MLAB wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== Optický maticový snímač OPSA01A ======

Měl by sloužit jako univerzální maticový snímač pro použití například ve speciálních kamerách.

Celková konstrukce by měla být rozdělena na dvě čísti. Jedna část by měl být samotný plošný spoj s optickým snímačem, základním zpracováním signálu (generování vyčítacích hodin, digitalizace) s nějakým obecným rozhraním, [[http://en.wikipedia.org/wiki/Camera_Link|CameraLink]]? Které by bylo možné přivést na další komunikační modul, pro přenos dat na větší vzdálenosti, grabování a zpracování obrazu.

Modul se snímacím čipem by měl mít možnost případného termoelektrického chlazení s odvodem tepla vodním chladičem.

===== Popis funkce =====

Snímač by měl být schopen pracovat ve stroboskopickém režimu, tak že by do jednoho snímku bylo exponováno víc expozic. Jednotlivé expozice by měly známý začátek a konec získaný z časového normálu. Vyčtení snímku by proběhlo až po naakumulování delšího expozičního času.
===== Potenciální využití modulu =====

==== Bolidové kamery ====

Při použití této kamery ve stroboskopickém režimu by dráha meteoru byla zaznamenána přerušovanou čarou. Z délky zaznamenaných čárek by bylo možné s velkou přesností určit úhlovou rychlost meteoritu. V případě přesné synchronizace expozic mezi jednotlivými kamerami na jednotlivých stanicích by navíc byl každý segment stopy jednoznačně identifikovatelný.

==== Měření proměnných hvězd ====

Záznamem více expozic na jeden čip  by bylo možné přímo sledovat průběh světelné křivky hvězdy.
==== Měření tvaru asteroidů ====

Vstupními daty pro projekt [[http://asteroidsathome.net/cs/index.html|Asteroids@home]] jsou změřené doby zákrytu hvězdy asteroidem. Z těchto časů se pak vypočítá geometrický rozměr asteroidu, protože zákryty mohou být pozorovány z více míst současně a naměřené časy pak závisí na tvaru asteroidu, je pak možné z těchto hodnot vypočítat i jeho tvar. K tomu je potřeba co nejpřesněji znát dobu zakrytí hvězdy asteroidem. Je proto výhodné k tomuto měření využít stroboskopickou kameru s vysokou snímkovou kadencí s vhodným dalekohledem a používat mnoho krátkých expozic. Případné využít celé pole dalekohledů a rozložit časování jednotlivých expozic.

Extrémním případem této metody by bylo měření tvaru TDoA metodou. Kdy by kamery na jednotlivých stanovištích měřily časové rozdíly příchodu světelného signálu.
==== Celooblohová kamera ====

Moderni implementace by mela asi spise vypadat tak, ze bude slucovan obraz z vice kamer. Ke slučování bude asi vhodné využít GPU (([[http://www.mii.cz/art?id=431&lang=405|Syntéza živého panoramatického obrazu prostřednictvím GPU]])).  
(vyhody jsou vetsi odolnost a snazsi implementace ve zvolenem prostredi.) kamera by mela umet snimat oblohu v libovolnem pocasi. Moznost snimani by mela byt ve dne i v noci.

=== Použití ===

* Pro noční snímaní - fotometrie kvality oblohy, měření světelného smogu, oblačnosti. 
  * Denní režim snímání meteorologických jevů. Detekce deště, sněžení, stavu atmosféry, znečistění (za pomoci definovaných zdrojů osvětlení).

==== Kamery pro roboty ====
 
Trigrovaná expozice z více kamer by byla užitečná pro výpočet hloubkové mapy.

===== Konstrukce  modulu =====

Kamera by pravděpodobně měla mít [[http://en.wikipedia.org/wiki/C_mount|CS-mount]] závit, protože ten je průmyslovým standardem a lze jej redukovat na mnoho jiných montážních systémů.

Konstrukce by měla být podobná běžné realizaci modulů MLAB s tím že pod upevňovací šrouby modulu by se přitahoval držák objektivu. Ideální by bylo, kdyby držák byl plastový a tisknutelný na 3D tiskárně. (Plastový držák bude fungovat, jako tepelný izolant usnadňující chlazení CCD čipu). Samotný závit pro objektiv by mohla být zalisovaná vložka se závitem. V produkční verzi by plastový držák mohl být nahrazen vyfrézovaným duralovým dílem s plastovou izolační vložkou.

===== Měření teploty =====

===== Interface =====
 
Obrazový snímač lze připojit mnoha rozhraními. Pro praktické použití jich ale v důsledku rozšířeni připadá v úvahu pouze několik.
==== USB ====

==== FireWire ====

Na IEEE 1394 zatím neexistují běžně dostupné integrované obvody, proto MLAB toto rozhraní zatím nemá.
==== Ethernet ====

Přípojení k ethernetu  by mělo být možné realizovat modulem [[cs:eth|ETH01A]], který umožňuje i napájení po UTP kabelu, což by bylo zvláště výhodné při použití v aplikaci [[cs:vmds|bolidové kamery]],

==== Thunderbolt ====

Thunderbolt je nejperspektivnější interface pro připojení kamery tohoto typu. Kamera by mohla být připojena k počítači například pomocí modulu [[cs:tbpcie|TBPCIE01A]].

===== Referencni konstrukce =====

==== Kamery ====

* [[http://www.cfht.hawaii.edu/~baril/Pyxis/|Pyxis camera]]
  * [[http://code.google.com/p/icarus-astrocam/|Icarus Astronomy Camera]], [[http://icarus-astrocam.blogspot.cz/|Steve's Astronomy Camera Project]]
  * [[http://www.lps.usp.br/fr/sbc/|Open ARM9 SBC]]

=== Open source konstrukce ===

* [[http://www3.elphel.com/index.php|Elphel open-source kamera]]
  * [[https://www.indiegogo.com/projects/axiom-beta-the-first-open-digital-cinema-camera|AXIOM Camera]]

=== Snímače ===

* [[http://www.truesenseimaging.com/products/full-frame-ccd|Truesense Imaging]]

=== Profesionalni kamery ===

* [[http://www.atik-cameras.com/products/info/atik-11000| Atik 11000 ]] - Je pripravena pro vodni chlazeni, rozhrani je USB.
  * [[http://ccd.mii.cz/|Moravské přístroje]] - vyrábějí i kapalinově chlazenou variantu kamer, zakládají si na tom, že není třeba externí grabber.

==== Vizuální procesory ====

* [[http://www.jrobot.net/Projects/AVRcam.html|AVRcam]]
  * [[http://hackaday.io/project/1313-openmv|OpenMV]]

====== Crash camera ======

Pro některé aplikace by se hodila [[https://discuss.px4.io/t/crash-camera-flight-recorder/23128|záznamová kamera]] umožňující RAW záznam jednotlivých snímků.

Konstrukce by tak byla založena na maticovém snímači a FPGA, které ukládá data vyčtená z maticového snímače přímo do záznamévého média (nejspíše SDkarta). Záznamové medium by zde bylo použito ve formě blokového zařízení. V případě zápisu posledního bloku by se předchozí data zas začala přepisovat od prvního bloku až dokonce datového prostoru.  Část datového prostoru by ale zřejmě měla být vyhrazena na malou partition tabulku, aby operační systém počítače, do kterého se taková SDkarta připojní neměl tendenci SDkartu formátovat. (Data by byly reálně uložena v prostoru, který operační systém bude chápat jako volný.)

Vyčtení a zpracování dat by se provádělo následně přečtením celého blokového zápisu a jeho překódováním do videoformátu. Výhodou tohoto postupu je, že by bylo možné získat videosekvenci důležitého úseku ve vysoké kvalitě a také jednotlivé snímky, nepoškozené kompresí.

Úzkým hrdlem v takové aplikaci pravděpodobně bude rychlost zápisu na SDkartu, neboť nejrychlejší dostupné SDkarty umí dnes blokový zápis maximálně 90MB/s.  Typická 32GB SDkarta by se tak přepsala každých necelých 6minut.

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. R M A E A Ponechte prosím toto pole prázdné:

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International