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HEIG-VD
Route de Cheseaux 1
CH - 1401 Yverdon-les-Bains
Auteur:
Répondant externe:
Prof. responsable:
Sujet proposé par:
Vuillaume Johan
Baudat Gaston
Kocher Michel
Baudat Gaston
HEIG-VD © 2010, filière Microtechniques
Logiciel de guidage pour monture de télescope
Compensation du mouvement relatif
des étoiles par rapport à la terre
Pour un observateur placé sur terre, les étoiles
« bougent » dans le ciel. Ceci est dû à la
rotation de la terre sur elle-même. L’exemple le
plus parlant traduisant ce phénomène est le
mouvement du soleil durant la journée.
Lorsqu’un astronome observe une étoile avec
un télescope, il doit donc modifier, sans cesse,
l’angle de visée pour compenser ce
mouvement.
Afin de simplifier le réglage à apporter à la
monture du télescope, les astronomes ont
inventé la monture équatoriale. Cette monture
est capable, en théorie, de compenser
parfaitement le mouvement de la terre en ne
tournant qu’un seul de ces deux axes, pour
autant que son axe principal soit aligné avec
l’axe de rotation de la terre. De plus, la vitesse
de rotation de l’axe en mouvement est
constante.
En pratique, il est impossible de réaliser cet
alignement parfaitement. De même, la
mécanique de la monture n’étant pas parfaite,
la motorisation induit une erreur périodique
sinusoïdale dans la vitesse de rotation de l’axe
réalisant la correction.
Le recours à un autoguider offre une solution
automatisée pour piloter la monture du
télescope :
Une caméra scrute en permanence la portion
de ciel visée au travers du télescope. Par
traitement d’image, la position d’une étoile très
lumineuse est détectée sur la vidéo. Les
mouvements de cette étoile sont analysés afin
de déterminer les erreurs périodique et
d’alignement de la monture, dans le but de les
compenser efficacement.
Traitement de l’image
La tâche du traitement d’image est de filtrer,
par morphologie mathématique, le signal
provenant de la caméra pour isoler l’étoile. La
qualité de ce signal peut être très dégradée,
lorsque l’étoile observée est peu lumineuse par
exemple.
Le filtrage est réalisé image par image si la
qualité de la vidéo est suffisante. Sinon, la
dimension temporelle de la vidéo est utilisée
afin d’augmenter la fiabilité de l’algorithme de
détection.
Le résultat du filtrage à partir de trois images
dégradées est présenté ci-dessus.
Traitement des données et pilotage
Les mouvements de l’étoile détectée sont
ensuite analysés par le biais d’un filtre de
Kalman. Ce filtre est basé sur un modèle
mathématique décrivant le comportement
présumé du système. Le modèle utilisé ici
découle des erreurs identifiées de la monture.
Le graphique précédent, provenant d’une
simulation, permet de remarquer la correction
sinusoïdale de la vitesse de rotation du moteur
afin de compenser l’erreur due à la mécanique
ainsi que la correction d’une perturbation de la
monture due à un coup de vent.