Date de mise à jour : 13 février  2011

Autoguidage

L'outil d'autoguidage permet d'automatiser le guidage d'une monture à partir d'images prises en continu par une caméra.

Les images peuvent être acquises avec n'importe quelle caméra supportée par AudeLA : WebCam, WebCam Longue Pose, caméra vidéo (ex : Watek), Audine, etc.

La monture peut être n'importe quel système supporté par AudeLA autorisant les commandes de rattrapage en mode lent : LX200, SkySensor, Gemini, Ite-lente, Mel Bartels, Celestron, Temma, Ouranos, AudeCom ou via le driver ASCOM.

Démarrage

Régler les paramètres d'acquisition des images

Configurer l'autoguidage

a) Autoguidage sur une étoile

b) Autoguidage sur la fente d'un spectrographe

c) Apprentissage (facultatif)

d) Prétraitement de l'image (facultatif)

Lancer l'autoguidage

Corrections pendant l'autoguidage

Trucs & astuces

 

Démarrage


Régler les paramètres d'acquisition des images

Les paramètres d'acquisition sont affichés dans la fenêtre principale de l'outil d'autoguidage.

Exemple de guidage sur Castor (étoile double).

 

Pose : Temps de pose en secondes.

Binning : Binning de la caméra lors de l'acquisition.

Intervalle : Nombre de secondes d'attente entre 2 poses. Utiliser la valeur 0.5 pour commencer (voir Trucs & astuces).

Case à cocher "Image" : Affiche l'image si la case est cochée (si la case est décochée l'image n'est pas affichée, cela fait gagner 300 millisecondes par itération).

Case à cocher "Cible" : Affiche le rectangle rouge symbolisant l'étoile guide.

Case à cocher "Axes (AD, Déc.)" : Affiche les axes bleus dont l'intersection symbolise le point de consigne.

Case à cocher "Suivi actif" : Les impulsions de rattrapage ne sont pas envoyées aux moteurs de la monture tant que la case est décochée. Par sécurité la case est décochée à l'ouverture de l'outil d'autoguidage pour éviter des déplacements intempestifs. Il est préférable de cocher cette case seulement après avoir configuré l'autoguidage.

Ecart : Nombre de pixels d'écart sur les axes X et Y entre l'étoile guide et le point de consigne.

Impul. : Durées des impulsions envoyées aux moteurs Alpha et Delta. La valeur est affichée en millisecondes, suivie de l'initiale de la direction (n=nord, s=sud, e=est, w=ouest).

Intervalle : Durée totale entre 2 corrections (en millisecondes).

 

Configurer l'autoguidage

a) Autoguidage sur une étoile

Les paramètres de configuration sont affichés dans la fenêtre que l'on ouvre avec le bouton "Configuration..." depuis la fenêtre principale.

Taille de la zone (pixels)
Permet de choisir la taille totale du rectangle rouge délimitant la zone de recherche de l'étoile. Ce rectangle est re-dessiné après l'affichage de chaque image :

Seuil de détection (pixels)
Seuil de détection en dessous duquel il n'y a pas assez de flux pour déterminer la position de l'étoile.
Le seuil de détection est le nombre de pixels qui ont une intensité supérieure à minIntensity = dbgmean + 6.0 * dbgsigma 
avec dbgmean : Valeur moyenne du fond de ciel dans la zone de recherche de l'étoile.
        dbsigma  : Ecart type du fond de ciel dans la zone de recherche de l'étoile.

Quand la zone de recherche contient un nombre de pixels dont l'intensité est inférieure à minIntensity, l'algorithme de guidage considère que l'étoile n'est pas visible et n'envoie pas d'ordre de déplacement au télescope (très utile pour détecter le passage de nuages). L'indicateur "Intensité" est affiché en rouge dans le panneau de guidage et une bulle d'information apparaît quand on place le curseur de la souris au dessus.

Seuil de détection

Si le seuil de détection = 0 , les ordres de déplacement sont envoyés au télescope même si l'étoile n'est pas détectée.

Vitesse (ms/pixel)
Coefficient pour convertir le nombre de pixels en durée d'impulsion exprimée en millisecondes.

Seuil (pixels)
Nombre de pixels en dessous duquel l'impulsion n'est pas envoyée au moteur.

Angle (degrés)
Angle d'inclinaison de la caméra par rapport à l'axe d'Ascension Droite.

b) Autoguidage sur la fente d'un spectrographe

Principe de l'autoguidage sur la fente

Algorithme d'analyse d'une image :

- Mesure le flux reçu dans deux rectangles placés au-dessus et au-dessous de la fente.
- Calcule le pourcentage d'écart entre les deux flux.
- Multiplie le pourcentage d'écart par le coefficient %/pixels pour transformer cette valeur en un nombre de pixels correspondant au décalage sur l'image.
- Divise le nombre de pixels de décalage par un coefficient Vitesse(ms/pixels) pour transformer cette valeur en un nombre de millisecondes qui correspond à la durée de l'impulsion à envoyer au moteur de déclinaison de la monture.

Si l'étoile s'écarte trop loin de la fente (> largeur d'une lèvre), l'algorithme bascule en guidage sur une étoile (ajustement de gaussienne).


Configuration de l'autoguidage sur la fente

Les paramètres de configuration sont affichés dans la fenêtre que l'on ouvre avec le bouton Configuration... depuis la fenêtre principale.

Les valeurs par défaut sont données pour un C8 + Lhires3 + WebCam.

Taille de la zone (pixels)
Permet de choisir la taille totale des deux rectangles délimitant la mesure des flux. Ces rectangles sont re-dessinés après l'affichage de chaque image :

Largeur de la fente (pixels)
Espace entre les 2 rectangles qui correspond à la partie obscure de la fente. Le flux reçu dans cet espace n'est pas pris en compte par l'algorithme de mesure du flux. .

Coefficient (%/pixel)
Coefficient utilisé pour convertir le pourcentage d'écart de flux en un écart en nombre de pixels

Angle (degrés)
Le paramètre "Angle" n'est pas utilisé par l'algorithme de guidage sur la fente. Il faut donc aligner la fente parallèlement avec l'axe des X de l'image. Quelques degrés d'écart sont tolérés.

Les autres paramètres sont identiques à l'autoguidage en PSF (voir ci-dessus)

c) Apprentissage (facultatif)

L'apprentissage permet de mesurer la vitesse de rattrapage sur les axes d'Ascension Droite et de Déclinaison et l'angle de la caméra.

Mode opératoire

... à compléter.

 

d) Prétraitement de l'image (facultatif)

Cumul des acquisitions

Cette option permet d'additionner plusieurs images avant de calculer le rattrapage. Elle améliore la détectivité dans le cas d'étoile faible, en particulier quand on utilise une WebCam qui n'a pas l'option Longue Pose.

... à compléter.

Soustraction du dark

Cette option permet de soustraire une image de noir avant de calculer le rattrapage. Elle améliore la détectivité de l'étoile et élimine les pixels chauds produits par le capteur (très utile avec une WebCam Longue Pose).

... à compléter.

 

Lancer l'autoguidage

- Lancer les acquisitions (bouton GO CCD).

- Cliquer avec le bouton DROIT de la souris dans l'image pour désigner le point de consigne sur la fente.

- DOUBLE CLIQUER avec le bouton GAUCHE de la souris dans l'image pour désigner l'étoile guide qui doit être amenée sur le point de référence par l'autoguidage.

- Cocher la case Suivi actif pour activer l'envoi des commandes de rattrapage à la monture.

- Surveiller le déplacement de l'étoile afin de s'assurer que la configuration est correcte.

 

Corrections pendant l'autoguidage

Tous les paramètres peuvent être modifiés sans arrêter l'autoguidage.
Exemples :

Changement du point de consigne pendant le guidage sur la fente : Avec un peu d'habitude, cela permet de rapprocher la consigne pixel par pixel du centre de la fente en fonction de l'image de l'étoile. Le but est de faire disparaître l'étoile dans la fente.

Changement du sens des rattrapages : Si les rattrapages ne vont pas dans le bon sens, cocher ou décocher les cases "Inverser le sens". Cela peut être nécessaire en particulier dans le cas d'une monture allemande qui vient d'effectuer un renversement.


Trucs & astuces


=> Ne pas faire d'autoguidage sur une étoile saturée.

Une étoile saturée ne permet pas de faire un autoguidage précis.

Exemple : Sur Régulus avec un C8 et une WebCam N&B (pixel saturé = 255) , régler l'obturateur de la WebCam N&B sur 1/500 et le gain quasiment au minimum pour avoir une intensité maximale égale à 200 environ.

=> Faire des poses longues pour intégrer la turbulence.

Idéalement de 1s à 2s (avec une WebCam Longue Pose), mais il ne faut pas saturer.

Si les poses sont courtes, il vaut mieux cumuler les acquisitions pour éviter de "suivre" la turbulence de trop près.

=> Si la monture suit bien.

Il vaut mieux espacer les corrections en augmentant l'intervalle pour éviter des corrections factices engendrées par la turbulence.

=> Activer de préférence le PEC de la monture.

Après expérimentation, j'ai désactivé le terme d'intégration de l'algorithme PID pour éviter d'entrer en conflit avec les corrections du PEC. Le résultat global me semble meilleur que sans PEC.

=> Laisser un très léger déséquilibrage (ou un très léger défaut de mise en station) dans le cas de monture ayant du jeu, afin que les corrections soient toujours dans le même sens, surtout en déclinaison.

Cela évite de changer le sens de correction et donc de faire des corrections de type blacklash (rattrapage des jeux) qui peuvent ajouter des erreurs d'imprécision dans les rattrapages de la monture.

=> Particularité du réglage du guidage en déclinaison sur la fente.

Le coefficient %/pixel peut valoir entre 0.5 et 50 ! Je n'ai pas encore trouvé de formule pour le calculer automatiquement. Il dépend de la luminosité de l'étoile, du fond de ciel, du rapport entre ces deux valeurs et un peu de la taille des rectangles.

Quand ce coefficient est trop petit, le rattrapage en déclinaison devient très lent ou même nul.

Quand ce coefficient est trop grand, le rattrapage en déclinaison devient trop important et il engendre des oscillations.