JP6892166B1 - Telescope control program - Google Patents

Telescope control program Download PDF

Info

Publication number
JP6892166B1
JP6892166B1 JP2020130923A JP2020130923A JP6892166B1 JP 6892166 B1 JP6892166 B1 JP 6892166B1 JP 2020130923 A JP2020130923 A JP 2020130923A JP 2020130923 A JP2020130923 A JP 2020130923A JP 6892166 B1 JP6892166 B1 JP 6892166B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
telescope
deviation
adjustment amount
coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020130923A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022027117A (en
Inventor
治貴 上山
治貴 上山
修 安喰
修 安喰
光 窪田
光 窪田
Original Assignee
株式会社アストロアーツ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アストロアーツ filed Critical 株式会社アストロアーツ
Priority to JP2020130923A priority Critical patent/JP6892166B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6892166B1 publication Critical patent/JP6892166B1/en
Publication of JP2022027117A publication Critical patent/JP2022027117A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

【課題】赤道儀の極軸合わせを行う際に、天体望遠鏡を設置する状況などによっては、北極星が見えない場合がある。【解決手段】開示の技術によれば、赤道儀の赤経軸を固定した状態で、前記赤経軸周りに回転させながら撮影された、天球上で位置の異なる少なくとも3つの画像から、天球の真の赤経軸と、前記赤道儀の赤経軸とのズレを特定し、前記ズレを縮小するように前記赤道儀の赤経軸の方向の調整量を出力する処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To not see the North Star depending on the situation where an astronomical telescope is installed when aligning the polar axis of an equatorial mount. According to the disclosed technique, from at least three images of the celestial sphere at different positions on the celestial sphere, taken while rotating the equatorial mount around the right ascension axis in a fixed state. A program that identifies the deviation between the true RA axis and the RA axis of the equatorial mount, and causes the computer to execute a process of outputting the adjustment amount in the direction of the RA axis of the equatorial mount so as to reduce the deviation. Is provided. [Selection diagram] Fig. 5

Description

本発明は、望遠鏡を制御するプログラムに関する。 The present invention relates to a program for controlling a telescope.

天体望遠鏡で星の観察を行う場合、日周運動で動く天体を追尾して星を安定して観察するために、赤道儀が天体望遠鏡に取り付けられる。
赤道儀は、赤経軸(「極軸」ともいう。)周りに回転する機構と、赤経軸に垂直な赤緯軸周りに回転する機構とを備えている。
赤道儀を用いる場合、天体の観察を開始する前に、天体望遠鏡に取り付けられた赤道儀の赤経軸の方向を天球の北極に合わせることが求められる(これを、「極軸合わせ」ともいう。)。
一般的に、極軸合わせを行うには、極軸望遠鏡を用いて赤道儀の赤経軸の方向を北極星に近い天の北極に合わせることが行われる。
When observing stars with an astronomical telescope, an equatorial mount is attached to the astronomical telescope in order to track diurnal motion celestial bodies and observe the stars in a stable manner.
The equatorial mount has a mechanism that rotates around the RA axis (also referred to as the "polar axis") and a mechanism that rotates around the declination axis that is perpendicular to the RA axis.
When using an equatorial mount, it is required to align the RA axis of the equatorial mount attached to the astronomical telescope with the north pole of the celestial sphere before starting observation of the celestial body (this is also called "polar alignment"). .).
Generally, polar alignment is performed by using a polar telescope to align the RA axis of the equatorial mount with the celestial pole near the North Star.

また、天体望遠鏡には、従来、天体の自動導入機能を備えるものがある。天体の自動導入機能とは、目標とする天体を、その座標に基づいて、天体望遠鏡の視野に入れる機能である。
赤道儀の直角誤差や据付誤差に起因するところの指向座標に対する天体望遠鏡の向きのズレを、可視空域を複数に分割して成る小空域毎に設定した修正データとして保持し得る修正データ記憶部と、修正データを前記駆動データへ算入し前記駆動データを修正するデータ修正手段を設ける技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。
In addition, some astronomical telescopes have conventionally been provided with an automatic introduction function of celestial bodies. The automatic introduction function of celestial bodies is a function to put a target celestial body into the field of view of an astronomical telescope based on its coordinates.
With a correction data storage unit that can hold the deviation of the direction of the astronomical telescope with respect to the directional coordinates due to the right angle error of the equatorial mount and the installation error as correction data set for each small airspace formed by dividing the visible airspace into multiple parts. , There is a technique for providing a data correction means for incorporating the correction data into the drive data and correcting the drive data (see, for example, Patent Document 1).

また、天体望遠鏡を少なくとも2つの軸の回りに回転制御することにより目標天体を自動導入させる自動導入装置に関する技術が存在する。
この技術は、天体画像を撮像する撮像手段及び天体データベースを有し、撮像手段により撮像された天体画像を、天体同定手段で天体データベースの天体情報と比較することにより、撮像された天体を同定する。更にこの技術は、演算量を少なくするため、撮像手段により撮像された天体画像から各天体の情報を抽出する画像処理手段を更に備えており、天体同定手段は、この画像処理手段により抽出された各天体の情報と、天体データベースの天体情報とを比較することにより、撮像された天体を同定している(例えば、特許文献2参照)。
In addition, there is a technique related to an automatic introduction device that automatically introduces a target celestial body by controlling the rotation of the astronomical telescope around at least two axes.
This technique has an imaging means for capturing an astronomical image and an astronomical database, and identifies the captured celestial body by comparing the astronomical image captured by the imaging means with the astronomical information in the astronomical database by the astronomical identification means. .. Further, this technique further includes an image processing means for extracting information on each celestial body from the celestial body image captured by the imaging means in order to reduce the amount of calculation, and the celestial body identification means is extracted by the image processing means. By comparing the information of each celestial body with the celestial body information of the celestial body database, the imaged celestial body is identified (see, for example, Patent Document 2).

特許2955489号公報Japanese Patent No. 2955489 特許4579826号公報Japanese Patent No. 4579826

赤道儀を用いる際には、赤道儀の極軸合わせを行うことが必要とされる。極軸合わせとは、赤道儀の赤経軸(極軸)を天球の真の北極に合わせることである。極軸合わせを行うためには、一般的に極軸望遠鏡が用いられる。極軸合わせを行う際に、天体望遠鏡を設置する状況などによっては、北極星が見えない場合がある。開示の技術は、極軸望遠鏡を用いることなく、赤道儀の極軸合わせを行う技術を提供する。 When using an equatorial mount, it is necessary to align the polar axis of the equatorial mount. Polar alignment is the alignment of the RA axis (polar axis) of the equatorial mount with the true North Pole of the celestial sphere. A polar telescope is generally used for polar alignment. When aligning the polar axis, the North Star may not be visible depending on the situation in which the astronomical telescope is installed. The disclosed technique provides a technique for aligning the polar axis of an equatorial mount without using a polar telescope.

開示の技術により、望遠鏡に接続された赤道儀の赤緯軸を固定した状態で、前記赤道儀の赤経軸周りに前記望遠鏡を回転させるよう指示することで、前記望遠鏡で撮影された、天球上で位置の異なる少なくとも3つの画像を取得する段階と、前記少なくとも3つの画像の各々と、前記天球上の複数の星の位置のデータベースとのマッチングを行うことで、前記少なくとも3つの画像の各々が撮影されたときの、望遠鏡が指し示す天球上の位置の異なる少なくとも3つの点の座標を特定する段階と、前記少なくとも3つの点の座標から、天球の真の赤経軸と、前記赤道儀の赤経軸とのズレを特定することで、前記ズレを縮小するように前記赤道儀の赤経軸の方向の調整量を出力する段階と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
A celestial sphere photographed by the telescope by instructing the telescope to rotate around the right ascension axis of the equatorial mount while the equatorial mount connected to the telescope is fixed by the disclosed technique. By performing the step of acquiring at least three images having different positions on the above and matching each of the at least three images with the database of the positions of the plurality of stars on the celestial sphere, each of the at least three images From the stage of identifying the coordinates of at least three points with different positions on the celestial sphere pointed to by the telescope when the image was taken, and from the coordinates of the at least three points , the true RA axis of the celestial sphere and the equatorial mount By identifying the deviation from the RA axis, a program is provided that causes the computer to execute a step of outputting an adjustment amount in the direction of the RA axis of the equatorial mount so as to reduce the deviation.

開示の技術によれば、極軸望遠鏡を用いることなく、赤道儀の極軸合わせをより容易に行うことができる。 According to the disclosed technique, it is possible to more easily align the polar axis of the equatorial mount without using a polar telescope.

赤道儀に設置された天体望遠鏡の概略図(1)Schematic diagram of the astronomical telescope installed on the equatorial mount (1) 赤道儀に設置された天体望遠鏡の概略図(2)Schematic diagram of the astronomical telescope installed on the equatorial mount (2) 制御部のハードウェアのブロック図Control hardware block diagram 制御部の機能ブロック部(第1実施形態)Functional block unit of the control unit (first embodiment) 制御部の機能ブロック部(第2実施形態)Functional block unit of the control unit (second embodiment) 極軸の算出を説明するための図Diagram to explain the calculation of the polar axis 極軸のズレ(調整量)を表示するユーザインターフェースUser interface to display polar axis deviation (adjustment amount) 極軸合わせの処理を示すフローチャート(第1実施形態)Flowchart showing polar alignment processing (first embodiment) 極軸合わせの処理を示すフローチャート(第2実施形態)Flowchart showing polar alignment processing (second embodiment)

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態はあくまでも例示であって、特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are merely examples, and do not limit the scope of claims.

まず、図1Aを用いて、赤道儀100の構成について説明する。赤道儀100には天体望遠鏡130が設置されている。
赤道儀100は、望遠鏡130を支持する架台としても機能する。赤道儀100は、天体の日周運動を追尾するように、その極軸(赤経軸)101の方向が天の北極に合わせられる。
図1Aに示されるように、赤道儀100は、三脚123の上に搭載される。バランスウェイト122は、望遠鏡130とバランスをとるように設定される。望遠鏡130には、カメラ223が取り付けられ得る。
不図示の赤経軸回転クランプにより、赤経軸101周り(矢印Aの方向)の望遠鏡130の回転が固定される。同様に、不図示の赤緯軸回転クランプにより、望遠鏡130の赤緯軸102周り(矢印Bの方向)の回転が固定される。
また、赤道儀100には、極軸高度調整ネジ111a及び極軸方位調整ネジ111bが備えられており、高度軸103を中心に望遠鏡130の高度(矢印Cの方向)を微調整することができ、かつ方位軸104を中心に望遠鏡130の方位(矢印Dの方向)を微調整することが可能とされている。
First, the configuration of the equatorial mount 100 will be described with reference to FIG. 1A. An astronomical telescope 130 is installed on the equatorial mount 100.
The equatorial mount 100 also functions as a mount for supporting the telescope 130. The equatorial mount 100 is aligned with the north pole of the celestial pole in the direction of its polar axis (right ascension axis) 101 so as to track the diurnal motion of the celestial body.
As shown in FIG. 1A, the equatorial mount 100 is mounted on a tripod 123. The balance weight 122 is set to balance with the telescope 130. A camera 223 may be attached to the telescope 130.
The RA rotation clamp (not shown) fixes the rotation of the telescope 130 around the RA axis 101 (direction of arrow A). Similarly, a declination axis rotation clamp (not shown) fixes the rotation of the telescope 130 around the declination axis 102 (in the direction of arrow B).
Further, the equatorial mount 100 is provided with a polar axis altitude adjusting screw 111a and a polar axis directional adjustment screw 111b, and the altitude of the telescope 130 (direction of arrow C) can be finely adjusted around the altitude axis 103. In addition, the orientation of the telescope 130 (direction of arrow D) can be finely adjusted around the azimuth axis 104.

極軸101を天球の北極に合わせる際には、ユーザによって極軸高度調整ネジ111a及び極軸方位調整ネジ111bを操作することにより極軸101が調整される。なお、以下では、極軸高度調整ネジ111a及び極軸方位調整ネジ111bは、まとめて「極軸調整ネジ111」ということもある。なお、高度と方位は、モータなどによって制御されてもよい。
また、星を導入する際には望遠鏡130の光軸が目標とする星に合うように、赤経軸及び赤緯軸が回転する。極軸101の方向が天球の北極に一致していれば、天体の日周運動を追尾するように赤経軸が自動的に旋回するように制御される。
When aligning the polar axis 101 with the north pole of the celestial sphere, the polar axis 101 is adjusted by operating the polar axis altitude adjusting screw 111a and the polar axis orientation adjusting screw 111b by the user. In the following, the polar axis height adjusting screw 111a and the polar axis orientation adjusting screw 111b may be collectively referred to as "polar axis adjusting screw 111". The altitude and direction may be controlled by a motor or the like.
When introducing a star, the RA axis and the declination axis rotate so that the optical axis of the telescope 130 matches the target star. If the direction of the polar axis 101 coincides with the north pole of the celestial sphere, the RA axis is controlled to automatically rotate so as to track the diurnal motion of the celestial body.

図2は、赤道儀100の制御を行う制御部200のハードウェアの構成を示している。
制御部200は、CPU211、メモリ212、モータI/F213、メモリI/F214、カメラI/F215、操作部I/F216及び表示部I/F217を有する。
CPU211は、制御部200の全体的な制御を行う。特に、本実施形態では、CPU211は、メモリ212に読み込まれたプログラムを用いて、後述するような極軸合わせの処理を実行する。
メモリ212は、RAMなどから構成される。メモリ212は、CPU211が極軸合わせの処理を実行するためのプログラムを格納する。
FIG. 2 shows the hardware configuration of the control unit 200 that controls the equatorial mount 100.
The control unit 200 includes a CPU 211, a memory 212, a motor I / F 213, a memory I / F 214, a camera I / F 215, an operation unit I / F 216, and a display unit I / F 217.
The CPU 211 controls the control unit 200 as a whole. In particular, in the present embodiment, the CPU 211 executes the polar alignment process as described later by using the program read into the memory 212.
The memory 212 is composed of RAM and the like. The memory 212 stores a program for the CPU 211 to execute the polar alignment process.

モータI/F213は、赤道儀100の制御を行うモータ221とのインターフェースである。モータ221は、複数のステッピングモータなどを有していてもよく、赤経軸及び赤緯軸を中心とした望遠鏡の方向を制御するモータを有する。また、モータ221は、高度を制御するための駆動を行うモータ及び方位を制御するための駆動を行うモータなどのモータ221を有してもよい。このように、モータは複数あってもよい。
メモリI/F214は、外部メモリ222とのインターフェースである。外部メモリ222は、ハードディスクなどからなり、不図示のPCなどに内蔵される。メモリ212又は外部メモリ222には、天体データベースなどが格納されていてもよい。なお、天体データベースは、不図示のネットワークを介して、外部の機器から提供されてもよい。
カメラI/F215は、望遠鏡130に接続され天体を撮影するカメラ223とのインターフェースである。
操作部I/F216は、赤経軸及び赤緯軸を中心とした望遠鏡の方向に関する操作を含む各種のユーザの操作を受け付ける操作部224からの指示を制御部200に入力するためのインターフェースである。
表示部I/F217は、不図示のPCなどに設けられた後述のユーザインターフェース500の表示部225に制御部200が算出した結果などを出力するためのインターフェースである。
The motor I / F 213 is an interface with the motor 221 that controls the equatorial mount 100. The motor 221 may have a plurality of stepping motors and the like, and has a motor that controls the direction of the telescope centered on the right ascension axis and the declination axis. Further, the motor 221 may include a motor 221 such as a motor that drives to control altitude and a motor that drives to control azimuth. In this way, there may be a plurality of motors.
The memory I / F 214 is an interface with the external memory 222. The external memory 222 is composed of a hard disk or the like, and is built in a PC or the like (not shown). An astronomical database or the like may be stored in the memory 212 or the external memory 222. The celestial body database may be provided from an external device via a network (not shown).
The camera I / F 215 is connected to the telescope 130 and is an interface with the camera 223 for photographing celestial bodies.
The operation unit I / F 216 is an interface for inputting instructions from the operation unit 224 that accepts various user operations including operations related to the direction of the telescope centered on the RA axis and the declination axis to the control unit 200. ..
The display unit I / F 217 is an interface for outputting the result calculated by the control unit 200 to the display unit 225 of the user interface 500, which will be described later, provided on a PC or the like (not shown).

図3A及び図3Bは、各実施形態に係る制御部200が備える各種機能を実現するためのブロック図である。
図3Aは、第1実施形態に係るブロック図である。第1実施形態は、図6Aのフローチャートにおいて後述するように、ライブビュー画像を見ているユーザの操作によって、極軸調整ネジが回転することにより、最終的な極軸合わせが行われる態様である。
3つの画像取得部301は、赤道儀100の赤経軸101の方向と天球の真の北極の方向とのズレを算出するために、天球の3つの画像を取得する。
3点座標特定部302は、3つの画像取得部301が取得した各画像について、天体データベースを用いてプレートマッチングにより中心点の座標を特定する。なお、第1実施形態では、中心点の座標を特定することとしているが、画像の他の位置の座標を特定するようにしてもよいことは言うまでもない。
極軸のズレ(調整量)算出部303は、3点座標特定部302が特定した3つの中心点の座標に基づいて、赤道儀100の赤経軸101の方向と天球の真の北極の方向とのズレを算出する。このズレがゼロに調整されるように、極軸の方向を調整すべき極軸調整ネジの調整量が算出される。
表示部306は、極軸のズレ(調整量)算出部303が算出した赤道儀100の赤経軸101と天球の真の北極とのズレに基づいて調整量を表示してもよい。また、ライブビュー取得部305が取得したライブビュー画像を表示してもよい。ここで「表示」は、「出力」の一例である。
ズレ量判断部304は、極軸のズレ(調整量)算出部303が算出した赤道儀100の赤経軸101の方向と天球の真の北極の方向とのズレの量を判断する。すなわち、極軸がずれた状態において目的の星の導入指示がなされた際、目的の星がカメラのライブビューの領域内に入るか否かが判断される。この判断は、望遠鏡とカメラとの組み合わせによって定まる画角と、カメラの撮像面の大きさ及び形状に基づいて、導入しようとした目的の星が撮像面に入るか否かを計算することによってなされてもよい。或いは、極軸がずれた状態において目的の星の導入指示がなされた際に、カメラのファイブビューの画像についてプレーとマッチングを行い、カメラの画像に導入しようとした星が入っているかを判断してもよい。
ライブビュー取得部305は、カメラのライブビュー画像を取得する。
3A and 3B are block diagrams for realizing various functions included in the control unit 200 according to each embodiment.
FIG. 3A is a block diagram according to the first embodiment. The first embodiment is an embodiment in which the final polar alignment is performed by rotating the polar axis adjusting screw by the operation of the user who is viewing the live view image, as will be described later in the flowchart of FIG. 6A. ..
The three image acquisition units 301 acquire three images of the celestial sphere in order to calculate the deviation between the direction of the RA axis 101 of the equatorial mount 100 and the direction of the true north pole of the celestial sphere.
The three-point coordinate identification unit 302 specifies the coordinates of the center point by plate matching using the astronomical database for each image acquired by the three image acquisition units 301. In the first embodiment, the coordinates of the center point are specified, but it goes without saying that the coordinates of other positions in the image may be specified.
The polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 303 is based on the coordinates of the three center points specified by the three-point coordinate identification unit 302, and is the direction of the RA axis 101 of the equatorial mount 100 and the direction of the true north pole of the celestial sphere. Calculate the deviation from. The adjustment amount of the polar axis adjustment screw for adjusting the direction of the polar axis is calculated so that this deviation is adjusted to zero.
The display unit 306 may display the adjustment amount based on the deviation between the RA axis 101 of the equatorial mount 100 and the true north pole of the celestial sphere calculated by the polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 303. Further, the live view image acquired by the live view acquisition unit 305 may be displayed. Here, "display" is an example of "output".
The deviation amount determination unit 304 determines the amount of deviation between the direction of the RA axis 101 of the equatorial mount 100 calculated by the polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 303 and the direction of the true north pole of the celestial sphere. That is, when the introduction instruction of the target star is given in a state where the polar axis is deviated, it is determined whether or not the target star is within the live view area of the camera. This judgment is made by calculating whether or not the target star to be introduced enters the imaging surface based on the angle of view determined by the combination of the telescope and the camera and the size and shape of the imaging surface of the camera. You may. Alternatively, when the introduction instruction of the target star is given in a state where the polar axis is deviated, the image of the five view of the camera is played and matched, and it is determined whether or not the star to be introduced is included in the image of the camera. You may.
The live view acquisition unit 305 acquires a live view image of the camera.

図3Bは、第2実施形態を示すブロック図である。第2実施形態は、図6Bのフローチャートにおいて後述するように、算出された調整量に基づいて調整部が極軸調整ネジをモータなどで回転を制御することにより、自動的に極軸合わせを行う態様である。
3つの画像取得部311、3点座標特定部312及び極軸のズレ(調整量)算出部313は、それぞれ、図3Aで説明した画像取得部301、3点座標特定部302及び極軸のズレ(調整量)算出部303と、同様の機能を備える。
星導入部314は、極軸合わせをするための目印となる星を導入する動作を行う。
調整部315は、極軸のズレ(調整量)算出部313が算出した、赤道儀100の赤経軸101と天球の真の北極とのズレがゼロとなるような調整量で、極軸調整ネジ111を制御することにより、極軸101の方向を調整してもよい。なお、調整部は、カメラのライブビューを参照しながら、導入しようとした星が、画像の中心に位置するように、極軸調整ネジ111を回転させることにより、極軸101の方向を微調整するようにしてもよい。
完了報知部316は、調整部315による極軸101の調整が完了したことをユーザに報知する。
表示部317は、極軸のズレ(調整量)算出部313が算出した、赤道儀100の赤経軸101と天球の真の北極とのズレに基づいて調整量を表示してもよい。また、ライブビューを表示し星導入部314が導入しようとした星を表示するようにしてもよい。なお、ズレの量が大きい場合には、導入しようとした星がライブビューに表示されない場合があってもよい。また、完了報知部316は極軸合わせが完了した旨を表示などで報知してもよい。極軸合わせが完了した旨の報知は、視覚的情報以外の音の情報などが利用されてもよい。
FIG. 3B is a block diagram showing a second embodiment. In the second embodiment, as will be described later in the flowchart of FIG. 6B, the adjusting unit automatically aligns the polar axis by controlling the rotation of the polar axis adjusting screw with a motor or the like based on the calculated adjustment amount. It is an aspect.
The three image acquisition units 311, the three-point coordinate identification unit 312, and the polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 313 have the image acquisition unit 301, the three-point coordinate identification unit 302, and the polar axis deviation described in FIG. 3A, respectively. (Adjustment amount) It has the same function as the calculation unit 303.
The star introduction unit 314 performs an operation of introducing a star that serves as a mark for polar alignment.
The adjustment unit 315 adjusts the polar axis with an adjustment amount calculated by the polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 313 so that the deviation between the RA axis 101 of the equatorial mount 100 and the true north pole of the celestial sphere becomes zero. The direction of the polar axis 101 may be adjusted by controlling the screw 111. The adjustment unit finely adjusts the direction of the polar axis 101 by rotating the polar axis adjustment screw 111 so that the star to be introduced is located at the center of the image while referring to the live view of the camera. You may try to do it.
The completion notification unit 316 notifies the user that the adjustment of the polar axis 101 by the adjustment unit 315 is completed.
The display unit 317 may display the adjustment amount based on the deviation between the RA axis 101 of the equatorial mount 100 and the true north pole of the celestial sphere calculated by the polar axis deviation (adjustment amount) calculation unit 313. Alternatively, the live view may be displayed to display the star that the star introduction unit 314 tried to introduce. If the amount of deviation is large, the star to be introduced may not be displayed in the live view. Further, the completion notification unit 316 may notify by displaying or the like that the polar alignment has been completed. Sound information other than visual information may be used to notify that the polar alignment is completed.

図4は、本実施形態において、赤道儀の極軸合わせを行う方法の原理を説明する図である。
まず、ユーザは、三脚123の設置方向又は極軸調整ネジ111を調整して、赤道儀100の赤経軸101を天球の北極方向の付近に向ける。なお、この段階では、赤経軸101を天球の北極に正確に合わせることは極めて難しいため、既に述べたように、赤経軸101の方向は天球の真の北極の方向からのズレが存在することがほとんどである。
赤道儀100の赤経軸101を北極方向の付近に向けた状態で、赤経軸101周り(矢印Aの方向)及び赤緯軸102周り(矢印Bの方向)に望遠鏡を回転させることにより、望遠鏡130をなるべく天頂に近い方向に向けることが望ましい(図1Bを参照)。次に、赤緯軸102周りの回転を固定した状態で、任意の角度で望遠鏡を赤経軸101周りに回転させて、3方向における天球の画像をカメラ223で撮影する。3方向の画像を撮影する際は、プログラムにより自動的に赤道儀100を赤経軸101周りに例えば10度ずつ回転させて、カメラ223により3方向の画像を撮影するとよい。
そして、撮影した3つの画像のそれぞれについて、例えば画像の中心の赤道座標(赤経、赤緯)をプレートマッチングにより算出する。プレートマッチングとは、撮影された画像の恒星と、恒星の位置に関するデータベースとを比較することである。なお、各座標を算出するにあたっては、大気の影響に対する補正を行うことが望ましい。地球の表面には、大気による光の屈折のために、望遠鏡で観測される見かけ上の恒星の位置が、本来の恒星の位置からずれて観測されるからである。大気の影響に対する補正を行うことで、より正確な3つの座標が求まる。大気の影響を考慮して、恒星のより正確な赤道座標を求めることは、当業者に周知の技術であるため、本明細書においてその説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the method of performing polar alignment of the equatorial mount in the present embodiment.
First, the user adjusts the installation direction of the tripod 123 or the polar axis adjusting screw 111 to direct the RA axis 101 of the equatorial mount 100 toward the north pole direction of the celestial sphere. At this stage, it is extremely difficult to accurately align the RA axis 101 with the north pole of the celestial sphere. Therefore, as already mentioned, the direction of the RA axis 101 is deviated from the direction of the true north pole of the celestial sphere. Most of the time.
By rotating the telescope around the declination axis 101 (direction of arrow A) and around the declination axis 102 (direction of arrow B) with the equatorial mount 101 facing the vicinity of the north pole direction. It is desirable to point the telescope 130 as close to the zenith as possible (see FIG. 1B). Next, with the rotation around the declination axis 102 fixed, the telescope is rotated around the right ascension axis 101 at an arbitrary angle, and images of the celestial sphere in three directions are taken by the camera 223. When taking an image in three directions, the equatorial mount 100 may be automatically rotated around the right ascension axis 101 by, for example, 10 degrees by a program, and the image in three directions may be taken by the camera 223.
Then, for each of the three captured images, for example, the equatorial coordinates (right ascension, declination) of the center of the image are calculated by plate matching. Plate matching is the comparison of a star in a captured image with a database of star positions. In calculating each coordinate, it is desirable to make corrections for the influence of the atmosphere. This is because on the surface of the earth, the position of the apparent star observed by the telescope is deviated from the original position of the star due to the refraction of light by the atmosphere. By correcting for the influence of the atmosphere, three more accurate coordinates can be obtained. Since it is a technique well known to those skilled in the art to obtain more accurate equatorial coordinates of a star in consideration of the influence of the atmosphere, the description thereof is omitted in the present specification.

ここで、この3点の赤道座標(赤経、赤緯)を、それぞれ、P111),P222),P333)とする。
図4に示されるように、3点P1,P2,P3の赤緯は同じであることから、赤道儀100の極軸(赤経軸101)が正しく天球の北極を指していれば、この3点の赤緯は同じになるはずであり、この3点を通る平面の法線は、天球の真の北極方向を指すはずである。
しかしながら、この段階では赤道儀100の極軸101が正確に天球の真の北極を向いていないため、極軸101の補正を行うことが必要である。
Here, the equatorial coordinates (right ascension, declination) of these three points are P 11 , δ 1 ), P 22 , δ 2 ), P 33 , δ 3 ), respectively. To do.
As shown in FIG. 4, since the declination of the three points P 1 , P 2 , and P 3 is the same, if the polar axis (right ascension axis 101) of the equatorial mount 100 correctly points to the north pole of the celestial sphere. , The declination of these three points should be the same, and the normal of the plane passing through these three points should point to the true north pole direction of the celestial sphere.
However, at this stage, the polar axis 101 of the equatorial mount 100 does not accurately face the true north pole of the celestial sphere, so it is necessary to correct the polar axis 101.

まず、P111)から、P222)に向かうベクトルP12(x12,y12,z13)を式(1)のように求める。

Figure 0006892166
First, the vector P 12 (x 12 , y 12 , z 13 ) from P 11 , δ 1 ) toward P 22 , δ 2 ) is obtained by Eq. (1).
Figure 0006892166

同様にして、P111)からP333)に向かうベクトルP13(x13,y13,z13)を、式(2)のようにして求める。

Figure 0006892166
Similarly, the vector P 13 (x 13 , y 13 , z 13 ) from P 11 , δ 1 ) to P 33 , δ 3 ) is obtained by Eq. (2).
Figure 0006892166

ベクトルP12及びベクトルP13は、3点P1,P2,P3が作る三角形に存在するベクトルである。よって、P12とP13の外積を計算すれば、P1,P2,P3が作る三角形の法線の方向のベクトルが得られる。この外積Q(xq,yq,zq)は、次の式(3)で求められる。

Figure 0006892166
The vector P 12 and the vector P 13 are vectors existing in the triangle formed by the three points P 1 , P 2 , and P 3. Therefore, by calculating the outer product of P 12 and P 13 , we can obtain the vector in the direction of the normal of the triangle formed by P 1 , P 2 , and P 3. This outer product Q (x q , y q , z q ) is calculated by the following equation (3).
Figure 0006892166

次に、式(3)で得られた外積Q(xq,yq,zq)を、式(4)を用いて極座標表現の赤道座標Q(αqq)に変換する。

Figure 0006892166
ここで、αqの象限は、xq,及びyqの符号により判断する。
外積Qは、3点P1,P2,P3が作る三角形の法線ベクトルであり、赤道儀100の極軸101の方向を示すベクトルである。極軸101が正確に天球の北極に向いていればδq=90°(なお、αは不定)となるはずだが、実際には極軸101は天球の北極からズレが存在する。したがって、赤道儀100の極軸101を天球の北極に正確に向くように修正することが必要である。 Next, the outer product Q (x q , y q , z q ) obtained by the equation (3) is converted into the equatorial coordinates Q (α q , δ q ) of the polar coordinate representation using the equation (4).
Figure 0006892166
Here, the quadrant of α q is determined by the signs of x q and y q.
The outer product Q is a normal vector of a triangle formed by three points P 1 , P 2 , and P 3 , and is a vector indicating the direction of the polar axis 101 of the equatorial mount 100. If the polar axis 101 is accurately oriented toward the north pole of the celestial sphere, δ q = 90 ° (α is indefinite), but in reality, the polar axis 101 is deviated from the north pole of the celestial sphere. Therefore, it is necessary to modify the polar axis 101 of the equatorial mount 100 so that it faces the north pole of the celestial sphere accurately.

さて、赤道儀100の極軸101が向いている方向を示す外積Qの赤道座標系における赤経αq、赤緯δqが求められたところで、これを地平座標系の方位Aq、高度hqに変換する。方位Aqは南を0°として西回りに360°まで、高度hqは地平線を0°、天頂を90°として表す。この計算には次の式(5)を用いる。

Figure 0006892166
Now, when the right ascension α q and declination δ q in the equatorial coordinate system of the outer product Q indicating the direction in which the polar axis 101 of the equatorial mount 100 is facing are obtained, these are the directions A q and the altitude h of the horizontal coordinate system. Convert to q. The direction A q represents the south as 0 ° and the westward direction up to 360 °, and the altitude h q represents the horizon as 0 ° and the zenith as 90 °. The following equation (5) is used for this calculation.
Figure 0006892166

ここで、φは観測地の緯度、θは観測時刻における地方恒星時である。地方恒星時とは、観測地で真南の方向に見える天体の赤経に等しく、地球の自転にともなって時間とともに増加する量である。これは計算で求めることも可能だが、理科年表などの暦に、毎日0時のグリニッジ恒星時が掲載されている。
これに観測地の経度を加えることで、観測地での0時の地方恒星時を求めることができる。さらに、恒星時は1日に24時間03分57秒ほど進むため、ここからの比例計算により、観測した時刻の地方恒星時を求めることができる。なお、地方恒星時はこのように時間の経過とともに増加していくため、3点の座標を用いて赤道儀の極軸を算出した時刻から、後述する式(6)において赤道儀100の極軸101の地平座標系における方位Aq、高度hqと、天球の真の北極方向の方位(真北)、高度(観測地の緯度φ)との差(ΔA,Δh)を算出する時刻までに、時間が経過している場合は、その時間経過を考慮した補正をすることが望ましい。
Here, φ is the latitude of the observation site, and θ is the local sidereal time at the observation time. Local sidereal time is equivalent to the right ascension of a celestial body seen in the direction of the south at the observation site, and is an amount that increases with time as the earth rotates. This can be calculated, but the Greenwich sidereal time at 0 o'clock is posted every day in calendars such as the science chronology.
By adding the longitude of the observing site to this, the local sidereal time at 0 o'clock at the observing site can be obtained. Furthermore, since sidereal time advances by about 24 hours 03 minutes 57 seconds a day, the local sidereal time at the observed time can be obtained by proportional calculation from here. Since the local sidereal time increases with the passage of time in this way, the polar axis of the equatorial mount 100 is calculated from the time when the polar axis of the equatorial mount is calculated using the coordinates of three points in the equation (6) described later. By the time to calculate the difference (ΔA, Δh) between the directions A q and altitude h q in the horizontal coordinate system of 101 and the true north pole direction of the celestial sphere (true north) and altitude (latitude φ of the observation site). , If time has passed, it is desirable to make corrections in consideration of the passage of time.

赤道儀100の極軸101の地平座標系における方位Aq、高度hqと、天球の真の北極方向の方位(真北)、高度(観測地の緯度φ)との差(ΔA,Δh)は、次の式(6)で求められる。

Figure 0006892166
ここまでの計算を経ることで、天球の真の北極方向(例えば、北極星)を観測せずに、赤道儀100の極軸101のズレの量を算出することができる。 Difference (ΔA, Δh) between the orientation A q and altitude h q in the horizontal coordinate system of the polar axis 101 of the equatorial mount 100 and the true north pole direction orientation (true north) and altitude (latitude φ of the observation site) of the celestial sphere. Is calculated by the following equation (6).
Figure 0006892166
By going through the calculations up to this point, it is possible to calculate the amount of deviation of the polar axis 101 of the equatorial mount 100 without observing the true north pole direction of the celestial sphere (for example, the North Star).

図5は、上述のように算出された結果である赤道儀100の極軸101のズレの量をグラフ状の画面510及び数値513として表示するユーザインターフェース500である。
図5の画面510において、直交する2つの座標軸が交わる原点511は、天球の真の北極方向を示している。また、十字512は、望遠鏡130が現在向いている「ずれた」北極方向を示しており、ズレの量が画面510に表示される。画面510のX軸及びY軸のスケールは、ズレの量に応じて変更されるようにしてもよい。スケールを変更することによって、十字512が画面510に表示されるようにしてもよい。また、図5の数値513は、天球の真の北極方向に対する赤道儀100の極軸101の、方位のズレと高度のズレを示している。
このズレは、赤道儀100の極軸101を調整すべき調整量となる。図5の例では、調整量として、方位のズレ及び高度のズレが角度として示されている。なお、調整量として、極軸高度調整ネジ111a及び極軸方位調整ネジ111bの操作量を表示(又は出力)するようにしてもよい。
ユーザは、ユーザインターフェース500において、方位のズレと高度のズレを参照して、これらの値が0に近づくように水平方向及び垂直方向に極軸調整ネジ111を回す操作をする。この操作によって、極軸101の方向と天球の北極の方向との差が小さくなるようにする。または、表示された十字512の位置を参照して、これが原点511に近づくように水平方向及び垂直方向に極軸調整ネジ111を回す操作をしてもよい。
FIG. 5 is a user interface 500 that displays the amount of deviation of the polar axis 101 of the equatorial mount 100, which is the result calculated as described above, as a graph-like screen 510 and a numerical value 513.
In the screen 510 of FIG. 5, the origin 511 where two orthogonal coordinate axes intersect indicates the true north pole direction of the celestial sphere. Also, the cross 512 indicates the "shifted" North Pole direction the telescope 130 is currently facing, and the amount of shift is displayed on the screen 510. The scales of the X-axis and the Y-axis of the screen 510 may be changed according to the amount of deviation. By changing the scale, the cross 512 may be displayed on the screen 510. Further, the numerical value 513 in FIG. 5 indicates the deviation of the orientation and the deviation of the altitude of the polar axis 101 of the equatorial mount 100 with respect to the true north pole direction of the celestial sphere.
This deviation is an adjustment amount for adjusting the polar axis 101 of the equatorial mount 100. In the example of FIG. 5, the deviation of the direction and the deviation of the altitude are shown as the angles as the adjustment amount. As the adjustment amount, the operation amount of the polar axis altitude adjustment screw 111a and the polar axis orientation adjustment screw 111b may be displayed (or output).
In the user interface 500, the user refers to the directional deviation and the altitude deviation, and operates the polar axis adjusting screw 111 in the horizontal and vertical directions so that these values approach 0. By this operation, the difference between the direction of the polar axis 101 and the direction of the north pole of the celestial sphere is reduced. Alternatively, referring to the displayed position of the cross 512, the polar axis adjusting screw 111 may be turned horizontally and vertically so that the position approaches the origin 511.

しかし、方位のズレと高度のズレ、または、表示された十字512の位置のみを参照して極軸101のズレを正確に修正することは、ユーザが操作量の数値を参照して極軸調整ネジ111を回す操作をするため、調整誤差が残る可能性がある。そのため、上述した調整操作を複数回繰り返すことが必要とされる場合が多い。 However, to accurately correct the deviation of the polar axis 101 by referring only to the deviation of the orientation and the deviation of the altitude, or the position of the displayed cross 512, the user can adjust the polar axis by referring to the numerical value of the operation amount. Since the operation of turning the screw 111 is performed, an adjustment error may remain. Therefore, it is often necessary to repeat the above-mentioned adjustment operation a plurality of times.

そこで、ユーザにとって直感的に分かりやすい操作によって、より簡便に極軸101のズレを補正できるようにすることが求められる。このため、目印となる星を導入する指示を行った際に、その星が望遠鏡130に接続したカメラ223のライブビューの中に導入できるようになるまで、上述の調整操作を、1回又は必要に応じて複数回ユーザに実行させる。ここで星を導入する指示を行った際に、その星が望遠鏡130に接続したカメラ223のライブビューの中に導入できるようになったら、以下のようにして、導入した星を目印にして、極軸101のズレを補正することができるようになる。
目印となる明るい星を導入する指示を行ったら、ユーザは望遠鏡130に接続したカメラ223のライブビューの画像を見る。
この段階では、極軸のズレに起因して、目印となる明るい星は画面の中心からずれた位置に映し出されている。この場合、ライブビューの中心位置は、ズレが零であるとした場合に前記望遠鏡の撮像範囲に星が導入されることとなる仮想的な位置である。ユーザは、導入した恒星が画面の中央に位置するように、極軸調整ネジ111を水平方向及び垂直方向に回転させて、目印となる明るい星を画面の中心位置に合わせることで極軸合わせが達成できる。
Therefore, it is required to be able to more easily correct the deviation of the polar axis 101 by an operation that is intuitively easy for the user to understand. Therefore, when instructing to introduce a star as a marker, the above adjustment operation is required once or until the star can be introduced into the live view of the camera 223 connected to the telescope 130. Have the user execute it multiple times depending on the situation. If the star can be introduced into the live view of the camera 223 connected to the telescope 130 when the instruction to introduce the star is given here, use the introduced star as a marker as follows. The deviation of the polar axis 101 can be corrected.
After instructing to introduce a bright star as a marker, the user sees a live view image of the camera 223 connected to the telescope 130.
At this stage, the bright star, which serves as a marker, is projected at a position deviated from the center of the screen due to the deviation of the polar axis. In this case, the center position of the live view is a virtual position where the star is introduced into the imaging range of the telescope if the deviation is zero. The user can rotate the polar axis adjustment screw 111 horizontally and vertically so that the introduced star is located in the center of the screen, and align the bright star as a mark with the center position of the screen to align the polar axis. Can be achieved.

導入した恒星を用いた極軸合わせの原理は、以下のとおりである。
上述した最後の3点目であるP3の座標をプレートマッチングによって測定した際、測定した時における望遠鏡130の向きに基づいて、座標がP333)として算出されている。ここで、赤道儀100の極軸101を回転させて、極軸101が正しく補正されたことにより、望遠鏡130の向いている方向がその回転の分だけ動いたときに算出されるP3の座標がP’3(α'3,δ'3)となるとする。
座標P’3(α'3,δ'3)は、以下の順序で算出することができる。
The principle of polar alignment using the introduced stars is as follows.
When the coordinates of P 3 which is the last third point described above are measured by plate matching, the coordinates are calculated as P 33 , δ 3 ) based on the orientation of the telescope 130 at the time of measurement. Here, by rotating the polar axis 101 of the equatorial mount 100 and correcting the polar axis 101 correctly, the coordinates of P 3 calculated when the direction in which the telescope 130 is facing moves by the amount of the rotation. There P '3 (α' 3, δ '3) and the.
Coordinate P '3 (α' 3, δ '3) can be calculated in the following order.

まず、座標P333)を、式(7)により地平座標に変換し、P3(A3,h3)を求める。

Figure 0006892166
First, the coordinates P 33 , δ 3 ) are converted into horizontal coordinates by Eq. (7) to obtain P 3 (A 3 , h 3).
Figure 0006892166

次に、算出された地平座標P3(A3,h3)を、式(8)により直交座標P3(x3,y3,z3)に変換する。

Figure 0006892166
Next, the calculated horizontal coordinates P 3 (A 3 , h 3 ) are converted into Cartesian coordinates P 3 (x 3 , y 3 , z 3 ) by Eq. (8).
Figure 0006892166

極軸101が正しく補正された場合、天球上にあるすべての天体の位置は、式(6)で算出されたズレを逆方向に回転した座標に移動したものになる。Pの位置を、ズレの補正分だけ回転した座標P’3(x’3,y’3,z’3)は、次の式(9)で求められる。

Figure 0006892166
When the polar axis 101 is correctly corrected, the positions of all the celestial bodies on the celestial sphere are the coordinates calculated by the equation (6) moved to the coordinates rotated in the opposite direction. The position of P, the coordinates P rotated by the correction amount of displacement '3 (x' 3, y '3, z' 3) is obtained by the following expression (9).
Figure 0006892166

これを、次の式(10)により地平座標に変換することで、P’3の方位A’3、高度h’3が求められる。

Figure 0006892166
ここで、A’3の象限は、x’3及びy’3の符号によって判断する。 This, by converting the horizontal coordinate by the following equation (10), P '3 of azimuth A' 3, highly h '3 is determined.
Figure 0006892166
Here, A '3 quadrants, x' is determined by the sign of the 3 and y '3.

次に、これを次の式(11)で赤道座標系に変換して、P’3(α'3,δ'3)を求める。

Figure 0006892166
ここで、式(11)の右辺はすべて既知であることから、左辺のα'3及びδ'3を求めることができる。 Next, this was converted to the equatorial coordinate system by the following equation (11), P '3 ( α' 3, δ '3) Request.
Figure 0006892166
Here, since all the right-hand side of equation (11) are known, it is possible to determine the left side of the alpha '3 and [delta]' 3.

ここで、望遠鏡130は、現在、冒頭の操作により3点目のP3の方向を指しているものとする。ここで、赤道儀100に対して、現在向いている方向がP’3(α'3,δ'3)であるとして同期を行う。同期とは、制御部200に対して、現在、望遠鏡130が指定された方向を向いていることを指示することである。同期させることで、望遠鏡130は、以降、これを基準に動作するようになる。 Here, it is assumed that the telescope 130 is currently pointing in the direction of P 3 at the third point by the operation at the beginning. Here, with respect to Tadashi Akamichi 100, the direction facing currently performing synchronization as a P '3 (α' 3, δ '3). Synchronization means instructing the control unit 200 that the telescope 130 is currently pointing in a designated direction. By synchronizing, the telescope 130 will operate based on this thereafter.

その後、望遠鏡130で適当な明るい恒星P444)を導入する。
導入する恒星としては、例えば、高度30から60°の範囲内に見えている明るい恒星(一例として、一等星のシリウス)が好ましい。
この段階では、まだ赤道儀100の極軸101が正しく調整されていないためにズレが生じ、導入した恒星は画面410の中央(導入された恒星の仮想的な導入位置)には位置していない。具体的には、導入した恒星は、式(6)に示したような極軸のズレの分だけ画面の中心からずれた位置に映し出される。そこで、この恒星が画面の中央に位置するように極軸調整ネジ111を使って極軸を修正すれば、極軸を正確に合わせることができる。
Then, the telescope 130 introduces a suitable bright star P 44 , δ 4).
As the star to be introduced, for example, a bright star (for example, Sirius, a first-class star) that is visible within an altitude range of 30 to 60 ° is preferable.
At this stage, the polar axis 101 of the equatorial mount 100 has not been adjusted correctly, causing a shift, and the introduced star is not located in the center of the screen 410 (the virtual introduction position of the introduced star). .. Specifically, the introduced star is projected at a position deviated from the center of the screen by the amount of the polar axis deviation as shown in the equation (6). Therefore, if the polar axis is corrected by using the polar axis adjusting screw 111 so that this star is located at the center of the screen, the polar axis can be aligned accurately.

以上により、天球の北極が見えていなくても、赤道儀の極軸合わせをすることができる。
また、導入した恒星をライブビュー画像における画面の中央に位置するように極軸調整ネジ111を調整すればよいため、あたかも擬似的な極軸望遠鏡を覗くような感覚で極軸を調整することができる。
From the above, it is possible to align the polar axis of the equatorial mount even if the north pole of the celestial sphere is not visible.
In addition, since the polar axis adjustment screw 111 may be adjusted so that the introduced star is located in the center of the screen in the live view image, the polar axis can be adjusted as if looking into a pseudo polar axis telescope. it can.

以上が極軸合わせの方法であるが、現実の天球上の星が見える位置は、地球の自転・公転運動のゆらぎ、歳差や章動、星の光が大気によって屈折して見える大気差などのさまざまな影響を受ける。これにより、実際の星は、現在一般的に星図に使われる座標系である「J2000」で表した座標とは僅かにずれた「視位置」と呼ばれる座標の方向に見える。前述のプレートマッチングによる測定はJ2000で表された恒星位置を基準にして行うため、得られる座標はJ2000系になる。しかし、実際に見えている方向は上記のようなズレを考慮した「視位置」であることから、これらを適切に補正することによって、前述の極軸合わせをより正確に行うことも可能である。 The above is the method of polar alignment, but the position where the stars can be seen on the actual celestial sphere is the fluctuation of the rotation and revolution of the earth, the precession and nutation, the atmospheric refraction where the starlight is refracted by the atmosphere, etc. Affected by various factors. As a result, the actual star appears in the direction of the coordinates called "visual position", which is slightly different from the coordinates represented by "J2000", which is the coordinate system generally used for star charts at present. Since the above-mentioned measurement by plate matching is performed with reference to the stellar position represented by J2000, the obtained coordinates are in the J2000 system. However, since the actually visible direction is the "visual position" in consideration of the above-mentioned deviation, it is possible to perform the above-mentioned polar alignment more accurately by appropriately correcting these. ..

図6A及び図6Bのフローチャートを用いて、上述した極軸合わせの工程について説明する。図6Aは、第1実施形態に係るフローチャートを示す。また、図6Bは、第2実施形態に係るフローチャートを示す。
下記の処理は、制御部200において、メモリ212等に読み込まれたプログラムを用いて、CPU211により実行され得る。
The polar alignment process described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A shows a flowchart according to the first embodiment. Further, FIG. 6B shows a flowchart according to the second embodiment.
The following processing can be executed by the CPU 211 in the control unit 200 using a program read into the memory 212 or the like.

図6Aは、第1実施形態に係るフローチャートを示している。
CPU211は、望遠鏡130をほぼ天頂に向け、赤道儀100の赤経軸101を固定した状態で、赤経軸101周りに回転させながら、カメラ223により撮像された天球の3方向の画像を、カメラI/F215を介して、取得する(S601)。
次に、CPU211は、外部メモリ222に格納されている天体データベースを用いて、プレートマッチングによりS601で取得した3方向の座標のそれぞれについて中心点の赤道座標を算出する(S602)。なお、前述したように、各座標を算出するにあたっては、大気の影響に対する補正を行うことが望ましい。
FIG. 6A shows a flowchart according to the first embodiment.
The CPU 211 takes a three-direction image of the celestial sphere captured by the camera 223 while rotating the telescope 130 toward the zenith and fixing the right ascension axis 101 of the equatorial mount 100 around the right ascension axis 101. Obtained via I / F215 (S601).
Next, the CPU 211 calculates the equatorial coordinates of the center point for each of the coordinates in the three directions acquired in S601 by plate matching using the celestial body database stored in the external memory 222 (S602). As described above, it is desirable to make corrections for the influence of the atmosphere when calculating each coordinate.

次に、CPU211は、S603で算出した極軸101から、極軸101の天球の真の北極からのズレを算出する(S603)。この際、まず、CPU211は、S602で算出した3点の赤道座標から、赤道儀100の極軸(赤経軸)101を算出する。ここで、前述したように、赤道儀100の極軸101は、3点が作る三角形の法線の方向のベクトルとして算出される。次に、CPU211は、算出した極軸101方向と、極軸101の天球の真の北極の方向とのズレを算出する。
なお、前述したように、S602で赤道儀100の極軸101を算出した時刻から、天球の真の北極とのズレを算出する時刻までに、時間が経過している場合は、ズレを算出するにあたり両者の時刻の差を考慮した補正を行う。
そして、CPU211は、S603で算出したズレに基づいて、それを打ち消すような極軸方向の調整量をユーザインターフェース500上に画面510又は数値513として表示する(S604)。
Next, the CPU 211 calculates the deviation of the celestial sphere of the polar axis 101 from the true north pole from the polar axis 101 calculated in S603 (S603). At this time, first, the CPU 211 calculates the polar axis (right ascension axis) 101 of the equatorial mount 100 from the three equator coordinates calculated in S602. Here, as described above, the polar axis 101 of the equatorial mount 100 is calculated as a vector in the direction of the normal of the triangle formed by the three points. Next, the CPU 211 calculates the deviation between the calculated direction of the polar axis 101 and the direction of the true north pole of the celestial sphere of the polar axis 101.
As described above, if time has elapsed from the time when the polar axis 101 of the equatorial mount 100 is calculated in S602 to the time when the deviation from the true north pole of the celestial sphere is calculated, the deviation is calculated. In this case, the correction is made in consideration of the difference between the two times.
Then, based on the deviation calculated in S603, the CPU 211 displays an adjustment amount in the polar axis direction that cancels the deviation as a screen 510 or a numerical value 513 on the user interface 500 (S604).

ここで、ユーザインターフェース500上には、調整量が数値513として表示されてもよい。或いは、調整量が画面510内に十字512の位置として表示されてもよい。
S603で算出されたズレによって、十字512がまだ画面510上でカメラ223の画角(カメラの撮像面が長方形の場合には短辺の画角、すなわち短辺の視野(Field of View))を半径とする円514の内側に入らない場合、(S605がNo)、ズレがより小さくなるようにユーザに極軸調整ネジ111の操作を促す(S608)。そして、極軸調整ネジ111による調整がなされた後に、S601に戻り、上述の一連の工程を繰り返す。
上述の一連の工程は、十字512が画面510上で円514の内側に入るようになるまで繰り返すことが望ましい。
Here, the adjustment amount may be displayed as a numerical value 513 on the user interface 500. Alternatively, the adjustment amount may be displayed as the position of the cross 512 in the screen 510.
Due to the deviation calculated in S603, the cross 512 still has the angle of view of the camera 223 on the screen 510 (the angle of view of the short side when the imaging surface of the camera is rectangular, that is, the field of view of the short side). If it does not fit inside the circle 514 as the radius (S605 is No), the user is urged to operate the polar axis adjusting screw 111 so that the deviation becomes smaller (S608). Then, after the polar axis adjusting screw 111 is used for adjustment, the process returns to S601 and the above-mentioned series of steps is repeated.
It is desirable to repeat the above series of steps until the cross 512 is inside the circle 514 on the screen 510.

そして、十字512が画面510上で円514の内側に入るようになったら(S605がYes)、CPU211は、ユーザインターフェース500の画面510をカメラ223からのライブビュー画像に切り替えて、導入された星をライブビュー画像で表示することができる(S606)。なぜなら、十字512が画面510上で円514の内側内に入るようになったため、導入された星がライブビュー画像の中に映し出されることになるからである。
このとき、S603で算出されたズレがゼロであるとすると、導入された星はライブビュー画像の中心である画面510の原点511(星の仮想的な導入位置)に映し出される。しかし、実際にはズレが残っていることがほとんどであるため、導入された星はライブビュー画像においてズレに対応して原点511から離れた位置に映し出されることととなる。
Then, when the cross 512 enters the inside of the circle 514 on the screen 510 (S605 is Yes), the CPU 211 switches the screen 510 of the user interface 500 to the live view image from the camera 223, and the introduced star. Can be displayed as a live view image (S606). This is because the cross 512 is now inside the circle 514 on the screen 510, so that the introduced star is projected in the live view image.
At this time, assuming that the deviation calculated in S603 is zero, the introduced star is projected on the origin 511 (virtual introduction position of the star) of the screen 510 which is the center of the live view image. However, in most cases, the deviation remains, so that the introduced star is projected at a position away from the origin 511 in the live view image corresponding to the deviation.

この状態において、ユーザに対してライブビュー画像を見ながら、導入された星が画面510の原点511に映し出されるように極軸調整ネジ111の操作をするよう促す(S607)。
このユーザの操作は画面510を見ながら行われるため、ユーザはより容易に星を画面510の原点511に位置するように、極軸調整ネジ111を調整することができる。導入された星が画面510の原点511に映し出されると、赤道儀100の極軸101の方向が略天球の北極に向いたことになる。
In this state, the user is urged to operate the polar axis adjusting screw 111 so that the introduced star is projected on the origin 511 of the screen 510 while viewing the live view image (S607).
Since this user's operation is performed while looking at the screen 510, the user can more easily adjust the polar axis adjusting screw 111 so that the star is located at the origin 511 of the screen 510. When the introduced star is projected on the origin 511 of the screen 510, the direction of the polar axis 101 of the equatorial mount 100 is substantially toward the north pole of the celestial sphere.

図6Bは第2実施形態に係るフローチャートを示している。
既に述べた第1実施形態では、極軸調整ネジはユーザにより操作されたが、第2実施形態においては、極軸調整ネジ111に、例えばモータが取り付けられることで、極軸調整ネジ111の調整がCPUの制御の基で行われることを前提としている。
図6BのS611からS613までの処理は、図6AのS601からS603までの処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
FIG. 6B shows a flowchart according to the second embodiment.
In the first embodiment described above, the polar alignment screw is operated by the user, but in the second embodiment, the polar alignment screw 111 is adjusted by, for example, attaching a motor to the polar alignment screw 111. Is performed under the control of the CPU.
Since the processes from S611 to S613 in FIG. 6B are the same as the processes from S601 to S603 in FIG. 6A, detailed description thereof will be omitted.

S613で極軸のズレが算出され出力されたら、算出された極軸の状態で、赤道儀100を同期させる。
次に、CPU211は、恒星を導入する(S614)。導入された恒星は、ライブビュー画像として表示される(S614)ようにしてもよい。ここで、導入された星はライブビュー画像においてズレ(調整量)に対応して原点511から離れた位置に映し出される(場合によっては、導入された星が、ライブビュー内に映し出されない場合もあり得る)。
なお、この第2実施形態では、以下に説明するように、出力されたズレの量に基づいて、CPU211が極軸調整ネジ111を回転させるため、導入された星はCPU211によってパターン認識されればよく、必ずしもライブビュー画像として表示されなくてもよい。
次に、S613で算出されたズレが打ち消されるような調整量に基づいて、CPU211は極軸調整ネジ111を一定量回転させる。極軸調整ネジ111の微調整の制御は、ライブビューにおいて、導入された(又は導入されるべき)星が、画像の中央に位置するように行われる(S615)。
そして、極軸調整ネジ111を一定量回転させたら、CPU211は、カメラ223の撮像範囲に導入された星が画像中央からどの程度ずれているかをパターン認識(プレートマッチング)により算出する(S616)。なお、仮に撮像範囲に、導入されるべき星が映し出されない場合であっても、CPU211は、撮像範囲の画像を、データベースを用いてパターン認識(プレーとマッチング)することによって、導入されるべき星の位置を推定することでズレの量を算出することができる。
When the polar axis deviation is calculated and output in S613, the equatorial mount 100 is synchronized with the calculated polar axis state.
Next, the CPU 211 introduces a star (S614). The introduced star may be displayed as a live view image (S614). Here, the introduced star is projected at a position away from the origin 511 in the live view image corresponding to the deviation (adjustment amount) (in some cases, the introduced star may not be projected in the live view. possible).
In the second embodiment, as described below, the CPU 211 rotates the polar axis adjusting screw 111 based on the amount of the output deviation. Therefore, if the introduced star is pattern-recognized by the CPU 211. Often, it does not necessarily have to be displayed as a live view image.
Next, the CPU 211 rotates the polar axis adjusting screw 111 by a certain amount based on the adjustment amount calculated in S613 so as to cancel the deviation. The fine adjustment of the polar alignment screw 111 is controlled so that the introduced (or to be introduced) star is located in the center of the image in the live view (S615).
Then, when the polar axis adjusting screw 111 is rotated by a certain amount, the CPU 211 calculates how much the star introduced into the imaging range of the camera 223 deviates from the center of the image by pattern recognition (plate matching) (S616). Even if the star to be introduced is not projected in the imaging range, the CPU 211 should be introduced by pattern recognition (matching with play) the image in the imaging range using the database. The amount of deviation can be calculated by estimating the position of the star.

ズレがまだ所定値以内に収まっていない場合は(S617がNo)、S615に戻り、ズレが打ち消されるように、CPU211は再度、極軸調整ネジ111を一定量回転させる。
そして、ズレが所定値以内に収まったら(S617がYes)、極軸合わせは終了する。
なお、第2実施形態では、ズレの量に基づく極軸調整ネジ111の回転の制御はCPU211により調整部315で行われるため、ライブビューは表示部317に表示されなくてもよい。
If the deviation is not yet within the predetermined value (S617 is No), the process returns to S615, and the CPU 211 rotates the polar axis adjusting screw 111 again by a certain amount so that the deviation is canceled.
Then, when the deviation is within the predetermined value (S617 is Yes), the polar alignment is completed.
In the second embodiment, the rotation of the polar axis adjusting screw 111 based on the amount of deviation is controlled by the adjusting unit 315 by the CPU 211, so that the live view does not have to be displayed on the display unit 317.

100 赤道儀
101 極軸(赤経軸)
102 赤緯軸
103 高度軸
104 方位軸
111 極軸調整ネジ
111a 極軸高度調整ネジ
111b 極軸方位調整ネジ
121 極軸望遠鏡
122 バランスウェイト
123 三脚
130 望遠鏡
200 制御部
211 CPU
212 メモリ
213 モータI/F
214 メモリI/F
215 カメラI/F
216 操作部I/F
217 表示部I/F
221 モータ
222 外部メモリ
223 カメラ
224 操作部
225 表示部
500 ユーザインターフェース
510 画面
511 原点
512 十字
513 数値
514 円
100 Equatorial mount 101 Polar axis (Right ascension axis)
102 Declination axis 103 Altitude axis 104 Direction axis 111 Polar axis adjustment screw 111a Polar axis altitude adjustment screw 111b Polar axis orientation adjustment screw 121 Polar axis telescope 122 Balance weight 123 Tripod 130 Telescope 200 Control unit 211 CPU
212 Memory 213 Motor I / F
214 Memory I / F
215 Camera I / F
216 Operation unit I / F
217 Display I / F
221 Motor 222 External memory 223 Camera 224 Operation unit 225 Display unit 500 User interface 510 Screen 511 Origin 512 Cross 513 Numerical value 514 Yen

Claims (7)

望遠鏡に接続された赤道儀の赤緯軸を固定した状態で、前記赤道儀の赤経軸周りに前記望遠鏡を回転させるよう指示することで、前記望遠鏡で撮影された、天球上で位置の異なる少なくとも3つの画像を取得する段階と、
前記少なくとも3つの画像の各々と、前記天球上の複数の星の位置のデータベースとのマッチングを行うことで、前記少なくとも3つの画像の各々が撮影されたときの、望遠鏡が指し示す天球上の位置の異なる少なくとも3つの点の座標を特定する段階と、
前記少なくとも3つの点の座標から、天球の真の赤経軸と、前記赤道儀の赤経軸とのズレを特定することで、前記ズレを縮小するように前記赤道儀の赤経軸の方向の調整量を出力する段階と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
By instructing the telescope to rotate around the right ascension axis of the equatorial mount with the declination axis of the equatorial mount connected to the telescope fixed, the position of the telescope is different on the celestial sphere. At the stage of acquiring at least three images,
By matching each of the at least three images with a database of the positions of a plurality of stars on the celestial sphere, the position on the celestial sphere pointed to by the telescope when each of the at least three images is taken. At the stage of identifying the coordinates of at least three different points,
By identifying the deviation between the true RA axis of the celestial sphere and the RA axis of the equatorial mount from the coordinates of at least three points, the direction of the RA axis of the equatorial mount is reduced so as to reduce the deviation. At the stage of outputting the adjustment amount of
A program that causes a computer to run.
前記調整量を出力する段階は、
前記調整量を、前記赤経軸の方向を調整する調整機構の調整量に変換して出力する段階、
を更に有する請求項1に記載のプログラム。
The stage of outputting the adjustment amount is
A step of converting the adjustment amount into an adjustment amount of an adjustment mechanism for adjusting the direction of the RA axis and outputting the adjustment amount.
The program according to claim 1, further comprising.
前記調整量を出力する段階は、
前記なくとも3つの点の座標と、前記なくとも3つの点の座標が特定されたときの前記望遠鏡の状態とから、前記ズレが零であるとした場合に前記望遠鏡の撮像範囲に星が導入されることとなる前記撮像範囲内の仮想的な位置と、前記望遠鏡の現実の状態で、前記撮像範囲に前記星を導入するように、前記赤緯軸及び前記赤経軸を作動させて撮像した画像とを出力する段階、
を更に有する請求項1又は2に記載のプログラム。
The stage of outputting the adjustment amount is
And three points coordinates even without least the, stars from the state of the telescope when the even without least three points coordinates are specified, the imaging range of the telescope when the deviation has to be zero The declination axis and the RA axis are operated so as to introduce the star into the imaging range in the virtual position within the imaging range to which the is introduced and the actual state of the telescope. At the stage of outputting the captured image
The program according to claim 1 or 2, further comprising.
前記少なくとも3つの点の座標を特定する段階は、
前記3つの点の座標に大気の影響に対する補正を適用する段階、
を更に有する請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載のプログラム。
The step of identifying the coordinates of at least three points is
The stage of applying the correction for the influence of the atmosphere to the coordinates of the above three points,
The program according to any one of claims 1 to 3, further comprising.
前記調整量を出力する段階は、
前記少なくとも3つの点の座標を含む平面の法線ベクトルにより、前記ズレを特定する段階、
を更に有する請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載のプログラム。
The stage of outputting the adjustment amount is
A step of identifying the deviation by a plane normal vector containing the coordinates of at least three points.
The program according to any one of claims 1 to 4, further comprising.
前記調整量を出力する段階は、
前記少なくとも3つの画像の各々が撮像された時刻及び前記調整量を算出する時刻を用いて、前記調整量を補正する段階、
を更に有する請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載のプログラム。
The stage of outputting the adjustment amount is
A step of correcting the adjustment amount using the time when each of the at least three images is captured and the time when the adjustment amount is calculated.
The program according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
前記赤経軸の方向が調整されるように、前記赤経軸の方向を調整する調整部に、前記調整量を与える段階、
を更に有する請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載のプログラム。
A step of giving the adjustment amount to the adjusting unit that adjusts the direction of the RA axis so that the direction of the RA axis is adjusted.
The program according to any one of claims 1 to 6, further comprising.
JP2020130923A 2020-07-31 2020-07-31 Telescope control program Active JP6892166B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130923A JP6892166B1 (en) 2020-07-31 2020-07-31 Telescope control program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130923A JP6892166B1 (en) 2020-07-31 2020-07-31 Telescope control program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6892166B1 true JP6892166B1 (en) 2021-06-23
JP2022027117A JP2022027117A (en) 2022-02-10

Family

ID=76464505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020130923A Active JP6892166B1 (en) 2020-07-31 2020-07-31 Telescope control program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6892166B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6996021B1 (en) * 2021-08-30 2022-01-17 文彦 藤田 Equatorial mount polar alignment support device
CN114047621A (en) * 2021-11-13 2022-02-15 光速视觉(北京)科技有限公司 Astronomical telescope support and auxiliary calibration method for astronomical telescope

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08201703A (en) * 1995-01-30 1996-08-09 Sony Tektronix Corp Equatorial telescope type frame
JPH1172718A (en) * 1997-08-29 1999-03-16 Shimadzu Corp Astronomical telescope
WO2004107012A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-09 Vixen Co., Ltd. Automatic introduction system of celestial body
CN202533650U (en) * 2012-04-12 2012-11-14 广州博冠企业有限公司 Polar axis auxiliary adjusting system of equator type astronomical telescope
US20180210062A1 (en) * 2014-12-05 2018-07-26 Light Speed Vision (Beijing) Co., Ltd. Polar Axis Calibration System, Electronic Polar Scope, Polar Axis Calibration Control Device, and Equatorial Instrument and Telescope Comprising the Same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08201703A (en) * 1995-01-30 1996-08-09 Sony Tektronix Corp Equatorial telescope type frame
JPH1172718A (en) * 1997-08-29 1999-03-16 Shimadzu Corp Astronomical telescope
WO2004107012A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-09 Vixen Co., Ltd. Automatic introduction system of celestial body
CN202533650U (en) * 2012-04-12 2012-11-14 广州博冠企业有限公司 Polar axis auxiliary adjusting system of equator type astronomical telescope
US20180210062A1 (en) * 2014-12-05 2018-07-26 Light Speed Vision (Beijing) Co., Ltd. Polar Axis Calibration System, Electronic Polar Scope, Polar Axis Calibration Control Device, and Equatorial Instrument and Telescope Comprising the Same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6996021B1 (en) * 2021-08-30 2022-01-17 文彦 藤田 Equatorial mount polar alignment support device
CN114047621A (en) * 2021-11-13 2022-02-15 光速视觉(北京)科技有限公司 Astronomical telescope support and auxiliary calibration method for astronomical telescope

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022027117A (en) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8514489B2 (en) System for a polar position of a telescope
US7339731B2 (en) Self-aligning telescope
RU2641833C2 (en) Visual adjustment of mobile x-ray imaging system with camera
JP6892166B1 (en) Telescope control program
US9749522B2 (en) Tracking device for portable astrophotography of the night sky
US20030080976A1 (en) Image display apparatus, method and recording medium
US20030202089A1 (en) System and a method of three-dimensional modeling and restitution of an object
US20110292166A1 (en) North Centered Orientation Tracking in Uninformed Environments
Zhang et al. A universal and flexible theodolite-camera system for making accurate measurements over large volumes
JPH11252440A (en) Method and device for ranging image and fixing camera to target point
JP6849634B2 (en) Terminal device and control method of terminal device
US20060238861A1 (en) High definition telescope
US8761460B2 (en) Method of automatically tracking and photographing celestial objects, and celestial-object auto-tracking photographing apparatus
JP2012010324A (en) Automatic astronomical tracking and photographing method and apparatus
Hirt et al. The digital zenith camera-a new high-precision and economic astrogeodetic observation system for real-time measurement of deflections of the vertical
WO2016086904A1 (en) Polar calibration system, electronic polar lens, polar calibration control device and equatorial mount and telescope comprising same
US20140085717A1 (en) Systems and methods for closed-loop telescope control
CN110646016B (en) Distributed POS calibration method and device based on theodolite and vision-assisted flexible base line
JP5339688B2 (en) Video projection system
JP2006337682A (en) Image projection system
US20230154045A1 (en) Astronomical telescope stand, auxiliary calibration method for astronomical telescope and astronomical telescope system
Wang et al. Image and data processing of digital zenith telescope (DZT-1) of China
CN107966164B (en) Celestial dome curtain starlight calibration method based on five-axis turntable
KR100563948B1 (en) Apparatus for attitude determination test of star-sensor and method for display of imaginary constellation
JP2006036009A (en) Position coordinate indicating method of geostationary satellite and coordinates indicating device using it

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200820

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200820

A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20200825

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20201008

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210323

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6892166

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250