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[DIY咨询] 自制傻瓜式导星的想法

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kwdx2 发表于 2015-2-16 15:42 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–吉林–长春 电信

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本帖最后由 kwdx2 于 2015-2-16 16:29 编辑

     想做一款非常简便的导星设备加软件。不用设置任何参数，只要摄像头连接到电脑，软件读取图像后，用户只要在画面里选择要导星的星星或区域就可以做导星。系统参数可以根据头开始误差修正的过程进行判断，所以参数不用设置，而且也不用对极轴。实际上比起导星更接近小目标检测跟踪。这部分是我们实验室的一个研究方向，可以和天文导星相结合做比较有意思的事情。这样做务必是大刀小用，不过也算是验证功能的好方法。说不定能做成产品也说不定。大部分投入基本在软件上，打算用VC或干脆用MATLAB GUI实现也行。到此作为中间研究成果，软件可以向大家开放，之后打算把软件和电机驱动都集成起来做成一个检测跟踪盒子。
   想法还不成熟，想向大家征求下还有没有别的好方法或还有什么别的功能可以集成起来提高可用性。

导星.jpg
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购买望远镜就在牧夫天文商城
bg3hb 发表于 2015-2-16 16:12 | 显示全部楼层 来自： 中国–内蒙古–呼和浩特 电信
这样的话，个人认为“非常简便的导星设备和软件“可以实现，使用功能强大的DSP+软件，量产后造价也不是太高。但是不对极轴，跟踪装置可能比现有赤道仪要复杂，要解决场旋问题还得增加一轴。

点评

kwdx2
谢谢！确实是把最关键的问题提出来了，如果用两颗星或三颗星同时作为导星依据会不会有改善呢？不过即使这样能解决问题，使用的时候在能见度不高的时候不一定能找到合适的星。还是得仔细考虑啊。  详情 回复 发表于 2015-2-16 16:40
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成都巽风 发表于 2015-2-16 16:18 | 显示全部楼层 来自： 中国–四川–成都 电信
根据顶楼的描述，实际上现在的导星软件都可以实现。实际上对不对极轴并不是导星的关键，关键在于是目视还是拍摄，拍摄的话，极轴越好，场旋的问题就不存在。
检测跟踪就是像素位移的计算，反馈给两个电机信号，实际上控制是比较简单的。对于天体而言，则要考虑包括大气等因素干扰，所以算法对最终结果也是有很大影响的。因为星体成像的时候要受到冷热空气波动，到底是运动修正还是不做更多的动作，需要软件判断。

点评

kwdx2
对，主要还是考验软件的能力。主要做这个的意义有两个：做一个电脑控制的带导星的电跟，这个我看坛里已经有人自己改造过也有成品，就不提了。比较有意义的就是可以用普通的摄像头接电脑也可以轻松做导星，USB连接电  详情 回复 发表于 2015-2-16 16:50
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-16 16:40 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
bg3hb 发表于 2015-2-16 16:12
这样的话，个人认为“非常简便的导星设备和软件“可以实现，使用功能强大的DSP+软件，量产后造价也不是太高 ...

谢谢！确实是把最关键的问题提出来了，如果用两颗星或三颗星同时作为导星依据会不会有改善呢？不过即使这样能解决问题，使用的时候在能见度不高的时候不一定能找到合适的星。还是得仔细考虑啊。
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-16 16:50 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
成都巽风 发表于 2015-2-16 16:18
根据顶楼的描述，实际上现在的导星软件都可以实现。实际上对不对极轴并不是导星的关键，关键在于是目视还是 ...

对，主要还是考验软件的能力。主要做这个的意义有两个：做一个电脑控制的带导星的电跟，这个我看坛里已经有人自己改造过也有成品，就不提了。比较有意义的就是可以用普通的摄像头接电脑也可以轻松做导星，USB连接电跟驱动盒做电机控制。第二个就是研究最适合实际应用的软件，因为星体运动是可以靠建立的运动模型很好地预知，所以包括风吹或其他干扰还是可以做到比较合理的处理。当然做好这一点也是相当不容易。我突然有个想法就是，可以结合目镜做的自动对焦。就是驱动三个电机，两个驱动赤道仪，一个控制目镜座自动对焦。忍不住要赶紧放手去干了。呵呵。

点评

我全身发烫
目镜对焦会很难做吧，景深变化不大的话，可以不予考虑的，倒是照度不足条件下，CCD或CM0S取样能力或成为短板  详情 回复 发表于 2015-2-16 21:48
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成都巽风 发表于 2015-2-16 17:44 | 显示全部楼层 来自： 中国–四川–成都 电信
我觉得楼主可以好好研究一下ASCOM，您所要的功能，这儿协议平台均已经提供……

点评

kwdx2
了解过，确实有的。我最终目的是为了做检测跟踪平台，中间经过这个阶段，实际检测跟踪中对电机控制的稳定性和控制要求要高很多，。而且也是很好的一个验证平台，说不定电跟的平台可以和软件打包一起作为一个东西，做  详情 回复 发表于 2015-2-16 19:30
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小白兔 发表于 2015-2-16 18:03 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 电信/星缘新动力科技有限公司电信节点
已经有现成的了，diy的成本比买现成的都高
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wuyc 发表于 2015-2-16 18:37 来自手机 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–苏州 电信
其实我也有这种想法，我的想法是这样的，要两个步进电机，两个单片机分别控制两个步进电机，两个usb转串口或者并口的isp下载线提供给单片机下载程序，再有是一个pc上的程序，可以实时更新单片机程序驱动步进机，图像处理跟踪的我倒是觉得不难，只要用正确的算法就行，现在我的瓶颈是，不知道怎么用自己的程序通过usb给单片机更新下载程序。

点评

kwdx2
单片机的程序肯定是要预先固化好的，老是在线烧就体验很差了。这部分倒是很简单。检测跟踪程序和算法确实是难点，包括卡尔曼滤波、PID控制算法还有很多算法都是要实际测试不断修正才行。每种物体、不同传感器下判别  详情 回复 发表于 2015-2-16 19:34
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-16 19:30 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
成都巽风 发表于 2015-2-16 17:44
我觉得楼主可以好好研究一下ASCOM，您所要的功能，这儿协议平台均已经提供…… ...

了解过，确实有的。我最终目的是为了做检测跟踪平台，中间经过这个阶段，实际检测跟踪中对电机控制的稳定性和控制要求要高很多，。而且也是很好的一个验证平台，说不定电跟的平台可以和软件打包一起作为一个东西，做成产品。谢谢高人指点。
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-16 19:34 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
wuyc 发表于 2015-2-16 18:37
其实我也有这种想法，我的想法是这样的，要两个步进电机，两个单片机分别控制两个步进电机，两个usb转串口 ...

单片机的程序肯定是要预先固化好的，老是在线烧就体验很差了。这部分倒是很简单。检测跟踪程序和算法确实是难点，包括卡尔曼滤波、PID控制算法还有很多算法都是要实际测试不断修正才行。每种物体、不同传感器下判别参数都会改变，不过单一背景下的星点跟踪确实较简单。不过做得稳定性好也是很不简单的。

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wuyc
兄台能说下要怎么做吗？不算软件部分的话。  详情 回复 发表于 2015-2-16 21:59
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我全身发烫 发表于 2015-2-16 20:34 来自手机 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖北 移动/数据上网公共出口
作为目视党，沒有光机电底子，疑问却多：参考现实卡片相机普遍具备的移动目标(比如人脸)跟踪追焦功能，而将跟踪模式加以变化，由目标可自由逸出视场转换为目标选定后不逸出视场，望远镜双轴移动跟踪的软件，有现行实用版本没有，代价几何？另，低照度下将监视交人眼承担，通过头部俯仰左右带动goto，查找或稳定目标，使不脱离视场，实现起来难在哪里，谐波传动较之齿轮传动有优势吗？坐等高手解惑！

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我全身发烫
这几天回乡下过年，一大收获是繁星满天，银河灿烂，叫人看得透不过气来；并经常有飞机掠过，同时看到4，5架，巡航状态拉烟的，上升下降不拉烟的，川流不息，就是太快了，所以有以上疑问，嘿嘿  详情 回复 发表于 2015-2-16 20:46
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我全身发烫 发表于 2015-2-16 20:46 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖北 移动/数据上网公共出口
我全身发烫 发表于 2015-2-16 20:34
作为目视党，沒有光机电底子，疑问却多：参考现实卡片相机普遍具备的移动目标(比如人脸)跟踪追焦功能，而将 ...

这几天回乡下过年，一大收获是繁星满天，银河灿烂，叫人看得透不过气来；并经常有飞机掠过，同时看到4，5架，巡航状态拉烟的，上升下降不拉烟的，川流不息，就是太快了，所以有以上疑问，嘿嘿
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诡域谛听 发表于 2015-2-16 21:39 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
跟踪不是问题，现在的导星也能实现，就是场旋有点蛋疼啊
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liupeng134 发表于 2015-2-16 21:43 | 显示全部楼层 来自： 中国–内蒙古–呼伦贝尔 电信
这种方式的导星 对于机械的自动化程度要求很高
不对极轴的话 大幅度的机械调整 会带来相应的画面抖动的

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kwdx2
没错，能满足这种制动力，精度和速度都能达到的二维云台，能替代赤道仪的，我查了下价格。需要5000左右至少。抖动跟控制算法还是有很大关系的。  详情 回复 发表于 2015-2-17 16:04
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我全身发烫 发表于 2015-2-16 21:48 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖北 移动/数据上网公共出口
kwdx2 发表于 2015-2-16 16:50
对，主要还是考验软件的能力。主要做这个的意义有两个：做一个电脑控制的带导星的电跟，这个我看坛里已经 ...

目镜对焦会很难做吧，景深变化不大的话，可以不予考虑的，倒是照度不足条件下，CCD或CM0S取样能力或成为短板
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wuyc 发表于 2015-2-16 21:59 来自手机 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–苏州 电信
kwdx2 发表于 2015-2-16 19:34
单片机的程序肯定是要预先固化好的，老是在线烧就体验很差了。这部分倒是很简单。检测跟踪程序和算法确实 ...

兄台能说下要怎么做吗？不算软件部分的话。

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kwdx2
我是专业学电子工程方面的设计的，所以这部分做起来比较得心应手。成本低一点就是单片机控制。电脑发指令用USB口，有的单片机可直接接受USB的差分信号，接不了的加驱动转换。电机驱动用运放驱动或用专门的驱动芯片也  详情 回复 发表于 2015-2-17 15:59
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-17 15:59 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
wuyc 发表于 2015-2-16 21:59
兄台能说下要怎么做吗？不算软件部分的话。

我是专业学电子工程方面的设计的，所以这部分做起来比较得心应手。成本低一点就是单片机控制。电脑发指令用USB口，有的单片机可直接接受USB的差分信号，接不了的加驱动转换。电机驱动用运放驱动或用专门的驱动芯片也行。单片机靠调节输出PWM占空比实现速度控制。 电脑下先把速度值算好传给单片机，单片机只负责输出就行。下载程序肯定是用JTAG链固化就行。
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 楼主| kwdx2 发表于 2015-2-17 16:04 | 显示全部楼层 来自： 中国–吉林–长春 电信
liupeng134 发表于 2015-2-16 21:43
这种方式的导星 对于机械的自动化程度要求很高
不对极轴的话 大幅度的机械调整 会带来相应的画面抖动的 ...

没错，能满足这种制动力，精度和速度都能达到的二维云台，能替代赤道仪的，我查了下价格。需要5000左右至少。抖动跟控制算法还是有很大关系的。

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liupeng134
嗯 期待兄弟有所突破  详情 回复 发表于 2015-2-17 22:04
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liupeng134 发表于 2015-2-17 22:04 | 显示全部楼层 来自： 中国–内蒙古–呼伦贝尔–海拉尔区 电信
kwdx2 发表于 2015-2-17 16:04
没错，能满足这种制动力，精度和速度都能达到的二维云台，能替代赤道仪的，我查了下价格。需要5000左右至 ...

嗯 期待兄弟有所突破
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