一种全日面观测系统的实时自调焦方法

摘要

本发明涉及全日面望远镜观测系统的实时自调焦方法，我国太阳观测学科领域还没有一种能成功应用的自动调焦方法，而是凭借人眼和个体经验判断焦距及图像质量。本发明是首次太阳“边缘弥散度”自动调焦的方法发明。通过自动扫描一段焦面前后位置的全日面像计算出最佳焦距位置。本发明按数学模型逐一截取日面边缘精确点并构造集合，最小二乘拟合出日心坐标，再求解边缘点集到日心的方差，以此作为焦距评价参数。通过国家天文台怀柔太阳观测站多次实验验证，本发明成熟、稳定、精确，可以广泛应用于各类光球和色球全日面望远镜观测系统，适当修改后也可应用于包含部分日面边缘的观测系统。本发明尤其对空间卫星平台的全日面观测非常适用。

主权项

一种全日面观测系统的实时自调焦方法，其特征在于：提供一种太阳观测的焦面自准测量方法，利用其可精密测量离焦评价参量的方法，且无需对测量系统进行人为判断干预，该方法的步骤如下：1)将输入包含太阳边缘点的图像，根据太阳在CCD相机上的位置划分成9种不同可能的情况，如果存在例外情况，则采用的简化方法，忽略太阳的具体位置，直接用梯度类算子提取太阳边缘，建立可能的边缘点集合并跳过2)；2)在每一个太阳边缘点附近切割纵向和横向线段，根据太阳临边昏暗规律的曲线，逐一提取临边昏暗曲线上的反转点(inflexion point)，建立太阳边缘点集合；3)对点集{ψ₁(R，x_c，y_c，x₁，y₁)}进行矩阵建模X·A＝B、线性化、最小二乘拟合处理求解，约束方程如(1)所示；4)定义判焦参数dev，本发明将点集{ψ₁(R，x_c，y_c，x₁，y₁)}到拟合日心点(x_c，y_c)形成的所有距离的集合的均方差定义做判焦参数(即该距离集合的弥散度)；5)在焦平面前后按一定步长采像并同时按1)至4)过程获得dev，取最小值作为最佳焦距位置(可以不必拟合dev曲线)。