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

1、LAMOST(Large Sky Area Multi-object Fiber Spectroscopy Telescope)——“大天區(qū)多目標(biāo)光纖光譜天文望遠鏡”是一臺兼?zhèn)浯笠晥龃罂趶降呐P式中星儀式斯密特天文望遠鏡。 根據(jù)總體設(shè)計，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對光纖進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之一。 按照工程的設(shè)計要求，其檢測精度需要達到20μ m以下，本文使用工業(yè)上常用的檢測器件CCD來對系統(tǒng)像面上的光點進行檢測，但是由于CCD本身的制造精度和鏡頭的徑向、切向畸變都會導(dǎo)致測量誤差，如何使CCD相機對光纖底部的光點位置進行準(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方面進行了

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位置的算法其提取精度能夠達到項目要求。對于目標(biāo)視場的標(biāo)定，針對小尺寸標(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)于物面光點坐標(biāo)x，y的四次多項式建立擬合方程求得像面光點的坐標(biāo)，并對物面、像面光點位置的誤差進行分析。 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，為此針對小系統(tǒng)的物面

4、特點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關(guān)鍵工位進行測量，并提出使用差分式四次擬合算法建立物象之間關(guān)系求得像面光點坐標(biāo)。并且實驗證明了測量工位的選取對標(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)計兩個個方面具體介紹了小焦面測試系統(tǒng)的實現(xiàn)。系統(tǒng)的設(shè)計基于模塊化的思想，在該定位測量系統(tǒng)上除了可以單獨地完成單元定位、圖像采集、數(shù)據(jù)處理的任務(wù)以外，還可以根據(jù)測