太阳望远镜的高精度自动导行和自动调焦方法的研究

发布时间：2017-07-17 21:56

  本文关键词：太阳望远镜的高精度自动导行和自动调焦方法的研究

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【摘要】：本文介绍了太阳望远镜自动导行点二线—面式的发展历程,大面阵CCD导行逐步替代了点式、线阵式的导行,占据主导地位。在这个大背景下研发了太阳望远镜的高精度自动导行系统。太阳物理的研究深入对望远镜观测提出更高要求,望远镜系统朝着更加智能化、自动化方向发展,自动调焦技术是其中重要的一个方面。主要研究了太阳望远镜的高精度导行方法。利用大面阵CCD采集主望远镜的Ha太阳像,实时获取太阳质心数据,并通过灰度阂值、质心位置判定、太阳像长短轴比率判定等多重逻辑消除云雾等不良天气带来的噪声、提高质心计算精度.采用面向连接的TCP/IP网络通信技术,将质心数据传输到望远镜导行控制端,进而驱动望远镜轴系控制系统实现闭环控制.上述硬件结构和软件算法相结合,不仅实现了高精度导行,还大大提高了望远镜导行系统的稳定性.同时,面向连接的TCP/IP网络通信控制技术,速度更快、更可靠,系统移植更便捷,并为远程控制和观测提供了技术接口.高精度的导行是为了获得高质量的太阳图像,CCD的合焦、离焦亦影响着图像的质量,本文的第五章节研究了自动调焦控制系统。对重要的评价图像质量的函数,进行了比较,对如何选取好的评价函数做了详细分析。探索、测试了“测距”与图像清晰度判别相结合的自动化调焦技术。最后,论述了高精度导行系统在怀柔太阳观测基地的全日面光学望远镜和日冕仪的赤纬仪中运行的结果并对有待改进的地方进行了总体的分析,并提出了自己的解决方案。并对太阳望远镜的自动调焦系统取得的成果以及存在的问题、改进的建议进行了讨论。
【关键词】：太阳望远镜 恒动 轴系控制 自动导行 自动调焦
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH751
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.1.1 高精度自动导行方法的研究背景与意义11
• 1.1.2 自动对焦方法的研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 国内外太阳光学望远镜导行方法研究现状12-15
• 1.2.2 基于图像处理的自动对焦研究方法的现状15-17
• 1.3 论文研究内容17
• 1.4 论文组织结构17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 太阳望远镜轴系控制系统19-29
• 2.1 轴系控制系统更新的需求分析19-20
• 2.2 系统的硬件构成20-21
• 2.2.1 控制系统结构及接线20
• 2.2.2 PMC控制器20-21
• 2.2.3 驱动器21
• 2.3 软件开发设计21-26
• 2.3.1 设计思想22
• 2.3.2 程序框架22-23
• 2.3.3 界面的实现23
• 2.3.4 主要功能的实现23
• 2.3.5 与控制器通讯的实现23-25
• 2.3.6 手柄控制的脚本实现25-26
• 2.4 系统的测试和验证26
• 2.5 本章小结26-29
• 第三章 高精度导行系统设计29-55
• 3.1 高精度导行算法的分析29-30
• 3.2 高精度导行在Hα望远镜中的初步实现30-38
• 3.2.1 硬件构成30-32
• 3.2.2 软件设计32-36
• 3.2.3 测试结果36-37
• 3.2.4 进一步提高全日面磁场观测精度的方法37-38
• 3.3 高精度导行在日冕仪的赤纬仪中的设计38-43
• 3.3.1 硬件介绍38-42
• 3.3.2 采集系统需求分析42-43
• 3.3.3 系统软件设计方案思路43
• 3.4 系统的软件实现43-53
• 3.4.1 初始化工作43-45
• 3.4.2 相机参数调节的设计与实现45-47
• 3.4.3 存储采集的图像47-48
• 3.4.4 高精度导行处理方法48-49
• 3.4.5 高精度导行系统测试结果与分析49-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 自动对焦系统的研究55-69
• 4.1 分析处理模块的研究55-64
• 4.1.1 清晰度评价56-63
• 4.1.2 分析结果63-64
• 4.2 控制驱动模块的研究64-67
• 4.2.1 对焦过程中的搜索方法64-66
• 4.2.2 硬件系统的搭建66-67
• 4.2.3 系统软件的设计与实现67
• 4.3 本章小结67-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 附录 攻读学位期间研究成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李桂苓,王楠楠,徐岩;数字运动图像清晰度及其测试[J];电子科技大学学报;2001年04期

2 李桂苓,李柏桦,王金健;数字图像清晰度[J];电视技术;1999年04期

3 李奇,冯华君,徐之海,边美娟,申溯,戴瑞春;数字图象清晰度评价函数研究[J];光子学报;2002年06期

4 ;On the Line Formation in Stellar Magnetized Atmospheres[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;2001年02期

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本文编号：554784