[发明专利]基于能量分布判决的自适应光学系统智能控制方法

说明书

本发明公开了一种基于能量分布判决的自适应光学系统智能控制方法，该方法的基本思路是：首先，通过实验测得哈特曼阵列透镜对应权重矩阵B；然后，对观测结果在哈特曼阵列透镜各个子孔径中所成光斑进行能量二值化，得到0/1矩阵A；最后，根据C＝Sum(A.B)>T进行哈特曼阵列透镜全孔径能量分布判决，根据判决结果给自适应光学系统发送是否闭环命令。该方法提出了一种控制自适应光学系统自动开环闭环的智能控制方法，相对于传统的自适应光学系统，该方法的引入减少了系统的人力投入，对于自适应光学系统的自动化、智能化运行有很大帮助。

技术领域

本发明涉及自适应光学智能控制的技术领域，具体涉及一种基于能量分布判决的自适应光学系统智能控制方法，主要用于在无需人员参与的情况下，控制自适应光学系统进行自动开环和闭环。

背景技术

自适应光学系统通过对波前畸变实时的检测、控制和校正，使光学系统具有自动适应外界条件变化、始终保持良好工作状态的能力。自适应光学系统由波前传感器、波前控制器和波前校正器三部分组成，目前，大多数自适应光学系统通常采用夏克-哈特曼波前传感器进行波前探测。哈特曼波前传感器实时探测出波前畸变，此信号经波波前控制器处理后产生出控制信号加到波前控制器上，产生与所探测到的波前畸变大小相等，符号相反的波前校正量，使光波波前由于受到动态干扰而产生的畸变得到实时补偿，从而提高成像质量。

大型地基天文望远镜使用自适应光学系统以提高到其成像分辨力。一方面，当望远镜系统对暗弱目标观察时，将会出现哈特曼传感器较多子孔径缺光的情况，此时需要人为对自适应光学系统能否正常闭环进行判断，并人工控制其闭环。另一方面，在自适应光学系统运行过程中，当探测目标由于轨道高度变化而出现能量变化时，需要人为判断系统状态并人工控制其开环。由于自适应光学系统无法自动运行，往往需要实验人员实时的观测图像来控制该系统何时闭环，何时开环。基于这样的前提，本文提出了一种基于能量分布判决的自适应光学智能控制技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服自适应光学系统开环闭环需要人工干预的不足，提出了一种基于能量分布判决的自适应光学系统智能控制方法，事先实验测得哈特曼阵列透镜对应的权重矩阵，然后对观测结果在哈特曼阵列透镜各个子孔径中所成光斑进行检测得到能量二值化矩阵，通过将能量二值化矩阵和权重矩阵的点乘结果求和与阈值的比较来决定是否向自适应光学系统发送闭环命令。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于能量分布判决的自适应光学系统智能控制方法该方法的步骤是：首先，通过实验测得哈特曼阵列透镜对应权重矩阵B；然后，对观测结果在哈特曼阵列透镜各个子孔径中所成光斑进行能量二值化，得到0/1矩阵A；最后，根据C＝Sum(A.B)>T进行哈特曼阵列透镜全孔径能量分布判决，其中，A为光斑二值化矩阵，B为实验测得哈特曼阵列透镜权重矩阵，T为实验测得的阈值，根据判决结果给自适应光学系统发送是否闭环命令。

其中，通过实验测得哈特曼阵列透镜对应权重矩阵B，其中每一个元素都反应对应的子孔径对观测结果后期闭环效果的影响程度，实验可知，子孔径缺光对闭环效果的影响程度跟子孔径到阵列透镜中心的距离相关，这里权重矩阵的值将会由中心到四周依次递减。