Отслеживание метеоров с научной пользой

[VAKT]

Хочется создать сеть наблюдения за метеорами с научной пользой. Начало обсуждения.
- камеры
- объективы
- купола/кожухи
- захват
- П.О. для обработки
- отправка данных
- оптический/радиодиапазон

(кликните для показа/скрытия)

Недорогие светосильные варифокальные объективы с АРД под матрицу 1/3" (1/4") продающиеся на авито:
(все эти объективы, и это заявлено производителями, диафрагмируются до 1:360)

Производитель	Smartec	Computar	Computar	Tamron	Tamron	Spacecom	Fujinon
Модель	STL-3080DC	TG3Z2910FCS	TG3Z2910FCS‐IR	13VG308AS	13VG308ASIR	SIRIUS TAV308DC	YV2.7x2.9LR4D-SA2L
Формат	1/3”	1/3”	1/3”	1/3”	1/3”	1/3”	1/3"
Крепление	CS	CS	CS	CS	CS	CS	CS
Фокусное расстояние, заявлено, мм	3,0–8,0	2,9–8,2	2,9–8,2	3,0–8,0	3,0–8,0	3,0–8,0	2,9–8,0
Фокусное расстояние, измерено*, мм	2,3–7,4				2,8–7,8		2,4–8.0
Апертура объектива, заявлено	F0,95	F1,0	F:1,0	F1,0	F1,0	F0,95	F0,95
Апертура объектива, измерено*	F0,9-1,3				F1,1–1,3		F1,3–1,8
Угол обзора, заявлено	92,9х68,4°–35,7х26,8°	98,3x70,7°–35,2x26,3°	95,0x69,0°–35,6x26,7°	90,8x66,6°–35,9x26,9°	92,5x68,0°-35,7x26,8°	94,3x68,9°–35,9x26,9°	94°37'x69°30'–35°18'x26°26'
Угол обзора, измерено*	92,2x?°–35,9x?°				80,3x?°–34,2x?°		90,0x?°–33,4x?°
Неравномерность освещенности поля*, %	40–30				40–30		40–20
Фокусировка	Ручная 0,3–∞ м	Ручная 0,5–∞ м	Ручная 0,5–∞ м	Ручная 0,2–∞ м	Ручная 0,2–∞ м	Ручная 0,3–∞ м	Ручная 0,3–∞ м
Увеличение	Ручное	Ручное	Ручное	Ручное	Ручное	Ручное	Ручное
Управление диафрагмой	Автоматическая DC	Автоматическая DC	Автоматическая DC	Автоматическая DC	Автоматическая DC	Автоматическая DC	Автоматическая DC
Асферическая линза	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Да
ИК-коррекция	Да	Нет	Да	Нет	Да	Да	Да
Габариты, мм	46,3х39х47	33,5x46,6x44,3	33,5x46,6x44,3	33,0x42,0x46,0	33х38,5х40,5	38,0x48,0x49,7	33,5х45,5х36
Масса, гр.	65	47	50	45,5 ± 4	46	64	45
Он же под другим именем				Sanyo VA-13VG308AS
				VIVOTEK 13VG308AS
Примечание							Низкая измеренная светосила
Паспорт (.PDF)	STL_3080	TG3Z2910FCS	TG3Z2910FCS‐IR	13VG308AS	Tamron IR lens	TAV308DC	YV2.7x2.9LR4D-SA2

* - публикация в журнале "Системы безопасности" №1 за 2008г.

(кликните для показа/скрытия)

Производитель	Computar
Модель	HG0808FCS-HSP
Формат	1/2"
Крепление	CS
Фокусное расстояние, заявлено, мм	8,0
Апертура объектива, заявлено	F:0,8
Угол обзора, заявлено	55,1°x44,9°
Фокусировка	Ручная 0,3–∞ м
Увеличение	Нет
Управление диафрагмой	Автоматическая DC
Асферическая линза	Да
ИК-коррекция	Нет
ED-стекло
Габариты, мм	42х56,8х43,0
Масса, гр.	120
Он же под другим именем
Примечание	Using with a B/W camera, please use the attached "B/W aberration compensation filter" and "FB compensation spacer". The filter(M22 P=0.5mm) should be screwed onto the lens from rear side and the spacer should be placed between lens and camera.
Даташит на офсайте	HG0808FCS-HSP

(кликните для показа/скрытия)

Чёрно-белые камеры
Модель	Размер	Сенсор	Чувствит., Лк	Разрешение, ТВЛ	Описание
WAT-902H2 ULTIMATE	1/2"	ICX429ALL	0,0001 / F1,4	570
WAT-902H3 ULTIMATE	1/3"	ICX659ALA	0,0002 / F1,4	570
WAT-902H2 Supreme	1/2"	ICX429ALL	0,0003 / F1,4	570
WAT-902H3 Supreme	1/3"	ICX259ALL	0,0005 / F1,4	570
WAT-902 DM2 (DM2S)	1/2"	ICX419ALL (ICX429ALL)	0,0018 / F1,4	570
WAT-902 DM3 (DM3S)	1/3"	ICX409AL (ICX259AL)	0,002 / F1,4	570
WAT-902H	1/2"	ICX429ALL	0,0003 / F1,4	570	с/ш 46 дБ, АРД VD, эл. затвор до 1/100000, АРУ (Hi/Low), Г=0.45/1, компенсация заднего света, 12 VDC±10%, 160 мА, 34x34x58 мм
WAT-902В	1/2"	ICX419ALL	0,003 / F1,4	570	с/ш 46 дБ, АРД VD, эл. затвор до 1/100000, АРУ (Hi/Low/Off), Г=0.45/1, компенсация заднего света, 12 VDC±10%, 135 мА, 34x34x58 мм
WAT-127LH	1/2"	ICX419ALL	0,0015 / F1,4	570
WAT-137LH	1/3"		0,002 / F1,4	570
WAT-502B	1/3"		0,003 / F1,4	400	АРД VD, эл. затвор до 1/100000, 9 (DC 7-11) B, 130 мА, 30x30x46 мм
WAT-535EX	1/3"		0,003 / F1,4
WAT-525EX	1/2"	ICX419ALL	0,002 / F1,4
WAT-902HB2S	1/2"		0,0003 / F1,4	570	модульная камера
WAT-902HB3S	1/3"	ICX429ALL	0,0006 / F1,4	570	модульная камера

(кликните для показа/скрытия)

• ПЗС и КМОП матрицы Sony (там же и некоторые другие производители)

[VAKT]

Я хочу съездить в Севастопольский государственный университет (ранее: Приборостроительный, имеет в своём составе институты: ядерной энергии и промышленности, политехнический, радиоэлектроники и информационной безопасности, информационных технологий и управления в технических системах, сетевой университет Ростехнадзора и т.д.) и поговорить с завкафедрами на счёт привлечения нескольких студентов для написания программы детектирования захвата видео метеоров, анализатора видео и базы данных для хранения и обработки результатов.
Поэтому очень прошу ЛА всё же откликнуться и представить своё видение технических условий.

Например касательно в части обработки видео (с учётом онлайн детектирования) на современных ip-камерах:

- сохранение видеоматериала (на котором присутствует метеор) начиная с ближайшего ключевого кадра перед событием или за n-ближайших ключевых кадров, по ближайший следующий (ключевой) кадр или через n- (ключевых) кадров
- возможность работы с видеопотоком любого разрешения, частоты кадров, цветового пространства и закодированного любым енкодером (библиотеки енкодеров, ds-фильтр)
- возможность анализировать как онлайн-видеопоток так и сохранённое видео
- использовать маску закрывающую неиспользуемые области при обработке видеоматериала
- использование буфера для видео в оперативной памяти
- применение пользовательских фильтров и расширений на лету

Для анализатора:

- использование видео любого разрешения
- произвольное масштабирование видео
- привязка к опорным звёздам имеющимся в кадре для оценки яркости, длины пути, скорости и положения метеора (астрометрия)
- использование нескольких видеопотоков из разных географических мест для уточнения радианта потока, выявления линейной скорости метеора и положения метеорного следа в атмосфере с построением 3d-модели одиночного метеора и метеорного потока
- использование пользовательских фильтров и расширений
- сортировка обнаруженных метеоров по критериям (список критериев ?)
- нахождение в базе данных этого же метеора записанного с других камер (запрос в базы данных)

База данных (базы данных):

- синхронизация (ресинхронизация в случае сбоев)
- поиск метеора по заданным критериям по запросу анализатора
- хранение картинки отображающей весь путь метеора (сложением кадров)

[Владимир Николаевич]

Хорошая ссылка на обьективы Тамрон https://www.barcodediscount.com/pdf/Tamron/ir-lens.pdf

[VAKT]

Вот ответ на вопрос по поводу реальных задержек, процитирую сам вопрос и ответ:

В видеорежиме 50к/сек - это не экспозиция, а количество кадров в сек. В самих 20мс на экспозицию уходит лишь около 10 мс, остальное на считку и обработку.

Ответ включая мои вопросы про инпут-лаг и RAW:

Задержки от входа до получения картинки в среднем от 150мс до 500мс, связано с очень многими параметрами настройки модуля.
RAW можно получить с сенсора, непонятно в каком формате Вам он нужен и как потом обрабатывать его...
По выдержке, как выставили такой параметр и используется, это больше программная обработка и настройка сенсора, и никак не связано с производительностью процессора.

[VAKT]

Собираю полезную информацию: сборка прошивки из исходников для этих камер

[VAKT]

Пишу видео full hd с AGC=0, чуть позже с AGC=10..15 (тут уже виден млечный путь) при 6,25 кадров/секунду и 160мс выдержки соответственно.

P.S.
Володя - я таки кончил корпус от неработающей видеокамеры в которой установлена imx291 - фуфлыжный силумин на крепеже лопнул .

[VAKT]

Пару слов о наблюдаемой картинке: одноплатный модуль всё же не лучшее решение и его беда в том, что процессор, даже с установленным радиатором, прогревает сенсор - это хорошо заметно. Я вчера пробовал сравнивать картинку с камеры когда она прогретая и после того как остыла, т.е. первая минута-две после включения: на холодной камере, а использовался 3-х мегапиксельный тамрон с фокусным 3мм, прекрасно виден млечный путь, m31, хи аш персея, но по мере прогрева, а процессор смещён к углу, появляющая "засветка" заливает картинку и млечный путь тонет в шумах.

Видео выложу позже - там что-то яркое и медленное попало кроме метеоров.

[Владимир Николаевич]

процессор, даже с установленным радиатором, прогревает сенсор - это хорошо заметно..... прекрасно виден млечный путь, m31, хи аш персея, но по мере прогрева, а процессор смещён к углу, появляющая "засветка" заливает картинку и млечный путь тонет в шумах..

И это с опционально установленным на процессор радиатором...  Микрокулер в общем обязателен!!!

[Забелин Илья]

Задержки от входа до получения картинки в среднем от 150мс до 500мс, связано с очень многими параметрами настройки модуля.RAW можно получить с сенсора, непонятно в каком формате Вам он нужен и как потом обрабатывать его...По выдержке, как выставили такой параметр и используется, это больше программная обработка и настройка сенсора, и никак не связано с производительностью процессора.

  Ответ неверный. Я говорил про фотоаппараты.
 И причем здесь скорость снимания сигнала с матрицы и производительность процессора? Время на создание одного кадра видео состоит из - времени экспозиции + время считывания с матрицы + время обработки сигнала процессором( что зависит от мощности оного). Слышали про эффект "роллинг-шаттер"? Он возникает от долгого считывания сигнала с матрицы в видеорежиме. http://www.ixbt.com/divideo/rolling-shutter.shtml. И эта скорость для каждой матрицы разная и является константой. Из-за этого при установке режима видео свыше 100 к/сек размер кадра и яркость сильно уменьшаются, иначе камера просто не может создать такой поток при постоянной медленной скорости считывания.

   С уважением, Илья

     

[VAKT]

Забелин Илья: Сони не рассказывает ни устройство своих сенсоров ни применяемые схемотехнические решения, и я не знаю какие промежуточные буферы, наподобие как в ПЗС, или иные технологии использует сони в своих старвис матрицах. К тому же вопрос стоял "как много времени из", и на него был получен ответ. Отчасти можно ориентироваться на указание в коротком даташите к сенсору на такие параметры:

Table 3 Basic Drive Mode:

Interface	ADC	Frame rate (Max.)	Bit rate (Max.)
Low voltage LVDS serial 8 ch	10 bits	120 frames/s	445.5 Mbps/ch
CSI-2  4lane	10 bits	120 frames/s	891 Mbps/lane
CMOS parallel	10 bits / 12 bits	30 frames/s	74.25 Mpixel/s

Где CSI-2 - это Camera Serial Interface версии 2, специально разработанный интерфейс между "камерой и хост-процессором" (камера умеет и CMOS parallel, но зачем если можно быстрее ?). Сенсор имеет 2,13 Мпикселя и сони говорит, что при 10 битах  она через этот интерфейс гарантирует 120 к/сек, что приводит к 8,3 мс кадр вместе с задержкой. Видимо сони добилась каким-то образом уменьшения задержек считывания. В принципе увеличением количества линий считывания, т.е. усложняя схему и дробя на блоки, можно уменьшить временной разрыв. Но, повторюсь, сони не расскажет т.к. именно мобильные технологии сейчас являются тем локомотивом который тащит отрасль сенсоров. Да и CSI-3 ещё в 2012 году появилась, что наводит на мысль, что следующее поколение сенсоров, типа старвис-2, может быть уже разработано но ждёт своего времени.

P.S.
хобот почитываю и статью про роллинг-шуттер давно читал.

И это с опционально установленным на процессор радиатором...  Микрокулер в общем обязателен!!!

Хорошо видно как матрицу заливает теплом из угла, поэтому возможно двухплатная компоновка позволит снизить этот тепловой шум. Как-нибудь попробую записать нагрев матрицы и в ускоренном виде выложить.
Можно попробовать целиком залить плату с сенсором с оборотной стороны и прилепить туда пельтье, но это уже когда приедет двухплатный модуль, может и не нужно будет вовсе заморачиваться.

[VAKT]

Вот как выглядит нагрев сенсора процессором на этом одноплатном модуле, при этом на процессор установлен радиатор. Процессор  на оборотной стороне платы смещён относительно сенсора и виден правый нижний прогретый угол и почти не тронутый нагревом левый верхний. Изображение обработано чтобы подчеркнуть процесс. На только что включённой камере тепловая засветка ощутимо меньше и Млечный Путь выглядит детальней.

[VAKT]

Кусочек вчерашнего видео длительностью две с половиной минуты на котором имеется: 4 метеора, 1 спутник и 2 медленных ярких объекта на одной орбите - возможно это затопленный ночью Прогресс МС-05 ? А что за второй ?

8,333 кадра/сек, ~2,5 Мб/сек, 0,147 бит/пиксель. Похоже установка shutter=slow даёт выдержку 120мс, shutter=fast 160мс, среднюю не смотрел

Интересно, что по вертикали матрицы объектив покрывает 70 градусов, по горизонтали 110.

http://youtu.be/TMgt27v82A0

[Владимир Николаевич]

Вот как выглядит нагрев сенсора процессором на этом одноплатном модуле, при этом на процессор установлен радиатор. Процессор  на оборотной стороне платы смещён относительно сенсора и виден правый нижний прогретый угол и почти не тронутый нагревом левый верхний. Изображение обработано чтобы подчеркнуть процесс. На только что включённой камере тепловая засветка ощутимо меньше и Млечный Путь выглядит детальней.

Офигеть и это с радиатором. Кстати на видео тоже виден светящийся угол....
При этом на процессоре стоит на термоклее весьма приличный по размерам радиатор. Как я выше писал ко мне сейчас идут кулеры 20х20мм, но судя по всему нужен и радиатор побольше!!!

[Владимир Николаевич]

Кусочек вчерашнего видео длительностью две с половиной минуты на котором имеется: 4 метеора, 1 спутник и 2 медленных ярких объекта на одной орбите - возможно это затопленный ночью Прогресс МС-05 ? А что за второй ?

8,333 кадра/сек, ~2,5 Мб/сек, 0,147 бит/пиксель. Похоже установка shutter=slow даёт выдержку 120мс, shutter=fast 160мс, среднюю не смотрел

Интересно, что по вертикали матрицы объектив покрывает 70 градусов, по горизонтали 110.

http://youtu.be/TMgt27v82A0

Помоему ОЧЕНЬ прилично... Я подобного метеорного видео на охранках давно не припомню... А что за обьектив - ты не написал???

[VAKT]

3-х мегапиксельный тамрон 1:1,2 - ты же один взял ! Выкидывай диафрагму.

[Владимир Николаевич]

Выкидывай диафрагму.

Методические рекомендации плиз??? Последовательность шагов???

[VAKT]

Методические рекомендации плиз??? Последовательность шагов???

Там всё просто: крышка куда заходит кабель держиться на трёх мелких винтах (сверху и по сторонам), их откручиваешь и открываешь крышку, под ней установлена диафрагма управляемая шаговым мотором - держится на одном винте, его выкручиваешь и весь этот модуль диафрагмы тянешь на себя - он легко выходит. Всё. Ставишь крышку обратно и затыкаешь чем-нибудь отверстие от кабеля.

[Владимир Николаевич]

Методические рекомендации плиз??? Последовательность шагов???

Там всё просто: крышка куда заходит кабель держиться на трёх мелких винтах (сверху и по сторонам), их откручиваешь и открываешь крышку, под ней установлена диафрагма управляемая шаговым мотором - держится на одном винте, его выкручиваешь и весь этот модуль диафрагмы тянешь на себя - он легко выходит. Всё. Ставишь крышку обратно и затыкаешь чем-нибудь отверстие от кабеля.

Все понял. А как ты оцениваешь в сравнении твой Смартек и этот Тамрон. Что ты так его взлюбил??? По видео этот Тамрон кажет отлично...  1\3" отрабатывает по полю безупречно!

[VAKT]

Тамрон темнее, но терпимо, зато посмотри - нет комы и звёзды похожи на звёзды, а вот то искажение слева - это небольшая оставшаяся несоосность объектива и матрицы, которая поправится когда в другой, более технологичный корпус переставлю плату. Да ты же видишь не только млечный путь, но и андромеду и хи-аш персея. Смартек конечно же ярче - этого не отнять.

[Зануда]

Если оффтопик, то прошу послать меня туда, где это по теме, но вроде бы этот вопрос связан с темой топика. А именно:

Применяется ли для получения меток точного времени на записях т.н. искуственная звезда (светодиодный фонарик с очень маленькой выходной апертурой - прокол фольги), модулированная по яркости сигналом точного времени, например, 1PPS с GPS-приёмника ?

Насколько я понимаю, этот источник может быть точнее, чем вставка в видеосигнал, т.к. его информация проходит те же этапы обработки с теми же временными искажениями, что и полезный сигнал.

[ROVIAN]

Если оффтопик, то прошу послать меня туда, где это по теме, но вроде бы этот вопрос связан с темой топика. А именно:

Применяется ли для получения меток точного времени на записях т.н. искуственная звезда (светодиодный фонарик с очень маленькой выходной апертурой - прокол фольги), модулированная по яркости сигналом точного времени, например, 1PPS с GPS-приёмника ?

Насколько я понимаю, этот источник может быть точнее, чем вставка в видеосигнал, т.к. его информация проходит те же этапы обработки с теми же временными искажениями, что и полезный сигнал.

А зачем такая точность ? Мы на визуале с 80-х годов писали до минуты, сейчас диктофоны и смарты , стало точнее, но сотые и десятые ничего не решат.   При покрытиях звёзд астероидами и т.п  это важно.