本文選題：LAMOST + 光纖定位單元　； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：LAMOST(大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡)是一架我國科學(xué)家自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和研制的世界上光譜獲取率最高的反射施密特望遠(yuǎn)鏡。作為LAMOST關(guān)鍵性技術(shù)之一的并行可控的光纖定位技術(shù)也被應(yīng)用到BigBOSS國際項(xiàng)目中,這對(duì)我國來說既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。為了提高光纖定位單元的走位精度,完善攝像機(jī)測(cè)量標(biāo)定系統(tǒng),本文以提高精度為核心,分析標(biāo)定過程中涉及到定位精度的各個(gè)環(huán)節(jié),根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的改進(jìn)。主要完成的任務(wù)如下： 1.對(duì)多項(xiàng)式攝像機(jī)標(biāo)定模型在光纖定位單元標(biāo)定中的應(yīng)用做了深入研究。詳細(xì)的介紹了標(biāo)定模型中參數(shù)的選擇問題以及對(duì)應(yīng)參數(shù)取點(diǎn)多少才能達(dá)到標(biāo)定精度要求和取點(diǎn)方式等,通過走點(diǎn)實(shí)驗(yàn)得出,隨著光點(diǎn)數(shù)目的適量的增加,標(biāo)定精度也越來越高,要根據(jù)實(shí)際情況選擇采用20參數(shù)還是30參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)比2KCCD和4KCCD攝像機(jī)在采用相同的處理方式下對(duì)標(biāo)定精度的影響大小。 2.采用30參數(shù)對(duì)標(biāo)定靶光點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合研究多幅圖片的最佳處理方式。通過7種處理方式對(duì)攝像機(jī)拍攝的多幅圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行處理對(duì)比發(fā)現(xiàn),預(yù)處理時(shí)把連續(xù)拍攝的10幅圖片得到數(shù)據(jù)平均值一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算可以得到較小的誤差值,提高了標(biāo)定效率和標(biāo)定精度。 3.在傳統(tǒng)模型S曲線的基礎(chǔ)上對(duì)步進(jìn)電機(jī)加減速曲線進(jìn)行了優(yōu)化和設(shè)計(jì),提出了單個(gè)三次方程的S曲線的方法對(duì)步進(jìn)電機(jī)的升降速度進(jìn)行控制,該方法計(jì)算量小,方程式簡單。在被控對(duì)象的約束條件不同時(shí),只需靈活設(shè)置初始參數(shù)(啟動(dòng)頻率、穩(wěn)定頻率、加速時(shí)間)便可獲得相應(yīng)曲線,等脈沖間隔方式對(duì)曲線離散,并使用牛頓迭代法精確求出頻率大小。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)得到一個(gè)最優(yōu)結(jié)果,最終求得的頻率組可使得步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的過沖量大、穩(wěn)定性差、噪音大等現(xiàn)象得到抑制。 4.模擬了高密度子節(jié)點(diǎn)通訊時(shí)Zigbee的通訊性能。通訊問題的產(chǎn)生不僅與所寫的通訊程序有關(guān),與Zigbee的規(guī)范問題也相關(guān),隨著Zigbee的持續(xù)發(fā)展和市場(chǎng)需求的增長以及對(duì)通訊程序編寫的規(guī)范化使問題得到了改善。
[Abstract]:LAMOST (large Sky area Multitarget Optical Fiber Spectral Telescope) is a reflective Schmitt telescope which is designed and developed by Chinese scientists and has the highest spectral acquisition rate in the world. As one of the key technologies of LAMOST, the parallel and controllable optical fiber positioning technology is also applied to Bigboss international project, which is both an opportunity and a challenge for our country. In order to improve the positioning accuracy of the optical fiber positioning unit and improve the camera measurement and calibration system, this paper analyzes all aspects of the positioning accuracy involved in the calibration process, and makes corresponding improvements according to the actual situation. The main tasks are as follows: 1. The application of polynomial camera calibration model in optical fiber positioning unit calibration is studied. This paper introduces in detail the selection of parameters in calibration model and how many points of corresponding parameters can reach the calibration accuracy and how many points can reach the calibration accuracy. Through the walking point experiment, it is concluded that with the increase of the number of light points, the calibration accuracy becomes higher and higher. Choose 20 parameters or 30 parameters to calibrate according to the actual situation. The effect of 2 K CCD and 4 K CCD camera on calibration accuracy is compared in the same processing mode. 2. 2. The optimal processing method of multiple images was studied by polynomial fitting of the calibration targets with 30 parameters. By comparing and analyzing the image data taken by the camera in 7 kinds of processing methods, it is found that the average value of a group of data can be obtained by calculating the average data set of 10 pictures taken continuously during the preprocessing, and the error value can be obtained. The calibration efficiency and precision are improved. 3. Based on the traditional model S curve, the acceleration and deceleration curve of step motor is optimized and designed, and the method of S curve of single cubic equation is proposed to control the speed of step motor. The calculation of this method is small and the equation is simple. When the constraint conditions of the controlled object are different, the corresponding curves can be obtained by setting the initial parameters (starting frequency, stable frequency, acceleration time) flexibly, and the curves are discretized in equal pulse intervals. And the Newton iteration method is used to calculate the frequency accurately. After repeated experiments, an optimal result is obtained, and the frequency group obtained finally can restrain the phenomena of excessive impulse, poor stability and high noise produced by the stepping motor in operation. 4. The communication performance of Zigbee during high density sub-node communication is simulated. The problem of communication is not only related to the written communication program, but also to the specification of Zigbee. With the continuous development of Zigbee and the growth of market demand, the problem is improved with the standardization of communication program.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH751;TP273

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本文編號(hào)：1994649