基于MSP430的小型望遠鏡防抖系統設計

　1 引 言

　　防抖系統正日益廣泛地應用于照相機和望遠鏡等光學設備中。防抖主要分為光學防抖和電子防抖，光學防抖通過光學器件進行影響穩定；電子防抖采用軟件的方法，針對數字圖像設計基于圖像處理的影像穩定算法[1]。對于望遠鏡來說，在放大視角的同時，也會將手的抖動造成的影像晃動放大，在高倍望遠鏡中尤其明顯。天文望遠鏡、軍用望遠鏡等高倍望遠鏡在使用時通常需要配合三腳架，而大多數的手持望遠鏡在沒有影像穩定措施的情況下觀察效果受到擾動。如果觀察者站在車、船、飛機上時，晃動的影響更加嚴重，即使把望遠鏡裝到三角架上，也不能消除晃動的影響。因此，開發適合望遠鏡使用的影像穩定系統已經成為一項迫切的任務，防抖動望遠鏡將會具有很大的市場前景。

　　影像穩定屬于跟蹤控制問題。文獻 [2]設計了一種采用形狀可變的流體棱鏡進行抖動補償的方法。本文設計了以 MSP430單片機為核心的防抖控制系統，給出了系統硬件設計電路，使用 C430語言進行軟件調試，以實現對望遠鏡防抖系統的有效控制。

2 系統硬件設計

　　望遠鏡防抖系統原理如圖 1所示，其原理是：在望遠鏡光路中加入一組可動鏡片，稱為補償鏡片。補償鏡片在自身所在平面內做上下左右兩個自由度的運動，來糾正因手在俯仰和偏航方向的抖動所引起的光線偏轉，使光線仍然按照期望的軌跡到達目鏡，從而達到穩定影像的目的。

　　該系統硬件主要有以下幾部分組成：感知望遠鏡抖動的陀螺儀 CG-L53B；鏡片伺服直線電機的集成功率放大器 TCA0372；MCU采用 MSP430F169芯片；做電源穩壓的 MAX8863芯片。