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2016/07/17 1
天体を静止画として
長時間撮影できる装置 の紹介
自己紹介
• 名前:大槻 正樹
• TwitterID:@nekomeshi312 こんなアイコンです→
• 仕事:某メーカ所属
アジェンダ
●天体を撮影する装置とは?
●ハードウェア紹介
●ソフトウェア紹介
本に書いていない
●ラズパイでUSBカメラを使うTips
●システム全体の紹介
●精度評価
ITproでも三部作で紹介されています
第一部:http://ur0.mobi/uF5y
第二部:http://ur0.mobi/uF5F
第三部:http://urx.red/uGS7
こっちのほうが詳しいf^^;
2016/07/17 44
何を作ったのか
天体を静止画として
長時間撮影できる装置
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2016/07/17
赤道儀
ハンドコントローラ
2016/07/17 1111
赤道儀
equiv 24mm equiv 3000mm
84°
0.83°
約0.5秒角
=1.4x10^-4°
実際はもっとゆるくても大丈夫ですが・・
2016/07/17 1212
ではどうするか
デジタルカメラ
超望遠レンズ代わりの
望遠鏡
ガイド望遠鏡
Webカメラ
ズレを計算
スイッチを
エミュレート
2016/07/17 1313
回路図
2016/07/17 1414
追尾
( ) ( ) ( )
dt
tde
KddeKiteKpM
t
⋅+⋅+⋅= ∫ ττ
0
ズレ量からモータの制御量を求める
PID制御
ズレの絶対量を
補正する
ズレの蓄積を
補正する
急なズレを
補正する
e(t):エラー
M:制御値
Kp,Ki,Kd:補正係数
コンテストの時点では
ここまで
UI
画像処理
今はここまで
2016/07/17 1515
Raspberry PiでUSBカメラを使うTips
PythonでUSBカメラを使う場合
●OpenCVを使ってキャプチャすることが多い
○OpenCVの良い所
・お手軽:基本はこれだけ
・参考資料が多い
☓OpenCVの良くないところ
・実装されていないカメラのコントロールが多い
→v4l2-ctlと併用して逃げた
・フレームレートが安定しない(自分の環境だけ?)
cap = cv2.VideoCapture(0)
cap.set(cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, width)
cap.set(cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, height)
ret, frame = cap.read()
cap.release()
2016/07/17 1616
フレームレートを安定させるには
1)OpenCVのソースを修正する
modules¥highgui¥src¥cap_libv4l.cpp の
#define MAX_V4L_BUFFERS 10
#define DEFAULT_V4L_BUFFERS 4
↓
#define MAX_V4L_BUFFERS 1
#define DEFAULT_V4L_BUFFERS 1
参考:
http://blog.studiok-i.net/beagleboard/99.html
2) pyuvcを利用する
libuvcのpython ラッパ
https://github.com/pupil-labs/pyuvc
○お手軽
☓だいぶ良くなるが完璧じゃない
何か副作用があるかも
○結構正確にフレームレートが安定する
カメラのコントロールが全部できる
☓いろんなライブラリを入れる必要がある
libusb, libuvc, libjpeg-turbo, cython等
MJPEG対応のカメラのみ
結構処理が重い(JPEG展開するため)
いまこっちに入れ替えて評価中
2016/07/17 1717
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オートガイダ
2016/07/17 1818
天体導入装置
座標取得
2016/07/17 1919
シャッタを切る
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撮影データ管理
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全体システム
撮影指示
撮影画像
座標取得
ガイドエラー
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P制御のみ PID制御
σ=2.11pixel σ=0.63pixel1/3 (^^)v
変わっていないorz..
http://urx.blue/uIsz から拝借
バックラッシュ
撮影条件が違うので、直接比較はできませんがf^^;
2016/07/17 2222
ラズパイコンテスト2016
2016/07/172014/07/30 23
FIN

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