OWLIFT Type-Fの勘所第2回 / 安定した出力を得るアルゴリズム

2021年9月24日 2021年10月13日 atsumi

前回はシャッター開閉の影響について説明しました。

今回はシャッター開閉の影響をなるべく避けて温度を取得する方法と、併せて安定した出力を得るためのコツについて紹介します。

シャッター開閉のタイミングを避けて温度を取得する

以下にシャッターの影響が最小限になるよう1分ごとに温度を取得するサンプルプログラムを示します。

import sys
import owlift

AVERAGE_FRAMES = 9
EMISSIVITY_R4 = pow(0.95, -0.25)

# 計測する範囲の座標: (rx[0], ry[0])-(rx[1], ry[1])
rx = [75, 85]
ry = [55, 65]
# 計測を開始するシャッター開閉後からの経過時間(秒)
obs_dts = [58, 118, 178]
# 計測したフレーム数
obs_frames = 0
# 計測中かどうか 
obs_calc = False
# 計測中の温度合計値
temp_sum = 0
# 前回のフレームカウンタ
fc0 = 0

ow = owlift.devices()[0]
ow.capture_start()

print("Time   DTime Temp")

while ow.alive:
    fc = ow.frame_counter
    if fc == fc0:
        continue
    fc0 = fc
    temp, img, meta = ow.frame
    telem = meta.telemetry_data
    tc = telem.time_counter
    dt = (telem.time_counter - telem.ffc_time_counter) / 1000

    if obs_calc:
        # 指定範囲の平均を加算
        temp_sum += temp[ry[0]:ry[1], rx[0]:rx[1]].mean()
        obs_frames += 1
        if obs_frames == AVERAGE_FRAMES:
            # 複数フレームの平均
            temp_avg = temp_sum / obs_frames
            # 放射率で補正してケルビンを摂氏へ変換
            temp_avg = temp_avg * EMISSIVITY_R4 - 273.15
            obs_calc = False
            print("{:6.0f}   {:3.0f} {:5.1f}".format(tc / 1000, dt, temp_avg))
    else:
        for odt in obs_dts:
            # odtから1秒以内に計測を開始する
            if odt <= dt and dt < odt + 1:
                obs_calc = True
                obs_frames = 0
                temp_sum = 0

実行例

>python periodic-temp.py
Time   DTime Temp
  1233   179  30.1
  1296    59  30.2
  1356   119  30.1
  1416   179  30.3
  1479    59  30.7
  1539   119  30.4
  1599   179  30.4
  1662    59  30.5

シャッター開閉後からの経過時間 obs_dts で指定した時間になると、複数のフレームの平均値を出力します。
obs_dts を [58, 118, 178] としているのは、次の条件を満たすように決めたからです。
1) 60秒ごと
2) シャッター開閉後の山なりの部分を避ける
3) 1秒間データを取得してもシャッター開閉のタイミングにかからない