[发明专利]一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法

权利要求书

1.一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：该方法利用椭圆率模型对科学观测星图的视场星点PSF的测量，结合望远镜光学系统失焦调节仿真模拟过程，利用粒子群优化算法进行迭代求解，最终实现光学系统高精度焦点调整；所述方法包括如下步骤：

步骤1：拍摄天文图像；

步骤2：阈值法去噪；

步骤3：提取高信噪比非饱和星点信号，并记录星点灰度图像以及质心坐标作为目标采样数据；

步骤4：利用主成分分析法对提取星点信号进行灰度分布还原；

步骤5：利用椭圆率模型e1、e2、R分量对星点信号进行数值描述，作为目标函数；所述椭圆率模型采用KSB+模型，应用该模型，用e1、e2、R三个参数描述单个星点的椭圆率；

式中i＝1,2，j＝1,2，I(x,y)为单一视场星像点扩散函数灰度分布，

步骤6：随机生成光学系统元件失焦参数种子，并将当前失焦参数种子输入至当前失调望远镜光学系统的模型中，通过仿真获取当前失焦状态下步骤3中采样星点所在视场的点扩散函数，利用步骤5方法，得到仿真条件下椭圆率e1、e2、R分量，作为测试函数；

步骤7：根据实际所得目标函数与当前测试函数，计算当前优化评价函数值；

步骤8：判断所述当前优化评价函数值是否大于等于预设优化评价阈值；

步骤9：若所述当前优化评价函数值小于所述预设优化评价阈值，则将所述当前测试失焦参数种子设为目标参数，根据所述目标参数对光学系统焦点进行调整。

2.根据权利要求1中所述的一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：所述步骤1由科学CCD相机在望远镜观测时摄取。

3.根据权利要求1中所述的一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：所述步骤2采用双峰阈值法进行去噪，调低阈值，滤除大部分背景噪声并保留星像全部信息。

4.根据权利要求1中所述的一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：所述步骤3中提取天文图像中边缘星像，易于算法判断CCD调整方向，并在不同视场提取多颗星点，可用于检测CCD相机平面与焦面平行程度。

5.根据权利要求1中所述的一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：所述步骤7当前优化评价函数为目标函数与测试函数之差，公式如下：

var₁＝e₁；var₂＝e₂；var₃＝R

6.根据权利要求1中所述的一种基于星像椭圆率模型的望远镜高效精准调焦方法，其特征在于：所述步骤8当前优化评价函数值大于等于所述预设优化评价阈值，则根据群体智能优化算法迭代更新当前光学系统元件失焦参数种子，得到更新后的当前失焦参数种子，返回执行步骤6。