Cube Sat KASHIWA から画像を受信してみる
6月
16
2024
KASHIWA（千葉工業大学「柏」）は衛星からテレメトリーと同様に83バイト（変換後）の信号で画像データを送っている。受信後データを編集してJPEGファイルにする必要は有るが、小さな穴から地球を見ているような画像がとても可愛らしい
千葉工業大学 高度技術者育成プログラム GARDENs @CitGardens 様よりX上でアドバイスを戴きました。
概略の手順（手作業でも可）
- テレメトリー転送用プログラムの生データログを利用します。
- KISSデータの内、83バイトデータのみ残し他を削除
（83バイトデータの例） - 最初の 4A から数えて22番目にナンバリングが施されています。（赤枠）
- このナンバーの次の FF D8から最後 07 までが画像データです。（ナンバーは不要）
- 最も大事なのが次の作業です。上記作業中に Stirling のステータスバーを見ると、83バイトではなく84バイトとなっています。
- 完了したらこのデータを拡張子 .JPG で保存します。そのファイルをダブルクリックすると画像が表示されます。
反転部分はデータそのもので、前後にセパレータが付いています。C0 00 ･････ C0
このデータ以外の最初からナンバーまでを削除する作業を83バイトデータ全てに行います。
このような場合、KISS変換されたデータが含まれていますので、逆KISS変換してオリジナルデータに戻す必要が有ります。 DB DD は DB に、DB DC は C0 に書き換えます。勿論これらが両方とも含まれる等のケースも有ります。
手作業はとても大変なので Python で一挙に変換
-
Pythonスクリプトと同フォルダにKISSファイルを置いて、ファイル名を引数にして実行してください。
＝MEMO＝ Python3の環境の無いWindowsではスクリプトは動きませんので次の項目をご参照ください。
PS X:\>python tlm2img.py 59508_2024-06-13T204223.561Z.kss JPEGデータの確認テキストファイル: image_hex.txt JPEGファイルの生成が完了しました: kashiwa_image.jpg
import os
import subprocess
import sys
import time
# hexファイルをデータ部分だけに整形する
def process_line(line):
# hexファイルの行番号とASCII文字部を削除
substring = line[5:28]
substring += " " + line[30:54]
# スペースを取り除く
cleaned_substring = substring.replace(" ", "")
# 値を返す
return cleaned_substring.strip()
# KISS逆変換してナンバリングの次からのイメージデータを抽出
def process_imgdata(element):
# KISS逆変換
string = (element.replace('dbdc', 'c0')).replace('dbdd', 'db')
# ナンバリングの次から取得
img_data = string[44:]
# 値を返す
return img_data
# TELEMETRYから画像ファイル(kashiwa_image.jpg)を作成
def main():
# コマンドライン引数からファイルパスを取得
if len(sys.argv) < 2:
print("ファイルパスを指定してください。")
return
# inputファイル、tmpファイル、outputファイルの定義
kss_path = sys.argv[1] # inputファイルは引数で与える
hex_path = "hexstring.hex"
cln_path = "cleaned.txt"
tmp_path = "image_hex.txt"
img_path = "kashiwa_image.jpg"
try:
# KISS ファイルが存在するか
if os.path.exists(kss_path):
# KISS ファイルの可視化（テキストファイル）
command = ['certutil', '-encodehex', kss_path, hex_path, '11']
# コマンド実行時のメッセージを抑制
subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.DEVNULL, stderr=subprocess.DEVNULL)
# hexファイルに変換されるのを1秒待つ
time.sleep(1)
# hexファイルを読み込み、データ部だけを抽出し、一旦ファイルに連続した1行で書き込む
with open(hex_path, 'r', encoding='utf-8') as file_hex:
with open(cln_path, 'w', encoding='utf-8') as file_cln:
for line in file_hex:
cleaned_line = process_line(line)
file_cln.write(cleaned_line)
# 連続データを読みtelemetryの区分データ(c0c000)で分割）
with open(cln_path, 'r', encoding='utf-8') as file_cln:
with open(tmp_path, 'w', encoding='utf-8') as file_tmp:
# 連続した1行データを読み込む
long_string = file_cln.read()
# c0c000で区切る
elements = long_string.split('c0c000')
# 区切ったそれぞれを更にふるいに掛ける
for element in elements:
# 83btye パケット（画像データ）以外を排除する
if (len(element) < 80 or len(element) > 170):
continue
# KISS逆変換及び行カウンターまでを削除
img_string = process_imgdata(element)
#print(img_string)
file_tmp.write(img_string)
print(f"JPEGデータの確認テキストファイル: {tmp_path}")
# イメージのテキストデータ(ffd8で始まりffd9で終わる)をバイナリーに変換
with open(tmp_path, 'r', encoding='utf-8') as file_tmp:
with open(img_path, 'wb') as file_img:
hex_data = file_tmp.read()
# バイナリーに返還後バイナリーファイルにする
binary_data = bytes.fromhex(hex_data)
file_img.write(binary_data)
# 作業後一時ファイルを削除する（image_hex.txtのみ確認のため残す）
if os.path.exists(hex_path):
os.remove(hex_path)
if os.path.exists(cln_path):
os.remove(cln_path)
print(f"JPEGファイルの生成が完了しました: {img_path}")
# エラー処理
except FileNotFoundError:
print(f"ファイルが見つかりません: {kss_path}")
except Exception as e:
print(f"ファイルの読み込み中にエラーが発生しました: {e}")
if __name__ == "__main__":
main()
WindowsでPython3の環境が無い普通の場合
LinuxではPython 3 は標準ですが、WindowsではPythonの環境を構築していないと、上のスクリプトは動きません。 そこで単独で動くようにWindows上でコンパイルしましたので、当方のサーバからダウンロードしてお使いください。
- クリックすると開始します。tlm2img.zip
- 展開するとフォルダ内に tlm2img.exe が出来ますので、データファイル(.kss)を同じフォルダに入れます。
- そのエクスプローラーのアドレスバーに cmd と入力すると、そのフォルダでコマンド･プロンプトが開きます。
C:\Users\USER\Desktop\tlm2img>tlm2img 59508_2024-06-13T204223.561Z.kss
JPEGデータの確認テキストファイル: image_hex.txt
JPEGファイルの生成が完了しました: kashiwa_image.jpg
