一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]極軸望遠(yuǎn)鏡是一種用于將赤道儀赤經(jīng)軸與天極相對準(zhǔn)的設(shè)備，幾乎所有的赤道儀都裝備有此設(shè)備?，F(xiàn)有的天文望遠(yuǎn)鏡赤道儀的極軸望遠(yuǎn)鏡，都是光學(xué)極軸望遠(yuǎn)鏡。其原理是在極軸望遠(yuǎn)鏡目鏡前加裝了一個(gè)極軸分劃板。其中標(biāo)有極軸望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)中心，以及北極星的位置。因?yàn)楸睒O星并不是正好在北天極上，而是距離北天極有一個(gè)距離。因此在實(shí)際的極軸調(diào)校中，并不是簡單的將北極星放置于望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)中心。而是要放到極軸分劃板的北極星的位置。由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。導(dǎo)致在一年的不同日期和一天的不同時(shí)間，以及地球上的不同位置，以地平坐標(biāo)系為準(zhǔn)，北極星的相對于北極的方位是不同的。而且每一天其位置會(huì)繞著北天極旋轉(zhuǎn)一周。因此現(xiàn)有的技術(shù)需要根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間，日期以及所在的地理位置進(jìn)行計(jì)算，算出北極星相對于北天極的方位，然后將分劃板里面的北極星位置調(diào)節(jié)到這個(gè)方位，然后再調(diào)節(jié)赤道儀的水平軸和仰角，將實(shí)際的北極星放入分劃板里面的北極星位置。這個(gè)過程比較繁瑣和復(fù)雜，而且也無法非常精確的旋轉(zhuǎn)這個(gè)方位，導(dǎo)致極軸校準(zhǔn)存在一定的誤差。
[0003]現(xiàn)有的另外一種類似的方法是在極軸望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)中心周圍畫一個(gè)圈，在圈上標(biāo)上角度刻度，使用者通過軟件，根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間，日期以及所在地理位置進(jìn)行計(jì)算，算出北極星相對于北天極的方位，然后將調(diào)節(jié)赤道儀水平軸和仰角，將實(shí)際北極星放到這個(gè)圈上所對應(yīng)的角度上。這個(gè)方法也同樣存在繁瑣復(fù)雜，因角度刻度有限，無法精確放到目標(biāo)方位，同時(shí)還必須保持赤道儀整體水平。而保持水平一般是通過看水平泡實(shí)現(xiàn)的，精度也很低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡，包括:
[0006]望遠(yuǎn)鏡主體，所述望遠(yuǎn)鏡主體前部安裝有光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部設(shè)有電子傾角和地磁方位角測量電路、CMOS圖像傳感器與圖像傳輸電路，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部下方設(shè)有USB 口。
[0007]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述望遠(yuǎn)鏡主體后面均勻設(shè)有多個(gè)用于與赤道儀連接的螺紋孔。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果為:通過CMOS相機(jī)和一定焦距的光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭，實(shí)時(shí)拍攝北天極附近的圖像。在通過軟件的方法將圖像中的星點(diǎn)找出并且逐一識別。然后通過使用者調(diào)節(jié)赤道儀的水平軸和仰角，將這個(gè)位置移動(dòng)到圖像中，望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸所在的位置，從而實(shí)現(xiàn)了極軸的簡單而準(zhǔn)確的調(diào)校，可以不需要根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間，日期，地理位置來獲取北極星相對于北極的方位角度、也不需要在調(diào)校時(shí)要求赤道儀水平、不需要看水平泡實(shí)現(xiàn)保持水平，精度高。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡的剖視圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡后視圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡的流程框圖。
[0012]圖中:1、光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭；2、CMOS圖像傳感器；3、圖像傳輸電路；4、USB口 ；5、電子傾角和地磁方位角測量電路；6、螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡，包括:望遠(yuǎn)鏡主體，所述望遠(yuǎn)鏡主體前部安裝有光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭I，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部設(shè)有電子傾角和地磁方位角測量電路5、CM0S圖像傳感器2與圖像傳輸電路3，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部下方設(shè)有USB 口 4，所述望遠(yuǎn)鏡主體后面均勻設(shè)有多個(gè)用于與赤道儀連接的螺紋孔6。通過CMOS相機(jī)和一定焦距的光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭，實(shí)時(shí)拍攝北天極附近的圖像。通過軟件的方法將圖像中的星點(diǎn)找出并且逐一識別。通過識別出北天極附近的至少三顆已知的星，再根據(jù)北天極距離這三顆星的距離，將北天極的準(zhǔn)確位置在圖像中唯一的標(biāo)出。然后通過使用者調(diào)節(jié)赤道儀的水平軸和仰角，將這個(gè)位置移動(dòng)到圖像中，望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸所在的位置。從而實(shí)現(xiàn)了極軸的簡單而準(zhǔn)確的調(diào)校。由于北極星是恒星。相對于周圍的恒星，在短期內(nèi)(例如數(shù)十年內(nèi))，他們的相對位置是不變化的。因此本方法可以不需要根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間，日期，地理位置來獲取北極星相對于北極的方位角度。也不需要在調(diào)校時(shí)要求赤道儀水平。在圖像中找出望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸所在位置的方法，方法為通過多次旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，得到多張北天極附近天區(qū)的照片，通過星點(diǎn)識別的方法確定每一張照片里面的同一顆星，然后通過圓擬合的方法，獲得這顆星在這幾次旋轉(zhuǎn)中的圓心X和Y坐標(biāo)。這個(gè)圓心即為望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸在圖像中的位置。還可以包含一個(gè)由三軸加速度計(jì)，三軸地磁力傳感器和三軸重力傳感器組成的電子傾角和地磁方位角測量電路?？梢栽诔跗诮o出大致的赤道儀水平方位和仰角角度指示。
[0014]軟件包含三個(gè)按鈕，分別為對極軸；校準(zhǔn)光軸；退出軟件；軟件包含一個(gè)圖像顯示窗口和一個(gè)信息顯示窗口將電子極軸鏡安裝于赤道儀前方。按校準(zhǔn)光軸。軟件會(huì)開始拍攝若干幀圖像并且自動(dòng)進(jìn)行疊加。疊加完成以后，軟件會(huì)彈出窗口告知使用者旋轉(zhuǎn)赤經(jīng)一定角度，待用戶旋轉(zhuǎn)完畢以后點(diǎn)擊彈出窗口的確認(rèn)按鈕，軟件會(huì)再次拍攝若干張圖像并且自動(dòng)疊加。通過這兩張圖像星點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，軟件即可求得赤經(jīng)軸旋轉(zhuǎn)中心對應(yīng)在圖像中的位置。軟件會(huì)自動(dòng)記錄并且保存該位置在INI文件中，然后在圖像顯示窗口中畫出一個(gè)圓圈標(biāo)識。然后點(diǎn)擊對極軸按鈕，此時(shí)軟件會(huì)從電子極軸鏡中的多軸傳感器中獲取其地磁方位角和仰角。并在顯示窗口中顯示箭頭，指引用戶粗調(diào)北極和仰角到當(dāng)?shù)氐乩砭S度附近。然后會(huì)拍攝圖像進(jìn)行星點(diǎn)特征識別，從而識別出圖像中的三顆北天極附近的恒星。然后根據(jù)三顆恒星的位置計(jì)算出北天極的位置，并在該位置上畫上一個(gè)十字標(biāo)識。然后反復(fù)執(zhí)行上述循環(huán)，從而動(dòng)態(tài)的在圖像中標(biāo)識每一幀的北天極位置。在信息顯示窗口中也會(huì)顯示出赤經(jīng)軸旋轉(zhuǎn)中心和北天極位置的X和Y偏差然后用戶可以細(xì)調(diào)赤道儀的極軸，讓十字標(biāo)識和圓圈標(biāo)識相重合。X和Y偏差達(dá)到極小值。即實(shí)現(xiàn)了高精度的極軸對準(zhǔn)。校準(zhǔn)以后，點(diǎn)擊退出軟件即可。
[0015]硬件電路中可以但不必須包括一個(gè)由三軸加速度計(jì)，三軸地磁力傳感器和三軸重力傳感器組成的電子傾角和地磁方位角測量電路。該傳感器通過I2C總線與圖像傳輸電路相連。所述的圖像傳輸電路通過USB接口與上位機(jī)相連。上位機(jī)包括普通臺式計(jì)算機(jī)，筆記本電腦，或者給予ARM處理器的單板計(jì)算機(jī)。所述的軟件，包含一個(gè)快速實(shí)時(shí)的星點(diǎn)識別程序模塊，該模塊能求出所拍攝圖像中的任意一顆星在參考星圖中的對應(yīng)星，從而在所拍攝圖像中找出北極附近的三顆已知星。所述的軟件，還包括通過三顆已知特征星和已知北天極與他們的距離，在圖像中唯一確定北極點(diǎn)位置的北天極位置標(biāo)識模塊。所述的軟件，還包括通過識別在多次旋轉(zhuǎn)的多張圖像中同一星，通過其坐標(biāo)，利用圓的平面解析幾何方程，求解旋轉(zhuǎn)的圓心的模塊。
[0016]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，包括: 望遠(yuǎn)鏡主體，所述望遠(yuǎn)鏡主體前部安裝有光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭(I)，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部設(shè)有電子傾角和地磁方位角測量電路(5)、CM0S圖像傳感器(2)與圖像傳輸電路(3)，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部下方設(shè)有USB 口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子極軸望遠(yuǎn)鏡，其特征在于:所述望遠(yuǎn)鏡主體后面均勻設(shè)有多個(gè)用于與赤道儀連接的螺紋孔(6)。
【專利摘要】一種電子極軸望遠(yuǎn)鏡，望遠(yuǎn)鏡主體，望遠(yuǎn)鏡主體前部安裝有光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭，望遠(yuǎn)鏡主體后部設(shè)有電子傾角和地磁方位角測量電路、CMOS圖像傳感器與圖像傳輸電路，所述望遠(yuǎn)鏡主體后部下方設(shè)有USB口，望遠(yuǎn)鏡主體后面均勻設(shè)有多個(gè)用于與赤道儀連接的螺紋孔。通過CMOS相機(jī)和一定焦距的光學(xué)電子極軸望遠(yuǎn)鏡頭，實(shí)時(shí)拍攝北天極附近的圖像。在通過軟件的方法將圖像中的星點(diǎn)找出并且逐一識別。然后通過使用者調(diào)節(jié)赤道儀的水平軸和仰角，將這個(gè)位置移動(dòng)到圖像中，望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸所在的位置，從而實(shí)現(xiàn)了極軸的簡單而準(zhǔn)確的調(diào)校，可以不需要根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間，日期，地理位置來獲取北極星相對于北極的方位角度，也不需要在調(diào)校時(shí)要求赤道儀水平，不需要看水平泡實(shí)現(xiàn)保持水平，精度高。
【IPC分類】G02B27-30
【公開號】CN204269938
【申請?zhí)枴緾N201420766000
【發(fā)明人】邱虹云
【申請人】光速視覺（北京）科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月5日