光电望远镜结构组成及原理解析
一、光电望远镜简介:
原理类似于CCD+望远镜,就是摄像望远镜。先照相,然后采用分析软件处理,可以分辨出人眼识别不了的细微变化。分析软件中包括一些计算机和图像处理等软件。例如通过在同帧视场内获得的目标与恒星相对位置图像,计算出目标的精确位置,并引导轴系定位测量电视跟踪;轴系定位测量电视系统主要是通过高精度的轴系定位,完成对目标的跟踪和高精度测量,其中的图像跟踪技术就属于图像处理技术。
二、光电望远镜组成部分:
光电望远镜的结构主要由跟踪架(跟踪机架、测角元件、伺服机构)天文定位电视测量系统(光学镜头、CCD摄像机、电视跟踪处理器)、轴系定位测量电视系统(光学镜头、CCD摄像机、电视跟踪处理器)、微机控制管理系统、操作控制台等部分组成。
(1)光学镜头:
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。
(2)电视跟踪处理器:
电视跟踪技术是指利用电视摄像机摄取场景的可见光图像,由图像处理和跟踪算法对所研究场景内的给定子图区域进行匹配和定位,以及由随动系统实现实时自动瞄准过程的技术。
(3)CCD摄像机:
CCD摄像机是电荷耦合器件(Charge Coupled Device)的简称,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像机元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
三、误差来源:
影响测量精度的因素可分为静态测量误差源和动态测量误差源两种。其中静态测量误差源主要有垂直轴倾斜误差、水平轴倾斜误差、照准轴误差、零位差、定向差、光学系统几何畸变失真引起的误差、蒙气差等;动态测量误差源是电视动态测量引起的动态误差和其他动态变形引起的误差,主要有仪器跟踪运动误差、CCD 脱靶量输出滞后误差、大气抖动引起的误差、视轴晃动误差和其他随机误差等。
四、光电望远镜的测量方程:
考虑误差项时目标在站址坐标系为【Sk】,SkZ,Sk3,11,通过坐标变换到像面坐标系Pk、,P。,Pk3,、]。其变换矩阵为[M],又因P行[o,o,o,I]T, 则可得测量方程式为: