機(jī)(I)拍攝的照片對所述單相機(jī)I的內(nèi)部參數(shù)、鏡頭畸變系數(shù)及單相機(jī)在每個拍照位的姿態(tài)與位置坐標(biāo)進(jìn)行自校準(zhǔn);所述計算模塊10還根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4上比例尺標(biāo)識8的距離以及各測量標(biāo)識3的相對坐標(biāo)計算各測量標(biāo)識3的絕對坐標(biāo)，并將計算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行對比，從而得到太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的組裝質(zhì)量。
[0029]圖2為另一個實(shí)施例中采用導(dǎo)軌式運(yùn)動系統(tǒng)的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖，如圖所示，該檢測系統(tǒng)中的攝影部分包括:單相機(jī)I，云臺2，測量標(biāo)識3，標(biāo)準(zhǔn)比例尺4，數(shù)據(jù)鏈路5，比例尺支架7，比例尺標(biāo)識8，導(dǎo)軌13;該檢測系統(tǒng)中的計算部分包括:傳輸與控制模塊9，計算模塊10。
[0030]所述測量標(biāo)識3被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的待測點(diǎn)；比例尺支架7放置于所述太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，比例尺支架7—般有一個或多個，它們均勻地分布在整個測量范圍內(nèi)。所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4被放置于比例尺支架7上，每個比例尺上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識8;所述單相機(jī)I固定于所述云臺2上;所述云臺2可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)所述單相機(jī)I以不同姿態(tài)對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述云臺2與所述單相機(jī)I將沿所述導(dǎo)軌13進(jìn)行移動，所述導(dǎo)軌13則排布在太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，從而實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述數(shù)據(jù)鏈路5可傳輸所述單相機(jī)I拍攝的照片，傳輸所述單相機(jī)I和所述云臺2的控制命令，也可對所述單相機(jī)I和所述云臺2供電；所述導(dǎo)軌13包括但不限于如圖所示的矩形。
[0031]該實(shí)施例中計算部分的功能與前一實(shí)施例相同，因此不在此處重復(fù)。
[0032]圖3為又一個實(shí)施例中采用旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖，如圖所示，該檢測系統(tǒng)中的攝影部分包括:單相機(jī)I，云臺2，測量標(biāo)識3，標(biāo)準(zhǔn)比例尺4，數(shù)據(jù)鏈路5，比例尺支架7，比例尺標(biāo)識8，旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14;該檢測系統(tǒng)中的計算部分包括:傳輸與控制模塊9，計算模塊10。
[0033]所述測量標(biāo)識3被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的待測點(diǎn)；比例尺支架7放置于所述太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的周圍，比例尺支架7—般有一個或多個，它們均勻地分布在整個測量范圍內(nèi)。所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺4被放置于比例尺支架7上，每個比例尺上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識8;所述單相機(jī)I固定于所述云臺2上;所述云臺2可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)所述單相機(jī)I以不同姿態(tài)對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述云臺2與所述單相機(jī)I固定于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14，旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14則位于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架6的上方，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述數(shù)據(jù)鏈路5可傳輸所述單相機(jī)I拍攝的照片，傳輸所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14的控制命令，也可對所述單相機(jī)1、所述云臺2和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂14供電。
[0034]該實(shí)施例中計算部分的功能與前一實(shí)施例相同，因此不在此處重復(fù)。
[0035]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括攝影部分，所述攝影部分包括:單相機(jī)(I)、云臺(2)、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)、測量標(biāo)識(3)、標(biāo)準(zhǔn)比例尺(4)、數(shù)據(jù)鏈路(5)和比例尺支架(7);其中， 所述測量標(biāo)識(3)被固定于太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架(7)的待測點(diǎn)；所述比例尺支架(7)放置于所述太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架(6)的周圍，所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺(4)被放置于比例尺支架(7)上，每個標(biāo)準(zhǔn)比例尺(4)上固定有兩個距離已知的比例尺標(biāo)識(8);所述單相機(jī)(I)固定于所述云臺(2)上;所述云臺(2)能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻滾和俯仰中的一種或幾種運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)所述單相機(jī)(I)以不同姿態(tài)對所述測量標(biāo)識(3)進(jìn)行拍攝;所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)帶動所述云臺(2)和所述單相機(jī)(I)在空間中移動，實(shí)現(xiàn)從不同的方位對測量標(biāo)識進(jìn)行拍攝;所述數(shù)據(jù)鏈路(5)傳輸所述單相機(jī)(I)拍攝的照片，傳輸所述單相機(jī)(I)、所述云臺(2)和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，也對所述單相機(jī)(I)、所述云臺(2)和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括計算部分，所述計算部分包括傳輸與控制模塊(9)、計算模塊(10);其中， 所述傳輸與控制模塊(9)與所述數(shù)據(jù)鏈路(5)相連，發(fā)送所述單相機(jī)(I)、所述云臺(2)和所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的控制命令，并接收所述單相機(jī)(I)拍攝的照片;所述計算模塊(10)從接收到的所述單相機(jī)(I)拍攝的照片中提取所述測量標(biāo)識(3)的信息，計算各測量標(biāo)識(3)的相對坐標(biāo)及相對傾斜角度，并基于所述單相機(jī)(I)拍攝的照片對所述單相機(jī)(I)的內(nèi)部參數(shù)、鏡頭畸變系數(shù)及單相機(jī)在每個拍照位的姿態(tài)與位置坐標(biāo)進(jìn)行自校準(zhǔn)；所述計算模塊(10)還根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)比例尺(4)上比例尺標(biāo)識(8)的距離以及各測量標(biāo)識(3)的相對坐標(biāo)計算各測量標(biāo)識(3)的絕對坐標(biāo)，并將計算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行對比，從而計算太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架(6)的組裝質(zhì)量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括行車(11)和行車軌道(12);固定有所述單相機(jī)(I)的所述云臺(2)安裝在所述行車(11)上，并沿行車(11)移動，所述行車(11)沿所述行車軌道(12)移動。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括導(dǎo)軌(13)，固定有所述單相機(jī)(I)的所述云臺(2)沿所述導(dǎo)軌(13)進(jìn)行移動。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相機(jī)太陽能集熱器鋼結(jié)構(gòu)支架組裝質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂(14)，固定有所述單相機(jī)(I)的所述云臺(2)固定于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂(14)。
【文檔編號】G01B11/00GK106052558SQ201610484974
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】姚志豪, 劉佳堯, 楊蘇
【申請人】首航節(jié)能光熱技術(shù)股份有限公司