盲跟基础上的自动跟踪系统改造

Azz1 · 发表于 2020-8-18 11:17

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本帖最后由 Azz1 于 2020-8-18 11:33 编辑

最近花了一个月的时间大体完成了盲跟基础上的自动跟踪系统改造。原有的自制天文望远镜控制系统能够通过设定特定的赤经(RA)步进马达转速实现盲跟，在极轴不准的情况下跟踪一段时间会出现赤纬方向的偏移，需要手动控制赤纬(Dec)马达消除偏移。赤经方向的转速也不能做到精确设定跟踪，跟踪一段时间后会出现超前或滞后的现象。

ScreenShot (1).JPG

通过加入OpenCV图像处理库实现星点识别，外加一点高中解析几何初步实现了盲跟情况下的自动纠偏，目标是实现粗对极轴情况下的自动跟踪。主体思路如下：

跟踪前根据星点的运动轨迹从跟踪原点(X0,Y0)延星点运动方向勾画出实际的赤经运动矢量V
跟踪时主要按赤经马达选定的跟踪速度运转
此外定时计算星点相对赤经运动矢量V及跟踪原点的相对位置(赤纬偏移delta-Dec和赤经偏移delta-RA)来控制赤经赤纬马达的运动，实现自动纠偏。即根据delta-Dec的正负/大小确定赤纬马达的方向和步数，进行赤纬方向的微调，根据delta-RA的正负/大小确定赤经马达的快慢和步数，进行赤经方向的微调。

下图是推演公式，（X0,Y0）为跟踪原点，即上图中的"+"号；（X1,Y1）为矢量终点，在上图中为矢量尽头的小圈，上图中黄圈为要跟踪的星体，d为计算出的赤纬偏移delta-Dec，r为计算出的赤经偏移delta-RA。

下图为追踪仙女座星系核的跟踪记录，右上图表绿线为delta-RA变动记录，蓝线为delta-Dec变动记录：

树莓派NoIR摄像头中的仙女座大星云（Andromeda）星系核附近的单张照片，曝光8秒，ISO1600，GSkyer 130EQ 牛反。

项目源代码全部开源，可到 https://github.com/Azz1/projects.git 下载

桔红色的X · 发表于 2020-8-18 11:50

技术大咖，这个必须赞一下。

yzhzhang · 发表于 2020-8-18 13:22

赞一个，但是请问这不就是导星吗？

crddcrdd · 发表于 2020-8-18 13:37

这个要成熟后，写入芯片嵌入到赤道仪电路上，以后普通深空就不用手动导星了！

蝶梦 · 发表于 2020-8-18 15:56

yzhzhang 发表于 2020-8-18 13:22
赞一个，但是请问这不就是导星吗？

确实。导星也就是这个原理。

lanhan · 发表于 2020-8-18 17:27

不错啊

Azz1 · 发表于 2020-8-19 22:47

本帖最后由 Azz1 于 2020-8-20 00:24 编辑

蝶梦发表于 2020-8-18 15:56
确实。导星也就是这个原理。

是的，基于自身硬件情况下实现的导星。不知道我的方法和PHD2是否有区别？我采用的是一种简易方法，事先需要确定赤经方向矢量，而且不需要精确校对极轴。

bohotel · 发表于 2020-9-19 19:47

学习，学习

Azz1 · 发表于 2021-1-31 01:54

本帖最后由 Azz1 于 2021-1-31 10:41 编辑

最近新增了基于模式的星点辨认机制。原先只是默认用离跟踪原点最近的星点作为跟踪的星体，实测发现多星点的时候会发现跟踪星体跳转的问题。现加入一个算法对要跟踪的星体根据相对其他星体的相对位置（距离和相对跟踪矢量的角度）建立一个模式向量，每次取样后可将每一星点动态建立的模式向量和标准向量进行比较，以确认正确的跟踪星体。

Azz1 · 发表于 2021-2-1 02:05

本帖最后由 Azz1 于 2021-2-1 07:24 编辑

接近满月周围都是灯光下的M81,M82. Nikon D5300, 200mm焦距，f/5.6, DSS 100张叠加，单张曝光15秒

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[自制DIY] 盲跟基础上的自动跟踪系统改造

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