Raspberry Pi + コルキットスピカ望遠鏡で天体撮影する

「Raspberry Pi + コルキットスピカ望遠鏡で天体撮影システムを作る」
https://qiita.com/nanbuwks/items/42af4ba35c2510c157e2
で作った、RaspberryPi撮影システム



![](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/574b7b6f-4bd9-b163-cafb-bfc098a77719.jpeg)
（写真は初期型）

を使って、実際に撮影してみます。


# ピントを合わせる

あらかじめ、昼間にピントを合わせておく。なお、無限遠対象がないときは、以下の写真を目安にしておく。



![IMG_20180909_072803.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/4b573d9f-148f-0894-7fef-47edc36c694b.jpeg)

ここの長さと、対象物への距離は以下の通り。

9cm 150m
10cm 40m
11cm 15m
12cm 7.5m


# Raspberry Pi の設定

ここでは、Raspberry Pi には電源とネットワークだけ接続して操作する。

## PCと接続できるようにしておく。

像が映っているかどうかの確認はストリーミング動画で行う。
PCで動画を見ながら調整する。

- 有線LANで接続するように設定するのが望ましい。
 - 遅延を最小にすることが肝要なため。
- PCと直接Peer to Peer で接続できるようにしておくと便利。
 - そのためには固定アドレスやAVAVIを使えるよにRaspberry PIを設定しておく。

# mjpg-streamerをインストール

遅延の少ないmjpegで、画面をPCに転送する。


```

$ mkdir mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer
$ sudo apt-get install subversion libjpeg-dev imagemagick
$ svn co https://mjpg-streamer.svn.sourceforge.net/svnroot/mjpg-streamer mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer
$ make
$ sudo install

```

# 像の確認

## mjpg-streamer の実行

```

$ cd mjpg_streamer
$ sudo modprobe bcm2835-v4l2
$ ./mjpg_streamer \
-i "./input_uvc.so -f 10 -r 320x240 -d /dev/video0 -y -n" \
-o "./output_http.so -w ./www -p 8080"

```
ここでは、320x240として、遅延がなるべく少なくなるようにしている。なお、 -x 640 -y 480 -fps 30 -q 10 のようにして、fpsとq で調整もいいかも。


## PCで見る
母艦からブラウザで

http://（Raspberry PiのIPアドレス）:8080/stream.html

にアクセスする。


# 撮影する

良い撮影条件が揃ったら、mjpg-streamerを停止し、以下のコマンドで撮影する。（この最中は画像は確認できない）

```

$ raspivid -t 60000 -o 201809161821.h264
```

これで、H.264フォーマットで1920x1080の60秒の動画が撮影される。

# mp4に変換

このままだと再生できるプレーヤーが少ないので、mp4形式にします。
以下の作業は、Raspberry Pi で行います。母艦 PC が Linux であればそちらで行うことも出来ます。

```

sudo apt-get install -y gpac
```

として MPEG-4 ツール GPAC を導入しておいて、

```

MP4Box -fps 30 -add 201809161821.h264 201809161821.mp4

```

としてmp4コンテナに格納します。

scpなどで母艦にコピーして、閲覧します。

このようにして作った、土星の動画（Twitter）
![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/334632f2-e63d-3ffb-02c0-9027565b062a.png)

https://twitter.com/nanbuwks/status/1041515062303719424



# 動画をスタック処理して1枚の画像を作る

RegiStax6というソフトウェア使って、スタック処理を行ってみます。

動画→数千枚の静止画→Regex6→１枚の静止画

という流れで実現します。

以下は母艦PCとして Ubuntu Linux 16.04 を使った事例です。

## インストール

こちらからダウンロードしてインストール。
https://www.astronomie.be/registax/
元々、Registax6 はWindows用ソフトであるが、Ubuntu Linux だとそのまま Wine で動作する。

## 動画を静止画集合に変換する

RegiStax6は動画も読めるのですが、H.264やmp4フォーマットには対応していないので、静止画に変換します。

ffmpegを使います。

```

$ mkdir frames
$ ffmpeg -i   moon20180916-1.mp4 -f image2 -qscale 1 -qmin 1 -qmax 1 frames/%06d.jpg

```

 このようにすると、moon20180916-1.mp4  が000001.jpg, 000002.jpg, 000003.jpg … として分解され、framesディレクトリ内に格納されます。

## Regstarx6で月画像を処理

- RegiStar6を起動し、「Select」で範囲指定しOK
- 全部を読み込むとうまく処理できなかったので程度の良い400枚程度を読み込ませる

![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/1514b9e9-f3d6-ec77-8795-4793f25a37fe.png)



- 「SetAlignpoints」を押して処理が終わるのを待つ 処理が終われば「Align」ボタンにフォーカスが移る

![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/34892901-02a8-3b9e-f2fe-3cfce7d1cc09.png)



- 「Align」を押して処理が終わるのを待つ （左下のゲージが進むのを待つ） 処理が終われば「Limit」ボタンにフォーカスが移る

![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/904e5a4a-0754-ac70-9f5d-e26943a6c4ed.png)


- 「Limit」を押して処理が終わるのを待つ 処理が終われば「Stack」ボタンにフォーカスが移る

![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/0a9947be-a5c2-6bf4-df8a-01e9f840a7e1.png)


- 「Stack」をデフォルトのまま押して処理が終わるのを待つ
（左下のゲージが進むのを待つ）


- 「Wavelet」の2,3,4で画質調整

![image](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/405e9b97-2ab4-f763-42cf-23854c877a63.png)

大体、上のゲージのように調整するのがいい感じ。

更に、Contrast-Brightnessおよび、RGB Balanceをいじってできたもの
![moon2018091616.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/b93f5500-505b-332e-55aa-19f2fb668950.jpeg)

## 土星画像を作る

同様にして、土星も処理してみました。
土星の処理はそのままではうまく「SetAlignpoints」できなかったので、縦横２倍に拡大してから処理しています。

![saturn20180916-2.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/139524/b60dfc5e-c077-982f-077f-dc8db658a236.jpeg)

うーん、もう少しがんばりたいところ。うまいやりかたが固まったら、また発表します。