Para a imagem de manchas estelares, o algoritmo tradicional de avaliação de gradiente apresenta detalhes de gradiente fracos em casos de desfocagem severa, dificultando a identificação da direção correta do foco. Para realizar uma imagem rápida e um rastreamento confiável das estrelas no sistema de rastreamento, foi estabelecido um sistema de foco automático baseado na avaliação das características de imagem estelar, estudando o algoritmo de avaliação de foco do sistema, a estrutura de foco automático e o sistema de controle automático. Através da análise da distribuição de níveis de cinza nas imagens das manchas do sistema de rastreamento, foram analisadas as diferenças das características do gradiente nas condições de foco correto e desfocado. Com base nas características das mudanças nos níveis de cinza das manchas estelares, o valor de fundo foi incluído na contribuição da avaliação, adicionando a contribuição da diferença do nível de cinza do sinal da mancha na função de avaliação de gradiente tradicional. Foi projetada uma estrutura de hardware e sistema adequada para o algoritmo melhorado de foco, utilizando um motor de passo e uma base de foco para compor o componente de foco, que é acionado pela unidade de controle computacional para a realização do sistema automático de foco. Foram realizados experimentos e análises com um dispositivo de rastreamento equipado com o sistema de foco automático. Os resultados experimentais mostram que o dispositivo de foco automático pode realizar o ajuste de foco de maneira estável no sistema de rastreamento, e que o algoritmo melhorado tem uma melhor direção de foco em comparação com o algoritmo de gradiente tradicional, mantendo 67% da sensibilidade do algoritmo tradicional e reduzindo os pontos de máximo local a zero. O algoritmo melhorado não é afetado pela fraqueza dos detalhes do gradiente, sendo capaz de manter boa direção e sensibilidade de foco em diferentes graus de desfocagem, e o sistema de rastreamento equipado com o dispositivo de foco automático pode buscar rapidamente a distância focal adequada e medir características ópticas atmosféricas.

foco estelar; foco automático; nitidez da imagem; motor de passo; sistema de rastreamento estelar