鹿林夜空監視系統 (Lulin Night Sky Cam)

http://140.115.33.56

林宏欽、張明新、張永欣



透過鹿林夜空監視系統,可以從網際網路上看到鹿林即時夜空狀況,圖為2004年11月11日凌晨的星空,可見獵戶座、御夫座、金牛座、畢宿及昴宿等目標 

 

2004年9月鹿林天文台設立了一個夜晚天空的監視系統,歷經一年多風吹日曬雨淋與多個颱風來襲,系統安然無恙,工作穩定正常,效果令人滿意。

這個系統利用MINTRON 12V1-EX 黑白CCD低照度攝影機 ( http://www.mintron.com.tw/ ) 搭配一個手動光圈 4mm F1.2 廣角CCTV鏡頭,視場約為 80x60度。影像四周因被防護罩窗口遮掩,出現四個暗角。因為是監視夜空,鏡頭光圈都是保持全開,所以不需要自動光圈,用較便宜的固定光圈或手動光圈鏡頭就可以。

目前系統的監視範圍還稍嫌太小,只能看到約 1/4 天空。若改用 2.5mm左右的超廣角CCTV鏡頭 ( http://cctv.yaba.com.tw/index.php/cPath/23_52 ) 則可看到約 1/2 天空,且使用一般平面玻璃窗防護罩就行,但視場角落可能會略被遮住。用CCTV魚眼鏡頭的話雖可以看到全天空,但需使用特殊的半球型防護罩。


用TheSky模擬 12V1 CCD攝影機使用 4mm 與 2.5mm 鏡頭時可視天區比較,12V1+2.5mm鏡頭已涵蓋所有仰角30度以上天區,可滿足大部分觀測需求(尤其適合有地平燈光影響,如學校天文台...等地區)

 

普通CCD攝影機的最大曝光時間為 1/60 秒 (NTSC)。12V1 使用幀累積技術將 128 幅影像疊加起來,以相當於約 2 秒的曝光時間,可看到比普通CCD攝影機暗128倍的影像,實測極限星等約達 4.7等。白天因為曝光過度,所以整個畫面會呈現一片白色。


防護罩內的CCTV攝影機,注意安裝時稍微讓防護罩傾斜5~10度,避免水積在前方玻璃凹處。

監視系統裝在一般CCD攝影機用的鋁製屋外防護罩內,這種防護罩基本上是設計成水平或向下看,垂直朝上(天空)看的話會有漏水顧慮;但經一年來使用倒是不曾出現什麼問題。安裝前宜先測試一下防護罩防水性能比較保險。注意安置CCD攝影機時,鏡頭要儘量貼近防護罩玻璃,或使用較大防護罩玻璃,以減少視場周邊遮掩。

防護罩架在SLT天文台東側牆壁,前方玻璃剛好對準TAOS機房散熱孔,有排風扇定時吹氣,防止結露。有些較先進的防護罩則有加熱器可防止玻璃窗結霧,應為更佳選擇。此外在防護罩底部(最下方凹處)加鑽了1個小孔讓水排出,避免萬一漏水時內部積水。電源線及視頻訊號線則走窗戶進入屋內,視頻訊號輸入到視頻伺服器(Video Server),直接上網。由於遷就安裝地點,影像上方不是習慣上常見的朝向北方,而是朝向東方。


原本每天早上都要人工將防護罩遮起來避免CCD攝影機被太陽曬壞,但常忘了回復,挺麻煩地。後來嘗試一直保持對天頂的姿勢,大半年來系統仍可正常運作。擺放位置時宜好好研究一下,儘量減少日曬,避免對機器的損害。

以往觀測過程中常需要跑到屋外確認天氣狀況,很是麻煩:(  如今有了這個監視系統,在任何一台PC上網就可以看到天空狀況,十分方便。遠端觀測時更可確實掌握天空條件,變更觀測計畫或暫時收工。

最初使用的AXIS2400視頻伺服器沒有內建定時儲存影像的功能,為了長期紀錄鹿林夜空的歷史資料,我們改用 VIVOTEK VS2402 視頻伺服器。


 VIVOTEK VS2402 視頻伺服器 (http://www.securityideas.com/vivsvise.html)

 

VS2402 視頻伺服器可接受4個視頻訊號輸入,利用一個IP位址在網際網路上提供4個不同影像。目前鹿林夜空監視系統網址為 http://140.115.33.56 ,直接輸入帳號 demo,不需密碼即可進入。 

 


第2格畫面 [Lulin Sky]即為目前鹿林夜空監視系統,可點選左側2號按鈕看放大圖

 

VS2402可設定間隔時間(Sequential operation)定時紀錄影像(JPEG),每幅影像為704x480畫素、256色,檔案只有約 50KB,長期記錄下來並不是太大負擔。

 

定時將影像透過網路,利用FTP功能儲存到網路伺服器上,十分方便。


 

我們設定每隔10分鐘記錄一幅天空影像,從影像的歷史紀錄可以很容易瞭解長期的夜空狀況。

 

將多幅影像連續播放,可清楚看到天空變化。


Lulin夜空不穩定時的變化情形 (20050511 00:50~05:10),雲來來去去,天空時好時壞,每幅間隔 10 分鐘。張智威動畫處理 (畫面中央=天頂, 上=東, 下=西, 右=北, 左=南,下方被SLT的屋簷遮檔,右上角是SLT避雷針)

 

這個系統若能設立在天文台或一些良好觀星地點,當可提供許多愛好觀星民眾即時天空訊息,長期的記錄更可作為天文觀測之重要參考。

REFERENCE

http://www.sbig.com/products/allsky.htm


更新日期:2005-10-04