Image based automatic wind velocity profiler for adaptive optics
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Date
2023
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Abstract
Los sistemas de óptica adaptativa (AO, por sus siglas en inglés) corrigen las aberraciones o desfases generados por la atmósfera. Para ello, se requieren estimadores en línea de los parámetros de turbulencia atmosférica. Para la familia de sistemas de óptica adaptativa de campo amplio (WFAO, por sus siglas en inglés), esta información debe ser estratificada en altitud. Entre estas estimaciones vectorizadas, el perfil del viento en altitud es deseable para reducir los errores temporales en los lazos de AO y para estimar el tiempo de coherencia de la turbulencia. Esta tesis propone un estimador de viento llamado Algoritmo de Seguimiento de Picos basado en Procesamiento de Imágenes (IPTA, por sus siglas en inglés). IPTA está basado en procesamiento de imágenes y estima de manera automática y confiable la velocidad del viento para varias capas turbulentas a lo largo de la línea de visión. La estimación de cada capa de viento se logra mediante el seguimiento de picos presentes en mapas de correlación cruzada generados con datos de pares de sensores de frente de onda (WFS, por sus siglas en inglés). Estos mapas son generados utilizando la técnica conocida como SLODAR (Slope detection and Ranging). Resultados para datos simulados y reales muestran que IPTA supera a uno de los métodos de estimación de viento del estado del arte (el algoritmo CovAriance parametrization of Wind velocity, CAW) en términos de precisión y recuperación. Los resultados también muestran que, en términos de tiempo de ejecución, IPTA escala mejor cuando se incrementa el número de lentes de los WFS. Siendo de código abierto y confiable, IPTA puede ser una herramienta útil para la comunidad de óptica adaptativa.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023
Keywords
Automatizacion, Turbulencia atmosférica, Velocidad del viento, Óptica adaptativa, Procesamiento de imágenes, Seguimiento