人造信標(biāo)彌補了自然信標(biāo)自適應(yīng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)天空覆蓋率不足的問題。相對于鈉信標(biāo)和瑞利信標(biāo)而言,激光照明信標(biāo)解決了這兩種信標(biāo)的聚焦非等暈性及整體傾斜探測問題,具有更好的性能。但是由于大氣湍流、噪聲以及系統(tǒng)自身裝配等因素的影響,激光照明信標(biāo)光將在波前傳感器上形成多噪聲彌散光斑,降低了波前探測質(zhì)心提取的精度。因此,研究如何提高激光照明信標(biāo)光斑的質(zhì)心提取精度具有重要的意義。首先,本文基于自適應(yīng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),從理論上介紹了鈉信標(biāo)和瑞利信標(biāo)的局限性,激光照明信標(biāo)相對于它們的優(yōu)勢。其次,本文介紹了夏克-哈特曼波前傳感器的工作原理,基于它分析了天光背景、CCD讀出噪聲、光子噪聲及背景暗電流等噪聲的產(chǎn)生原因,以及這些噪聲對光斑質(zhì)心提取的影響。然后,本文介紹了窗口法、減閾值法、窗口減閾值法及Top-hat形態(tài)學(xué)濾波等多種提高光斑質(zhì)心提取精度的方法及其原理。最后,本文詳細(xì)仿真了不同噪聲、不同信噪比及不同大氣相干長度下激光照明信標(biāo)光斑的質(zhì)心提取,對比分析了各方法的適用條件及精度。本文研究的重點是針對多噪聲彌散激光照明信標(biāo)光斑,分析哪一種質(zhì)心提取方法的精度最高,并提出一種新的質(zhì)心提取方法以提高質(zhì)心探測精度。為此...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)基本組成及其發(fā)展
        1.2.1 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)基本組成
        1.2.2 自適應(yīng)光學(xué)的發(fā)展
    1.3 人造信標(biāo)技術(shù)
        1.3.1 信標(biāo)技術(shù)的提出與人造信標(biāo)
        1.3.2 人造信標(biāo)在波前探測過程中的主要問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 本文的主要研究內(nèi)容
        1.4.2 本文的結(jié)構(gòu)安排
第2章 基于夏克-哈特曼波前傳感器的激光照明信標(biāo)質(zhì)心提取
    2.1 引言
    2.2 人造信標(biāo)
        2.2.1 鈉信標(biāo)和瑞利信標(biāo)
        2.2.2 鈉信標(biāo)和瑞利信標(biāo)的局限性
        2.2.3 激光照明信標(biāo)
    2.3 夏克-哈特曼波前傳感器
        2.3.1 夏克-哈特曼波前傳感器原理介紹
        2.3.2 影響夏克-哈特曼波前傳感器光斑圖像的噪聲
    2.4 理想光斑及各種噪聲對光斑圖像影響的仿真
        2.4.1 理想光斑仿真
        2.4.2 CCD讀出噪聲對光斑的影響
        2.4.3 光子噪聲對光斑的影響
        2.4.4 天光背景及暗電流等背景噪聲對光斑的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 提高質(zhì)心探測精度的方法概述
    3.1 引言
    3.2 質(zhì)心計算方法及影響質(zhì)心探測誤差的因素
    3.3 提高質(zhì)心探測精度的方法
        3.3.1 窗口法
        3.3.2 減閾值法
        3.3.3 加權(quán)質(zhì)心法
        3.3.4 Top-hat形態(tài)學(xué)濾波
        3.3.5 其他圖像處理方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 激光照明信標(biāo)光斑的質(zhì)心提取方法研究
    4.1 引言
    4.2 質(zhì)心提取方法的參數(shù)選取及實現(xiàn)
        4.2.1 窗口法參數(shù)選取及實現(xiàn)
        4.2.2 大津法參數(shù)選取及實現(xiàn)
        4.2.3 窗口減閾值法參數(shù)選取及實現(xiàn)
        4.2.4 Top-hat形態(tài)學(xué)濾波參數(shù)選取及實現(xiàn)
    4.3 激光照明信標(biāo)光斑
        4.3.1 激光照明信標(biāo)光斑的仿真
        4.3.2 光斑圖像信噪比
    4.4 仿真對比分析
        4.4.1 CCD讀出噪聲下光斑質(zhì)心提取
        4.4.2 光子噪聲下光斑質(zhì)心提取
        4.4.3 天光背景及暗電流噪聲下光斑質(zhì)心提取
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于Top-hat形態(tài)學(xué)濾波和窗口減閾值相結(jié)合的激光照明信標(biāo)質(zhì)心提取方法
    5.1 引言
    5.2 基于Top-hat形態(tài)學(xué)濾波和窗口減閾值相結(jié)合的質(zhì)心提取方法
    5.3 仿真精度對比分析
        5.3.1 單孔徑理想光斑質(zhì)心提取
        5.3.2 單孔徑彌散光斑質(zhì)心提取
        5.3.3 全孔徑彌散光斑質(zhì)心提取
    5.4 仿真適用性分析
    5.5 仿真實時性分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文的相關(guān)結(jié)論
    6.2 論文的創(chuàng)新性工作
    6.3 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3910879