Le Projet EM10  Sky Survey


 

Ce projet est destiné à faire de la détection automatique de comètes
à partir d'une caméra CCD et d'un téléobjectif de 200mm.


Principe
 

Dans la lignée du projet BIDULE  de Michel Meunier, le principe du projet EM10 - Sky Survey est de réaliser plusieurs images du même champs à 1 ou 2 heures d'intervalle puis de réaliser le prétraitement et la détection automatique d'objet mobile.
 
 

Mise en Oeuvre

ce projet utilise une monture Takahashi EM10, une camera CCD Audine, et un téléobjectif de 200mm Olympus ouvert à 4.

Le système consiste à piloter la monture par l'intermédiaire de la raquette de commande via une interface électronique. Cette interface est constitué d'un simple microcontrôleur ATMEL T89C51RD2 qui reçoit ces ordre du PC via la liaison série RS232.

Les ordres peuvent être les suivants:
 
 

Déplacement Ascension Droite + ON

Déplacement Ascention Droite + OFF

Déplacement Ascension Droite - ON

Déplacement Ascension Droite - OFF

Déplacement Déclinaison + ON

Déplacement Déclinaison + OFF

Déplacement Déclinaison - ON

Déplacement Déclinaison - OFF

Ceci permet de déplacer à volonté la monture sur le ciel. La monture doit être au préalable
positionner sur le champs de départ et le focus fait sur une étoile. (ceci ne permet pas de faire de pointage automatique.)
 

L'ordinateur pilote donc la monture par le port RS232, et la caméra audine par le port parallèle.
Le PC enchaîne les acquisitions et les déplacements de monture

quelques photos du système.

La monture EM10 sur son pied

L'ETX 90mm  et le téléobjectif de 200mm

Le téléobjectif avec son filtre Infra rouge

La carte de contrôle de la monture
en haut connecteur DB9 de liaison au PC
en bas connecteur DB15 de liaison à la raquette de commande

Le système complet

Le téléobjectif de 200mm avec la camera CCD


 

L'interface de commande

--- En Construction ---









Logiciel d' aquisition et de commande du telescope

Le logiciel AUDELA est utiliser pour piloter la caméra, et le télescope.
 
 

Un nouveau panneau d'acquisition a été rajouté.

Le panneau permet de régler les paramètres d'acquisition:

 * le "Nombre de champs" correspond au nombre de champs consécutifs avant que la monture ne revienne sur ses pas.

 * Temps en alpha et en delta correspondent au temps de commande de  la monture, c'est l'équivalent au temps d'appui sur les boutons
    de la raquette de commande pour déplacer le champ.

 * prétraitement permet s'il est checker de lancer le prétraitement et la détection juste après l'acquisition.

Une fois OK appuyer une nouvelle fenêtre apparaît, cette fenêtre permet de suivre l'évolution de l'acquisition des différents champs.

Il y a (dans cet exemple) 20 cases ( 2*Nombre de champs) par séquences.
Dans une séquence, chaque case correspond a un champs différents.
On repasse trois fois sur chaque champs une fois à chaque séquence.
 

On réalise trois images de chaque champs pour chaque séquence ( soit un total de 9 images par champs pour les 3 séquences ).
chaque prise de vue se distingue par la couleur de la case.

Bleu pour la première image (ci dessus), Blanc pour la deuxième (ci dessous)

et Rouge pour la troisième (ce sont les premières couleurs qui me soient venues a l'esprit  -8).

Ensuite la monture est déplacée en ascension droite (séquence de commande Alpha + ON, Alpha + OFF ) de façon a venir faire un léger recouvrement avec le premier champs et on refait 3 images de ce deuxième champs, ainsi de suite jusqu'au dernier champs, ou la monture est déplacée en déclinaison (séquence de commande Delta - ON, Delta - OFF) .

Puis on revient vers le champs de départ avec la séquence de commande (Alpha - ON, Alpha - OFF) (images ci dessus)
puis au final la séquence de commande (Delta + ON, Delta + OFF) permet de se recaler sur le champs
de départ.

La première séquence terminée on a donc réalisé ( 3* (nombre de champs *2) ) donc 60 images dans notre exemple.

en prenant des poses de 60 secondes, des temps de déplacement de 30 secondes en alpha et 18 secondes en delta,

plus un temps d’arrêt nécessaire au rattrapage des jeux  mécaniques de la monture après le mouvement alpha - (40sec) et avec un temps de lecture de 15 secondes par image pour un binning 1*1, une séquence comme celle ci dessus dure environ 1h36mn.

 

on répète l'opération pour chaque séquence et en 4h45 environ on à réalisé 180 images de 60 secondes.

Lors de l'acquisition on visualise en directe chaque image tout en suivant visuellement l'évolution des séquences.
 
 








Prétraitement , Traitement et détection

Le prétraitement consiste a optimiser avec un noir et un offset de référence chaque image (noir et offset acquis une fois pour toute) .
Le traitement du flat ne permettant pas de gagner significativement en détectivité il est donc supprimé.
On recentre ensuite les trois images du même champs et de la même séquence avant de faire une médiane.
(la médiane permet de faire disparaître les points aberrants comme les rayons cosmiques).

Ceci est réaliser sur tout les champs des trois séquences, nous avons donc au final une image par champ et par séquence (dans notre exemples 60 images de 180sec de pose chacune).

ensuite il reste a détecter les déplacements cohérent sur les trois images du même champs séparées d'environ 1h36 chacune.
Cette dernière opération reste a automatiser.
 
 
Les limites (calculées pour un CCD KAF400 de 768*512 pixels de 9 um* 9um)

Focale (mm)

Champs X (°)

Champs Y (°)

Echantillonnage (‘‘/pixel)

1 mn d’arc = x pixels

 

 

 

 

 

135

2.93

1.95

13.7

4.4

200

1.98

1.32

9.3

6.5

Avec une focale de 200 mm  chaque image couvre 1.98*1.32 soit 2.6 degrés carrés.

La magnitude stellaire limite avoisine 13.6 sur une pose de 2 minutes a F/D=4 avec un filtre infra rouge KG3.

Le déplacement d’un objet sur deux champs identiques de deux séquences consécutives doit être supérieur à un voir deux pixels. Soit environ 20 secondes d’arc.

Calcul du temps total :       temps total =  3   *   (  (6n)*(pose+lecture)    +    (n-1) * (2alpha+40)    +   2delta)

Avec :  

Temps total : le temps en secondes pour l’acquisition des 3 séquences complètes.

n :  nombre de champs.

pose : durée en seconde d’une pose élémentaire.

lecture : temps en secondes de lecture d’une image.

alpha : temps en seconde de déplacement en alpha.

delta : temps en seconde de déplacement en delta.

 

Les points à améliorer et les tests à effectuer

Ø      Les timings pour recentrer les premières images de chaque séquence.

Ø      L’enregistrement dans chaque entête d’image des coordonnées alpha et delta du centre du champs.

Ø      Des essais de magnitude limite sur des poses de 60 et 120 secondes.

Ø      Des essais de détection sur des comètes de magnitude supérieure à 12.

Ø      Le calcul des vitesses de déplacement de différentes comètes vers magnitude 12-13.

Ø      Le soft de détection automatique.

 

Me contacter : @ Eric TINLOT