CN103314382A - 用于定日镜的光学控制系统 - Google Patents

Abstract

一种将反射器与目标对准的方法，包括：在第一反射器接收来自光源的光。将第一反射器配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区照射目标。使用成像装置捕获目标的第一图像。将第一反射器配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区照射目标。使用成像装置捕获目标的第二图像。比较第一图像和第二图像之间的差异，以确定第一反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

Description

用于定日镜的光学控制系统

相关申请的交叉参考

本申请要求于2010年6月23日提交的题为“Optical Control Systemfor Heliostats”的美国临时申请序列号第61/357,883号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本公开涉及反射器的控制，并且更具体地，涉及对于包括定日镜的反射器的光学控制。

背景技术

历史上，大部分电力和热力是通过诸如燃烧化石燃料的不可再生方式而产生的。由于这些资源的有限性以及它们可能呈现出的不稳定的价格波动，期望从更加可再生且稳定的资源获得电力和热力。因此，在使用太阳能发电并为住宅、商业、和工业用途供热方面，已经有显著增长。

由于太阳能资源的散射特性，通常希望聚集太阳的光线。这有时是通过使用反射器来完成的，该反射器将来自宽广区域的日光导向较小的目标（target，靶标）上，有效地聚集日光用于更有效利用。日光越精确地导向到所期望的目标，就越可以高效地使用日光能量。然而，由于云、风、和其他天气元素以及其他因素的存在，在反射器和目标之间保持精确的对准是非常困难并且昂贵的。因此，需要一种方法，其可以在没有昂贵设备的情况下实现精确的对准。

发明内容

根据本公开的第一方面，用于将反射器和目标对准的方法包括：在第一反射器处接收来自光源的光。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射该目标。使用成像装置捕获该目标的第一图像。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区中照射目标。使用成像装置捕获该目标的第二图像。至少部分地通过比较第一图像和第二图像，确定第一反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以包括以下特征的一个或多个。可以在第二反射器接收来自光源的光。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第三目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第三图样。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第四目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第四图像。至少部分地通过比较第三图像和第四图像，确定第二反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以确定第一目标区和第二目标区中的至少一个的质心。可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的边缘部分。可以产生第一反射器的振动。至少部分地基于第一反射器的振动，可以确定以下各项中的至少一个：捕获第一图像和第二图像中的至少一个的时间，以及第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分的位置。可以确定第一反射器的位置。可以确定第一反射器的几何特征。至少部分地基于第一反射器的位置和第一反射器的几何特征中的至少一个，可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分。成像装置可以包括数码相机和数码摄像机中的至少一个或多个。

根据本公开的另一方面，用于将反射器和目标对准的系统包括：第一反射器，目标，以及成像装置，其中，该第一反射器被配置为接收来自光源的光。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第一图像。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第二图像。至少部分地通过比较第一图像和第二图像，确定第一反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以包括以下特征中的一个或多个。第二反射器可以被配置为接收来自光源的光。第二反射器可以被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第三目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第三图像。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第四目标区中照射目标。可以捕获目标的第四图像。至少部分地通过比较第三图像和第四图像，确定第二反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以确定第一目标区和第二目标区中的至少一个的质心。可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的边缘部分。可以产生第一反射器的振动。可以至少部分地基于第一反射器的振动，确定以下各项中的至少一个：捕获第一图像和第二图像中的至少一个的时间，以及第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分的位置。可以确定第一反射器的位置。可以确定第一反射器的几何特征。可以至少部分地基于第一反射器的位置和第一反射器的几何特征中的至少一个，识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分。成像装置可以包括数码相机和数码摄像机中的至少一个或多个。

根据本公开的另一方面，用于将反射器与目标对准的控制系统包括：反射器，目标，至少一个处理器，以及成像装置，其中反射器被配置为接收来自光源的光。反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第一图像。反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第二图像。该至少一个处理器被配置为：至少部分地通过比较第一图像和第二图像来确定反射器相对于光源和目标中的至少一个的第一对准，确定反射器的第一对准与该反射器的目标对准之间的偏差，以及至少部分地基于反射器的第一对准和该反射器的目标对准之间的偏差，配置反射器的第二对准。

根据本公开的另一方面，用于将反射器和目标对准的方法包括：在反射器处接收来自光源的光。反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的图像。至少部分地通过分析该图像来确定目标区的一部分的位置。至少部分地基于该目标区的一部分的位置，确定反射器相对于光源和目标中的至少一个的第一对准。至少部分地基于反射器的第一对准和该反射器的目标对准之间的偏差，配置反射器的第二对准。

可以包括以下特征的一个或多个。可以确定目标区的质心。可以识别目标区的边缘部分。可以产生反射器的振动。可以至少部分地基于反射器的振动，确定以下各项中的至少一个：捕获图像的时间，以及目标区的一部分的位置。可以确定反射器的位置。可以确定反射器的几何特征。可以至少部分地基于反射器的位置和反射器的几何特征中的至少一个，识别目标区的一部分。成像装置可以包括数码相机以及数码摄像机中的至少一个或多个。

根据本公开的另一方面，用于将反射器和目标对准的系统包括：反射器，目标，至少一个处理器，以及成像装置，其中，该反射器被配置为接收来自光源的光。反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的图像。该至少一个处理器被配置为：至少部分地通过分析图像来确定目标区的一部分的位置，至少部分地基于目标区的一部分的位置来确定反射器相对于光源和目标中的至少一个的第一对准，以及至少部分地基于反射器的第一对准和反射器的目标对准之间的偏差来确定反射器的第二对准。

可以包括以下特征中的一个或多个。可以确定目标区的质心。可以识别目标区的边缘部分。可以产生反射器的振动。可以至少部分地基于反射器的振动来确定以下各项中的至少一个：捕获图像的时间，以及目标区的一部分的位置。可以确定反射器的位置。可以确定反射器的几何形状。可以至少部分地基于反射器的位置和反射器的几何形状中的至少一个，识别目标区的至少一部分。成像装置可以包括数码相机以及数码摄像机中的至少一个或多个。

附图说明

图1是用于定日镜的光学控制系统所实现的处理的流程图；以及

图2是图1的用于定日镜的光学控制系统的实现方式的简图。

图3示意地示出了针对图1的定日镜的光学控制系统的各种实现方式的目标的各个示图。

在各附图中，相同的参考标号表示相同的元件。

具体实施方式

在晴朗的天气，约1000W/m²的入射太阳辐射可到达地球表面。这展现了用于各种活动的巨大潜在能源，包括发电以及收获过程热。例如，可以用光伏电池来捕获入射太阳辐射，该光伏电池直接将日光转换成电。还可以通过各种方法捕获辐射的能量作为热。该实例包括住宅和商业建筑上的热水阵列，用于加热水或其他工作流体的工业设施以及“电力塔（powertower）”设施。在电力塔设施中，可以包括用于反射太阳辐射的可调镜（例如，单个镜或排列成图案的多个镜）的定日镜阵列将入射太阳辐射从大面积反射到较小的、通常是高架的目标。该太阳辐射在该目标上的会聚可以产生非常高的温度，通常在900°和1900°F之间，这对于运行已知的热力循环和发电可能是足够的。

一般地，从较大区域反射日光或以其他方式获得日光并将其会聚在较小区域上以便于加热、发电、或其他有用任务的系统，称为“集中式太阳能”系统。如所说明的，这些系统有时可以涉及发电，有时还可以涉及获得对于工业或其他处理有用的热。

用于集中式太阳能系统的工作液可以根据系统的目的而不同。例如，被配置为发电的电力塔系统可以采用水作为工作液，运行蒸汽循环。例如，电力塔系统还可以采用盐，通过集中式太阳能或超临界二氧化碳将其熔化。集中式太阳能系统有时还可以采用空气或其他气体，例如，用于布雷顿循环系统。

在其他配置中，集中式太阳能系统还可以采用水作为工作液用于发电以外的目的。例如，住宅和商用系统可以获得太阳能，从而为个人或其他用途提供热水。工业设施有时还可以使用集中式太阳能系统来加热水（或其他液体），用于各种工业处理。

在集中式太阳能系统中采用的反射器的数量可以根据系统目的而有很大不同。例如，小型过程热系统可以仅采用几个反射器，而工业级过程热系统可以采用几十或几百个反射器。根据涡轮的大小，典型的布雷顿循环系统可以采用45至500个反射器，而大电力塔设施（例如，1000MW的发电厂）可以采用多于100000个反射器。

涉及集中式太阳能系统的一个方面是定日镜（或其他反射器）与该系统的目标的对准。如上面提到的，该目标可以包括各种类型的热接收器，被配置为接收集中的太阳能并将能量的一部分传递至工作液。由于没有被精确地导向目标的日光可以呈现为能量损失，因此，期望定日镜或其他反射器将日光精确地反射到目标上。此外，相对于地球上的固定位置，由于太阳在一整天内连续移动并且其定向也逐天变化，因此，为了确保与目标的精确对准，可能需要频繁或连续地调节反射器。在一些系统中，可以按照每20至25秒的频率来更新反射器的对准，并且可以采用大致1/20度的调节。

参照图1和图2，示出了将反射器与目标对准的方法（即，方法10）的一种实现方式。该方法可以包括：在第一反射器108从光源100接收（12）光102。光源100可以包括太阳。第一反射器108可以包括定日镜并且可以安装在（例如）组件110上，该组件可以包括用于将第一反射器108连接至马达、马达组件、或其他适当致动器的设备，使得可以调节其对准。第一反射器108（例如）可以包括但不限于平面镜或抛物面镜。第一反射器108可以包括多个小镜子，被组装为近似一个较大平面镜或抛物面镜，这在现有技术中是已知的。组件110还可以包括控制电子设备（未示出），包括各种控制电路、处理器、和微处理器。组件110或第一反射器108还可以连接至远程控制系统，例如，包括但不限于，处理器118。组件110或第一反射器108与远程控制系统之间的连接可以包括，例如，以太网或同轴电缆连接或者使用例如配置为使用IEEE801.11标准的设备的无线连接，这在现有技术中是已知的。可以通过各种控制系统来控制第一反射器108，例如，航位推算系统（例如，基于反射器的精确位置、日期、和确切时间来计算反射器的适当对准的系统）、太阳追踪系统（例如，传感器直接确定太阳相对于反射器的位置的系统）、或计数器系统（例如，电子计数器根据先前对准来确定反射器的相对移动的系统），使得可以按照指定间隔来进行调节，以改变其相对对准。例如，该控制可以包括：以大约25秒的间隔调节方位角方向、以大约25秒至30秒的间隔调节高度方向。在本技术领域中将理解，高度方向可以指在与反射器垂直的线和与反射器位置处的地面平行的线之间形成的角。在本技术领域中还将理解，方位角方向可以指在反射器、基准点、和在兴趣点的基准面上的投影之间形成的角，其中，基准面可以是与反射器的位置处的地面平行的平面。

现在还将参照图3B，方法10可包括配置（14）第一反射器108以将来自光源100的光102反射到目标106上。目标106可以与工作液或需要热的工业、商业、或住宅处理热传递（thermal communication）。目标106可以是集中式太阳能系统的主要目标。这样，从这里的描述将变得清楚的是，由于在方法10期间第一反射器108（或另一反射器）可不必从目标106偏离，因此，第一反射器108（或另一反射器）可以与目标106对准，而没有在传统“对准目标”系统（例如，其中，为了对准反射器，将反射器导向与主系统目标分离的对准目标的系统）中可能发生的加热功率的损失。从第一光源100被第一反射器108反射到目标106上的光102可以在第一目标区202照射目标。第一目标区202在图3B中描绘为正圆，但是其还可以包括其他几何形状。例如，第一反射器108上的瑕疵、来自灰尘或动物的污垢或其他影响可能导致第一目标区202呈现出不规则的边缘或变化的亮度级。

方法10还可以包括使用成像装置116捕获（16）第一图像，其中，第一图像包括目标106的第一图像。配置（14）第一反射器108和捕获（16）第一图像之间的时间量可以是已知的。可以基于该时间量来确定在该时间量内，太阳相对于反射器108的相对移动，这在现有技术中是已知的。优选地，目标106的第一图像可以包括第一目标区域202的至少一部分的图像。目标106的第一图像可以包括整个目标106的图像。成像装置116可以包括现有技术中已知的各种成像装置，例如，数码相机或数码摄像机。成像装置116可以包括能够存储图像的数据存储装置（未示出）。成像装置116还可以包括，例如，用于将数据从成像装置116传输到计算装置（例如，处理器118）的各种手段。用于传输数据的这些手段可以包括，例如，以太网或其他有线连接或配置为使用无线通信的设备，这在现有技术中是已知的。

然后，第一反射器108可以被配置（18）为将来自光源100的光102反射到目标106上，从而照射第二目标区202’中的目标106。这可以在捕获（16）第一图像之后的已知时间量内发生。基于该时间量，可以确定太阳相对于第一反射器108的相对移动。第二目标区202’在图3B中描述为正圆，但是其可以包括其他几何形状。例如，第一反射器108的瑕疵、来自灰尘或动物的污垢或其他影响可能导致第二目标区202’呈现出不规则的边缘或变化的亮度级。将会理解，第二目标区202’在形状上可以与其他目标区类似或相同，或者可以在形状上以多种方式与其他目标区不同。

可以使用成像装置116来捕获（20）第二图像，其中，第二图像包括目标106的第二图像。配置（18）第一反射器108和捕获（20）第二图像之间的时间量可以是已知的。基于该时间量，可以确定在该时间量内太阳相对于第一反射器108的相对移动。目标106的第二图像可以包括第二目标区202’的至少一部分的图像。目标106的第二图像可以包括整个目标106的图像。成像装置116可以包括现有技术中已知的各种成像装置，包括，例如，数码相机或数码摄像机。将会理解，可以通过单个成像装置116或通过多个成像装置（未示出）来捕获第一图像和第二图像，并且不必在同一个成像装置上捕获第一图像和第二图像。

方法10可以进一步包括比较（22）第一图像和第二图像，以确定第一反射器108相对于光源100和目标106中的至少一个的对准。比较（22）第一图像和第二图像可以包括比较第一图像和第二图像之间的差异。例如，可以由处理器118来比较第一图像和第二图像。如现有技术中已知的，例如，这可以通过以下来完成：为第一和第二图像的每个像素的亮度分配数值，进而从第一图像的值中减去第二图像的值，以确定图像之间的亮度变化。根据该变化，可以确定在第一图像的时间和第二图像的时间之间由第一反射器108反射到目标106上的光102的相对移位。由于第一反射器108可以被配置为将光102反射到第一目标区202用于第一图像以及将光反射到第二目标区202’用于第二图像，因此图像之间的亮度变化可以用于确定第一反射器108相对于光源100和目标106中的至少一个的对准。将会理解，可以采用各种其他计算方法来确定第一和第二图像之间的差异或者以其他方式比较第一和第二图像，这在现有技术中是已知的。

将会理解，处理器118可以连接至（例如）组件110、组件114、成像装置116、和目标106。处理器118可以包括各种类型的计算装置，包括但不限于个人计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、服务器计算机、以及微处理器，并且能够以各种方式（例如，利用以太网、同轴电缆、或其他有线连接，或者通过无线通信链路（未示出））连接至系统的部件。

还将理解，为了确定第一反射器108的对准，并非总是需要捕获（20）第二图像。例如，如图1中的虚线箭头表示的，在捕获（16）第一图像之后，方法10可以包括识别（34）目标区的位置。可以通过分析图像来完成目标区的位置的识别。现在还参照图3A，反射器108可以被配置（14）为将来自光源100的光102反射到目标106的目标区200上。可以使用成像装置116来捕获（16）图像，其中，该图像可以包括目标区200的至少一部分的图像。目标106的图像可以包括整个目标106的图像。将会理解，可以现有技术中已知的各种方式（例如通过将第一图像的各像素的相对亮度与目标区200的已知或预测的近似亮度或形状进行比较），根据第一图像来确定目标区200在目标106上的位置。可以使用现有技术中已知的各种机器视觉方法来确定目标区200的图像在目标106的图像中的位置。至少部分地基于目标区200在目标106图像中的位置，使用已知的几何原理，可以确定（36）反射器108的第一对准。

至少部分地基于反射器108的第一对准和反射器108的目标对准之间的偏差，可以配置反射器108的第二对准。例如，可以基于目标区200在目标106上的期望位置，来确定反射器108的目标对准。例如，还可以基于反射器108和目标106的已知位置以及光源100的位置（其可以部分地基于当前日期和时间确定或预测），来确定反射器108的目标对准。反射器108的第二对准可以近似等同于反射器108的目标对准。可以通过已知手段（例如，通过将指令通信至使反射器108配置到第二对准的组件110中的马达），将反射器108配置到第二对准。

方法10可以进一步包括确定第二反射器112的对准。第二反射器112可以包括定日镜，并且可以（例如）安装在组件114上，该组件可以包括用于将第二反射器112连接到马达、马达组件、或其他适当致动器的设备。第二反射器112例如可以包括但不限于平面镜或抛物面镜。此外，第二反射器112可以包括被组装为近似一个较大平面镜或抛物面镜的多个较小镜子。组件114还可以包括控制电子设备（未示出），包括各种控制电路、处理器、和微处理器。组件114或第二反射器112还可以连接至远程控制系统，例如，包括但不限于处理器118。组件114或第二反射器112与远程控制系统之间的连接可以包括，例如，以太网或同轴电缆连接或使用例如配置为使用IEEE801.11标准的设备的无线连接，这在现有技术中是已知的。可以通过各种控制系统来控制第二反射器112，例如，航位推算系统、太阳追踪系统、或计数器系统，使得可以按照指定间隔来进行调节，以改变其相对对准。该控制可以包括，例如，以大约25秒的间隔调节方位角方向、以大约25秒至30秒的间隔调节高度方向。

现在参照图3D，方法10可以包括将第二反射器112配置（14）为将来自光源100的光104反射到目标106上。由第二反射器112从光源100反射到目标106上的光104可以照射第三目标区212中的目标。第三目标区212在图3D中描绘为具有不规则性214的圆，但是其还可以包括其他几何形状并且可以不包括不规则性。不规则性214可能是由第二反射器112的瑕疵、来自灰尘或动物的污垢或其他影响导致的，并且可能导致第三目标区212呈现出不规则的边缘或变化的亮度级。将会理解的是，第三目标区212可以在形状上与其他目标区类似或相同，或者可以在形状上以多种方式与其他目标区不同。

方法10可以进一步包括使用成像装置116来捕获（16）第三图像，其中，第三图像包括目标106的第三图像。配置（14）第二反射器112和捕获（16）第三图像之间的时间量可以是已知的。基于该时间量，可以确定在该时间量内太阳相对于第二反射器112的相对移动。目标106的第三图像可以包括第三目标区212的至少一部分的图像。目标106的第三图像可以包括整个目标106的图像。成像装置116可以包括现有技术中已知的各种成像装置，例如，包括数码相机或数码摄像机。成像装置116可以包括能够存储图像的数据存储装置（未示出）。例如，成像装置116还可以包括用于将数据从成像装置116传输到计算装置（例如，处理器118）的各种手段。用于传输数据的这些手段可以包括，例如，以太网或其他有线连接或配置为使用无线通信的设备，这在现有技术中是已知的。

然后，第二反射器112可以被配置（18）为将来自光源100的光104反射到目标106上，使得照射第四目标区212’中的目标106。这可以在捕获（16）第一图像后的已知时间量内发生。基于该时间量，可以确定太阳相对于第二反射器112的相对移动。第四目标区212’在图3D中描绘为具有不规则性214’的圆，但是其还可以包括其他几何形状并且可以不包括不规则性。不规则性214’可能是由第二反射器112的瑕疵、来自灰尘或动物的污垢或其他影响导致的，并且可能导致第四目标区212’呈现出不规则的边缘或变化的亮度级。将会理解的是，第四目标区212’可以在形状上与其他目标区类似或相同，或者可以在形状上以多种方式与其他目标区不同。

可以使用成像装置116来捕获（20）第四图像，其中，第四图像包括目标106的第四图像。配置（18）第二反射器112和捕获（20）第四图像之间的时间量可以是已知的。基于该时间量，可以确定在该时间量内太阳相对于第二反射器112的相对移动。目标106的第四图像可以包括第四目标区202’的至少一部分的图像。目标106的第四图像可以包括整个目标106的图像。成像装置116可以包括现有技术中已知的各种成像装置，例如，包括数码相机或数码摄像机。将会理解，可以通过单个成像装置116或通过多个成像装置（未示出）来捕获第三和第四图像，并且可能不必在同一成像装置上捕获第一图像和第二图像。还将进一步理解，可以采用单个成像装置116用于多个反射器（例如，第一反射器108和第二反射器112）的对准，或者可以采用多个成像装置（未示出）用于多个反射器的对准。

方法10可以进一步包括比较（22）第三图像和第四图像，以确定第二反射器112相对于光源100和目标106中的至少一个的对准。比较（22）第三图像和第四图像可以包括，比较第一图像和第二图像之间的差异。例如，可以由处理器118来比较第三图像和第四图像。如现有技术中已知的，这可以如下完成：例如，为第三和第四图像的每个像素的亮度分配数值，进而从第三图像的值中减去第四图像的值，以确定图像之间的亮度变化。根据该变化，可以确定在第三图像的时间和第四图像的时间之间由第二反射器112反射到目标106上的光104的相对移动。由于第二反射器112可以被配置为将光104反射到第三目标区202上用于第三图像，并且将光反射到第四目标区202’上用于第四图像，因此可以使用图像之间的亮度变化来确定光源100和目标106中的至少一个与第二反射器112的对准。将会理解，可以采用各种其他计算方法来确定第三和第四图像之间的差异或者以其他方式比较第三和第四图像，这在现有技术中是已知的。

将会理解，处理器118可以连接至例如组件110、组件114、成像装置116、和目标106。处理器118可以包括各种类型的计算装置，包括但不限于个人计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、服务器计算机、微处理器，并且可以各种方法（例如以太网、同轴电缆、或其他有线连接，或通过无线通信链路（未示出））连接至系统的部件。

方法10可以进一步包括用于确定反射器的各种对准的各种方法。例如，方法10可以包括确定（24）第一目标区202的质心。质心通常可以包括图形或形状的几何中心，并且可以使用各种已知方法来确定。

现在参照图3C，方法10可以包括识别（32）第一目标区208的边缘部分206和第二目标区208’的边缘部分206’。在多个反射器（例如，第一反射器108和第二反射器112）被配置为将来自光源100的光反射到目标106上的情况时，这可能特别有用。来自多个反射器的反射光在目标106上的入射可能在目标106上产生亮区域210，这使得难以确定（例如）第一目标区208或第二目标区208’的位置。这是因为，来自单个反射器（例如，第一反射器108）的相对少量的光在视觉上可能被来自所有反射器的总光量淹没。例如，这在第一目标区208与区域210重叠的那部分中通过虚线表示。在可以看到第一目标区208的第一边缘部分206或第二目标区208’的第二边缘部分206’的情况下，可以识别这些边缘部分中的至少一个，以帮助确定目标区（例如，第一目标区208或第二目标区208’）的位置。在采用多个反射器的设施中，还可以错开多个反射器的调节，该调节对于跟踪天空中的太阳是必须的，使得在第一或第二图像中可以看到有限数量的边缘（例如，只有第一边缘部分206或第二边缘部分206’）。

作为另一实例，方法10可以包括产生（26）例如第一反射器108的振动。该振动可能源自自然现象，例如，包括风或其他天气因素。该振动还可以源自机械手段。例如，组件110中的马达的启动可能引起第一反射器108以特定频率振动。结果，被投射到目标106（例如，第一目标区208）上的来自第一反射器108的光可以按照特定频率在目标106上振荡。在通过识别被投射到目标106上的、以对应于第一反射器108的振动方式进行振荡的光的部分来识别第一目标区208的位置时，该振动可能是有用的。在识别（32）反射光的边缘部分（例如，第一边缘部分206）时，该振动可能会进一步有用。随着由第一反射器108的振动导致的第一目标区208的位置在目标106上的振荡，第一边缘部分206也可能振荡，在区域210的更外部及更内部交替地移动。例如，当第一边缘部分206已经在区域210的更外部移动时（例如，当第一边缘部分206最大限度地在区域210的外部时），可以捕获第一图像。在因为光从多个反射器入射而区域210特别大或特别亮时，这可能特别有用。

作为另一实例，方法10可以包括确定（28）第一反射器108的位置。可以使用现有技术中已知的各种方法来确定（28）第一反射器108的位置。例如，可以采用标准全球定位系统（GPS）技术来确定第一反射器108的精确经度和纬度。作为另一实例，可以结合（例如）机器视觉算法使用单独的成像装置（未示出）来确定第一反射器108的位置。第一反射器108的位置可以至少部分地确定从第一反射器108反射到目标106上的光的投影的形状。现在还参照图3E，例如，第一反射器108可以位于集中式太阳能阵列的西侧，第二反射器112可以位于集中式太阳能阵列的东侧，这可能导致由第一反射器108反射到目标106上的光投射出的形状（例如，第一目标区218和第二目标区218’）不同于第二反射器112反射到目标106上的光投射出的形状（例如，第三目标区216和第四目标区216’）。即使在第一反射器108和第二反射器112的反射部分之间有很少或没有明显差别时，情况可能也是如此。可以使用已知的几何或其他方法来确定从已知位置的反射器的反射光的投影的预期特定形状（例如，第一目标区218的预期特定形状）。然后，该预期特定形状可以用于在第一或第二图像中识别例如由特定反射器（例如，第一反射器108）反射到目标106上的特定目标区（例如，第一目标区218）的一部分。这样，还可以区分由不同的反射器（例如，第二反射器112）反射到目标106上的不同目标区（例如，目标区216）。

此外，还可以确定第一反射器108的几何特征28。例如，几何特征可以包括存在于第一反射器108上的灰尘或其他污垢的特定图样。例如，结合特征还可以包括第一反射器108的外围形状或特定曲率。作为另一实例，如果第一反射器108包括多个镜面（例如，组装为近似单个较大镜子的形状和功能的多个较小镜子），则这些镜面相比于不同的反射器（例如，第二反射器112）的镜面配置可以表现出唯一配置。该唯一配置是（例如）可以通过视觉检测、机器视觉算法、或现有技术中已知的其他图案识别算法来确定的几何特征。该唯一对准可以从计划的制造工艺或后续调节（包括按照动物、风和其他天气因素，或者对第一反射器108的其他物理性影响的调节）产生。现在还参照图3D，例如，可以在第一目标区212的特殊对应形状（例如，形状214）中表现第一反射器108的几何特征。在第一反射器108被配置为（18）将光从光源100反射到第二目标区212’上之后，第一反射器108的几何特征的影响（例如）可以作为形状214’而继续存在。将会理解，形状214和形状214’在形状上可以相同或不同。第一反射器108的几何特征与从第一反射器108反射的光的投影形状（例如，第一目标区212的形状214和第二目标区212’的形状214’）可以（例如）用来确定目标区的位置。例如，可以在第一图像中识别由第一反射器108的几何特征产生的形状214，以确定第一目标区12在第一图像中的位置；类似得，可以在第二图像中识别也是由第一反射器108的几何特征产生的形状214’，以确定第二目标区212’在第二图像中的位置。

应当理解，上述方法还可以实现为系统或包括至少一个处理器的控制系统。如现有技术中已知的，各种系统或控制系统可以包括多种计算装置，其可以存储数据并且以各种方式彼此通信以及与系统或控制系统的其他元件通信。所描述的各种处理可以通过使用各种组合的硬件或软件模块来实现。

已经描述了多种实现方式。然而，将会理解，可以进行各种修改。因此，其他实现方式也落入以下权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种将反射器和目标对准的方法，包括：

在第一反射器接收来自光源的光；

将所述第一反射器配置为将来自所述光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射所述目标；

使用成像装置捕获所述目标的第一图像；

将所述第一反射器配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第二目标区中照射所述目标；

使用所述成像装置捕获所述目标的第二图像；以及

至少部分地通过比较所述第一图像和所述第二图像，确定所述第一反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的对准。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在第二反射器接收来自所述光源的光；

将所述第二反射器配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第三目标区中照射所述目标；

使用所述成像装置捕获所述目标的第三图样；

将所述第二反射器配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第四目标区中照射所述目标；

使用所述成像装置捕获所述目标的第四图像；

至少部分地通过比较所述第三图像和所述第四图像，确定所述第二反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的对准。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的质心。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

识别所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的边缘部分。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

产生所述第一反射器的振动；以及

至少部分地基于所述第一反射器的所述振动，确定以下各项中的至少一个：捕获所述第一图像和所述第二图像中的至少一个的时间，以及所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的一部分的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定所述第一反射器的位置；

确定所述第一反射器的几何特征；

至少部分地基于所述第一反射器的所述几何特征和所述第一反射器的位置中的至少一个，识别所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的一部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述成像装置包括以下各项中的至少一个或多个：

数码相机；以及

数码摄像机。

8.一种用于将反射器和目标对准的系统，包括：

第一反射器，被配置为接收来自光源的光；

目标；

处理器；以及

成像装置；

其中，

所述第一反射器被配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第一目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第一图像；

所述第一反射器被配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第二目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第二图像；以及

所述处理器被配置为至少部分地通过比较所述第一图像和所述第二图像，确定所述第一反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的对准。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括：

第二反射器，被配置为接收来自光源的光；

其中，

所述第二反射器被配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第三目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第三图样；

所述第二反射器被配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第四目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第四图像；以及

所述处理器被配置为至少部分地通过比较所述第三图像和所述第四图像，确定所述第二反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的对准。

10.根据权利要求8所述的系统，其中：

所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的质心被确定。

11.根据权利要求8所述的系统，其中：

所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的边缘部分被识别。

12.根据权利要求8所述的系统，其中：

产生所述第一反射器的振动；以及

至少部分地基于所述第一反射器的所述振动，确定以下各项中的至少一个：捕获所述第一图像和所述第二图像中的至少一个的时间，以及所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的一部分的位置。

13.根据权利要求8所述的系统，其中：

所述第一反射器的位置被确定；

所述第一反射器的几何特征被确定；以及

至少部分地基于所述第一反射器的所述几何特征和所述第一反射器的位置中的至少一个，识别所述第一目标区和所述第二目标区中的至少一个的一部分。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述成像装置包括以下各项中的至少一个或多个：

数码相机；以及

数码摄像机。

15.一种用于将反射器和目标对准的控制系统，所述控制系统包括：

反射器，被配置为接收来自光源的光；

目标；

至少一个处理器；以及

成像装置；

其中，

所述反射器被配置为将来自所述光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第一图像；

所述反射器被配置为将来自所述光源的光反射到所述目标上，在第二目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的第二图像；以及

所述处理器被配置为：

至少部分地通过比较所述第一图像和所述第二图像，确定反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的第一对准；

确定所述反射器的所述第一对准和所述反射器的目标对准之间的偏差；以及

至少部分地基于所述反射器的所述第一对准和所述反射器的所述目标对准之间的偏差，配置所述反射器的第二对准。

16.一种用于将反射器和目标对准的方法，包括：

在反射器接收来自光源的光；

将所述反射器配置为将来自所述光源的光反射到目标上，在目标区中照射所述目标；

使用成像装置捕获所述目标的图像；

至少部分地通过分析所述图像，确定所述目标区的一部分的位置，

至少部分地基于所述目标区的所述一部分的位置，确定所述反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的第一对准；以及

至少部分地基于所述反射器的所述第一对准和所述反射器的目标对准之间的偏差，配置所述反射器的第二对准。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

确定所述目标区的质心。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

识别所述目标区的边缘部分。

19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

产生所述反射器的振动；以及

至少部分地基于所述反射器的所述振动，确定以下各项中的至少一个：捕获所述图像的时间，以及所述目标区的所述一部分的位置。

20.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

确定所述反射器的位置；

确定所述反射器的几何特征；

至少部分地基于所述反射器的所述几何特征和所述反射器的所述位置中的至少一个，识别所述目标区的所述一部分。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述成像装置包括以下各项中的至少一个或多个：

数码相机；以及

数码摄像机。

22.一种用于将反射器与目标对准的系统，包括：

反射器，被配置为接收来自光源的光；

目标；

至少一个处理器；以及

成像装置；

其中，

所述反射器被配置为将来自所述光源的光反射到目标上，在目标区中照射所述目标；

所述成像装置被配置为捕获所述目标的图像；以及

所述处理器配置为：

至少部分地通过分析所述图像，确定所述目标区的一部分的位置；

至少部分地基于所述目标区的所述一部分的位置，确定所述反射器相对于所述光源和所述目标中的至少一个的第一对准；以及

至少部分地基于所述反射器的所述第一对准和所述反射器的目标对准之间的偏差，确定所述反射器的第二对准。

23.根据权利要求22所述的系统，其中：

所述目标区的质心被确定。

24.根据权利要求22所述的系统，其中：

所述目标区的边缘部分被识别。

25.根据权利要求22所述的系统，其中：

产生所述反射器的振动；以及

至少部分地基于所述反射器的所述振动，确定以下各项中的至少一个：捕获所述图像的时间，以及所述目标区的所述一部分的位置。

26.根据权利要求22所述的系统，其中：

所述反射器的位置被确定；

所述反射器的几何形状被确定；以及

至少部分地基于所述反射器的位置和所述反射器的所述几何形状中的至少一个，识别所述目标区的至少一部分。

27.根据权利要求22所述的系统，其中，所述成像装置包括以下各项中的至少一个或多个：

数码相机；以及

数码摄像机。

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