[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

本發明涉及光學鏡面共相檢測技術領域，解決了子鏡之間的動態拼接狀態易受環境影響而出現姿態微變現象的技術問題，尤其涉及一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法、系統及計算機設備，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。本發明能夠對子鏡之間動態拼接的姿態微變進行實時檢測，并能夠直接定位至子鏡出現姿態變化的具體位置，隨后可校正系統控制位移促動器做運動補償，使出現姿態微變的子鏡能夠根據共相標準進行快速調整自身的姿態，避免子鏡之間出現連續的微小起伏現象，從而保證光學鏡面的共相狀態。

技術領域

本發明涉及光學鏡面共相檢測技術領域，尤其涉及一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法、系統及計算機設備。

背景技術

在天文望遠鏡中，對于大口徑的光學鏡面而言，主要是通過校正若干個子鏡的位置實現主鏡面的面形保持，其原理是：將大的光學主鏡面分割成小的光學子鏡面，每個子鏡的背面安裝有位移促動器從而實現三個自由度運動，即子鏡沿自身法線的前后移動piston，子鏡沿自身平面內兩個軸的旋轉tip、tilt，由于光學鏡面受到重力和環境溫度變化等因素所引起的像質衰減，根據光學鏡面控制要求，需要通過位移促動器調整每一個子鏡的位姿，使所有子鏡的鏡面形成一個連續的大鏡面。

在現有技術中，如圖1所示的KECK天文望遠鏡光學鏡面空間排布，每塊子鏡的背面都有3個位移促動器，用于調節子鏡的傾斜和前后移動從而校正子鏡的拼接誤差，每個子鏡背面的位移促動器分布在正三角形的三個頂點，子鏡拼接的每條拼縫上裝有兩個邊緣傳感器，子鏡的位置發生變化時，邊緣傳感器與邊緣傳感器參考值的差值不再是零。根據邊緣傳感器的差值，由控制矩陣解算出所有的位移促動器應有的移動量，再由校正系統控制位移促動器做補償運動，使光學鏡面保持共相。

然而，在校正系統控制位移促動器做補償運動，使光學鏡面保持共相之后，由于子鏡的姿態在外界環境中容易受到不同程度的影響，例如重力、溫度、機械震動和風載都會對子鏡原先的姿態造成改變，在多個子鏡之間同步出現姿態微變時，此時的多個子鏡之間處于連續的微小起伏狀態，此時邊緣傳感器之間的差值仍舊為零，而該部分子鏡與剩余子鏡之間的相對狀態則已發生變化，光學鏡面此時的狀態則處于不共相狀態，從而引起子鏡之間的動態拼接誤差，并且不能實現高分辨力合成孔徑成像目的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法、系統及計算機設備，解決了子鏡之間的動態拼接狀態易受環境影響而出現姿態微變現象的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：一種天文望遠鏡主鏡面共相檢測方法，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。

進一步地，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；