專利名稱：具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可自動追蹤天體的天文觀測裝置，特別涉及一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置。
背景技術(shù)：
業(yè)余級別的赤道儀式望遠鏡托架在應(yīng)用于天文攝影時，通常并不能實現(xiàn)完美的天體追蹤功能，這是由于機械制造工藝的不足，使得此類望遠鏡托架中的傳動齒輪、渦輪和蝸桿等組件的輪廓線不能達到理論設(shè)計的精度，進而導(dǎo)致赤道儀在追蹤天體時，赤經(jīng)軸的運轉(zhuǎn)速度與地球的自轉(zhuǎn)速度總是不能保持一致，而是周期性的超前和落后，造成天文攝影圖片的圖像品質(zhì)大幅降低。為了解決上述問題，人們發(fā)展出一種被稱為自動導(dǎo)星器的裝置，該裝置包括一個影像傳感器以及與之連接的微處理器或計算機控制系統(tǒng)(包含軟件和硬件)，其可以連接到一個望遠鏡上，并通過影像傳感器捕捉天空中一顆恒星的影像，然后通過比較恒星的影像在傳感器的像素矩陣上的位移，檢測到赤道儀在追蹤天體時出現(xiàn)的誤差，而后向赤道儀發(fā)送控制信號，修正赤道儀的運轉(zhuǎn)速度，消除赤道儀的追蹤誤差。目前常用的自動導(dǎo)星器主要為獨立型的自動導(dǎo)星器和組合型的自
動導(dǎo)星裝置，其中，獨立型的自動導(dǎo)星器(典型產(chǎn)品如美國Meade公司的Pictor系列自動導(dǎo)星器等)結(jié)構(gòu)較為輕便緊湊，使用單一的裝置即可完成自動導(dǎo)星功能，但這種導(dǎo)星器上通常沒有可以顯示傳感器所捕捉影像的圖形顯示部件，用戶通常僅能采用單個發(fā)光二極管或數(shù)碼顯示發(fā)光二極管作為接口界面，故而盡管其價格相對低廉，但還具有如下的缺點，即，用戶不易了解恒星的影像是否已正確聚焦到影像傳感器芯片上，且不能直觀地了解視野內(nèi)的恒星分布位置，還不易了解設(shè)備的運行狀態(tài)。而這些缺點也造成獨立型的自動導(dǎo)星裝置在操作使用上較為復(fù)雜、低效。組合型的自動導(dǎo)星裝置采用的影像傳感器單元是與數(shù)據(jù)處理/控制單元是分離設(shè)置的，其通過電纜連接，而在數(shù)據(jù)處理/控，單元上通常具有較為高級的顯示裝置，可以顯示影像傳感器所捕捉到的影像。典型的例子如基于通用計算機的自動導(dǎo)星裝置，其采用一個具有USB接口的影像傳感
3器連接到望遠鏡上捕捉恒星的影像，然后通過USB接口向計算機發(fā)送影像數(shù)據(jù)，計算機上運行的軟件接收數(shù)據(jù)后在計算機顯示器上顯示影像，并通過處理影像數(shù)據(jù)完成自動導(dǎo)星操作。相對而言，組合型的自動導(dǎo)星裝置較好的解決了顯示界面的問題，使得自動導(dǎo)星操作非常直觀和輕松，但是這種導(dǎo)星裝置整體價格較高，體積較大，能耗較高，不利于野外作業(yè)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提出一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其成本低廉，操作簡便高效，且具有良好的人機互動性能，適用在多種環(huán)境中的應(yīng)用。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，包括數(shù)據(jù)處理單元和影像傳感單元，數(shù)據(jù)處理單元通過接口電路與望遠鏡系統(tǒng)連接，其特征在于，該導(dǎo)星裝置還包括一外殼，數(shù)據(jù)處理單元和影像傳感單元設(shè)置在外殼內(nèi)，外殼上設(shè)置一顯示單元，顯示單元和影像傳感單元分別與數(shù)據(jù)處理單元連接。
具體的講，該自動導(dǎo)星裝置還包括指令輸入單元，該指令輸入單元與數(shù)據(jù)處理單元連接。
所述數(shù)據(jù)處理單元為微處理器系統(tǒng)。
所述影像傳感單元包括一點陣式影像傳感器，所述顯示單元包括一可同時顯示文字信息和對應(yīng)于影像傳感器的影像的點陣式液晶顯示器。
所述顯示單元上用于顯示對應(yīng)于影像傳感器的影像的顯示器像素矩陣在縱橫個方向上均小于影像傳感器像素矩陣的50%。
所述顯示單元為低分辨率顯示器，所述影像傳感器的影像矩陣內(nèi)相鄰1*1以上范圍內(nèi)的像素集映射為顯示器屏幕上的一個像素。
所述指令輸入單元包括一個以上的控制按鈕開關(guān)，該等控制開關(guān)固定設(shè)置在外殼上。
所述指令輸入單元包括一與外殼分體設(shè)置的控制面板，該控制面板通過電纜與數(shù)據(jù)處理單元連接。
所述控制面板為一鍵盤。
所述外殼上設(shè)置用于固定連接望遠鏡系統(tǒng)的連接件。所述外殼為便攜式的殼型構(gòu)件。
本案發(fā)明人采用對傳統(tǒng)獨立型的自動導(dǎo)星裝置的結(jié)構(gòu)進行改進的方式，構(gòu)建了一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其不僅具有傳統(tǒng)獨立性的自動導(dǎo)星裝置的結(jié)構(gòu)簡便緊湊的優(yōu)點，且便于操作，可有效指示自動導(dǎo)星器的運行狀態(tài)。具體的講，該具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置通過在原有結(jié)構(gòu)中增設(shè)低成本圖形顯示設(shè)備及其他配套元件的方式，使用戶可實時觀測恒星的影像在影像傳感器芯片上的聚焦?fàn)顟B(tài)，并直觀地了解視野內(nèi)的恒星分布位置以及設(shè)備的運行狀態(tài)。為達到上述效果，本案同時設(shè)計了與該自動導(dǎo)星裝置配套應(yīng)用的相關(guān)軟件，其可在自動導(dǎo)星裝置運行過程中，對由影像傳感器捕獲的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行處理，使之可實時顯示在低像素的圖像顯示設(shè)備上，并使操作者可詳盡而準(zhǔn)確的了解相應(yīng)的信息。進一步而言，因影像傳感器的像素矩陣較大，而圖像顯示設(shè)備的影像顯示區(qū)并不能直接顯示全部像素的內(nèi)容，為此，本
案中采用將原始像素矩陣內(nèi)一定范圍(如2*2~8*8的范圍)內(nèi)的點集映射為圖像顯示設(shè)備屏幕的一點的方式，從而將影像的概貌壓縮顯示在圖像顯示設(shè)備的屏幕上，同樣，為了顯示影像的局部細節(jié)，用戶還可以選擇采用較小的映射比例(l: l)對影像進行處理，相應(yīng)的操作可以是使用原始影像矩陣內(nèi)的特定像素一一映射(對應(yīng))為圖形顯示設(shè)備屏幕上的一點，從而可觀察到局部區(qū)域(被鎖定星點附近)的影像細節(jié)，以及觀察到星點的細微移動。圖形顯示設(shè)備的屏幕可包括文字顯示區(qū)和影像顯示區(qū)，其中文字顯示區(qū)用于顯示文字和提示信息，影像顯示區(qū)用于顯示影像傳感器的圖像。圖形顯示設(shè)備采用了只能顯示黑點和空白兩種狀態(tài)的廉價點陣式LCD,這種設(shè)備無法直接顯示恒星影像的亮度，而在自動導(dǎo)星器使用過程中，用戶主要關(guān)心最亮的一個星點的狀態(tài)，所以，本案除了在影像顯示區(qū)顯示星點的影像外，還在屏幕的文字顯示區(qū)顯示原始星點像素矩陣內(nèi)最亮的一點的位置和亮度讀數(shù)。這樣，用戶就可直觀地了解視野中最亮的恒星的影像(以下簡稱星點)在視野中的相對位置和亮度。由于在聚焦準(zhǔn)確的狀態(tài)下，星點的亮度讀數(shù)會達到最大值，所以顯示最亮星點的亮度讀數(shù)，可以指導(dǎo)用戶調(diào)整望遠鏡的焦點。而一般來說，在用戶調(diào)焦時，越接近焦點，星點的影像直徑就會越小，所以影像顯示功能也為用戶調(diào)焦提供了直觀的參考。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于該具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，操作簡便高效，且具有良好的導(dǎo)星功能和人機互動性能，適用在多種環(huán)境中的應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型的內(nèi)容作進一步詳細說明。
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圖1是本實用新型具體實施方式
中具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝
置的結(jié)構(gòu)示意圖2是
圖1中LCD屏的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
如
圖1~2,該具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置通過一適配器與天文望遠鏡系統(tǒng)連接，其包括一外殼及設(shè)置在外殼中的一點陣式影象傳感器、一微處理器系統(tǒng)， 一低像素點陣型液晶圖形顯示器和設(shè)置在外殼上的一具有若干按鍵的手控器。上述微處理器系統(tǒng)包括一微處理器、 一數(shù)據(jù)存儲器以及用于向望遠鏡托架發(fā)送控制指令的接口電路，影像傳感器、顯示器、手控器、數(shù)據(jù)存儲器與微處理器連接。影像傳感器由望遠鏡系統(tǒng)捕捉天空中指定恒星的影像，并輸出相應(yīng)的像素矩陣數(shù)據(jù)至微處理器，微處理器讀取該等像數(shù)矩陣數(shù)據(jù)，并將之存儲至數(shù)據(jù)存儲器如內(nèi)存中。因影像傳感器的像素矩陣較大(例如510*492點陣)，而采用的液晶圖形顯示器(LCD)僅具有低像素，故而LCD的影像顯示區(qū)并不能直接顯示全部像素的內(nèi)容，為此，必須通過軟件對影像傳感器輸出的像素矩陣數(shù)據(jù)進行處理，將原始像素矩陣內(nèi)相鄰的2*2、 4*4、 8*8點乃至更大范圍的點集映射(對應(yīng))為LCD屏的一點，從而將影像的概貌壓縮顯示在LCD屏幕上，同樣，用戶還可以選擇釆用較小的映射比例(1: l)對影像進行處理，相應(yīng)的操作可以是使用原始影像矩陣內(nèi)的特定像素——映射(對應(yīng))為LCD屏幕上的一點，從而可觀察到局部區(qū)域(被鎖定星點附近)的影像細節(jié)，以及觀察到星點的細微移動。LCD屏幕的顯示分為左右兩部分，其中屏幕左半?yún)^(qū)為文字顯示區(qū)，用于顯示文字和提示信息，屏幕右半?yún)^(qū)為影像顯示區(qū)，顯示影像傳感器的圖像。LCD可選用顯示屏上的每個像素只能顯示黑點和空白兩種狀態(tài)的廉價LCD,其無法表示恒星影像的亮度，而在自動導(dǎo)星器使用過程中，用戶主要關(guān)心最亮的一個星點的狀態(tài)，所以，本案除了在影像顯示區(qū)顯示該星點的影像外，還在屏幕的文字顯示區(qū)顯示(星點的)原始影像矩陣內(nèi)最亮的一點的位置和亮度讀數(shù)。這樣，用戶就可直觀地了解視野中最亮的恒星的影像(以下簡稱星點)在視野中的相對位置和亮度。由于在聚焦準(zhǔn)確的狀態(tài)下，星點的亮度讀數(shù)會達到最大值，所以顯示最亮星點的亮度讀數(shù)，可以指導(dǎo)用戶調(diào)整望遠鏡的焦點。而一般來說，在用戶調(diào)焦時，越接近焦點，星點的影像直徑就會越小，所以影像顯示功能也為用戶調(diào)焦提供了直觀的參考(如圖2中BRI為最亮點的亮度讀數(shù)，X,Y為最亮點在傳感器矩陣中的坐標(biāo))。該圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置在工作時，先讀取星點在影像傳感 器像素矩陣上的位置，并與前一幀影像中的位置做比較，如果發(fā)現(xiàn)偏差，則根 據(jù)偏差的大小和方向，通過控制信號接口，向望遠鏡托架控制系統(tǒng)發(fā)出修正指 令或修正信號，完成自動導(dǎo)星任務(wù)。工作時的各種工作狀態(tài)，也可以文字或圖 形的方式顯示在屏幕上。
需要說明的是，上述手控器亦可采用一小鍵盤替代，其與外殼分體設(shè)計， 并通過電纜與微處理器連接。
該圖形顯示功能的 一體化自動導(dǎo)星裝置可采用便攜式的外殼，其釆用元件 成本低廉，便于組裝維護，且具有良好的導(dǎo)星功能，適于在室外環(huán)境中的應(yīng)用。
上述實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此 項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用 新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵 蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，包括數(shù)據(jù)處理單元和影像傳感單元，數(shù)據(jù)處理單元通過接口電路與望遠鏡系統(tǒng)連接，其特征在于，該導(dǎo)星裝置還包括一外殼，數(shù)據(jù)處理單元和影像傳感單元設(shè)置在外殼內(nèi)，外殼上設(shè)置一顯示單元，顯示單元和影像傳感單元分別與數(shù)據(jù)處理單元連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，該自動導(dǎo)星裝置還包括指令輸入單元，該指令輸入單元與數(shù)據(jù)處理單元連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元為微處理器系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述影像傳感單元包括一點陣式影像傳感器，所述顯示單元包括一可同時顯示文字信息和對應(yīng)于影像傳感器的影像的點陣式液晶顯示器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述顯示單元上用于顯示對應(yīng)于影像傳感器影像的顯示器像素矩陣在縱橫各方向上均小于影像傳感器像素矩陣的50%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述顯示單元為低分辨率顯示器，所述影像傳感器的影像矩陣內(nèi)相鄰1*1以上范圍內(nèi)的像素集映射為顯示器屏幕上的一個像素。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述指令輸入單元包括一個以上的控制按鈕開關(guān)，該等控制開關(guān)固定設(shè)置在外殼上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述指令輸入單元包括一與外殼分體設(shè)置的控制面板，該控制面板通過電纜與數(shù)據(jù)處理單元連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述外殼上設(shè)置用于固定連接望遠鏡系統(tǒng)的連接件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，其特征在于，所述外殼為便攜式的殼型構(gòu)件。
專利摘要本實用新型涉及一種具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置，包括一外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的數(shù)據(jù)處理單元和影像傳感單元，數(shù)據(jù)處理單元通過接口電路與望遠鏡系統(tǒng)連接，所述外殼上設(shè)置一顯示單元，顯示單元和影像傳感單元分別與數(shù)據(jù)處理單元連接。進一步的講，該自動導(dǎo)星裝置還包括指令輸入單元，該指令輸入單元與數(shù)據(jù)處理單元連接。該具有圖形顯示功能的一體化自動導(dǎo)星裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，操作簡便高效，且具有良好的導(dǎo)星功能和人機互動性能，適用在多種環(huán)境中的應(yīng)用。
文檔編號G02B23/00GK201429731SQ20092016027
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者沈達忠 申請人:蘇州信達光電科技有限公司