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)

[Забелин Илья]

Уважаемый VAKT. На данном примере присутствует фон неба. В Крыму у Володи на крыше я отлично вижу фон неба, достаточно для этого посмотреть на черный предмет на фоне неба. Почему я и Ватек его видим? Абсолютно черного неба нет на Земле. И если ваша камера не прорабатывает фон неба, значит у нее не хватает на это чувствительности.

     С уважением, Илья 

[VAKT]

Встречный вопрос: если на видео присутствует фон неба, то где делся Млечный Путь, зодиакальный свет и звёзды в 4m ? Странно получается - Вы утверждение, что ipкамера имеет низкую чувствительность, но при этом видит звёзды до 6,5m , ватек же этих звёзд не видит. Возможно на ватеках привыкли выкручивать усиление в максимум, но на ip-камере я до максимума не доводил.
Поэтому меня интересует вопрос - что же такое этот пресловутый фон неба при выдержке 1/50-1/25 секунды ?

[Забелин Илья]

Мои глаза в Крыму видят ночью 4-4.5 звездную. И при этом я вижу фон неба. Я по вашей логике его ну никак не могу видеть. Я не должен верить глазам своим? Странный у нас спор.

[VAKT]

Какую яркость имеет фон неба у Вас ?

[krussh]

что же такое этот пресловутый фон неба при выдержке 1/50-1/25 секунды ?

на изображении фон неба сильно зависит от масштаба.
нужно считать площадь пикселя в стерадианах или квадратных секундах дуги. поток из этого телесного угла будет освещать один пиксель. чем больше фокусное расстояние - тем меньше угол. и меньше фон на изображении. при этом размеры звезд почти не изменятся. как следствие - при больших фокусных расстояниях будут видны более слабые объекты.

при очень коротких экспозициях, когда фон неба не дает заметный сигнал, чувствительность будет ограничиваться шумом считывания камеры в котором "утонут" звезды. квантовая эффективность для всех приемников (приличных) сейчас почти одинаковая, в районе 70%. а вот шум считывания заметно отличается от десятков электронов до ~1 у последних CMOS.

[Забелин Илья]

 В Москве 3m звезды с трудом вижу. А как измерить яркость фона неба? Это надо сперва на максимальном усилении и при единственной максимальной для Ватека экспозиции 1/50 сек смотреть фон.
 А появление фона регистрировать начиная с экспозиций 5мс и постепенно увеличивать до появления посветления фона. Ватек еще не подключал - не купил регистратор. У меня на Соне А7с на чуйке 320000ед АСА  на экспозиции видео 1/25сек и относительном 2 и максимальных настройках получается "белый квадрат Малевича".

 С уважением, Илья

[Забелин Илья]

krussh. Именно поэтому и нет смысла в длинных экспозициях при сверхчувствительности. С нашими объективами фокусом 4-6мм и такими же зрачками яркость метеора прекращает формироваться от 4 до 10 мс. Дальше идет растягивание в трек и накопление звезд и фона. Никак это не могу втолковать автору темы.

  С уважением, Илья

[krussh]

krussh. Именно поэтому и нет смысла в длинных экспозициях при сверхчувствительности.

  С уважением, Илья

для метеорных задач предельная экспозиция определяется угловой скоростью метеора и масштабом изображения. нет смысла делать экспозицию больше, чем время экспонирования 1-2 пикселей метеором. это хорошо если хотите измерять скорость объекта.

если скорость не нужна, то лучше увеличить экспозицию - больше звезд помогут точнее определить координаты. а меньшее количество кадров облегчит обработку. но увеличивать настолько, чтобы фон неба проработался не надо - он просто будет снижать отношение сигнал/шум для метеора.

[Забелин Илья]

Абсолютно согласен.

 С уважением, Илья

[Забелин Илья]

Есть другой вариант. Делать 5к/сек с экспозицией 200мс при условии настройки камеры на полное ослабление контраста для повышения динамического диапазона, получать светлый фон а затем обрабатывать в редакторе для убирания фона. При сложении получаем картинку метеора с кучей звезд. Для определения яркости метеора относительно звезд вводим поправочный коэффициент, который легко можно вычислить для каждой камеры.

 С уважением, Илья

[krussh]

Есть другой вариант. Делать 5к/сек с экспозицией 200мс при условии настройки камеры на полное ослабление контраста для повышения динамического диапазона, получать светлый фон а затем обрабатывать в редакторе для убирания фона. При сложении получаем картинку метеора с кучей звезд. Для определения яркости метеора относительно звезд вводим поправочный коэффициент, который легко можно вычислить для каждой камеры.

 С уважением, Илья

Можно вычесть фон, но нельзя вычесть шум фона (корень квадратный из интенсивности).

А измерить блеск метеора вообще нетривиально. Величина "поправки" будет зависеть от скорости метеора. Метеор летящий прямо к наблюдателю на снимках будет казаться ярче, чем летящий перпендикулярно лучу зрения. Надо интегрировать весь трек метеора.

[VAKT]

Да, это нетривиальная задача, которую можно решить построив реальный путь метеора, а для этого нужно несколько камер удалённых друг от друга

Кстати кроме квантовой эффективности и шума считывания есть величина ямы и задирая исо мы её уменьшаем (правильно говорить что понижаем планку которое п.о. камеры считает за максимум)

[Забелин Илья]

Вот и нужно сравнивать камеры на 10мс с максимальной настройкой чувствительности при одном объективе. Кто победит? Ватек ССД с пикселем 8.3х8.6 мкм или КМОП с обратной засветкой и пикселем 2.9 или 3.5мкм. Если говорить про науку, то максимальное усиление нужно для обнаружения и регистрации движущегося объекта. И качество изображения уже не так важно. Лучше при плохом качестве получить слабый метеор, чем при хорошем качестве не получить его вовсе.

  С уважением, Илья

[Забелин Илья]

 По поводу оценки яркости. Конечно скорость, масштаб изображения и спектральный состав сильно влияют. Я лично вижу способ решения ее в приближению к глазу. Ведь мы наблюдая полет метеора оцениваем его яркость относительно звезд. И медленные метеоры тоже кажутся ярче. Другое дело, что это на видео с экспозицией больше 10мс не может называться реальной яркостью. А то летящие на нас метеоры будут иметь большую экспозицию. Надо просто вводить на короткие рядом с радиантом и медленные метеоры свой коэффициент.

         С уважением, Илья

[VAKT]

Для чего нужна выдержка в 10мс Всё равно ватеки её не обеспечат при 100 кадрах в секунду. Уж на что я жалуюсь на недостаток настроек в ip-камерах, но ведь ватеки и этого не могут - они жёстко завязаны на pal/ntsc.
По поводу яркости: есть такой недочёт у камер как уширение засветки пикселей и его даже использовали.

[Забелин Илья]

Они ее обеспечат при своих единственных 25к/сек. Зачем нам при 10мс - 100к/сек? И вообще, я за Ватек не агитирую. Мне просто надо на практике убедиться, что Ватек уступает новым камерам по чувствительности, о чем вы заявили про свои новые камеры. Он устарел, разрешение маленькое и т.д. В топку его. Просто вы с Володей обьявили, что у вас телеметеоры 6m должны получаться. Мол на Ватеке только до 3.5m- предел. Но у вас тот же предел для метеоров при полученных 6.5m звезд, потому что время накопления разное у звезд и метеора. Ватек не может звезды копить больше 1/50 сек. Ну нет у него большей экспозиции, но она для метеоров и не нужна. Попробуйте зафиксировать на вашей камере на любых настройках, выдержках и обьективах 4-6мм  метеор 6m. Не получится. Вот какую звездную величину звезд покажет ваше камера при 10мс, такие метеоры и будут предельными для нее на любых настройках увеличения экспозиции и количества кадров. С быстрыми метеорами все хуже - там их экспозиция при 4-6мм фокусного - около 5мс.

  С уважением, Илья

[VAKT]

Попробуйте зафиксировать на вашей камере на любых настройках, выдержках и обьективах 4-6мм  метеор 6m. Не получится.

Дак фиксировали - было же видео.
Собственно определить какая камера лучше/хуже можно поставив их обе рядом в одну точку неба с одинаковым фокусным расстоянием объектива. А вот на счёт светосилы объектива - камеры со старвис отлично переваривают сверхсветосильные объективы.

Вот какую звездную величину звезд покажет ваше камера при 10мс,

Зачем 10 мс ? Сколько не будете уменьшать экспозицию кадра всё равно найдётся метеоры с меньшим временем пролёта.

[Забелин Илья]

То, что на видео - как вы определили его звездную величину? И какая была выдержка в мс? Вы это не указали, когда публиковали. Это как с фоном неба, я как чувствую. Вы как считали???
 Вот фото метеора от Стаса с экспозицией 30сек и на 1600 АСА. Как вы будете считать его звездную величину? Журнал наблюдений метеоров

[VAKT]

Визуально его не было видно, но был плохо виден слабый спутник. Я конечно мог моргнуть в тот момент или что-то ещё, но для первого приближения достаточно.
Про фон неба - Вы меня не убедили, что задиранием чувствительности донельзя Вы получаете фон неба.

[Владимир Николаевич]

фотки давай

Во!!!!!!!

Вот и нужно сравнивать камеры на 10мс с максимальной настройкой чувствительности при одном объективе. Кто победит? Ватек ССД с пикселем 8.3х8.6 мкм или КМОП с обратной засветкой и пикселем 2.9 или 3.5мкм.
  С уважением, Илья

Ты пойми одно!!! Пиксель 8.6 никак не влияет на светосилу Ватека! Она у него МАКСИМУМ 1\1.4 по диагнозу. А вот КМОП с пикселем 2.9 работает при  светосиле до 1\0.8 ... Кроме того шум у Ватека ~в десять раз выше! Как ни усиливай ничего хорошего в Ватеке кроме шума не будет, оттого и с понтом "фон неба", это никакой не фон, а в 10х высший шум!!!,  а вот фон кадра камеры КМОП при том же усилении окажется черным и не засвеченным.