大卫·施奈德

自制的全天空相机可以捕捉夜空的迷人景色。

詹姆斯·普罗沃斯特

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最近的一个晚上，当我开车回家时，我看到一颗极其明亮的流星在我车前的天空中划过。 我对自己说，一大块行星际碎片肯定正在不远的地方坠毁。 我的下一个想法是，如果我对那条发光条纹有影响，并且如果我所在地区的至少另一个人也有这样的信息，我们也许能够对其进行三角测量并缩小任何着陆区域可能存在的范围。 当然，我并不是唯一一个思考这种可能性的人，而且我很快了解到，人们确实已经通过这种方式成功地发现了陨石。

一个例子发生在 2012 年，当时一颗火球照亮了北加州的天空。 流星的图像是由一个名为 CAMS 的项目记录的（ Allsky 流星监视相机 ）——NASA 和 SETI 研究所 的一个项目。 这些观测结果使得能够估计该物体的轨迹和着陆区域， 《 旧金山纪事报》 对该事件的报道很快导致了后来被称为 诺瓦托陨石 的发现。

CAMS 并不是唯一一个寻找流星的此类项目。 另一个是 全球流星网络 ，其使命是用“全球科学级仪器”观测夜空。 该网络的组织者甚至 提供指导 ，指导任何人如何基于 Raspberry Pi 构建合适的相机，以及如何贡献观测结果，以帮助确定产生特定流星的母体小行星的轨道。

我很想加入这一事业，但在阅读了有关该主题的更多内容后，我发现了构建相机来观测夜空的替代策略。 最终，我决定，我更想捕捉有吸引力的彩色图像，而不是向全球流星网络贡献数据，该网络使用黑白相机，因为它们的灵敏度更高。

所需的组件包括 Raspberry Pi 微型计算机（外壳未显示）、Raspberry Pi 高品质相机、镜头、圆顶形透明镜头盖、5 伏电源和防水隔板连接器（允许交流电源）穿过容纳摄像机的防水外壳（未示出）的壁。 詹姆斯·普罗沃斯特

因此，我选择构建一种不同类型的全天空相机，它也基于 Raspberry Pi，但使用 Raspberry Pi 高质量彩色相机，遵循一个名为（合理地说）的项目的领导， 全天相机 。

该项目的硬件包括 Raspberry Pi 和 Raspberry Pi HQ 相机 专用行星相机之一 或ZWO 制造的 。 要实现真正的“全天空”，相机应配备具有 180 度视场的鱼眼镜头。 考虑到我的家周围都是树木，我选择了 视野较窄（120 度）的镜头 。 建议使用现代的 Raspberry Pi 4 ，但我使用了几年前的 Raspberry Pi 3 Model B ，因为我手头上有它。 我决定使用价值 60 美元的 Raspberry Pi HQ 相机而不是 ZWO 相机，因为它提供了更高的分辨率。

为了保护这个硬件免受自然因素的影响，我在内部安置了 Pi、摄像头和一个合适的壁式电源插座，用于为 Pi 供电 25 美元的防水塑料外壳 。 我为相机镜头切割的开口被一个 16 美元的透明亚克力圆顶覆盖。 我购买的第 一个圆顶 扭曲了，但我订购了 另一个 效果更好的圆顶。 我还购买了 一个 11 美元的 Raspberry Pi 盒子 （其中包括一个风扇）和 一根长延长线 ，我将其剪断并连接到 防水隔板连接器 。 这意味着即使下雨我也可以将设备留在室外。

遵循非常好的指南中提供的指导 教程视频中 ，我发现在我的 Pi 上设置 Allsky Camera 软件非常简单，以“无头”配置运行它，即没有显示器或键盘。 通过局域网从笔记本电脑无线访问它 我使用SSH 。

流星穿过大气层的轨迹可以提供其幸存部分位置的线索，也可以揭示其母体绕太阳的轨道。 通过两个摄像机捕获的流星轨迹图​​像，可以确定该轨迹：图像中发光轨迹相对于背景恒星的位置定义了一个平面，两个平面的交点定义了轨迹。 詹姆斯·普罗沃斯特

我把一切都打开了——但相机根本不起作用。 所以我转向 项目 充足文档 中适当的故障排除部分，并尝试了其中的建议——在 Pi 上启用“Glamour”图形加速。 但仍然没有图像。 最终，我发现 配置文件进行一些调整 在 Pi 3B 上使用 HQ 摄像头时需要对 ，这使我能够获得办公室天花板的极其模糊的图像。

通过反复试验，我能够正确拨动相机的手动对焦。 慢慢地，我学会了如何调整 Allsky Camera 软件中提供的多种设置，这可以通过编辑配置文件或更方便地通过该软件提供的 Web 界面来完成。

例如，我了解到应该降低用于制作延时视频的图像的分辨率，以免以 HQ 摄像头令人印象深刻的原始分辨率（4,056 x 3,040 像素）保存的图像淹没我的 Pi 上的可用处理和存储。 虽然这需要调整配置文件，但可以使用 Web 界面调整其他设置，这也使得查看实时图像、浏览之前收集的图像以及查看和保存延时视频变得非常容易。

早期让我困惑的一件事是，考虑到相机拍摄的是静态图像，而不是每秒很多帧的视频，这样的相机捕捉闪烁流星的效果如何。 但在拍摄了我家上空的夜空图像后，我的担忧消失了，其中一些图像捕捉到了飞过的飞机的光​​芒。 这些图像中的长光迹表明曝光时间必须至少有几十秒长。 我知道这些是飞机，而不是流星轨迹，因为这些条纹包括平行轨迹（来自翼尖灯）和闪光灯产生的明显脉动。

我希望有一天能用这个小玩意捕捉流星。 为此，我可能会在八月中旬去山里露营，那时 英仙座流星 雨正达到顶峰。 我和家人几年前就曾去过这样的旅行，但当时我没有全天景相机。 于是，我回到家，只带着一些现已褪色的记忆，那些记忆是大自然在我们头顶上展现的奇妙表演。 下次，我会有一些可以反复观看的东西！