Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СБОРКА ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА 7
1.1 Выбор одноплатного компьюетра 7
1.2 Дополнительные компоненты для полноценной работы 8
1.3 Основные характеристики raspberry pi 3 b 9
2 КАЛИБРОВКА КАМЕРЫ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 11
2.1 Дисторсия 11
2.2 Математическое описание дисторсии 12
2.3 Калибровка камеры 12
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 16
3.1 Выбор языка программирования 16
3.2 Библиотеки, модули и их установка 16
3.3 Программа для получения фотографии и ее коррекции 19
3.4 Программа для отправки изображенний на почту 21
3.5 Программа калибровки камеры 21
3.6 Исправление дисторсии на изображении 23
3.7 Общая структура программы 24
4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 26
4.1 Скрипт для измерения времени работы программы 26
4.2 Расчет времени калибровки камеры 27
4.3 Расчет времени отправки фотографии 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ А 32
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 34
ПРИЛОЖЕНИЕ В 35
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 36
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 37
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 38
Облака являются важнейшим фактором, определяющим погоду и климат нашей планеты. Будучи одним из составных элементов кругооборота воды в природе, облака участвуют в энергетическом обмене системы (планета — атмосфера) и в перераспределении тепловой энергии на земном шаре, влияя на радиационный баланс земли. Облачность относится к приоритетным объектам изучения в физике атмосферы и климатоэкологического мониторинга. Для ее изучения возникает проблема в оборудовании. Решение комплекса проблем, связанных с долговременными изменениями окружающей среды в полевых условиях под воздействием климатических факторов, является основной практически значимой целью программы климато—экологического мониторинга. Устойчивое развитие любой территории невозможно без проведения анализа информации о климато—экологических изменениях окружающей среды региона. При этом возникает необходимость получения и хранения различной информации, в том числе и метеорологической, а также обработки результатов.
Целью работы является разработка универсальной технической системы с программным кодом для регистрации и коррекции изображений облачности на платформе одноплатного компьютера.
Данная цель потребовала решения следующих задач:
1) аналитический обзор литературы по системам наблюдения (регистрации) за состоянием атмосферы с поверхности Земли;
2) разработка модели регистрации изображений на платформе одноплатного компьютера (с возможностью подключения различных средств регистрации);
3) разработка алгоритма программы регистрации и коррекции изображений;
4) реализация и отладка отдельных модулей программы, модификация модулей, написание отчёта.
В процессе исследования был проведен анализ одноплатных компьютеров, выбран одноплатный компьютер с подходящими параметрами для решения поставленной задачи. Проведена сборка технической системы. Изучен процесс калибровки камеры, а также математическое описание дисторсии.
В результате исследования была написана программа для получения изображений облачности и их коррекции. Написана программа для отправки изображений на почту или облако. Так же написана программа по калибровки камеры. Проведен расчет времени работы отдельных скриптов программы.
В итоге была получена недорогостоящая установка по получению и коррекции изображений облачности.
