• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.39 no.4
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• pp.370-380
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• 2002

This paper proposes an ATR (Automatic Target Recognition) algorithm for identifying non-occluded and occluded military vehicles in natural FLIR (Forward Looking InfraRed) images. After segmenting a target, a radial function is defined from the target boundary to extract global shape features. Also, to extract local shape features of upper region of a target, a distance function is defined from boundary points and a line between two extreme points. From two functions and target contour, four global and four local shape features are proposed. They are much more invariant to translation, rotation and scale transform than traditional feature sets. In the experiments, we show that the proposed feature set is superior to the traditional feature sets with respect to the similarity-transform invariance and recognition performance.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.37 no.6_3
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• pp.1985-1999
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• 2021

The purpose of this study is to apply urban heat island reduction techniques(green roof, cool roof, and cool pavements using heat insulation paint or blocks) recommended by the Environmental Protection Agency (EPA) to our study area and determine their actual effects through a comparative analysis between land cover objects. To this end, the area of Mugye-ri, Jangyu-myeon, Gimhae, Gyeongsangnam-do was selected as a study area, and measurements were taken using a drone DJI Matrice 300 RTK, which was equipped with a thermal infrared sensor FLIR Vue Pro R and a visible spectrum sensor H20T 1/2.3" CMOS, 12 MP. A total of nine heat maps, land cover objects (711) as a control group, and heat island reduction technique-applied land covering objects (180) were extracted every 1 hour and 30 minutes from 7:15 am to 7:15 pm on July 27. After calculating the effect values for each of the 180 objects extracted, the effects of each technique were integrated. Through the analysis based on daytime hours, the effect of reducing heat islands was found to be 4.71℃ for cool roof; 3.40℃ for green roof; and 0.43℃ and -0.85℃ for cool pavements using heat insulation paint and blocks, respectively. Comparing the effect by time period, it was found that the heat island reduction effect of the techniques was highest at 13:00, which is near the culmination hour, on the imaging date. Between 13:00 and 14:30, the efficiency of temperature reduction changed, with -8.19℃ for cool roof, -5.56℃ for green roof, and -1.78℃ and -1.57℃ for cool pavements using heat insulation paint and blocks, respectively. This study was a case study that verified the effects of urban heat island reduction techniques through the use of high-resolution images taken with drones. In the future, it is considered that it will be possible to present case studies that directly utilize micro-satellites with high-precision spatial resolution.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_2
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• pp.1607-1622
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• 2022

The purpose of this study is to determine the actual performance of cool roof in preventing absorbed solar radiation. The spatial correlation between surface temperature and absorbed solar radiation is the method by which the performance of a cool roof can be understood and evaluated. The research area of this study is the vicinity of Jangyu Mugye-dong, Gimhae-si, Gyeongsangnam-do, where an actual cool roof is applied. FLIR Vue Pro R thermal infrared sensor, Micasense Red-Edge multi-spectral sensor and DJI H20T visible spectral sensor was used for aerial photography, with attached to the drone DJI Matrice 300 RTK. To perform the spatial correlation analysis, thermal infrared orthomosaics, absorbed solar radiation distribution maps were constructed, and land cover features of roof were extracted based on the drone aerial photographs. The temporal scope of this research ranged over 9 points of time at intervals of about 1 hour and 30 minutes from 7:15 to 19:15 on July 27, 2021. The correlation coefficient values of 0.550 for the normal roof and 0.387 for the cool roof were obtained on a daily average basis. However, at 11:30 and 13:00, when the Solar altitude was high on the date of analysis, the difference in correlation coefficient values between the normal roof and the cool roof was 0.022, 0.024, showing similar correlations. In other time series, the values of the correlation coefficient of the normal roof are about 0.1 higher than that of the cool roof. This study assessed and evaluated the potential of an actual cool roof to prevent solar radiation heating a rooftop through correlation comparison with a normal roof, which serves as a control group, by using high-resolution drone images. The results of this research can be used as reference data when local governments or communities seek to adopt strategies to eliminate the phenomenon of urban heat islands.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.158-158
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• 2017

비닐포장 하부에 위치한 콩의 생장 초기에 발생한 초엽을 인식하기 위한 연구를 수행중이다. 선행 연구에서 비닐포장에 접촉한 콩 초엽으로 인해 비닐포장 상부 표면의 열 반응 분포에 변화가 있음을 발견하였다. 현장에서 주행 중에 콩 초엽의 위치를 실시간으로 인식하고 연동된 선형 또는 회전형 엑츄에이터를 제어하여 정확한 위치에 천공을 수행하기 위해서는 계측 시스템과 제어 시스템간의 시간적 차이를 최소할 수 있는 실시간 신호 처리 기술이 필수적이다. 선행 연구에서 사용한 다중 IR 센서의 분해능은 $16{\times}4pixel$이며 주파수는 3 Hz로, 폭이 30cm 내외인 비닐포장 상부의 정밀 분석에 한계가 있음을 발견하였다. 이를 해결하기 위하여 분해능과 계측 주기를 개선할 수 있는 초소형 ($1cm{\times}1cm{\times}1cm$) 열화상 센서를 이용하였다. LWIR(Longwave infrared)영역에 해당하는 $8{\mu}m{\sim}14{\mu}m$의 영역에서 $0.05^{\circ}C$의 분해능을 보이는 $ Lepton^{TM}$ (500-0690-00, FLIR, Goleta, CA)모델을 사용하였다. 프레임당 $80{\times}60$ 픽셀의 정보가 2 Byte의 단위로 계측이 되며 9 Hz의 주파수로 대상면의 열 분포를 측정할 수 있다. 이론적으로 초당 정보 전송량은 86,400 Byte ($80{\times}60{\times}2{\times}9$)이며, 1 m를 진행하는 주행형 천공기에 적용할 경우 1 프레임당 10cm 정도의 면적을 측정하므로, 최대 위치 판정 분해능은 약 10 cm / 60 pixel = 0.17 cm/pixel로 상대적으로 정밀한 위치 판별이 가능하다. $80{\times}60{\times}2Byet$의 정보를 0.1초 이내에 분석해야 하는 기술적 과제를 해결하기 위하여 천공 작업기에 적합한 상용 SBC(Single board computer)의 클럭 속도(1 Ghz)로 처리 가능한 공간 분포 분석 알고리즘을 개발하였다. 전체 이미지 도메인을 한 번에 분석하는데 소요되는 시간을 최소화하기 위하여 공간정보 행렬을 균등히 배분하고 별도의 프로세서에서 Feature를 분석한 후 개별 프로세서의 결과를 경합식으로 판정하는 기술을 연구하였다. 오픈 소스인 MPICH(www.mpich.org) 라이브러리를 이용하여 개발한 신호 분석 프로그램을 클러스터링으로 연동된 개별 코어에 설치/수행 하였다. 2D 행렬인 열분포 정보를 공간적으로 균등 분배하여 개별 코어에서 행렬의 Spatial domain analysis를 수행하였다. $20{\times}20$의 클러스터링 단위를 이용할 경우 총 12개의 코어가 필요하였으며, 초당 10회의 연산이 가능함을 확인하였다. 병렬 클러스터링 기술을 이용하여 1m/s 내외의 주행 속도에 대응이 가능한 비닐포장 상부 열 분포 분석 시스템을 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.169-169
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• 2017

스마트 돈사 내의 열환경 분석에 필수적으로 고려되어야 인자는 가축의 복사 에너지 변화로 볼 수 있다. 열환경 제어의 대상이기도 하지만 회귀적으로 열환경 변화의 인자이기도 하다. 이러한 가축의 복사 에너지 분석을 위하여 시설 내에 용이하게 배포가 가능한 열화상 계측 시스템을 개발하였다. 초소형 마이크로 열화상 계측 시스템에 부가적으로 IOT(Internet of Thing) 기반 기술을 이용한 모듈화 개발을 병행하였다. 열화상 계측 센서로 LWIR(Longwave infrared)영역에 해당하는 $8{\mu}m{\sim}4{\mu}m$의 영역에서 $0.05^{\circ}C$의 분해능을 보이는 $Lepton^{TM}$ (500-0690-00, FLIR, Goleta, CA)모델을 사용하였다. SPI(Serial Peripheral Interface) 속도 2 Mhz로 마이크로프로세서(NanoPi NEO Air, FrendlyArm, CA, USA)와 고속 통신을 수행하여 9 Hz의 계측이 가능하다. 열화상 센서와 마이컴으로 구성되는 단위 계측 시스템의 통신 기능 확장을 위하여 다음과 같이 세 단계의 정보 전달 시나리오를 설계하였다. 1) 단독적으로 열화상을 계측 하고 내장된 메모리에 저장하는 형식 2) 인접한 사용자 인터페이스에서 1번 단독 모듈에 접속하여 열화상을 실시간으로 전송하여 화면에 도시하는 형식 3) 2번 사용자 도시모듈과 병행적으로 Local WI-FI 통신을 이용한 모바일 기기에 화면을 도시하는 형식. 이와 같은 계층적이며 모듈화된 계측 시스템을 구성하기 위해서 1번 모듈에 공개 소프트웨어인 Hostapd 2.5(http://w1.fi/hostapd)버전을 설치하였다. 외부 인터넷 환경이 없는 상황에 1번 모듈 단독으로 AP(Access Point) 기능을 제공하여 지근 거리에 있는 2번 모듈과 3번 모바일 기기의 접속을 관리할 수 있다. 2번 모듈의 경우 화면 다수의 1번 모듈에 접속을 교차적으로 수행하는 방식과 2번 모듈 자체가 AP가 되어 1번 모듈의 접속을 허용하는 형태로 구성되어 있다. 계측 시스템의 계측 매트릭스 구성에 따라 선택적으로 결정할 수 있다. 1번 2번 모듈 공통적으로 TCP/IP Listener와 Client 서비스를 병렬적으로 수행할 수 있도록 개발을 하였다. 3번 모바일 기기에서 사용자 인터페이스 구현을 위하여 범용 Android 기반 GUI 프로그램과 Socket 통신을 연동시켰다. 1개의 열화상 Frame의 전송량은 9,600 Byte ($=80{\times}60{\times}2Byte$) 로 WI-FI 통신 전송 시 2회 ~ 6회 정도 내외로 가변적인 통신 수행 횟수를 나타내었다. 센서 계측 시스템과 정보 전송 시스템을 병렬적으로 구성한 모듈화 된 계측시스템의 전 요소에서 센서에서 제공하는 최대 계측 주기인 9 Hz 구현이 일반적으로 가능하였다. 이를 이용한 추후 연구를 통해 가축 객체의 열복사 정보와 돈사 내 열환경 간의 역학성을 연구할 것이다.