基于CCD圖像處理的標(biāo)定方法和小系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).pdf

1、LAMOST(Large Sky Area Multi-object Fiber Spectroscopy Telescope)——“大天區(qū)多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡”是一臺(tái)兼?zhèn)浯笠晥龃罂趶降呐P式中星儀式斯密特天文望遠(yuǎn)鏡。 根據(jù)總體設(shè)計(jì)，要求在直徑為1.75米的焦面板上精確定位有約4000根光纖，如何使這4000根光纖準(zhǔn)確定位是關(guān)系到LAMOST星相準(zhǔn)確觀測的關(guān)鍵問題，使用CCD對(duì)光纖進(jìn)行定位是工程上常用的檢測方法，然而由于CCD

2、本身的制造誤差和相機(jī)鏡頭的成像畸變將導(dǎo)致成像誤差，如何消除CCD成像誤差是本文研究的重點(diǎn)之一。 按照工程的設(shè)計(jì)要求，其檢測精度需要達(dá)到20μ m以下，本文使用工業(yè)上常用的檢測器件CCD來對(duì)系統(tǒng)像面上的光點(diǎn)進(jìn)行檢測，但是由于CCD本身的制造精度和鏡頭的徑向、切向畸變都會(huì)導(dǎo)致測量誤差，如何使CCD相機(jī)對(duì)光纖底部的光點(diǎn)位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位是本論文的主要內(nèi)容之一。在關(guān)于LAMOST標(biāo)定方法的問題上本文主要從整體式和分離差分式兩個(gè)方面進(jìn)行了

3、研究。 作為標(biāo)定工作的數(shù)據(jù)前期處理，本文采用了工程上常用的重心法作為提取光點(diǎn)位置的算法其提取精度能夠達(dá)到項(xiàng)目要求。對(duì)于目標(biāo)視場的標(biāo)定，針對(duì)小尺寸標(biāo)定目標(biāo)(小于140mm×140mm)提出了四次曲面擬合的整體式標(biāo)定方法，即用關(guān)于物面光點(diǎn)坐標(biāo)x，y的四次多項(xiàng)式建立擬合方程求得像面光點(diǎn)的坐標(biāo)，并對(duì)物面、像面光點(diǎn)位置的誤差進(jìn)行分析。 由于LAMOST小系統(tǒng)的物面標(biāo)定范圍大大超出了整體式標(biāo)定方法能夠測量的范圍，為此針對(duì)小系統(tǒng)的物面

4、特點(diǎn)提出了分離式差分標(biāo)定方法，即使用小尺寸標(biāo)定靶在大物面的各個(gè)關(guān)鍵工位進(jìn)行測量，并提出使用差分式四次擬合算法建立物象之間關(guān)系求得像面光點(diǎn)坐標(biāo)。并且實(shí)驗(yàn)證明了測量工位的選取對(duì)標(biāo)定結(jié)果沒有影響和隨著標(biāo)定靶尺寸的減小最終的標(biāo)定殘差將隨之增大。 從小焦面系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)個(gè)方面具體介紹了小焦面測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于模塊化的思想，在該定位測量系統(tǒng)上除了可以單獨(dú)地完成單元定位、圖像采集、數(shù)據(jù)處理的任務(wù)以外，還可以根據(jù)測