小ネタ

 

　NHKの『100カメ』、今シーズンは比較的身近な場所が多かった印象。視聴者リクエストとかを参考にし始めたのかな、という感じ。個人的には全く予想もしてなかったような(未知の世界を)見せてほしい感があるのでちょっと物足りない感じが。

　ナショナルジオグラフィックチャンネルの『ライリーは修理中！』(原題：World's Toughest Fixes)で、NASA DSNのDSS14(70m)を扱ったエピソードがあったらしい。見たことあるような、無いような。いくつかのエピソードは録画が残ってるけど、DNSは無かった(邦題の「巨大アンテナ」はテレビ放送の2000ftタワー)。

　USBカメラ(ELP IMX323)にf25mmF1.4のレンズを付けて撮影。

　領域にもよるけど、月の出ていない晴れた夜だとUSBカメラでも結構大量に写る。このくらい写ってくれると処理が楽でいいんだけど。

　橙が画像処理で抽出した輝点、灰色が星表から求めた星の位置、緑が輝点と星表のペアリングが行えた位置。赤の数字はカタログの輝度。

　画像によっては、初期値なしでも0.08秒程度で姿勢決定が行える。初期値有り(前回と今回のIMUローカル姿勢差を前回のSTT姿勢に加算)で計算しても0.09秒程度かかるから、場合によっては初期値無しで姿勢を求めたほうが早い(初期値ありは最初に投影する分で処理が増える)。ただ、初期値なしの場合は常に最速で計測できるとは限らず、また画像によっては姿勢決定が行えないこともある。初期値ありの場合はほぼ一定の時間で処理できるし、初期値無しで推定するよりも成功率が高い。振り幅が大きい場合(IMU誤差が増える)とか恒星が少ない領域だとどうなるかわからないけど。今のところ初期値は視野が重なっている前提で使用していて、初期値を中心にスキャンを行うみたいな処理は入れていない。初期値ありで姿勢推定に失敗した場合は、初期値なしに切り替えて姿勢決定を試みる。

　肉眼では見えない程度の水蒸気でも、USBカメラにはものすごい影響してくる。きれいに晴れた日のテストデータを使って問題なく姿勢推定ができるようになったから、いざ実際にUSBカメラを接続して実際の夜空を撮影してみると、全く推定できなかったりとか。

　本物のSTTでも実際の夜空でフィールドテストしてるけど、あれって大事なんだな。もっとも、本物のSTTの場合は実環境だと水蒸気の影響は皆無だから、フィールドテストはかなり安全側に振った試験になるわけだけど(だから海外勢はわざわざ数千m級の高地に行ったりしてるわけだが)。実物の場合はどちらかといえばシミュレータを外してテストするのが目的か。

　デジイチのセンサ系の場合、USBカメラと異なってシャッタースピードや感度をある程度自由に設定できるし、何よりコストをかけて性能の良いICを使える分、ノイズ等で大きく有利になる。ということで、やはりSTTにもUSBカメラでなくデジイチや、少なくともコンデジクラスの画素が欲しくなる。STTにα7C、メインの光学系にα7SIII、あたりが市販品を使う範囲では一番最適な組み合わせな気がする。ある程度潤沢な予算があるのであれば。共通のSDKで幅広いセンサモジュールを選択できるのがα系の強み。キヤノンやニコン等に比べてソニーは(カメラに限って言えば)比較的オープンにやっているイメージがある。

　もしかしたら、露光時間を大きくして感度を稼ぐより、短い露光時間で撮影して、数フレームの中央値を持ってくる方がいいかもしれない。長い露光時間+中央値のほうがいいだろうけど、応答時間が大きく劣化する欠点がある。いくらIMUで補完できるはずだとはいえ、IMUだって安物だからあんまり頼り切りたくはないし。

　試しに露光時間最大で撮影したテスト画像5枚を処理。

　右下のフレーム、左上側が(int)double.Round(array.Average())で処理、右下側がarray.Sort(); array[array.Length/2]で処理(array.Lengthは奇数)。見た目にはあまり違いはないかな。

　ノイズが水平方向かつある程度周期的で場所がランダムなのが気になる。もしかしてUSBの電源由来みたいなオチ? うーん、USB DAC用のノイズフィルタでも買うか……

　冗談はさておき、ランダムノイズを想定していたけど、この種のノイズでも平均値or中央値は有効に作用しそう。多少のノイズを除去できるのであれば感度を高めに設定してもいいし。

　外で使うPC、古いノートで解像度が1280x800しか無いので、VGAの画像でも1枚しか表示できない。生画像とノイズ除去画像を並べて表示する、みたいなことができないので、GUIを工夫する必要がある。現状はノイズ除去機能は未実装だけど、処理フレーム単位で画面を更新していて、STT処理を1.5秒程度でタイムアウトさせているから、遅い場合はだいたいそれくらいの更新頻度になる。フォーカス調整とかは応答速度が遅すぎるので、別のソフト(Win標準カメラアプリとか)で行う必要があって、ちょっと面倒。リアルタイム表示も欲しいし、STT処理結果の表示もほしい。STT処理結果はリアルタイムより遅れるから、同時に表示するのは難しそうなので、2枚並べるか、切り替えて表示するか、みたいな機能が必要になる。

　ノートPC、処理能力も低いし、いっそのこと画面が広くて最近のCore i5とか積んでるノートが欲しいなー。タッチパネルならなおよし。OLEDならさらに良し。古いからだけかもしれないけど、バックライト(LED)からの紫外線放射がかなり多いらしくて、めちゃくちゃ蚊が寄ってくる。有機ELみたいに直接発光するデバイスなら虫も寄ってこなさそうな気がする。OLEDなら夏も冬も安心……???

　晴れた夜は3ケルビンの宇宙に吹き抜ける風が涼しくて気持ちいい。昼間は6000ケルビンの光子の土砂降りが。。。曇った夜は熱が抜けないし湿度が高いし過ごしづらい。

　結局網戸を張り替えたところで網戸も開けてしまうから意味ないんよな…… 細かいメッシュなので多少の静圧じゃ流量が得られない。空気の粘性すごい。

　冬は加湿器が貪欲に飲み込む水の量に驚くけど、夏は夏で自分が飲み込む水の量に驚く。1日で何リットル飲んでるんだ。一体どこに消えてるんや……

　マキタあたりでかき氷機を出さないかなー。酷暑の作業現場で手軽に涼を取れるように。マキタは冷凍庫とかも売ってるから氷も持ち運べるし。電動工具のアタッチメントみたいな形なら比較的安価に作れるだろうし。

　旧SOLAR-C(黄道面離脱)の資料で、旧NALが開発していた大型イオンエンジンを乗せるかも、みたいな話が出てくるんだけど、NALがイオンエンジンを開発していたのか? ISASやNASDAはともかく、NALは電気推進のイメージはないなぁ。もしかしたら個人用のモビリティとして電気推進のインフレータブルモーターグライダーが普及した世界線が……

　しかし、SOLAR-C、最初は黄道面離脱とか、さらには高解像度な撮像や分光を黄道面離脱させようと考えてたのに、結局紫外線観測に特化したLEOで開発中かぁ。太陽観測がある程度実用衛星としての面もあるので冒険したくないとはいえ、それにしたって小さくまとまり過ぎというか、なんというか。

　理学屋からすればリスクよりも信頼性を優先したいし、工学屋からは工学ミッション単体だとプロジェクトが認められないから理学ミッションを載せたいし、とはいえ工学ミッションに理学を相乗りさせると理学側は予算が取られるからメインの仕事に支障が出る可能性があるし。それで工学側の新規開発が滞ると理学側のミッションも自由度が制限されるし。

　DESTINY+がうまく行けばH3で黄道離脱太陽観測衛星を打上げようみたいな話になるのかな。H3だとちょっと打上げ能力が高すぎるから、LEO用の太陽観測衛星に相乗りして、再着火で地球を離脱して黄道面脱出へ、みたいな流れかな。そうなると太陽観測衛星を並行して2機開発だから予算が。。。LEO衛星の予備部品を流用して、みたいな方向でなんとかならんかな。同じ観測機器を使って太陽の低緯度地域と高緯度地域を同時観測できるのは理学ミッションとしては便利そうだけど。H3って2段積みフェアリングってあったっけ? 下段側(黄道面離脱)衛星側で上段衛星を支えなきゃいけないから工学衛星にしては構造的に厳しそう。三菱電機あたりで作ればデュアルロンチ衛星バスの練習に良さそうだけども。Solar-Cの20年後として、2045年前後とか? うげげ。。。

　衛星のダウンリンク周波数の後方散乱を衛星側で再度受信してベントパイプで送り返す、みたいなことってできないんかな? 地上局を追尾して後方散乱を折り返して、地上局側では遅延線を通して相関し続けることでパルス圧縮ができる。軌道速度を使えばクロスレンジ方向の圧縮ができる。ベントパイプというシンプルな衛星でスポットライトSAR観測が行える。ベントパイプがあれならIFを適当なデジタル変調で通してもいいけど。

　比較的大型のアンテナが必要、高感度な受信機が必要、受信機が配置された場所の周辺の半径数kmから数十km程度の範囲しか観測できない、といった欠点はあるけど。というか欠点だらけだけども。光学衛星に高感度受信機を相乗りさせてSAR運用のオプションみたいな方向性ならあるいは。