Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP1 CCD Toolkit Testowanie kamer CCD Protokół komunikacyjny NUDP Janusz.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP1 CCD Toolkit Testowanie kamer CCD Protokół komunikacyjny NUDP Janusz."— Zapis prezentacji:

1 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP1 CCD Toolkit Testowanie kamer CCD Protokół komunikacyjny NUDP Janusz Użycki

2 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP2 Konwersja obrazu optycznego na elektryczny MATRYCA półprzewodnikowy czujnik światła CMOS CCD PIN najczęściej używane, popularne i tanie

3 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP3 CMOS - CCD Nowoczesne matryce CMOS mają podobną do matryc CCD (o zbliżonej rodzielczości i rozmiarze piksela): czułość poziom szumów wydajność kwantową ale...

4 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP4 Wady i zalety CMOSCCD matryca, wzmacniacze, ADC oraz układy sterujące w jednej strukturze wafla krzemu, łatwe w użyciu, zwykle jedno napięcie zasilania jedynie matryca z wejściami sterującymi oraz prostym wzmaniaczem na wyjściu, skomplikowane sterowanie, duża średnica

5 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP5 Dlaczego CCD? Charge-Coupled Devices matryce CMOS o średnicy większej niż pół cala są produkowane bardzo rzadko, co dyskwalifikuje je prawie całkowicie w zastosowaniach profesjonalnej astronomii matryce CCD są dostępne w szerokiej gamie rozdzieczości i rozmiarów wybrana matryca CCD: 2048 x 2048 pikseli, 15 x 15 μm każdy

6 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP6 Jak działa CCD? ładunek vs. światło fotony wykonywanie zdjęcia, czas ekspozycji idea odczytu

7 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP7 Jak działa CCD? poziome przesuwanie ładunków idea odczytu

8 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP8 Jak działa CCD? idea odczytu pionowe przesuwanie ładunków w kolejce

9 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP9 Jak działa CCD? ADC wzmacniacz sygnał wideo przesuniecie poziome odczyt

10 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP10 Budowa matrycy CCD p n SiO 2 struktura matrycy

11 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP11 Budowa matrycy CCD p n umieszczanie ładunku bariera brzegowa umieszczanie wstępnego ładunku w matrycy

12 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP12 Budowa matrycy CCD studnia potencjału

13 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP13 Sterowanie matrycą CCD trójfazowy sygnał zegarowy

14 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP14 Sterowanie matrycą CCD trzy etapy przesuwania ładunku

15 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP15 Konsekwencje zastosowania matrycy CCD element problemy matryca CCDszumy, wpływ temperatury środowiska pracy, prąd ciemny, gorące piksele, gradient czułości matrycy układy sterowania matrycądobór najlepszych czasów taktowania matrycy wzmacniacz sygnału wideo szumy, dobór wzmocnienia przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) efekty digitalizacji: offset, nieliniowość itp..

16 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP16 Przyjęte rozwiązania środowisko pracy około -10ºC redukcja szumów i promieniowania podczerwonego statystyczne metody analizy: ciemne zdjęcia (przy braku wszelkiego oświetlenia), tzw. klatki ciemne, pozwalają dobrać najlepsze parametry kamery

17 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP17 Przykładowy problem do rozwiązania Jakie jest całkowite wzmocnienie poniższego układu? CCD światło wzmacniaczADC odczyt danych

18 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP18 Wymagania postawione aplikacji CCD Toolkit zaprojektowane na platforme PC: systemy Windows XP oraz 2000 (główne platformy dla elektroników) możliwość przeniesienia do systemów typu UNIX / linux została użyta biblioteka ROOT (przy wsparciu Marcina Molaka) oraz Microsoft Visual C++

19 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP19 Wymagania - odczyt danych odczyt zdjęć (obrazów) w formacie fits fits jest formatem stosowanym w astronomii, w którym nasza aparatura zapisuje dane dane typu RAW data, 16-bitowe słowa została użyta biblioteka CFITSIO

20 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP20 Wymagania - wstępna obróbka eliminacja offsetu (przesunięcia poziomu szarości) oraz gorących pikseli cel osiągnięty poprzez odjęcie od siebie dwóch kolejnych, ciemnych zdjęć

21 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP21 CCD Toolkit okno główne

22 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP22 Wymagania - obraz i jego wizualizacja wyświetlanie obrazu zdjęć szybki podgląd zdjęcia umożliwia ocenę głównych wad kamery w sposób natychmiastowy

23 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP23 CCD Toolkit okno podglądu zdjęcia przykładowe powiększenie

24 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP24 Wymagania - obszar użyteczny matrycy wycinanie obszaru zdjęcia poddawanego dalszym analizom ograniczenie obszaru pozwala odnaleźć część widoku o najlepszych parametrach, czyli tzw. obszar użyteczny

25 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP25 Wymagania dotyczące analizy - histogram główny histogram XY, statystyczny rozkład jasności pojedynczych pikseli obrazu, dopasowanie do niego rozkładu Gaussa histogram XY pozwala na wyznaczenie minimalnej, średniej i maksymalnej jasności zdjęcia, co zostało wykorzystane przy podglądzie zdjęcia

26 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP26 CCD Toolkit histogramy: XY profili

27 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP27 Wymagania dotyczące analizy - profile profil X oraz profil Y, są to projekcje danych odpowiednio na oś X i Y, osiąga się je poprzez policzenie sumy bądź wartości średniej w danej płaszczyźnie pozwalają wychwycić niewidoczne wcześniej błedy i oszacować je, np. prąd ciemny czy wpływ sprzężenia pojemnościowego matryca-wzmacniacz

28 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP28 CCD Toolkit profile (projekcje na osie)

29 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP29 Wymagania dotyczące analizy - pozostałe histogramy histogram profilu X oraz profilu Y podział obrazu na regiony i wykonanie dla każdego z nich histogramu jasności pikseli oraz wyznaczenie parametrów rozkładu Gaussa (wartości głównej /mean/ i odchylenia standardowego /sigma/). podział na regiony pozwala ocenić, gdzie znajduje się obszar o kiepskich parametrach

30 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP30 CCD Toolkit po podziale na regiony

31 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP31 Wymagania dotyczące analizy - plot gain wykres z punktami o współrzędnych (mean, sigma) dopasowanie prostej do punktów wyznaczenie nachylenia prostej odpowiedź na poprzednie pytanie o całkowite wzmocnienie układu:

32 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP32 CCD Toolkit przykład dopasowania błędnej linii wzmocnienia przyczyna: offset

33 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP33 CCD Toolkit poprawny fit gain

34 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP34 Możliwości CCD Toolkit FFT zakłócenia

35 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP35 Możliwości CCD Toolkit FFT po eliminacji zakłóceń

36 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP36 CCD Toolkit aktualna wersja okno główne

37 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP37 Podsumowanie CCD Toolkit program jest wciąż testowany, lecz już w praktyce, wspomagając resztę zespołu aplikacja będzie nadal rozwijana i ulepszana potrzeba wiele pracy, aby dobrać najlepsze parametry pracy i sterowania dla naszych nowych kamer projektu Pi of the Sky nowe kamery: USB + ethernet (NUDP)

38 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP38 Przepływ danych za pomocą medium należy przesłać do kamery komendy, odczytać i ustawić parametry oraz odebrać dane, tj. przesłać dane zdjęcia z pamięci RAM kamery do komputera i zapisać do pliku dotychczas stosowano interfejs USB obecnie wzbogacono kamerę o ethernet 1Gbit/s

39 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP39 Stos TCP/IP blokowy charakter strumienia danych, np pakietów po 1024 bajty danych ramki ethernet (adres MAC) ramki IP (adres IP) i pakiety ICMP (obsługa echa - ping) pakiety UDP pominięcie obsługi pakietów TCP

40 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP40 Konsekwencje ograniczenia się do paketów UDP mamy dostępne kilka tysięcy portów UDP w ramach jednego adresu IP sumy kontrolne IP i UDP są i tak liczone automatycznie poprzez kontroler sieciowy datagram UDP nie daje gwarancji dotarcia do obiorcy UDP nie posiada mechanizmu zapewniajacego kolejność dostarczanych pakietów

41 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP41 Zadania NUDP enkapsulowany poprzez datagram UDP pozwala zachować kolejność pakietów, numerując je umożliwia retransmisję zagubionych pakietów zapewnia dotarcie pakietów poprzez zastosowanie metody potwierdzania od strony kamery

42 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP42 Struktura NUDP rev Nagłówek NUDP, zawsze 8 bajtów: pole identyfikacyjne typ ramki NUDP suma kontrolna nagłówka pole numeru – number field

43 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP43 Pole typu ramki NUDP bit potwierdzenia wersja protokołu rozróżnienie typu ramki – typ pakietu

44 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP44 Typy pakietu NUDP 0 – komenda, rozpoczyna się od pola number 4 – ustawienie rejestru 16-bitowego 5 – odczyt rejestru 16-bitowego 6 – retransmisja pakietu danych RAW 7 – transmisja pakietu danych RAW, ten typ pakietu nigdy nie jest potwierdzany i zawsze jest generowany tylko przez kamerę pozostałe numery do 15 są zarezerwowane

45 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP45 Przykładowe komendy 0x01 aa bb cc, konfiguracja procesora wideo 0x02 aa bb xx, ustawienie czasu migawki 0x03 xx xx xx, wykonanie zdjęcia 0x08 xx xx xx, inicjuje transfer danych 0xFC xx xx xx, odświeżenie watchdoga

46 Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP46 Podsumowanie NUDP pierwsza implementacja protokołu NUDP pojawiła się w emulatorze kamery NUDPSIM kolejna implementacja w programie SockTalk po testach protokołu został on zaimplementowany równolegle w kamerze (Grzegorz Kasprowicz) oraz w linuksowym sterowniku (Robert Sulej) protokół spełnia jak dotąd postawione mu zadania, 100% danych przesłanych bez retransmisji przy braku przeciążeń sieci


Pobierz ppt "Sympozjum 2005 CCD Toolkit jako narzędzie projektu Pi of the Sky oraz protokół NUDP1 CCD Toolkit Testowanie kamer CCD Protokół komunikacyjny NUDP Janusz."

Podobne prezentacje


Reklamy Google