流星监控系统 (Meteor Detection System)
一个基于树莓派的实时流星监测系统,使用星光级摄像头进行捕获和分析。
功能特点
- 实时视频捕获:支持星光级摄像头,可动态调整参数
- 视频文件输入:支持使用预先录制的视频文件进行测试和开发
- 自动流星检测:使用计算机视觉算法分析视频帧
- 星图自动解算:使用astrometry.net实时计算当前视野中的星图
- GPS时间与位置同步:提供精确的事件元数据
- 本地环形缓存存储:持续记录最近视频
- 检测事件云端上传:包含元数据的事件片段上传
- 远程控制接口:通过REST API和MQTT协议
- 系统健康监控:自动恢复和故障处理
项目结构
meteor_detect/
├── src/
│ ├── camera/ # 摄像头控制与视频采集
│ │ ├── controller.rs # 摄像头控制器
│ │ ├── frame_buffer.rs # 视频帧缓冲区
│ │ └── opencv.rs # OpenCV摄像头驱动
│ ├── gps/ # GPS和时间同步
│ │ ├── controller.rs # GPS控制器
│ │ └── nmea.rs # NMEA解析器
│ ├── sensors/ # 环境传感器
│ │ ├── controller.rs # 传感器控制器
│ │ └── dht22.rs # 温湿度传感器驱动
│ ├── detection/ # 流星检测算法
│ ├── overlay/ # 视频叠加层
│ │ ├── watermark.rs # 水印叠加
│ │ └── star_chart.rs # 星图叠加
│ ├── storage/ # 数据存储管理
│ ├── communication/ # 通信与远程控制
│ ├── monitoring/ # 系统监控
│ ├── config.rs # 配置管理
│ └── main.rs # 应用程序入口
├── demos/ # 演示程序
│ ├── camera_demo.rs # 摄像头演示
│ ├── watermark_demo.rs # 水印叠加演示
│ └── file_input_demo.rs # 文件输入演示
├── docs/ # 文档
│ ├── design.md # 设计文档
│ ├── star_chart.md # 星图功能文档
│ └── file_input.md # 文件输入模式文档
├── Cargo.toml # 项目配置与依赖
├── config-example.toml # 配置文件示例
├── config-file-input.toml # 文件输入模式配置示例
├── build.sh # 构建脚本
└── README.md # 项目文档
硬件要求
- 树莓派:3B+/4B/5 (推荐)
- 星光级摄像头:支持IMX477/IMX462传感器
- GPS模块:支持PPS信号输出(精确授时)
- 可选传感器:温湿度(DHT22)、光敏传感器
- 存储:32GB+高速microSD卡
软件依赖
- Rust 1.70+ (2021 edition)
- OpenCV 4.x
- Astrometry.net 星图解算工具
- V4L2 摄像头工具
- SQLite 3
快速开始
安装依赖
使用我们的安装脚本一键安装所有依赖:
./build.sh setup
或手动安装:
# 安装Rust
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
# 安装系统依赖
sudo apt update
sudo apt install -y git curl build-essential pkg-config \
libssl-dev libv4l-dev v4l-utils \
libopencv-dev libsqlite3-dev \
astrometry.net astrometry-data-tycho2
编译项目
# 调试版本
./build.sh build
# 发布版本(优化性能)
./build.sh build-release
配置系统
# 创建默认配置
./build.sh create-config
# 编辑配置文件
nano ~/.config/meteor_detect/config.toml
运行系统
# 使用构建脚本
./build.sh run
# 或直接运行
cargo run --release
运行演示程序
系统包含多个演示程序,用于测试特定功能:
# 运行摄像头演示
cargo run --bin camera_demo
# 运行水印叠加演示
cargo run --bin watermark_demo
# 运行文件输入演示(使用视频文件代替摄像头)
cargo run --bin file_input_demo
配置选项
配置文件位于~/.config/meteor_detect/config.toml,包含以下主要配置项:
- 摄像头参数:分辨率、曝光、增益
- 文件输入设置:启用文件输入模式、视频文件路径
- 星图解算:astrometry.net路径、更新频率、显示选项
- GPS设置:端口、波特率、PPS配置
- 检测参数:灵敏度、触发阈值
- 存储策略:保留时间、压缩设置
- 通信选项:MQTT服务器、API配置
详细配置示例请参考config-example.toml和config-file-input.toml文件。
文件输入模式
系统支持使用预先录制的视频文件代替实时摄像头,便于开发和测试:
[camera]
# 启用文件输入模式
file_input_mode = true
# 视频文件路径
input_file_path = "/path/to/your/starsky_video.mp4"
# 是否循环播放视频
loop_video = true
更多信息请参阅文件输入模式文档。
星图解算功能
系统可以使用astrometry.net工具自动识别和解算当前画面中的星星,显示星图叠加层:
[star_chart]
# 启用星图叠加
enabled = true
# astrometry.net工具路径
solve_field_path = "/usr/local/bin/solve-field"
# 更新频率(秒)
update_frequency = 30.0
更多信息请参阅星图功能文档。
开发指南
许可证
MIT License
Description
Languages
Rust
98.7%
Shell
1.3%