傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)受大氣非等暈性的限制,只能在等暈區(qū)(角尺度10’’左右)校正大氣湍流的影響,達(dá)到接近望遠(yuǎn)鏡衍射極限的成像分辨力,無(wú)法滿足對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)(角尺度通常為1’²’)的高分辨力觀測(cè)要求。多層共軛自適應(yīng)光學(xué)(MultiConjugate Adaptive Optics,MCAO)對(duì)大氣湍流進(jìn)行三維波前探測(cè),獲取不同高度處大氣湍流引起的波前像差,控制位于強(qiáng)湍流層共軛位置的變形鏡,對(duì)波前畸變進(jìn)行分層校正,從而實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)高分辨力成像。太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)利用大視場(chǎng)相關(guān)夏克-哈特曼傳感器同時(shí)探測(cè)多個(gè)視線上的波前畸變,相比傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng),波前斜率計(jì)算量急劇增加。此外,太陽(yáng)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)工作在白天時(shí)段,大氣視寧度差,相比夜天文自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng),傳感器采樣頻率和系統(tǒng)帶寬更高,波前斜率計(jì)算的實(shí)時(shí)性要求也更高。因此,太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前斜率測(cè)量不僅要保證斜率計(jì)算的準(zhǔn)確性,還要滿足實(shí)時(shí)性。本文基于多核CPU硬件平臺(tái),針對(duì)大視場(chǎng)相關(guān)夏克-哈特曼傳感器圖像的特點(diǎn),在保證準(zhǔn)確率的前提下對(duì)波前斜率的計(jì)算方法進(jìn)行加速優(yōu)化。本文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:針對(duì)太陽(yáng)目標(biāo)的大視場(chǎng)相關(guān)夏...

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)及其原理
        1.2.1 傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)
        1.2.2 多層共軛自適應(yīng)光學(xué)
    1.3 太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)
        1.3.1 太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)發(fā)展概況
        1.3.2 太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)分析
    1.4 大視場(chǎng)相關(guān)夏克-哈特曼傳感器圖像波前斜率測(cè)量原理
        1.4.1 大視場(chǎng)相關(guān)夏克-哈特曼傳感器圖像
        1.4.2 波前斜率測(cè)量原理
        1.4.3 平臺(tái)選擇
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容及組織框架
第2章 太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)波前斜率測(cè)量方法
    2.1 空間域相關(guān)算法
        2.1.1 絕對(duì)差分算法
        2.1.2 歸一化互相關(guān)算法
    2.2 頻率域相關(guān)算法
        2.2.1 離散傅里葉變換
        2.2.2 相位相關(guān)算法及其原理
    2.3 亞像素精度插值
    2.4 本章小結(jié)
第3章 歸一化互相關(guān)算法計(jì)算量?jī)?yōu)化
    3.1 減小搜索區(qū)域
    3.2 分母部分計(jì)算量?jī)?yōu)化
    3.3 分子部分計(jì)算量?jī)?yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 相位相關(guān)算法計(jì)算量?jī)?yōu)化
    4.1 快速傅里葉變換
    4.2 FFT的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 倒位序的實(shí)現(xiàn)及其改進(jìn)
        4.2.2 蝶形運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)及其改進(jìn)
        4.2.3 FFTW3庫(kù)
    4.3 二維實(shí)序列的快速傅里葉變換
        4.3.1 實(shí)序列FFT
        4.3.2 二維離散矩陣FFT
    4.4 本章小結(jié)
第5章 多核CPU并行優(yōu)化
    5.1 多核CPU并行優(yōu)化概述
        5.1.1 線程級(jí)并行
        5.1.2 指令級(jí)并行
        5.1.3 數(shù)據(jù)級(jí)并行
    5.2 歸一化互相關(guān)算法并行優(yōu)化
    5.3 相位相關(guān)算法并行優(yōu)化
    5.4 程序設(shè)計(jì)優(yōu)化
        5.4.1 指針尋址
        5.4.2 消除偽共享
        5.4.3 分支優(yōu)化
    5.5 算法兼容性分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    6.1 仿真
    6.2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 本文主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3793114