利用偏振成像无人机检查定日镜光学误差

在聚光太阳能发电（CSP）场中，光学误差对定日镜的集热效率有显著影响。快速、低成本、节省人力且无侵入式的自主场站检测仍然是一个挑战。虽然已经开发出利用成像无人机（即集成高分辨率可见光成像传感器的无人机系统）的方法来应对这些挑战，但这些方法通常受限于成像对比度不足。在此，我们报告了一种基于偏振测量的方法，将偏振成像系统集成到无人机上，以在不中断场站运行的情况下增强成像对比度，实现定日镜镜面的原位检测。我们建立了一个天空光偏振模式的光学模型，以模拟定日镜镜面的偏振图像，并为偏振成像无人机飞行路径获取了优化的航点，从而捕获具有增强对比度的图像。在传统成像传感器难以进行镜面边缘检测的场景中，基于偏振成像的方法提高了边缘检测的成功率。我们进行了现场测试，实现了显著提升的定日镜边缘检测成功率，并探讨了将偏振成像方法与现有基于成像的定日镜检测方法相结合的可行性，即偏振成像定日镜检测方法（PIHIM）。我们的初步现场测试结果表明，PIHIM 有望为定日镜场的实时自主成像与检测提供充足的成像对比度，从而适用于在其运行期间进行不中断的快速 CSP 场站检测。