ES2928963T3 - Procedimiento para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie de medición - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para determinar los grados relativos de reflectancia de una superficie de medición, que tiene los pasos del método A. Aplicar radiación de medición a la superficie de medición, de modo que se produzca un punto de medición en la superficie de gestión, B. mover el punto de medición a lo largo al menos una primera trayectoria de punto de medición recta, sobre la superficie de medición de acuerdo con un primer movimiento de trayectoria, C. grabar un primer conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes resueltas localmente de la superficie de medición durante el primer movimiento de trayectoria de acuerdo con el paso B, y D. determinar grados relativos de reflectancia para una pluralidad de puntos locales de la superficie de medición. La invención se caracteriza porque en el paso B del método, el punto de medición se mueve adicionalmente al menos a lo largo de una segunda ruta de medición recta, que no es paralela a la primera ruta de conjunto de medición, en un segundo movimiento de ruta sobre la superficie de medición, de tal manera que una primera región de la trayectoria de medición de la superficie de medición, sobre la cual la medición barre durante el primer movimiento de la trayectoria, se superpone al menos a una segunda región de la trayectoria de medición de la superficie de medición sobre la cual el punto de medición barre durante el segundo movimiento de la trayectoria, en ese paso del método C se lleva a cabo una grabación de un segundo conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes resueltas localmente de la superficie de medición durante el segundo movimiento de trayectoria de acuerdo con el paso B, y en el paso D del método se lleva a cabo una evaluación en los puntos de intersección, cuya ubicación los puntos en la superficie de gestión están definidos por líneas de evaluación, donde un primer grupo de líneas de evaluación rectas dentro de la primera ruta de medición y al menos un segundo grupo de líneas de evaluación rectas dentro de la segunda región de la ruta de medición están predefinidos y/o determinados, donde estos grupos tienen al menos dos líneas de evaluación que están separadas entre sí, las líneas de evaluación del primer grupo son paralelas a la ruta del primer punto de medición y las líneas de evaluación del segundo grupo son paralelas a la ruta del segundo punto de medición, y cada línea de evaluación del primer grupo tiene un punto de intersección con cada línea de evaluación del segundo grupo, donde para cada conjunto de imágenes, en cada caso para cada punto de intersección, se determina un valor de gris máximo, y en el paso D del método se determinan grados relativos de reflectancia de la superficie de medición al menos en un subconjunto de los puntos de intersección, dependiendo de estos valores de gris. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie de medición
La invención se refiere a un método para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie de medición según la reivindicación 1.
Para un gran número de aplicaciones, es deseable determinar el grado de reflexión espacialmente resuelta de una superficie de medición. Se encuentran ejemplos de aplicación en arquitectura para medir la reflexión de fachadas exteriores, en particular la reflexión de la radiación solar. Asimismo, es deseable la medición de grados de reflexión en interiores, en particular de paredes y otros objetos arquitectónicos de gran superficie en interiores. Además, se encuentran aplicaciones en el campo científico para medir los grados de reflexión de muestras planas. Esto incluye muestras estáticas, así como muestras dinámicas, por ejemplo, en el caso de plantas u otros objetos biológicos.
Además, es necesaria la determinación de grados de reflexión en receptores de radiación en centrales termosolares de torre: es conocido el uso de múltiples reflectores para concentrar la radiación solar sobre un receptor de radiación con el fin de aprovechar la energía solar. En las centrales termosolares de torre, la radiación solar incidente se concentra en un receptor de radiación mediante reflectores diseñados como helióstatos. Para determinar la calidad del receptor de radiación, detectar defectos en el receptor de radiación durante el funcionamiento y optimizar el uso de la luz solar, es deseable una medición con resolución espacial de los grados de reflexión de una superficie absorbente del receptor de radiación: por el documento DE 102016 119000 A1 se conoce una central termosolar de torre y un procedimiento de calibración para alinear los helióstatos de la central de torre. Por el documento DE 102016 226033 A1 se conoce un procedimiento para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie absorbente de un receptor de radiación de una instalación de torre solar térmica. Un punto de luz se mueve sobre el receptor de radiación por medio de un helióstato. Durante este movimiento, una cámara graba varias imágenes espacialmente resueltas. La superficie absorbente del receptor de radiación se divide en varios segmentos y se determina un valor de gris máximo para cada segmento en función de las imágenes de la cámara. Se asigna un grado relativo de reflexión a cada segmento en función de los valores máximos de gris.
La presente invención se basa en el objetivo de permitir una determinación de grados relativos de reflexión más rápidamente que en el estado de la técnica o una determinación con una mayor resolución espacial.
Este objeto se logra mediante un procedimiento para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie de medición de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se encuentran configuraciones ventajosas.
El procedimiento de acuerdo con la invención para determinar los grados relativos de reflexión de una superficie de medición tiene las siguientes etapas de procedimiento:
En una etapa de procedimiento A, la superficie de medición se expone a la radiación de medición, de modo que se forma un punto de medición en la superficie de medición. En una etapa de procedimiento B , el punto de medición se mueve a lo largo de al menos una primera trayectoria rectilínea del punto de medición de acuerdo con un primer movimiento de trayectoria. En una etapa de procedimiento C, se graba un primer conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes espacialmente resueltas del área de medición durante el primer movimiento de trayectoria de acuerdo con la etapa B, y en una etapa del procedimiento D, se determinan los grados relativos de reflexión para una pluralidad de puntos de ubicación de la superficie de medición.
Como en los procedimientos descritos anteriormente conocidos por el estado de la técnica, se mueve así un punto de medición sobre la superficie de medición y se graban varias imágenes espacialmente resueltas de la superficie de medición durante este movimiento de trayectoria.
Es esencial que en el procedimiento de acuerdo con la invención, en la etapa de procedimiento B , el punto de medición se mueva adicionalmente en un segundo movimiento de trayectoria al menos a lo largo de una segunda trayectoria de punto de medición rectilínea, que no es paralela a la primera trayectoria de punto de medición, de tal manera que una primera zona de la trayectoria de medición de la superficie de medición, que es barrida por el punto de medición durante el primer movimiento de trayectoria, se solapa al menos con una segunda zona de la trayectoria de medición de la superficie de medición, que es barrida por el punto de medición durante el segundo movimiento de trayectoria.
En la etapa de procedimiento C, se realiza una grabación de un segundo conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes espacialmente resueltas de la superficie de medición durante el segundo movimiento de trayectoria según la etapa B.
En la etapa de procedimiento D, tiene lugar una evaluación en los puntos de intersección. Las ubicaciones de los puntos de intersección en la superficie de medición se definen mediante líneas de evaluación, especificándose y/o determinándose un primer grupo de líneas de evaluación rectilíneas dentro de la primera zona de trayectoria de medición y al menos un segundo grupo de líneas de evaluación rectilíneas dentro de la segunda zona de trayectoria de medición. Al menos el primer grupo tiene al menos dos líneas de evaluación que están separadas entre sí. Las líneas de evaluación del primer grupo son paralelas a la primera trayectoria del primer de medición y la línea o líneas
de evaluación del segundo grupo son paralelas a la segunda trayectoria del punto de medición. Preferiblemente, el segundo grupo también tiene al menos dos líneas de evaluación.
Cada línea de evaluación del primer grupo tiene una intersección con al menos una línea de evaluación del segundo grupo, preferiblemente con cada línea de evaluación del segundo grupo.
Se determina un valor de gris máximo para cada conjunto de imágenes al menos para cada intersección. En la etapa de procedimiento D, se determinan grados relativos de reflexión de la superficie de medición al menos en un subconjunto de los puntos de intersección en función de estos valores máximos de gris.
Por lo tanto, el procedimiento según la invención utiliza valores de gris máximos en los puntos de intersección de las líneas de evaluación descritas anteriormente para determinar grados de reflexión relativos al menos en las ubicaciones de los puntos de intersección. De este modo puede lograrse una mayor densidad de puntos de medición mediante la selección adecuada de las líneas de evaluación, de modo que es posible un procedimiento más rápido en comparación con el estado de la técnica o una determinación de grados de reflexión relativos con mayor resolución espacial. Además, hay menos requisitos para el perfil de intensidad, en particular, también se puede utilizar un punto de medición con varios máximos locales.
Las ubicaciones de los puntos de intersección en la superficie de medición están preferentemente predeterminadas. De este modo, también se conocen las líneas de evaluación y se puede realizar una evaluación sin complicaciones. Además, las trayectorias de puntos de medición primera y segunda también se especifican preferiblemente en la superficie de medición. En esta forma de realización ventajosa, el procedimiento puede pues realizarse de manera sencilla mediante una activación calibrada de aquel elemento que sirve para desplazar el punto de medición.
En otra forma de realización ventajosa se determina a partir de las imágenes con resolución espacial el curso de al menos un movimiento de trayectoria, preferiblemente de ambos movimientos de trayectoria. Esto da como resultado la ventaja de que la respectiva trayectoria del punto de medición no tiene que ser conocida de antemano, o al menos no exactamente, y en particular las imprecisiones y errores en una calibración no afectan el resultado de la determinación de los grados de reflexión relativos. En particular, es ventajoso que el curso de las líneas de evaluación se indique en relación con el curso del movimiento de la trayectoria. De esta manera, la información necesaria para la realización del procedimiento puede especificarse mediante información simple como, por ejemplo, información sobre la distancia de una o más líneas de evaluación paralelas a la trayectoria del punto de medición.
El máximo local de la distribución de intensidad del punto de medición, que es atravesado por la línea de evaluación, se aplica a cada punto de una línea de evaluación al menos en un momento. Todos los máximos locales se mueven a la misma velocidad a lo largo de la dirección del movimiento y forman el frente de los máximos locales de todas las secciones dispuestas paralelas a la dirección del movimiento a través de la distribución de intensidad del punto de medición. El frente de los máximos locales refleja el máximo global para las líneas de evaluación paralelas a la dirección de movimiento de cada línea de evaluación. Si el frente de los máximos locales pasa por una ubicación en una línea de evaluación (por ejemplo, una intersección), el valor de gris máximo está presente para esta ubicación en este momento.
Se prefiere al menos una trayectoria de puntos de medición, y ambos recorridos de puntos de medición se determinan de manera particularmente preferible a partir de los conjuntos de imágenes asociados, en particular como se describe a continuación: para determinar la trayectoria de puntos de medición, se determina el momento para cada ubicación en el que se produce el valor de gris máximo durante el período de grabación. El momento se define preferiblemente a través del índice de la grabación, que es proporcional al tiempo real. Los momento de valor creciente se determinan a lo largo de la dirección del movimiento, correspondientes a la secuencia cronológica de exposición al frente de los máximos locales. Esta base de valor corresponde al parámetro de entrada para el método propuesto por Bradski y Davis (GR Bradski y JW Davis, "Motion segmentation and pose recognition with motion history gradients, Machine Vision and Applications 13 (3), 174-184 (2002)) para distinguir movimientos y determinar direcciones de movimiento. La dirección de movimiento de la trayectoria del punto de medición se determina así sobre la base de los gradientes de tiempo.
Cada grupo de líneas de evaluación tiene ventajosamente al menos cinco, en particular al menos diez, preferiblemente al menos cincuenta líneas de evaluación. Una ventaja particular del procedimiento según la invención es que se puede lograr con poco esfuerzo una alta densidad de información con respecto a los grados relativos de reflexión. El número y la distancia de las líneas de evaluación pueden adaptarse entre sí o a la trayectoria del punto de medición asignado, en este caso a la respectiva situación de medición y al tamaño del punto de medición. Cuantas más líneas de evaluación se especifican, más puntos de intersección resultan, los cuales representan la base para determinar los grados relativos de reflexión.
Sin embargo, además de la determinación de los grados de reflexión relativos en los puntos de intersección, el procedimiento según la invención también ofrece la posibilidad de especificar el grado de reflexión relativo de forma continua a lo largo de al menos una, preferentemente todas las líneas de evaluación. Esto es posible gracias a que, a partir de las líneas de evaluación que se cortan en los puntos de intersección, se puede establecer un sistema de ecuaciones que permite especificar el grado relativo de reflexión a lo largo de cada línea de evaluación.
Para simplificar la evaluación, las imágenes de cada conjunto de imágenes se graban ventajosamente cada una desde un lugar de grabación idéntico. En particular, es ventajoso para la simplificación que la ubicación de grabación de las imágenes del primer conjunto de imágenes y el segundo conjunto de imágenes sea idéntica.
Las imágenes del primer conjunto de imágenes y del segundo conjunto de imágenes se graban preferiblemente usando una cámara, de manera particularmente preferible usando una cámara electrónica con resolución espacial. Antes de que se graben las imágenes, tiene lugar ventajosamente una calibración del sensor de imagen de un sensor de imagen de la cámara, en particular una corrección de imagen oscura y/o una corrección de imagen blanca y/o una linealización. Esto simplifica la evaluación de los datos de medición de la cámara.
El procedimiento según la invención tiene la ventaja considerable de que también es posible una evaluación de grados relativos de reflexión en aquellas áreas que no están cubiertas por la intensidad máxima absoluta de un punto de medición. Otras distribuciones de intensidad de un punto de medición, por ejemplo, una distribución gaussiana, una distribución de intensidad constante o una distribución de intensidad irregular, no uniforme dentro de la superficie del punto de medición, no son contrarias a una utilización del procedimiento según la invención. Esto da como resultado la ventaja de que solo existen restricciones menores con respecto a la selección de la fuente de luz para generar el punto de medición.
En una forma de realización ventajosa, como fuente para someter la superficie de medición a radiación de medición se utiliza un reflector, en particular un reflector que puede girar con respecto a la superficie de medición, preferiblemente un reflector que puede girar alrededor de varios ejes. En este caso, la radiación de medición es generada por lo menos por una fuente de luz, preferiblemente exactamente una, y el punto de medición se mueve sobre la superficie de medición por medio del reflector. Esto es especialmente ventajoso si se utiliza el procedimiento según la invención para determinar los grados de reflexión de un campo absorbente de una central solar térmica de torre, ya que uno de los helióstatos ya existentes puede utilizarse aquí de forma sencilla como reflector.
Por lo tanto, está particularmente dentro del alcance de la invención utilizar el sol como fuente de luz para generar la radiación de medición.
También está dentro del alcance de la invención utilizar un emisor de perfil como fuente para la radiación de medición. En particular, pueden usarse preferiblemente emisores de perfil que tengan la mayor extensión posible con alta intensidad, al menos perpendicularmente a la trayectoria del punto de medición, de modo que se barra una gran zona cuando el punto de medición se mueve a lo largo de la trayectoria del punto de medición.
Preferiblemente se utiliza un láser como fuente para la radiación de medición, en particular un rayo láser generado por medio del láser se expande preferiblemente por medio de un elemento de expansión óptica, en particular se expande para formar un perfil lineal. En esta forma de realización ventajosa, el punto de medición también se mueve preferiblemente transversalmente a la extensión longitudinal del perfil de la línea, de modo que, como se ha descrito anteriormente, se barre una gran área cuando se mueve el punto de medición.
En otra realización preferida, una fuente de luz para generar la radiación de medición se mueve con respecto a la superficie de medición para mover el punto de medición a lo largo de la trayectoria del punto de medición. Esto es particularmente ventajoso en aplicaciones en las que una fuente de medición con un haz de medición enfocado se puede mover a lo largo de la superficie de medición de manera sencilla para generar un punto de medición.
En otra forma de realización ventajosa se realizan las etapas de procedimiento A D para al menos dos lugares de grabación diferentes y se determinan los grados de reflexión relativos dependientes del ángulo para al menos un subconjunto de los puntos de intersección en una evaluación global. Debido a las diferentes ubicaciones de grabación, no solo se obtiene información resuelta espacialmente sobre la distribución del grado relativo de reflexión de la superficie de medición, sino que también se determina una dependencia con respecto al ángulo de reflexión. Para ello es especialmente ventajoso realizar las respectivas etapas de procedimiento A D para un gran número de lugares de grabación.
El procedimiento según la invención es particularmente adecuado para determinar los grados relativos de reflexión de grandes superficies, tales como, por ejemplo, la mencionada superficie absorbente de una central termosolar de torre o la fachada exterior de un edificio. El procedimiento según la invención también se puede utilizar a menor escala, en particular a escala de laboratorio, por ejemplo, para determinar los grados relativos de reflexión de superficies producidas sintéticamente o superficies biológicas.
Otras características y formas de realización preferidas se explican a continuación con ayuda de las figuras y ejemplos de realización. Muestran:
Figura 1 una representación esquemática de una planta de energía solar térmica de torre, en la que se determinan los grados relativos de reflexión de una superficie absorbente de la torre solar por medio de un ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención;
Figuras 2 a 4 representaciones esquemáticas para explicar un ejemplo de realización del procedimiento según la invención.
Las figuras muestran representaciones esquemáticas que no son a escala. Los mismos símbolos de referencia en las figuras indican elementos iguales o equivalentes.
La figura 1 muestra una representación esquemática de una central termosolar de torre. Un grupo de reflectores 1 configurados como helióstatos está montado sobre pilones de manera que pueden pivotar sobre dos ejes por medios motorizados. La central de torre también tiene un receptor de radiación 2, que está dispuesto en una torre y tiene una abertura de radiación rectangular. Dentro de la abertura de radiación rectangular, el receptor de radiación tiene un absorbedor que llena completamente la abertura de radiación y cuya superficie absorbente está conectada de forma térmicamente conductora con líneas para un fluido de transporte de calor.
El calor generado por la concentración de la luz solar mediante los reflectores 1 sobre el receptor de radiación 2 es disipado mediante el fluido de transporte de calor para su posterior aprovechamiento, en el presente caso en un proceso cíclico energético de generación de electricidad.
La central de torre también tiene una cámara estacionaria 3, que está dirigida al receptor de radiación para grabar imágenes del receptor de radiación con resolución espacial y está conectada a una unidad de evaluación 4 (en este caso una unidad de ordenador con un procesador, memoria de datos, memoria de programa, dispositivos de entrada, como un teclado y un ratón, y dispositivos de salida, como una pantalla y un altavoz).
Para ello, la unidad de evaluación 4 está conectada a través de un cable de datos con la cámara 3 para, por un lado, controlar las grabaciones de la cámara 3 y, por otro lado, recibir las imágenes de medición de la cámara 3. Además, la unidad de evaluación 4 está conectada a los medios motorizados para el posicionamiento de los reflectores 1 vía radio.
Para hacer funcionar la central solar, la unidad de evaluación 4 está diseñada, por un lado, como una unidad de seguimiento para rastrear los reflectores 1 en una posición cambiante del sol, de modo que la luz solar siempre se concentra en el receptor de radiación 2 independientemente de la posición del sol. Por otro lado, la unidad de evaluación 4 está diseñada para llevar a cabo el ejemplo de realización de un procedimiento según la invención descrito a continuación para la determinación espacialmente resuelta de grados relativos de reflexión del absorbedor del receptor de radiación 2:
En un ejemplo de realización del procedimiento según la invención, la unidad de evaluación 4 controla un reflector 1 de tal manera que la luz solar reflejada barre la superficie absorbente, que en este caso representa la superficie de medición, a lo largo de una trayectoria rectilínea horizontal. Los reflectores restantes 1 están alineados de tal manera que la luz solar no se refleje en la superficie de medición.
La luz reflejada sobre la superficie de medición por medio del reflector 1 representa así el punto de medición y el movimiento horizontal rectilíneo descrito anteriormente la primera trayectoria del punto de medición.
A continuación, el punto de medición se guía adicionalmente por medio del reflector 1 a lo largo de un movimiento rectilíneo vertical a través de la superficie de medición, de modo que esta segunda trayectoria rectilínea del punto de medición se cruza con la primera trayectoria del punto de medición. Esto se muestra esquemáticamente en la figura 2:
el punto de medición 7a se mueve a lo largo de la primera trayectoria 8a del punto de medición. El punto de medición 7a está representado en el punto inicial y final de la primera trayectoria 8a del punto de medición. A continuación, el punto de medición se mueve a lo largo de la segunda trayectoria 8b del punto de medición. Aquí también se muestra el punto de medición 7b en el punto inicial y final de la segunda trayectoria 8b del punto de medición. Las flechas indican la respectiva dirección de movimiento. La primera y la segunda trayectoria de punto de medición se superponen, de modo que en un campo superpuesto 9, la superficie de medición 6 es barrida tanto por el punto de medición 7a como también por el punto de medición 7b.
Durante el primer movimiento de trayectoria, en el que el punto de medición 7a se mueve a lo largo de la primera trayectoria 8a del punto de medición, la cámara 3 graba un primer conjunto de imágenes 5 espacialmente resueltas. Estas se muestran esquemáticamente en la figura 1. En el presente caso, las imágenes del primer conjunto de imágenes se graban con una frecuencia de 40 Hz.
Asimismo, durante el segundo movimiento de trayectoria, en el que el punto de medición 7b se mueve a lo largo de la segunda trayectoria 8b del punto de medición, se graba con la misma frecuencia un segundo conjunto de imágenes espacialmente resueltas.
En el presente ejemplo de realización, las direcciones de movimiento y los puntos inicial y final de la primera y la segunda trayectoria del punto de medición se almacenan en la unidad de evaluación 4 y se transmiten a los medios motorizados del helióstato 1 para que se lleve a cabo un movimiento de rotación correspondiente por el helióstato 1 .
Los conjuntos de imágenes espacialmente resueltas primero y segundo de imágenes resueltas espacialmente representan los datos de medición, en función de los cuales los grados relativos de reflexión se determinan de la siguiente manera:
La determinación se realiza sobre la base de los puntos de intersección de las líneas de evaluación, que están dispuestas de forma equidistante a ambos lados de las trayectorias de los puntos de medición: estas líneas se muestran con líneas discontinuas en la figura 2. Las dos líneas de evaluación exteriores 10a del primer grupo de líneas de evaluación y las dos líneas de evaluación exteriores 10b del segundo grupo de líneas de evaluación se identifican como ejemplos. Estas líneas de evaluación exteriores se encuentran cada una en el límite del área de la trayectoria de medición correspondiente. En el presente caso, las líneas de evaluación tienen cada una distancia de 7 mm entre sí. En el presente caso, el punto de medición cubre una superficie de aproximadamente 5 m.
Las líneas de evaluación se cruzan en el campo de intersección 9, de modo que cada línea de evaluación del primer grupo tiene una intersección con cada línea de evaluación del segundo grupo.
El punto de medición normalmente tiene una distribución de intensidad no homogénea. En la figura 3 se muestra en perspectiva una distribución de intensidad idealizada de un punto de medición con un máximo de intensidad central. Las líneas de trazos representan líneas de evaluación a lo largo de la dirección de movimiento indicada por la flecha. Las líneas continuas representan niveles de igual intensidad. El frente de los máximos locales para un movimiento en la dirección del movimiento se muestra con una línea de puntos para el momento mostrado en la figura 3. Si el frente de los máximos locales pasa por una ubicación en una línea de evaluación (por ejemplo, una intersección), entonces el valor de gris máximo está presente para esta ubicación en este momento.
Sin embargo, en el uso práctico, rara vez se logra un perfil de intensidad tan homogéneo. Una ventaja de la presente invención es que el procedimiento también se puede utilizar con perfiles de intensidad no homogéneos y desconocidos. Por tanto, en las figuras 1 y 4, los puntos de medición 7a, 7b se muestran por lo tanto como anillos concéntricos irregulares. Cada una de las líneas del anillo simboliza un nivel de intensidad constante. Asimismo, el frente de los máximos locales a lo largo de la dirección del movimiento se muestra en las figuras 2 y 4 mediante una línea de trazos. Debido a la distribución de intensidad no homogénea, este frente generalmente no representa una línea recta.
Los puntos que se encuentran uno tras otro a lo largo de la dirección del movimiento representan la misma sección de la distribución incidente. Por lo tanto, suponiendo una distribución de densidad de radiación entrante constante del punto de medición, el mismo máximo local de la función de densidad de radiación se refleja en los puntos que se encuentran en esta línea. Por tanto, durante el primer movimiento de trayectoria, por ejemplo, la intensidad máxima de todos los puntos de intersección de una línea de evaluación del primer grupo de líneas de evaluación corresponde así al máximo local asociado del frente máximo del primer punto de medición 7a. Por lo tanto, a lo largo de una línea de evaluación no se conoce ciertamente la intensidad absoluta con la que los puntos de esta línea de evaluación y en particular los puntos de intersección actúan sobre esta línea de evaluación. Sin embargo, se sabe que la intensidad máxima con la que estos puntos están expuestos a la radiación de medición durante el primer movimiento de trayectoria es la misma bajo la condición antes mencionada.
Esto se aplica correspondientemente al segundo movimiento de trayectoria.
Si (en un caso ideal) la superficie de medición tiene una reflectividad constante a lo largo de una línea de evaluación, se puede esperar una intensidad reflejada máxima constante y correspondientemente un valor de gris máximo constante a lo largo de una línea de evaluación al evaluar todas las imágenes del conjunto de imágenes asociado para este punto de medición. A partir de los valores máximos de gris, en particular de los puntos de intersección, también se pueden extraer conclusiones sobre los grados relativos de reflexión en el caso de reflectividad localmente no homogénea:
un resultado de medición para una superficie de medición no ideal con grados de reflexión localmente no homogéneos se muestra esquemáticamente en la figura 4: el punto de medición 7a se mueve a lo largo de la primera trayectoria 8a del punto de medición en la dirección indicada por la flecha. El frente de los máximos locales barre el punto Px,y en el momento t i. Los momentos t están indicados a modo de ejemplo tü, tk, tn-m y tn, (para un conjunto de imágenes con n+1 imágenes (i = 0,...,n)), cada una con el frente asociado de los máximos locales mostrado en líneas de trazos. Por medio de flechas está referenciada la intensidad relativa Li,rel para estos momentos.
Como en la figura 2, las líneas de evaluación también se muestran líneas de trazos. En la zona inferior se muestra esquemáticamente para cada punto en la línea de evaluación 10a el valor máximo de gris, que se determina para el punto respectivo a partir del primer conjunto de imágenes. Puede esperarse una línea recta horizontal para un absorbedor completamente homogéneo. En el caso realista de un absorbedor no homogéneo, puede esperarse una fluctuación correspondiente en los valores máximos de gris, como se muestra esquemáticamente en la zona inferior de la figura 4. Por tanto, a cada punto Px,y a lo largo de la línea de evaluación 10a se le asigna un valor de gris máximo, que corresponde a una intensidad de luz reflejada, según el primer conjunto de imágenes. La relación entre los valores máximos de gris de dos puntos diferentes reproduce así la relación del grado de reflexión de estos dos puntos.
En una línea de evaluación i, la intensidad de radiación reflejada máxima cuando se realiza el primer movimiento de trayectoria corresponde así al producto de la intensidad máxima del haz de medición y el grado de reflexión p(Px,y) en este punto Px,y. La intensidad máxima del haz de medición, a su vez, corresponde, excepto por un factor de proporcionalidad ai al valor máximo de gris para este punto.
Ahora es crucial que se pueda establecer una ecuación como la descrita anteriormente para cada intersección a partir del primer movimiento de trayectoria y del segundo movimiento de trayectoria. El grado de reflexión en el punto de intersección es en este caso el mismo para el primer y segundo movimiento de trayectoria, ya que el grado de reflexión de la superficie expuesta no cambia en el punto de intersección. Como se describió anteriormente, la intensidad de radiación máxima es la misma para todos los puntos que se encuentran en una línea de evaluación. La intensidad máxima reflejada resulta, hasta un factor de proporcionalidad, del valor de gris máximo determinado para este punto en el conjunto de imágenes respectivo.
Así, incluso con un sistema de solo dos líneas de evaluación por grupo y por lo tanto cuatro puntos de intersección, existe un sistema de ecuaciones sobredeterminado que permite determinar el grado relativo de reflexión para cada punto de intersección.
Debido a errores de medición o fluctuaciones en la intensidad o distribución de intensidad del punto de medición durante un movimiento de trayectoria, es ventajoso determinar los grados relativos de reflexión en los puntos de intersección usando el sistema de ecuaciones sobredeterminado usando métodos matemáticos en sí conocidos, por ejemplo, por minimización de errores.
Una vez realizado el procedimiento, se dispone de los grados relativos de reflexión al menos para los puntos de intersección. De manera en sí conocida, puede tener lugar una normalización para determinar los grados absolutos de reflexión, en el presente caso, por ejemplo, determinando una radiación normal directa (DNI) y normalizando los valores máximos de gris utilizando los valores de DNI. Aquí se tiene en cuenta preferiblemente un cambio en los valores de DNI durante un movimiento de trayectoria, de modo que se corrigen los errores debidos a las fluctuaciones de intensidad durante la medición.
Alternativamente, se puede llevar a cabo una normalización disponiendo una muestra de referencia, previamente medida en el laboratorio utilizando medios conocidos, en la superficie de medición a la que se refiere el grado relativo de reflexión.
Como se describió anteriormente, la solución del sistema de ecuaciones sobredeterminado permite determinar los grados relativos de reflexión en los puntos de intersección. Sin embargo, a lo largo de una línea de evaluación, la relación de los valores máximos de gris de dos puntos diferentes corresponde a la relación de los grados relativos de reflexión, como también se describió anteriormente. Por tanto, usando el presente procedimiento, se pueden especificar de una manera simple a lo largo de una línea de evaluación, no solo los grados relativos de reflexión en los puntos de intersección sino a lo largo de todos los píxeles, en los que se realizaron mediciones de valores de gris. Lista de símbolos de referencia
1 helióstatos
2 receptor de radiación
3 cámara
4 unidad de evaluación
5 primer conjunto de imágenes espacialmente resueltas
6 superficie de medición
7a, 7b punto de medición
8a primera trayectoria de punto de medición
8b segunda trayectoria de punto de medición
9 campo superpuesto
10a, 10b líneas de evaluación
Claims (12)
1. Procedimiento para determinar grados relativos de reflexión de una superficie de medición (6), que tiene las siguientes etapas de procedimiento:
A. someter a la superficie de medición (6) a radiación de medición de modo que se forme un punto de medición (7a, 7b) en la superficie de medición (6),
B. mover el punto de medición a lo largo de al menos una primera trayectoria rectilínea de punto de medición (8a), sobre la superficie de medición (6) de acuerdo con un primer movimiento de trayectoria,
C. grabar un primer conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes espacialmente resueltas de la superficie de medición (6) durante el primer movimiento de trayectoria de acuerdo con la etapa B, y
D. determinar grados relativos de reflexión para una pluralidad de puntos de ubicación de la superficie de medición (6),
en el que,
en la etapa de procedimiento B, el punto de medición (7a, 7b) se mueve adicionalmente sobre la superficie de medición (6) en un segundo movimiento de trayectoria al menos a lo largo de una segunda trayectoria rectilínea de punto de medición (8b), que no es paralela a la primera trayectoria de punto de medición (8a), de tal manera que una primera zona de trayectoria de medición de la superficie de medición (6), que es barrida por el punto de medición (7a, 7b) durante el primer movimiento de trayectoria, se superpone al menos con una segunda zona de trayectoria de medición de la superficie de medición (6), que es barrida por el punto de medición (7a, 7b) durante el segundo movimiento de trayectoria, y en el que,
en la etapa de procedimiento C , se realiza una grabación de un segundo conjunto de imágenes de una pluralidad de imágenes espacialmente resueltas de la superficie de medición (6) durante el segundo movimiento de trayectoria de acuerdo con la etapa B,
caracterizado por que, en la etapa de procedimiento D, se lleva a cabo una evaluación en puntos de intersección, cuyos puntos de ubicación en la superficie de medición (6) están definidos por líneas de evaluación (10a, 10b), especificándose y/o determinándose un primer grupo de líneas de evaluación rectilíneas dentro de la primera zona de trayectoria de medición y al menos un segundo grupo de líneas de evaluación rectilíneas dentro de la segunda zona de trayectoria de medición, presentando al menos el primer grupo al menos dos líneas de evaluación que están separadas entre sí, siendo las líneas de evaluación del primer grupo paralelas a la primera trayectoria de punto de medición y siendo la línea de evaluación o las líneas de evaluación del segundo grupo paralelas a la segunda trayectoria de punto de medición, y presentando cada línea de evaluación del primer grupo un punto de intersección con al menos una línea de evaluación del segundo grupo, determinándose para cada conjunto de imágenes un valor máximo de gris respectivamente al menos para cada punto de intersección y,
por que en la etapa de procedimiento D se determinan grados relativos de reflexión de la superficie de medición (6) al menos en un subconjunto de los puntos de intersección en función de estos valores máximos de gris.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por que
se especifican las ubicaciones de los puntos de intersección en la superficie de medición (6).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por que
el curso de al menos un movimiento de trayectoria, preferiblemente de ambos movimientos de trayectoria, se determina a partir de las imágenes espacialmente resueltas, especialmente, por que se especifica el curso de las líneas de evaluación en relación con el curso del movimiento de trayectoria.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
cada grupo de líneas de evaluación (10a, 10b) tiene al menos 5, especialmente al menos 10, lo más preferiblemente al menos 50 líneas de evaluación (10a, 10b).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
las imágenes de cada conjunto de imágenes se graban respectivamente desde una ubicación de grabación idéntica, especialmente, por que las ubicaciones de grabación de las imágenes del primer conjunto de imágenes y del segundo conjunto de imágenes son idénticas.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
las imágenes de los conjuntos de imágenes se graban por medio de una cámara (3) y, antes de que se graben las imágenes, se realiza una calibración del sensor de imagen de un sensor de imagen de la cámara (3), especialmente una corrección de imagen oscura y/o una corrección de imagen blanca.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
se usa un reflector como fuente para someter la superficie de medición (6) a radiación de medición a, especialmente un reflector que es giratorio con respecto a la superficie de medición (6), preferiblemente giratorio alrededor de una pluralidad de ejes.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
un emisor de perfil se utiliza como fuente para la radiación de medición.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
se utiliza un láser como fuente para la radiación de medición, especialmente por que un rayo láser generado por medio de un láser se expande por medio de un elemento de expansión óptica, especialmente se expande para formar un perfil lineal.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
una fuente de luz para generar la radiación de medición se mueve con respecto a la superficie de medición (6).
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
las etapas de procedimiento A a D se llevan a cabo para al menos dos lugares de grabación diferentes y, en una evaluación global, se determinan los grados relativos de reflexión dependientes del ángulo para al menos un subconjunto de los puntos de intersección.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
por medio del procedimiento se determinan los grados relativos de reflexión de una superficie absorbente de una torre solar, especialmente de una torre solar sometida a radiación por medio de helióstatos.
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