[发明专利]一种自动天文观测系统及观测方法

权利要求书

1.一种自动天文观测系统，包括天文望远镜、驱动天文望远镜的寻星伺服电机、控制装置，其特征在于：与天文望远镜的镜头调节机构连接设有调焦伺服电机，所述天文望远镜上设有用于获取星空影像的CMOS传感器，所述控制装置包括控制芯片、陀螺仪、存储器和WIFI通信接口，所述控制芯片分别与CMOS传感器、陀螺仪、存储器和WIFI通信接口电连接，与所述控制装置配合，设有带有WIFI通信接口的手持设备，在所述控制装置中或者手持设备上设有GPS模块；

通过GPS模块获得当前位置的地理坐标和时间信息，由手持设备查询获得当前的星空图；手持设备发送欲观测星体的星图信息至控制装置；控制装置获取陀螺仪信息确定镜筒倾角；控制装置根据镜筒当前位置与指向欲观测星体的位置的偏差，控制寻星伺服电机动作，调节镜筒的水平方向位置和俯仰角，实现自动寻星；控制装置控制CMOS图像传感器，获取图像信号；图像信号经WIFI通信接口传输至手持设备；手持设备对图像进行处理，对于太阳系内的行星星体，以图像的高频分量信息的极大值为对焦目标，对于太阳系外的星体，以出现最大对比度为对焦目标，手持设备经WIFI通信接口发送调焦信息至控制装置，控制调焦伺服电机动作，实现自动对焦。

2.根据权利要求1所述的自动天文观测系统，其特征在于：所述控制芯片为现场可编程门阵列。

3.一种自动天文观测方法，其特征在于：采用自动天文观测系统实现，所述自动天文观测系统包括天文望远镜、驱动天文望远镜的寻星伺服电机、控制装置，与天文望远镜的镜头调节机构连接设有调焦伺服电机，所述天文望远镜上设有用于获取星空影像的CMOS传感器，所述控制装置包括控制芯片、陀螺仪、存储器和WIFI通信接口，所述控制芯片分别与CMOS传感器、陀螺仪、存储器和WIFI通信接口电连接，与所述控制装置配合，设有带有WIFI通信接口的手持设备，在所述控制装置中或者手持设备上设有GPS模块；

所述观测方法包括自动寻星、自动对焦和图片存储步骤；

所述自动寻星步骤包括：

通过GPS模块获得当前位置的地理坐标和时间信息，由手持设备查询获得当前的星空图；手持设备发送欲观测星体的星图信息至控制装置；控制装置获取陀螺仪信息确定镜筒倾角；控制装置根据镜筒当前位置与指向欲观测星体的位置的偏差，控制寻星伺服电机动作，调节镜筒的水平方向位置和俯仰角，实现自动寻星；

所述自动对焦步骤包括：

控制装置控制CMOS图像传感器，获取图像信号；图像信号经WIFI通信接口传输至手持设备；手持设备对图像进行处理，对于太阳系内的行星星体，以图像的高频分量信息的极大值为对焦目标，对于太阳系外的星体，以出现最大对比度为对焦目标，手持设备经WIFI通信接口发送调焦信息至控制装置，控制调焦伺服电机动作，实现自动对焦。

4.根据权利要求3所述的自动天文观测方法，其特征在于：对于太阳系内的行星星体，自动对焦的方法是：

(1)获取拍摄的图片，以P(i,j) 表示图片中点（i,j）的灰度值，其中i是1～m的整数，j是1～n的整数，m和n分别为图片的横向和纵向像素个数；

(2)对该图片进行基于最小均方算法（LMS）的自适应低通滤波，获得滤除了高频分量之后的图片 ；

(3)分别计算滤波前图片的能量和滤波后图片的能量；

(4)计算滤波后图片的能量损失，当取到最大值时对焦完成。