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영어

In this paper, we propose a method to measure 3D curvature, distortion, and light condensation rate by measuring the shape of a large condensing reflector used in solar power generation. In the case of the condensed reflector, the condensing efficiency can be reduced due to various types of distortion. Therefore the curvature optimization operation of the reflector through feedback of measurement data such as curvature and distortion is required for efficient condensing. The curvature and the light collection rate can be measured precisely by the laser line scanning method. However, there are disadvantages that the time is very long, and various structured light pattern reflection techniques are continuously studied to solve this problem. In this paper, we propose structural light pattern deflectometry (SLPD) for the measurement of the curvature and the light collection rate of a large condensed reflector. The proposed method constructs the measurement environment with a beam projector - screen - measurement reflector - camera and performs geometry calibration and registration of structured optical pattern address using a plane mirror. Then, the structural light pattern deformed by the reflector is applied to the geometrical calibration result to obtain the X and Y axis gradients of the surface shape, and the 3D shape is restored by integration calculation. The reconstructed 3D shape can be measured by comparing with the ideal design model, such as curvature, distortion and light-condensing rate.

한국어

본 논문에서는 태양광 발전에 사용되는 대형 집광반사판의 형상측정을 통하여 3D 곡률도, 왜곡도 및 집광률 등을 측정하는 방법을 제안한다. 집광반사판의 경우 다양한 형태의 왜곡으로 인해 집광효율이 감소 할 수 있고, 효율적인 집광을 위하여 곡률과 왜곡 등의 측정 데이터 피드백을 통한 반사판의 곡률 최적화 작업이 필요하다. 곡률도 및 집 광률 측정은 레이저 라인 스캔 방식을 통해 정밀측정이 가능하나 시간이 매우 오래 걸리는 단점이 있고 이를 해결하 기 위해 다양한 구조광 패턴 반사기법들이 지속적으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 대형 집광반사판의 곡률도 및 집광률 측정을 위하여 구조광 패턴 편향법(structural light pattern deflectometry : SLPD)을 제안한다. 제안 하는 방법은 빔프로젝터-스크린-측정반사판-카메라로 측정환경을 구성하고, 평면거울을 이용하여 기하보정 및 구조 광 패턴 주소 등록을 수행한다. 그리고 반사판에 의해 변형되어 측정된 구조광 패턴을 기하보정 결과에 적용하여 표 면형상에 대한 X, Y축 gradient를 구하고, integration 계산을 통해 3차원 형상을 복원한다. 복원된 3차원 형상 은 이상적인 설계모델과 비교를 통해 곡률도, 왜곡도 및 집광률 등의 측정이 가능하다.