[發明專利]一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法、系統及計算機設備

有效

• 申請號: 202310648176.7
• 申請日: 2023-06-02
• 公開（公告）號: CN116385547B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 曹進;翟東升;皮曉宇;李語強
• 申請（專利權）人: 中國科學院云南天文臺
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/181;G06T7/64;G06T7/66;G06T5/00;G06T3/00
• 代理公司: 北京騰遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11608
• 代理人: 王清娟

1.一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、獲取主鏡面在若干個子鏡共相狀態下的點云數據Q，并對點云數據Q進行濾波處理；

S2、根據點云數據Q擬合出主鏡面在共相狀態下的若干第一條曲線，并根據若干條第一曲線構建標準曲線網格；

S3、獲取待檢測主鏡面在任意時段下的點云數據P，并對點云數據P進行濾波處理；

S4、根據點云數據P擬合出待檢測主鏡面的若干條第二曲線，并根據若干條第二曲線構建實際曲線網格；

S5、判斷與實際曲線網格中若干第二曲線相對應的第一曲線是否出現波動；

若是，則第二曲線上的子鏡出現位姿變化，隨后進入步驟S6；

若否，則結束并返回步驟S3；

S6、根據第二曲線上的波動定位出現位姿變化的子鏡在實際曲線網格中的所在位置。

2.根據權利要求1所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S2中，具體過程包括以下步驟：

S21、確定共相狀態下主鏡面的中心坐標，并將中心坐標所在的子鏡設為原點；

S22、以原點為起點，采用最小二乘法沿若干個子鏡之間所在的對接縫進行曲線擬合得到第一曲線；

S23、以二維坐標系的X、Y軸方向分別聯立若干個第一曲線構成標準曲線網格，并對標準曲線網格進行編號。

3.根據權利要求2所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S21中，具體過程包括以下步驟：

S211、建立二維坐標系，并將點云數據Q投影到二維平面得到主鏡面的平面點云；

S212、采用alpha?shapes算法在平面點云中提取主鏡面外輪廓的邊界點，并通過最小二乘法對邊界點進行擬合得到主鏡面的外輪廓線；

S213、建立外輪廓線的橢圓方程，并計算外輪廓線的均方差和；

S214、根據均方差和求解外輪廓線的中心坐標，即主鏡面的中心坐標。

4.根據權利要求2所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S23中，具體過程包括以下步驟：

S231、以主鏡面的中心坐標為原點，并設立以原點為圓心、直徑為R的圓O，令中心坐標所在的子鏡內切于圓O；

S232、中心坐標所在子鏡為中心，以二維坐標系的X、Y軸向分別聯立若干第一曲線相交，得到縱橫向分布的標準曲線網格；

S233、以圓O的圓心、半徑為依次設立多個圓環，，N為圓環的個數；

S234、對多個圓環進行依次編號，且以順時針方向對任一圓環所覆蓋的子鏡進行依次編號，編號形式為：，i表示圓環的編號，n表示在第i個圓環中子鏡的數量。

5.根據權利要求3所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S213中，橢圓方程的表達式為：

，上式中，B、C、D、E、F均表示橢圓方程中的參數；

均方差和的計算公式為：

，上式中，N為常數，表示橢圓方程的個數，為外輪廓線的中心坐標。

6.根據權利要求1所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S5中，判斷與實際曲線網格中若干第二曲線相對應的第一曲線是否出現波動，具體過程包括以下步驟：

S51、在若干第一曲線和第二曲線上分別選取交點作為波動點和波動點；

S52、計算第一曲線上所分布若干波動點的曲率；

S53、計算第二曲線上所分布若干波動點的曲率；

S54、判斷曲率相對于曲率是否出現變化；

若曲率等于曲率，則第二曲線未出現波動；

若曲率大于或小于曲率，則第二曲線出現波動。

7.根據權利要求6所述的天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，其特征在于，在步驟S52中，波動點的曲率的計算公式為：

，上式中，為弧的切線夾角，為弧的弧長。