星図マッチング試験成功!
ここんとこ星図マッチングの試験をしていましたが、やっと成功しました。
壁に、SIで作ったオリオン座を張り付けて試験していました。
完成品はもちろん、星座線や星雲星団が入ります。写野をずらすと、当然星図もずれます。
ここまでくるの大変だった。何が大変だって、広角レンズなので平面で近似することができず、すべて球面座標上の計算ばっかだったので頭がパニックです。三角関数のオンパレード。
いちおう、アルゴリズムが計算時間も含めて実用的なことが分かりました。ただ、妥協したところもあります。
以下の制約のいずれかは付けないと無理だろうなと予想していたのですが、その通りでした。
1 GPSや方位センサーを付けて、だいたいの方向を特定する
2 画像の縦横を経緯線に合わせる
1は、追加のハードを必要とするので、やめて、2の制約を設けることにしました。したがって、赤道儀オンリーです。また自由雲台はだめ。経緯台もだめ。ただ将来的には経緯台もやりたいので、1をやるか、なんとかアルゴリズムを考えて経緯台でもできるようにしたいです。
レンズですが、どんなレンズでもとはいかず、こちらで指定したレンズのみです。今考えてるのは、
1 コーワの9mm-90mmズームレンズ
ですが、高いので、広角の安い単焦点レンズを何か一つ、5000円くらいでないか探してみます。
星図マッチングにかかる時間ですが、今のところ10秒くらい。ただ遅いのは、最初の1フレームだけで、2フレーム目からは、だいたいの方向は分かっているので、検索範囲を絞ることができます。1秒あたり2フレームくらいの動画での実用を考えています。
また、RS232Cインターフェースがあるので、自動導入ソフトとの連携が可能です。この場合、同期なしで、PC上に現在位置が表示されます。そして、赤道儀を手動で動かしても、そのポインタが移動します。言葉はへんですが、手動自動導入みたいな感じ。
今のところ分かってるのはこんなとこです。まだまだ、最初の一歩の一歩です。これから頑張ります。
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コメント
ほんまかさん、チャレンジャーですね。
レンズは歪みがあるのでマッチングは大変そうです。
どこを見ているかはギアの位置がいいんでしょうけどカメラはよこむきますからね.....
焦点距離だけで全天星図から歪み補正でなめ切れるといいんでしょうけど星図と実際とも違いますしね。
googleあたりでディープラーニングライブラリに覚えさせたもの作ってくれるといいんですけどね(夢想)
投稿: mobazou | 2016年7月19日 (火) 20時26分
うわぁやったぁ!ベースが出来ましたね。
速度が心配でしたが、最初のコマが10秒程度で認識できるなら、十分アリだと思います。
三角関数は浮動小数点演算ライブラを使うのではなくて、既にテーブル展開しちゃってるんですよね?
小数演算も全部固定整数値演算化されているなら、スピードアップ策としては後は従属関係の無い演算をマルチコアで並列処理するぐらいですかね。
電子ファインダーとガイド鏡を両立させるレンズについて、先日ひとつ実験をしてみました。
ASI120MM に f=12.5mm (フルサイズ換算 f=85mm相当写野)F1.4 のレンズを付け、その前に 6x30 の光学ファインダーを置くと、合成 f=75mm F2.6 程度の、良い感じにガイド向きのレンズになります。
光学ファインダーは手持ちでやったのでブレブレですが、写野周辺まで像面湾曲も歪曲も無く、十分ガイドに使えそうな像が得られました。
(FUJINON f=12.5mm F1.4 + タカハシ6x30mmファインダーにて)
問題は、長焦点撮影においてどうやって光学ファインダーをガッチリ固定するか、ですが…
投稿: | 2016年7月19日 (火) 20時35分
mobazouさん、
レンズの歪みはまだ測定していません。
ただ、それほど影響ないと思ってます。
そんなキチキチな条件でもないんで。
今、心配してるのは星がどのくらい写るかですね。
1画面に3個くらいだとまったくだめで、少なくとも
5~6個は写っていないと。
露出0.5秒でそこまで写ってるといいんですが。
投稿: ほんまか | 2016年7月19日 (火) 22時17分
名無しさん、
テーブル展開まではしていませんね。
必要なら、それもやらなきゃなんないんでしょうけど。
たぶん、そこまでやらなくても済みそうな気がします。
ファインダーとCマウントレンズの実験は興味深いですね。
一種のコリメートですよね。
テレコンバージョンとかもありかな。
ガイドレンズとの共存をどうするかも、悩ましいところです。
投稿: ほんまか | 2016年7月19日 (火) 22時22分
ほんまかさん!
すごいです。
SS-One、どんどん進化して行きますね!
電子ファインダが実用化されたら、90SのSS-One化を
検討しようかなぁ。
投稿: なかなか | 2016年7月19日 (火) 23時28分
あ。ごめんなさい。名無しは私です。(^^;
テーブル化や整数演算化は、経緯台を視野に入れたバージョンでは必要になってくると思います。
星の数は、F1.4 f=9mm で、そこそこ暗い空の元では6等前後までハッキリ写ります。(大体の位置決めをコマ露出0.5secでやったあと(それでも射手座方面の天の川はバンビや干潟星雲がハッキリ判るていどには写る))、1~2秒の露出を掛けてガンマを下げれば、北斗の柄杓の対角から、星の集まりをたどってM81/M82を導入することぐらい、朝飯前です。
投稿: HUQ | 2016年7月19日 (火) 23時43分
写る星の数について。
f=9mm F1.8にて、名古屋郊外の住宅地でも、0.5secでこの程度写ります。この日は、透明度はは年に数回レベルの良い日でした。
(QHY5L-II と ASI120MM は映像素子が同じなので、ほとんど同じ程度写る筈です。)
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/1.png
コマ露出とゲインの設定範囲を広げておくと、センサーの白飛び耐性次第ではありますが、街中でも相当な数の星(と星雲)が写ります。
LoadstarX2 + f=35mm F1.6 での例ですが。
先と同じ日・同じ場所にて、コマ露出0.5でこれぐらいの写りです。
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/capture_002_02062016_002855.png
星の数自体は QHY5L-II + f=9mm F1.4 とあまり変わりませんね。
ここでコマ露出を10秒掛けて、γをゴリゴリに下げると、ここまで写ります。
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/capture_003_02062016_003005.png
とても名古屋郊外の住宅地で「見た」とは思えない、写真の領域ですね。
ここから先はI/Fの仕様の話になってしまいますが、ソフトが認識しやすいγと、ユーザーが見やすいγは異なるかもしれません。
ソフトが使うγ(ソフトが勝手に自動調整)と、画面表示用のγ(ユーザーが調整可能)は別のパラメータで管理した方が良いかもしれません。
(流石にコマ露出は共有化せざるをえないと思いますが…)
コマ露出は空の状態によっても適正値が変わるので(薄曇りや薄明中等)、一応ユーザーが手動設定できるようにしておいたほうが良いかと思います。
「露出過多だと星図は表示できないよ。それでもよければ掛けたいだけ露出掛けて、γ下げて、スマホの星図と見比べてください。SS-one AutoGuider の星図表示を使いたい人は、星図が表示される程度まで露出を下げ(上げ)てね」
というのが宜しいかと。
ファインダーの本来の役目は「天体の導入」ですが、電子ファインダーを使ってみると、ただのIIのように星空を眺めるために使うのも、非常に楽しいものです。
投稿: HUQ | 2016年7月20日 (水) 09時20分
もう一件、コリメートの実例です。
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/f12.5+QHY5LII.png
これは QHY5L-II-c + FUJINON f=12.5mm F1.4(昼間のためF8まで絞った状態) で撮った、フルサイズf=85mm相当の写野です。
この前に、このように6x30光学ファインダーを置いて…
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/6x30+f12.5+QHY5LII.JPG
手固定なのでグラグラですが、スクリーンショット何枚か連写してまともに撮れたのがこちら。
http://simhuq.sytes.net/astro/Finder/6x30+f12.5+QHY5L2.png
合成f=12.5mmx6倍=75mm
合成F=合成f75mm/口径30mm=2.5<カメラレンズのF値1.4
となります。
このスクリーンショットではカメラレンズをF8まで絞っているので、合成Fも8となります。
光学ファインダーのピントが目視で出しただけだったのでちょっと甘い感じですが、コリメートした状態で画面上で光学ファインダー側のピントをビシッと合わせればシャープになります。
歪曲が殆ど見られないのは、このスクリーンショットからも判ると思います。
投稿: HUQ | 2016年7月20日 (水) 09時28分
フロントコンバージョンレンズ(要はガリレオ式望遠鏡)だと、周辺像を考慮すると倍率は2倍、光学設計で頑張って2.5倍ぐらい(双眼鏡のワイドビノですね)までしか上げられないそうです。(オペラグラスの倍率まで、ということですね。)
もっと倍率を上げるには、ケプラー式望遠鏡をCマウントレンズの前に入れる必要があります。
(CマウントレンズとASI120MMの間にテレコンを入れると、着脱が面倒になりますよね。)
倍率2倍だと、ガイド鏡をf=50mmで我慢したとしても、電子ファインダーとしては f=25mm、これはフルサイズ換算f=180mmの画角となるため、ちょっと厳しいです。やはり平均的な面積の星座が1個丸々入るぐらいの画角(f=85mm程度まで)が使いやすいです。
或いは電子ファインダーを f=12.5mm (フルサイズ換算 f=85mm相当)として、ガイダーとしては2倍で f=25mm、ピクセルあたりの画角31"、1星の輝度重心を求めて得られる検出誤差は1/10の3"、広い写野から16星を検出し、多星ガイドでを行うならば、3"÷√16=0.75" となり、一応十分なガイド精度(ズレ検出1"以下)が得られるかと思います。
投稿: HUQ | 2016年7月20日 (水) 09時57分
ほんまかさん、こんばんは。
遂に実用の核になる部分の完成ですね! 私は今回初めてPCソフト(スーパースター)で基準となる天体を同期して対象天体を自動導入するという手段を使っていますが、それでも結構ズレる時はズレます。最初からファインダーの視野に星図があればかなり能動的な導入が可能になりますね。想像しかできなく申し訳ありませんが、SSone天体導入システムとして十分な精度が必要ですから、大変だった事と思います。
ところで、レンズもそうですが120MMの流通量も気になるところです。今から軍資金貯めておきます(笑)
投稿: 天文部部長 | 2016年7月20日 (水) 22時25分
なかなかさん、ひさしぶり。
ぜひ、赤道儀もSS-oneで、
ガイド精度が違います。
投稿: ほんまか | 2016年7月21日 (木) 17時45分
HUQさん、
写る星の数ですが、私も少し試して見たのですが、
確かに5~6等は写るのですが、星としてちゃんと認識できるのは3等でした。ただ光害地だったので、暗いとこなら、4等くらいはいけそうです。
星は、あまり写りすぎても困ります。星図より多く写ってしまうと、マッチングできません。星図の星を増やせばいいのですが、そうすると、今度はマッチング時間が指数関数的に増加してしまいます。
結局、4等くらいがしっかり写ることが理想です。
フロントコンバージョンは無理そうですね。
コリメートも、コストや保持方法、脱着の容易さなど考えると、まだ完成形が見えてこないです。
ズームはズームで高価だし、ピント再調整が必要だし。
ファインダーとガイドでのレンズ統一の問題は依然悩みの種です。
投稿: ほんまか | 2016年7月21日 (木) 17時52分
天文部部長さん、
電子ファインダーは、いろんな理由で自動導入に変わる新たな導入手段として有効と思います。
アナログな感じの導入方法が分かりやすく、実際、便利と思います。
ぜひ。
ASI120MMは確かに入手しずらいですね。早めに手をうっておいた方がいいかもしれません。
投稿: ほんまか | 2016年7月21日 (木) 17時56分
フロントコンバージョン、2日ほど色々調べてみて、コレを2個買ってみました。
http://raynox.co.jp/japanese/video/hd2205pro/index.html
これを FUJINON f=12.5mm F1.4 (HF12.5HA-1B)の前にステップアップリングとステップダウンリングを駆使して2個付けしてやろうかと。
HF12.5HA-1B単体ならフルサイズ換算f=85mm相当の写野、フロントコンバージョン2個付けで f=60.5mm となり、ピクセルあたりの画角は12.9"となります。
有口径が不明ですが、55mm のフィルタ径というところから有口径50mmぐらいだとすると、F1.2となり、合成Fは HF12.5HA-1B 側に引っ張られて F1.4 となります。
ただ、フロントコンバージョン2段重ねにしてケラレが出てしまうかどうか、やってみないと判らないため、とりあえず2個買って試してみることにしました。
星像はシャープではないでしょうが、輝度重心求めるにはむしろ星像輪郭鈍ってるほうが好都合かと。一点集光できない不利は、F値の明るさでカバー出来るかどうか。
また後日、結果お知らせします。
投稿: HUQ | 2016年7月21日 (木) 18時31分
HF12.5HA-1B に x2.2 のフロントコンバージョンレンズ HD2205pro 2個付け、試してみました。
ASI120MMは月末の八重山行き準備中のため、同じセンサーを使っている QHY5L-II mono で確認しました。
まず、1個付けただけでも四隅が割と大きめにケラれます。2個付けるとかなりケラれます。
2個付けで撮影
http://simhuq.sytes.net/astro/finder/RX.jpg
ガイド星が画面中心を通るX-Y軸上に無いと、若干、糸巻き歪みが気になるかもしれません。
HF12.5HA-1B 開放で星を撮影
http://simhuq.sytes.net/astro/finder/RXstar.jpg
狭い。狭いです。
ガイド出来ないことはないと思いますが、春の銀河団あたりではガイド星を探すために微動装置が必要になるかも…
※ .jpg を .fit に変えれば PHD Guiding2 で撮った fitファイルをダウンロードできます。
2個付けした外観
http://simhuq.sytes.net/astro/finder/2016-07-23_20-35-26_XE2.JPG
フロントコンバージョンレンズ×2+フードで240g程度と、見た目ほど重くはないのですが、如何せん長すぎます。
f=500mm を超える主鏡のガイドでは、僅かな光軸ズレが致命傷になるので、固定法を一考する必要があります。
一方、手持ちですがタカハシ6x30を HF12.5HA-1B の前に付けた画像はこちら。
地上風景
http://simhuq.sytes.net/astro/finder/T6-30.jpg
ケプラー式のコリメートなので、当然180°ひっくり返ります。
右端がちと像が悪いように見えますが、手持ち固定の限界で光軸ズレちゃってるんだと思います。
しかし周辺減光は殆ど感じられません。
歪曲収差もあまり感じられないのではないでしょうか。
星
http://simhuq.sytes.net/astro/finder/T6-30star.jpg
星に毛が生えてるのは、手がプルプルしてるからです。すみません。
十字線が滅茶苦茶邪魔です。切っちゃおうかしら。
でも、ガイド星に困ることは無さそうに思います。
※こちらも .jpg→.fit で fit ファイルをダウンロード出来ます
以上から、本命は 6x30 光学ファインダーを f=12.5mm の前に置く、ではないかと考えています。合成fは12.5x6=75mmとなります。
(フロントコンバージョン2枚重ねの合成fは、12.5x2.2x2.2=60.5mmです)
問題は固定法ですが、上記写真で QHY を固定するのに使っている K-ASTEC の固定具のような形で 6x30ファインダーが通る穴(φ35mm)としたものを2枚用意し、これを介してファインダーを細長いアルミ板上に固定します。
細長いアルミ板の下には、アルカクランプを下向きに付けておきます。
厚手で長めのアルカプレートを用意し、ガイダーはアルカプレートに直接固定します。
ファインダーは、下向きに生えてるアルカクランプで、厚手アルカプレートに固定します。
このときガイダーの画像素子中央と、ファインダーの光軸が同じ高さになるよう、ファインダー固定具の長さを決めておきます。
で、この一式を鏡筒バンドに固定するわけです。
電子ファインダーとして使うときは、光学ファインダー下のアルカクランプを緩め、抜き取ります。
ガイドする段になったら、再び光学ファインダーを取り付けます。
こういう感じの仕組みが、一番スマートではないでしょうか。
投稿: HUQ | 2016年7月23日 (土) 21時21分
HUQさん、検証ありがとうございます。
フロントコンバージョンは無理そうですね。
ファインダーは金具次第でなんとかなりそうですね。
まとめると、今のところ、ユーザは次の選択ができそうですね。
1 ズームレンズを使う
2 短焦点と長焦点の固定焦点レンズを差し替えて使う。
3 短焦点固定レンズにファインダー
いちおう、ずべての可能性を見込んでやってみます。
投稿: ほんまか | 2016年7月24日 (日) 17時13分
2.でレンズを差し替えて良いならば、レンズとカメラの間に入れるテレコンを使う手はあります。
こちらは3倍ぐらいまで、そこそこ使えます。ケラレもありません。
実際は暗闇の中でCマウントレンズを回して外すのはかなりイヤな作業なので(寒いと特に)、やるならアルカプレートのようなレールにCマウントネジを切った穴を2つ開け、これをアルカクランプで掴んで、スライドさせてレンズを切り替える、というスタイルなら許容出来ると思います。
ただ、これはCマウント部をゴッソリ取り外せる QHY5L-II なら簡単に工作できそうですが、ASI120MM ではフランジバックを変えるにはフライスで削るしかないですよね。
フロントコンバージョンも、1個までなら使い物になりそうです。
この場合 f=12.5mm のレンズが f=31.25mm となり、D810A で f=200mm程度、1600万画素フルサイズなら f=300mm 程度までガイドできそうです。
(今の SS-one autoguider だと、キャリブレーションに失敗するかも?)
同じ会社のフロントコンバージョンレンズで3倍のもあるんですが、これはフード込みで250g前後になるため、フィルタ枠にねじ込むだけでは僅かな光軸のズレも許されないガイドに使えない、と考え、選択肢から外しました。
実際、x2.2 2個付けで250g 前後になりますが、ちょっと無理です。そっと振れただけで星が動くのが目視でわかります。(^^;
投稿: HUQ | 2016年7月24日 (日) 19時30分
HUQさん、
私がやることとしては、
こちらで指定したズームレンズと、あと、
広角短焦点のレンズ1個に対応することだけですね。
レンズ入れ替えるか、ファインダー付けるか、コンバージョン使うか、それはユーザ判断ですね。
投稿: ほんまか | 2016年7月24日 (日) 19時41分
もう一個、手を考えました。
Polar2 に x0.5倍以下のワイコンを付ける、という手です。
http://kakaku.com/item/K0000874098/
Polar2 の焦点距離は f=25mm 前後ですよね。
センサーサイズが不明ですが、ASI120MM等と同サイズから f=10.75mm となり、フルサイズ換算 f=78mm 相当の写野となります。
この場合、ガイドは従来の f=50~100mm のレンズを使えば良いため、ガイド精度に影響が及びません。
Polar2 は北極星に向けっぱなしにして極軸状態を時々チェックする、という使い方も考えられますが、SS-one autoguider では ガイディングとPolarのアプリ使用は排他なので、実際は一度設置した後は Polar2 が使われることはほぼ無いのではないかと思います。
であれば、極軸設置後に Polar2 を電子ファインダーとして鏡筒やカメラのホットシューに固定する、というのはアリかもしれません。
ただ、現状の Polar2 では多分、電子ファインダーとして使うには S/N 悪すぎますよね?
ダーク除去してもダメなら、もうちょっと S/N を良くしてレンズも奮発し、お値段高めの Polar3 を出す、というのはどうでしょう。
投稿: HUQ | 2016年7月24日 (日) 19時55分
HUQさん、
ご指摘のように、現在のPolar2では、星の写りが悪いので、電子ファインダーには使えません。
Polar2のセンサーですが、S/Nは悪くないと思いますよ。
ただ、強調してもあまり星が出てきません。
センサー自体は高感度なのですが、何かがいけないんでしょうね。
投稿: ほんまか | 2016年7月24日 (日) 20時10分
露出時間が一定の場合、微光星の写りは口径に依存します。
Polar2 はレンズの有口径が非常に小さいですよね。それが星の写りが悪い理由だと思います。
S/Nが悪くないなら、口径さえ大きくすれば星の写りが良くなると思いますよ。
投稿: HUQ | 2016年7月24日 (日) 20時17分
いや、
SS-oneオリジナルガイドカメラも同じセンサー使っているんですが、やっぱ写りが悪いんです。
天文用のガイドカメラのドライバって、相当、ごちゅごちゃやって、あそこまで星を出してるんだと思います。
ToupTekの技術者も言っていたんですが、単に、
センサーの出力をひろっているだけではなく、
かなり高度な画像処理をやっているみたいです。
あと、電子極望をファインダーと共用するよりは、
オートガイダーと共用する方が自然でしょう。
向いている方向も同じだし。
あと、Polar2は、QHYと違って、センター出しが少し面倒なので、赤道儀に固定するのが基本です。
投稿: ほんまか | 2016年7月24日 (日) 20時26分
なるほど、S/Nの分別のところで画像、というかデータ処理入ってるわけですか。それは難しいですね…
確かに、電子極望をファインダー化すると、SS-one Mini専用の Polar2 では困りますね。
Polar2 のセンター出し、私は QHY より Polar2 のほうが楽だと感じてますよ?
QHYのは画面上で星の中心をクリックするのにえらい神経使うのですが(マニュアル上はそんなに神経質にならなくていい、と書いてはありますが…ついついピクセル単位で指定しようと頑張ってしまいます)、Polar2 はボタンクリックするだけでどんどん進んでいくので、私は Polar2 のほうが好きです。
赤道儀への固定はアルカクランプで行ってます。
http://2ch-dc.net/v6/src/1469187030531.jpg
http://2ch-dc.net/v6/src/1469187045383.jpg
投稿: HUQ | 2016年7月24日 (日) 20時51分
この電子ファインダーの機能を使い、月食や日食の際に月や太陽を画面いっぱいの微速度撮影は可能でしょうか?自分の赤道儀では、太陽時駆動は可能なようですが月時駆動はできません。
電子ファインダーでできなければ、オートガイダーでできますか?対象が大きいので難しいでしょうか?
投稿: きみ | 2016年7月28日 (木) 11時08分
HUQさん、
そうですか、Polar2の方が楽ですか。
単純にタップする回数が多いので、面倒と思ったのですが、確かにただタップすればいいだけですからね。
正直、レンズに関しては、今はあまり深く考えていません。とりあえず、今は本体作ることに必死なもんで。。。
投稿: ほんまか | 2016年7月28日 (木) 14時15分
きみさん、電子ファインダーで追尾はできないです。
SS-oneコントローラの場合、プログラム撮影で、
追尾速度の調整はTコマンドで可能です。
月に追尾速度は、恒星時に対して、96%ほどなので、
T 96
とプログラムを書き込めば可能です。
投稿: ほんまか | 2016年7月28日 (木) 14時21分
ありがとうございます。
投稿: きみ | 2016年7月29日 (金) 10時48分
ほんまかさん、お忙しいと思いますので手が空いた時にでもお読みください。
先日の晴れ間にAVXの方でオートガイダーのアップデート後のテストができました。RAはオートでOKで、DECの方はFIXでアップデート以前の数値を控えていたのが役に立ちました。安定しています。それでも焦点距離2000㎜の挙動は油断大敵で、ガイドの成功率は50%といったところです。
その最中でふと唐突に頭に浮かんだのがオートガイダーのシステム名称で、マルチ・アストログラフィー・コンパクト・オールインワン(英語が堪能ではないので単語の羅列ですが)MAC-one なんてどうでしょうね?(笑)
投稿: 天文部部長 | 2016年8月 8日 (月) 18時13分
天文部部長さん、
お返事、大変遅れて申し訳ありません。
AVXで2000mmで、50%ならいい方ですね。ていうか、信じられない長さです。
名称ですが、オートガイダーだけではなくなってきたので、ほんとに考えないといけませんね。
MACはappleから文句でそうだから、なにか、分かりやすいワンフレーズないかな。
投稿: ほんまか | 2016年8月18日 (木) 19時48分
ステラシステムー1 (SS-ONE)
ポタ赤と名前がダブりますが、いかがでしょうか?
自動導入の完成楽しみにしております。
投稿: きみ | 2016年8月19日 (金) 08時38分
きみさん、
SS-oneの別解釈、面白いですね。
SS-oneというのは、そもそもポタ赤だけの名前ではなく、システム全体の名前ですから。
それもありです。
投稿: ほんまか | 2016年8月19日 (金) 13時38分