[发明专利]大视场主动光学望远镜的波前传感方法、装置、及系统

权利要求书

1.一种大视场主动光学望远镜的波前传感方法，其特征在于，包括：

利用DONUT快速算法计算望远镜的焦平面离焦图像中各星点的低阶波前信息；所述焦平面离焦图像为图像传感器在望远镜视场边缘移动过程中、且处于长曝光和初始离焦量状态下采集；

若各星点的低阶波前像差不连续，则根据预设调节幅度生成离焦量调节指令；

当检测所述望远镜按照所述调节幅度在所述初始离焦量的基础上自动增加离焦量，发送重新采集焦平面离焦图像的指令；

根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息；

其中，所述根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息包括：

若所述望远镜的工作模式为快速低阶模式，则将各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像的各星点的低阶波前信息作为所述望远镜的波前信息；

若所述望远镜的工作模式为慢速高阶模式，则发送在与所述焦平面离焦图像的成像位置相对称的离焦位置进行成像的指令，以得到对称离焦图像；所述对称离焦图像为所述图像传感处于长曝光状态下所采集；利用泊松方程计算所述对称离焦图像得到高阶波前信息，将所述高阶波前信息作为所述望远镜的波前信息。

2.根据权利要求1所述的大视场主动光学望远镜的波前传感方法，其特征在于，所述调节幅度为离焦量调节执行机构的最小步长或最小分辨率。

3.根据权利要求1或2所述的大视场主动光学望远镜的波前传感方法，其特征在于，所述图像传感器采集所述焦平面离焦图像的曝光时间不小于第一曝光时间，所述第一曝光时间根据第一公式计算所得，所述第一公式为：

式中，T₀为所述第一曝光时间，γ_0-cam为所述图像传感器处的大气相关长度，v为风速。

4.根据权利要求3所述的大视场主动光学望远镜的波前传感方法，其特征在于，所述根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息之后，还包括：

根据所述焦平面离焦图像中各星点的形状计算所述图像传感器的靶面倾斜误差；

判断所述靶面倾斜误差和所述图像传感器的靶面平移误差的差值是否不小于预设误差阈值；

若是，则得到的所述望远镜的波前信息无效，并发送重新探测所述望远镜波前信息的指令。

5.一种大视场主动光学望远镜的波前传感装置，其特征在于，包括：

图像信息计算模块，用于利用DONUT快速算法计算望远镜的焦平面离焦图像中各星点的低阶波前信息；所述焦平面离焦图像为图像传感器在望远镜视场边缘移动过程中、且处于长曝光和初始离焦量状态下采集；

信息统计模块，用于统计各星点的低阶波前像差；

离焦量自适应调节模块，用于若各星点的低阶波前像差不连续，根据预设调节幅度生成离焦量调节指令，以按照所述调节幅度在所述初始离焦量的基础上自动增加离焦量；

图像采集模块，用于当检测所述望远镜按照所述调节幅度在所述初始离焦量的基础上自动增加离焦量，发送重新采集焦平面离焦图像的指令；

波前信息解算模块，用于根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息；其中，所述波前信息解算模块包括：

低阶波前信息计算子模块，用于若所述望远镜的工作模式为快速低阶模式，则将各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像的各星点的低阶波前信息作为所述望远镜的波前信息；

高阶波前信息计算子模块，用于若所述望远镜的工作模式为慢速高阶模式，则发送在与所述焦平面离焦图像的成像位置相对称的离焦位置进行成像的指令，以得到对称离焦图像；所述对称离焦图像为图像传感处于长曝光状态下所采集；利用泊松方程计算所述对称离焦图像得到高阶波前信息，将所述高阶波前信息作为望远镜的波前信息。

6.一种大视场主动光学望远镜的波前传感设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述大视场主动光学望远镜的波前传感方法的步骤。