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SOLUTION POUR L’UTILISATION DES CAMERAS NUMERIQUES
Lionel Rousselot
Société Astronomique Populaire du
Centre
ESOP XXXVIII PARIS 2019
Caméras numériques et occultations
1. La chaine d’acquisition
1. Caméras/logiciel/GPS
2. Principe de fonctionnement
3. Test de la chaine d’acquisition3. Test de la chaine d’acquisition
4. Exemples d’occultations positives
2. Réglages caméra
1. Régularité de l’horodatage
2. Exemples de réglages
LES CAMERAS
• ZWO 1600 : capteur CMOS Panasonic monochrome (4/3" pixels 3.8µm)
• ZWO 178 : capteur CMOS Sony monochrome (1/1.8" pixels 2.4µm)
• ZWO 385 : capteur CMOS Sony couleur
Global Shutter
• ZWO 385 : capteur CMOS Sony couleur (1/1.9" pixels 3.8µm)
• Cadence d’images élevée
• Faible bruit de lecture
• Petits pixels
• Rolling shutter
Rolling Shutter
SOLUTION RETENUE
• Genika astro• Airylab
• Licence 70€
• 3 caméras/licence
• Récepteur GPS• Récepteur GPS• Garmin 18X LVC
• PPS (Pulse Par Seconde)
• 80€
• Accessoires• Adaptateur USB/série (20€)
• Prise DB9 (10€)
COUT TOTAL 180€
• Inclus dans Genika
• Reçoit le signal PPS et la trame NMEA• PPS : impulsion émise à chaque seconde exacte � précision de l’ordre de la µs pour ce récepteur GPS
• NMEA : contient la date et l’heure
GPS DCD Tracker
• NMEA : contient la date et l’heure � précision 1 seconde
• A chaque impulsion du signal PPS l’application récupère simultanément l’heure GPS et l’heure Windows
• Création d’un fichier (.stp) contenant un historique des écarts heure Windows/heure GPS
DEROULEMENT D’UNE OBSERVATION
Démarrage
DCD-Tracker
Réalisation
de la vidéo
Arrêt
DCD-Tracker
A ce stade 1 vidéo horodatée sur
l’heure windows et 1 fichier .STP
Utilisation de l’outil « SER TOOLBOX »
pour créer une nouvelle vidéo
horodatée sur l’heure GPS
La vidéo resynchronisée
peut avoir les formats
SER ou ADV
Analyse tangra
Le point correspondant
à l’allumage LED est très
proche de la seconde
exacte
Clignotement d’une LED au rythme du
signal PPS
Allumages LED sur les secondes exactes
Temps de pose : 1 ms
Cadence : 1000 img/s
Synchronisation sur l’heure GPS avec les
données du DCD TRACKER
exacte
0
0.005
0.01
éca
rt e
n s
eco
nd
e/U
TC
Analyse horodatage sur 150 allumages LED
Un horodatage parfait
donnerait une droite à 0
-0.01
-0.005
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151
éca
rt e
n s
eco
nd
e/U
TC
Allumages LED
Après synchronisation offset
systématique de -0.002s
correspondant au temps de latence
de la chaine d’acquisition
NIOBE OCCULTE UCAC4 660_030215 (10/02/19)NIOBE OCCULTE UCAC4 660_030215 (10/02/19)
BELOPOLSKYA OCCULTE UCAC4 555BELOPOLSKYA OCCULTE UCAC4 555--017482 (23/03/19)017482 (23/03/19)
GERLINDE OCCULTE TYC 0155_02781_1 (28/03/19)GERLINDE OCCULTE TYC 0155_02781_1 (28/03/19)
00:00.035
00:00.039
00:00.043
00:00.048
00:00.052
00:00.056
REGULARITE DE L’HORODATAGELes paramètres importants pour obtenir un horodatage régulier
00:00.026
00:00.030
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
LES PARAMETRES INFLUENTS
• Cadence images
• Nombre de pixels utilisés
• Réglage CAN
• Binning hardware
• Codage vidéo
• Binning software
• Binning hardware
Principe de l’analyse :
�Réalisation de 2 vidéos de 1000 images avec changement d’1 paramètre.
�Analyse de l’horodatage des 2 vidéos (calcul de la différence de temps entre 2 images successives).
NOMBRE DE PIXELS
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
2000*2000
Genika
ZWO 1600
40 ms
CAN 12 bits
0.025
0.030
0.035
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
1600*1200
CAN 12 bits
Vidéo 16 bits
Genika
ZWO 1600
40 ms
CAN 12 bits
Vidéo 16 bits
BINNING SOFTWARE
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
Sans binning
Sharpcap
ZWO 1600
40 ms
CAN 12 bits
Vidéo 16 bits
0.025
0.030
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
Binning 2 software
Vidéo 16 bits
Sharpcap
ZWO 1600
40 ms
CAN 12 bits
Vidéo 16 bits
BINNING HARDWARE
0.038
0.039
0.040
0.041
0.042
0.043
0.044
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
Sans binning
Genika
ZWO 1600
40 ms
CAN 12 bits
Vidéo 16 bits
Capteur 1320*1320
Vidéo 1320*1320
0.036
0.037
0.038
0.039
0.040
0.041
0.042
0.043
0.044
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
Binning 2 hardware
0.036
0.037
0 200 400 600 800 1000 1200
Eca
rt d
e t
em
ps
en
tre
2 p
ose
s (s
)
Vidéo 1320*1320
Genika
ZWO 1600
40 ms
CAN 10 bits
Vidéo 16 bits
Capteur 2640*2640
Vidéo 1320*1320
Augmentation du
champ sur le ciel
TROUVER LES PARAMETRES LIMITES
1. Régler le CAN à ses performances maximales
2. Codage de la vidéo sur 16 bits
3. Se régler sur la cadence d’images maximale souhaitée3. Se régler sur la cadence d’images maximale souhaitée
� Avec ces réglages chercher la taille de fenêtre maximale utilisable sans dégradation de l’horodatage
�Il est possible d’utiliser le binning hardware
�Pas de binning software pendant l’acquisition
EXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGES
• Configuration 1 � jusqu’à 40 img/s
• 1088*1088 pixels
• CAN 12 bits
0.028
0.030
Se
con
de
40 images/s
Caméra ZWO 1600
• CAN 12 bits
• Codage vidéo 16 bits
• Pas de binning
• Configuration 2 � jusqu’à 100 img/s
• 1088*1088 pixels
• CAN 10 bits
• Codage vidéo 16 bit
• Binning 2 hardware
0.020
0.022
0.024
0.026
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Se
con
de
0.005
0.007
0.009
0.011
0.013
0.015
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Se
con
de
100 images/s