大尺度范圍內(nèi)視覺測量技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-07-26 22:21

【摘要】：大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope，簡稱LAMOST)是由中國科學(xué)院建設(shè)的國家九五大科學(xué)工程之一。LAMOST是一架橫臥南北方向的中星儀式反射施密特望遠鏡。在LAMOST光纖定位系統(tǒng)中，對光纖端部位置的檢測是光纖定位系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題之一。需要檢測裝置對光纖端部的幾何位置進行檢測，以檢驗光纖的定位精度。在光纖定位單元研制過程中，搭建了光纖端部位置檢測裝置。在對光纖端部的檢測中，三坐標測量機、萬能工具顯微鏡測量等傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足高精度、非接觸、快速檢測要求。為此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機械與精密儀器系邢曉正教授，結(jié)合他所設(shè)計的并行可控式雙回轉(zhuǎn)光纖定位方案，設(shè)計了基于面陣CCD攝像機的視覺測量系統(tǒng)，用于對定位單元上的光纖位置進行非接觸、快速檢測。這一檢測方案已經(jīng)成功地應(yīng)用于中間試驗系統(tǒng)，中間試驗系統(tǒng)已經(jīng)于2003年10月順利通過了LAMOST工程指揮部組織的專家組的驗收。在中間試驗系統(tǒng)光纖位置檢測裝置的基礎(chǔ)上，針對目前正在進行的小焦面系統(tǒng)，我們提出了基于多個分離式標定靶的差分坐標標定方法，用于對LAMOST小焦面系統(tǒng)中大視場視覺測量系統(tǒng)的攝像機標定。在2006年8月30日，LAMOST工程指揮部領(lǐng)導(dǎo)對大視場內(nèi)攝像機的差分標定方法進行了檢查，對這一差分標定方法給予認可。本文作者作為LAMOST光纖定位研制組的主要成員之一，始終負責光纖端部位置的檢測工作，主要完成了如下工作內(nèi)容： 1．首先搭建了基于面陣CCD攝像機的光纖端部位置檢測裝置。研究了目
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH751
【圖文】：

焦面,天體光譜,光譜儀,施密特改正板

圖1一1LAMOST的總體構(gòu)造LAMOST在結(jié)構(gòu)上由三部分組成:反射施密特改正板MA，球面主鏡M焦面。在觀測過程中，天體的光經(jīng)MA反射到MB，再經(jīng)MB反射后成像在直1.75米的焦面上。焦面上放置有4000根光纖，由光纖將天體的光分別傳輸面下面的光譜儀房內(nèi)的15臺光譜儀的狹縫上，然后通過光譜儀后端的高靈CCD探測器獲得4000個天體光譜。望遠鏡收集來自天體的微弱輻射，成像在焦面上，然后通過焦面儀器進光、探測和記錄。焦面儀器是LAMOST直接獲取天體光譜信息的部分，和

視覺測量,圖像獲取

特殊應(yīng)用場合，156、’7]。本節(jié)主要介紹視覺測量系統(tǒng)的硬件組成。固定式視覺測量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2一1所示。圖2一1通用的視覺測量系統(tǒng)的構(gòu)成互2.1.1圖像獲取單元圖像的獲取實際上是將被測物體的可視化圖像和內(nèi)在特征轉(zhuǎn)換成能被計算機處理的數(shù)據(jù)，它直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。一般利用光源、光學(xué)系統(tǒng)、攝像機、圖像處理單元(或圖像采集卡)獲取被測物體的圖像。圖像獲取單元包括照明光源、光學(xué)成像系統(tǒng)、攝像機、圖像采集卡。.照明光源光源是影響視覺測量系統(tǒng)輸入的重要因素，因為它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的視覺測量系統(tǒng)照明設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達到最佳效果。

光強分布,位置檢測裝置,定位單元,光纖