Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Estimation of Wind Velocity Using Motion Tracking of a Balloon

풍선의 움직임 추적을 이용한 바람 속도 벡터 추정

  • Oh, Hyeju (Department of Aerospace Engineering, Inha University) ;
  • Jo, Sungbeom (Department of Aerospace Engineering, Inha University) ;
  • Choi, Keeyoung (Department of Aerospace Engineering, Inha University)
  • Received : 2014.04.10
  • Accepted : 2014.09.29
  • Published : 2014.10.01
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Abstract

This paper proposes an algorithm to estimate the wind velocity by tracking free flying balloons. Balloons used in this method are expendable but inexpensive, which increases the usefulness of the method. Also we can obtain accurate 3D information by using multiple cameras and estimate the wind velocity of the local field. The proposed system consists of aerodynamic modeling of the balloon, a tracking algorithm using image processing, and the velocity estimation algorithm. We performed unit tests of each algorithm for the verification. The method is validated using a system simulation and sources of error case identified.

본 논문에서는 공중에 띄운 풍선을 카메라를 이용하여 촬영하고 이를 영상처리를 통하여 추적한 다음 그 움직임 정보를 이용해서 풍속을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 여기서 사용되는 풍선은 아무런 장치가 장착되지 않은 것을 사용하므로 소모적이지만 저렴하며, 모든 지상 장비들은 반영구적으로 사용 가능하므로 효용성이 높다. 또한 다수의 카메라를 사용함으로써 정밀한 3차원 정보 획득이 가능하며, 일정 영역의 바람 속도장 추정이 가능하다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 풍선의 공기 역학적 모델과 영상처리를 통한 추적 시스템 그리고 속도 추정 알고리즘으로 구성된다. 각각의 알고리즘을 단위 검증한 후에 설계한 검증 시스템과 가시화 프로그램을 통하여 통합 검증 및 시뮬레이션을 수행한다.

Keywords

References

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