SonotaCo.JP

[SonotaCo]

UFOCaptureV2に向けて、各種の精度向上を検討中ですが、今回は、単点観測における角速度の測定方法についてちょっと実験をしました。
経路の平均の極方向、つまり経路と観測点を含む平均の平面を求めて、各フレームでの測定座標をこの平面上に乗るように補正した座標を用いて角速度を求める方法です。
こうすれば、流星の進行方向と直角な誤差成分が角速度に算入されることを防ぐことができるのではと思ったわけです。
図はかのEarthGrazing火球の前半をテストした結果です。
青線がフレーム毎データから算出した角速度、赤線がその10フレームの単純平均、黄線が平均極を用いて各フレームの座標を補正した後に10フレーム平均し、これから角速度を求めたものです。

青線では 6mmレンズの640*480画素での測定誤差0.02度が1/30秒毎の4つの測定値に入るので、角度誤差は120倍され、角速度としては±2.4度/秒程度の誤差になっています。誤差の理論値とだいたいあっている感じです。
赤線では短時間の誤差は減っていますが、大きく波打っている所などがあります。
黄線では進行方向以外の成分が経路全体で平均化され、大きな変動が無くなっており、全体として開始部、終端部を除ききれいなカーブになっています。

この手法はある程度の経路長というかフレーム数がないと使う意味がないですが、使える場合には良い方法のような気がしています。

さらに、同時観測結果をフィードバックして、高度や流星までの距離の概算値を使えば、最小2乗法による精密な測定もできそうですが....
どこまでやるか....どうしようか迷う所です。

[前田]

前田です。
この試み始めて知りました。
確かに遅い流星の場合移動ベクトルに対して誤差が十分な大きさを
持つと、いくら移動平均をとっても、真の値には近づかず、誤差の
平均値のような見かけの速度になるんですね。

速い流星の場合はあまり利かないでしょうが、ペルセなどでも
輻射点近くに出現した見かけの経路長が短い場合は影響がでそうな
気がするので、是非この補正も取り入れてください。
また、平均の極ををとると、途中で爆発して見かけ上経路がくの字に
なったような場合も速度が正確に出ますね。

[SonotaCo]

以下を変更した UFOAnalyzer V0.75 をリリースしました。

・角速度の測定方法を平均極を利用して測定座標を補正した後に速度算出する方式に変更した。
・csvファイルに 速度測定点の赤経、赤緯、仰角を加え、角速度の有効数字を増やし、M.CSVのレコードバージョンを R05Bとした。
(R05Bは従来のR04Bと混在可能で、従来のUFOOrbitでそのまま処理でき、将来のUFOOrbitでKV を使用しない高精度地心速度算出を行なうことができます。)

長い流星では角速度の精度が向上しており、M.CSVには将来の高精度速度計算のための追加情報もあります。今後はできるだけ V0.75 以降をご使用ください。
9月分については私の2つのカメラを再分析してみました。速度が大きく変わるものは少なく、今、過去の分を再分析する必要はないと思います(開発中のUFOCaptureV2が完成した折には再分析をお願いすることになると思っています)。
再分析すれば、速度計算結果の変化によって稀に群分類が変化するものもあります。

[SonotaCo]

V0.75 では Analyze log の形式が一部変更になっています。

下図で青部分は従来と同じフレーム毎の計測結果です。

赤線が平均極方向と補正種別です。
平均極方向は従来から計算していましたが、logに表示していませんでした。
補正種別は以下の2通りです。
dec is major move: 平均極と赤緯を元に赤経を補正
ra is major move: 平均極と赤経を元に赤緯を補正

赤部分は新規に追加された補正されたra,decおよびそのフレーム周辺での平均角速度です。

緑線は経路の中心付近で選んだ平均経路上の1点の座標と、その点における平均角速度です。
UFOOrbitへはこの緑線部分の情報を渡すこととしました。
(UFOAnalyzerにおける単点観測での地心速度推定と群分類はこれとは別に従来と類似の方法で流星の発光点付近の速度を別に測定したものを使用しています。これは地表高度の推定が発光点付近でないと出来ないからです)