基于树莓派的流星雨监测系统（RMS）的搭建

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/delacroix_xu/article/details/119813807

本系列第二篇文章：基于树莓派的流星雨监测系统（RMS）的进一步改造(1)_delacroix_xu的专栏-优快云博客

本系列第三篇文章：基于树莓派的流星雨监测系统（RMS）的进一步改造(2)_delacroix_xu的专栏-优快云博客

背景：

近期开始使用一个开源项目，在树莓派4B上玩耍。监测流星雨并存储下来。

GitHub - CroatianMeteorNetwork/RMS: RPi Meteor Station

但官方文档略显复杂，此文章比较适用于试用USB摄像头的用户。如果您使用IP cemera rtsp方式接入，则需要参照官方文档进行。

设备选型

按照官方建议，选择索尼IMX291作为基础的摄像头了，某宝搜索，可以看到很多。选择一个USB3.0接口的。不贵，大概200多RMB

接下来要选择镜头，某宝购买摄像头会自带一个广角镜头，一般是光圈不大的。建议再购买大光圈的镜头。比如F1.2或F1.0的黑光镜头。M12接口即可。

接下来要选择树莓派，官方推荐树莓派4b。原因是三个进程合起来要试用2GB左右的内存，树莓派3b已经无法满足需求。至少要树莓派4b。

第一步，树莓派固定在墙上。用3M双面胶

摄像头用透明胶固定在玻璃上

最后关键一步，需要用几张纸给改起来，免得有玻璃反光。都是经验所得。楼下汽车路过，会有强光，之前有透明胶附着在摄像头周边，透明胶反光，会被误认为是火流星。

RMS安装过程

官方文档略显复杂，这里简化一下，对于需要使用IP camera rtsp方式推流的，可以使用 insall_opencv4.sh进行安装。对于我，则可以简化，不需要编译opencv。

仅仅需要安装所需的 python库，就够了

第一步，创建venv

参考：关于Python3中venv虚拟环境 - syncd - 博客园

第二步，激活venv

source /home/pi/your_venv/bin/activate

第三部，安装各种依赖库

python -m pip install xxxxxxx

由于GFW的原因，访问python官方pypi比较慢，这里推荐aliyun的国内镜像。

参考： python pip 切换阿里云镜像 - 静静别跑 - 博客园

参照官方文档，安装各种库

numpy scipy gitpython cython matplotlib 等

安装好依赖库后，再安装 setup.py

python setup.py install

这样RMS作为一个库，被安装到venv下

运行

python -m RMS.StartCapture

写个脚本，开机自动启动

#!/bin/sh

set -x

. /home/pi/py37env/bin/activate

cnt=`ps aux| grep python | grep StartCapture | wc -l`
if [ $cnt -eq 0 ];then
  rm -f 1.txt
  nohup python -m RMS.StartCapture 1>1.txt 2>&1 &
fi

加入crontab 自动运行

*/10 * * * * cd /home/pi/Desktop/RMS/RMS_new && sh start_by_cron.sh > start.log 2>&1

修改参数适配大城市光污染

配置文件在RMS根目录下，文件名叫 .config

vim编辑 .config

修改的diff如下：


 ; Enable/disable saving a live.jpg file in the data directory with the latest image
-live_jpg: false
+live_jpg: true
 
 ; Enable/disable showing a slideshow of last night's meteor detections on the screen during the day
 slideshow_enable: false
@@ -114,7 +117,7 @@ win_pc_weave: -Wall
 [Upload]
 
 ; Flag for enabling/disabling upload to server
-upload_enabled: true 
+upload_enabled: false
 ; Delay upload for the given number of minutes
 upload_delay: 0
 ; Server address
@@ -190,7 +193,7 @@ distance_threshold: 70
 ; Maximum allowed gap between points
 gap_threshold: 150 
 ; Minimum range of frames that a line should cover (eliminates flash detections)
-line_minimum_frame_range: 6 
+line_minimum_frame_range: 2 
 ; Constant that determines the influence of average point distance on the line quality
 line_distance_const: 4 
 ; Ratio of how many points must be close to the line before considering searching for another line
@@ -202,7 +205,7 @@ max_lines: 5
 [MeteorDetection]
 
 ; Minimum number of stars required in order to run the detection
-ff_min_stars = 20 
+ff_min_stars = 1 
 
 ; Binning (only supported for videos, images, and vid files, but no FF files!)
 ; -------
@@ -252,7 +255,7 @@ gap_threshold_det: 50
 ; Minimum number of pixels in a strip
 min_pixels_det: 10 
 ; Minimum number of frames per one detection
-line_minimum_frame_range_det: 4 
+line_minimum_frame_range_det: 2 
 ; Constant that determines the influence of average point distance on the line quality
 line_distance_const_det: 4 
 ; Maximum time in seconds for which line finding algorithm can run
@@ -279,7 +282,7 @@ ang_vel_max: 51.0 ; deg/s
 ; Filtering by intensity
 ; By default the peak of the meteor should be at least 16x brighter than the background. This is the 
 ; multiplier that scales this number (1.0 = 16x).
-min_patch_intensity_multiplier: 2.5
+min_patch_intensity_multiplier: 0.25

说明：

line_minimum_frame_range是一个过滤规则，流星轨迹至少要持续多少frame，这里从原来的6帧，改为2帧

ff_min_start是一个过滤规则，不能达到识别到20颗行，就不会执行流星检测逻辑。这里改为1，只要画面里识别到一颗星，就会进行流星监测。

line_minimum_frame_range_det：这个参数，也是一个过滤器，由4改为2，至少4帧改为至少2帧

min_path_intensity_multiplier：这个参数，也是一个过滤器，要求流星要比背景亮多少倍才算流星，否则就不算流星。这里从原来的2.5修改为0.25。原因是大城市光污染大，背景比较亮