매년 멧돼지, 고라니 등의 야생동물로 인한 농가의 피해가 증가하지만 현 시스템은 정부 측 포수들이 직접 야간에 총과 손전등을 이용해 동물들을 찾아다니며 포획하는 상황이다. 이는 시간적으로 매우 비효율적이며 피해 받는 즉시 즉각적인 조치가 불가능하다. 이에 본 논문에서는 야간에도 동물이나 사람을 인식 할 수 있는 열화상 카메라와 딥러닝을 사용한 적외선카메라를 이용해 야생동물을 탐지하고 쫓아내거나 빠르게 포획 할 수 있는 시스템에 대해서 소개하고자 한다.
Infrared radiation (IR) refers to the region of the electromagnetic radiation spectrum where wavelengths range from about 700 nm to 1 mm. Any object with a temperature above absolute zero (0 K) radiates in the infrared region, and a material that transmits radiant energy in the range of 0.74 to 1.4 um is referred to as a near-infrared optical material. Germanate-based glass is attracting attention as a glass material for infrared optical lenses because of its simple manufacturing process. With the recent development of the glass molding press (GMP) process, thermal imaging cameras using oxide-based infrared lenses can be easily mass-produced, expanding their uses. To improve the mechanical and optical properties of commercial materials consisting of ternary systems, germanate-based heavy metal oxide glasses were prepared using a melt-cooling method. The fabricated samples were evaluated for thermal, structural, and optical properties using DSC, XRD, and XRF, respectively. To derive a composition with high glass stability for lens applications, ZnO and Sb2O3 were substituted at 0, 1, 2, 3, and 4 mol%. The glass with 1 mol% added Sb2O3 was confirmed to have the optimal conditions, with an optical transmittance of 80 % or more, a glass transition temperature of 660 ℃, a refractive index of 1.810, and a Vickers hardness of 558. The possibility of its application as an alternative infrared lens material to existing commercial materials capable of GMP processing was confirmed.
Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history (NISS), one of the main payloads of NEXTSat-1, is being developed by Korea Astronomy & Space Science Institute (KASI). Since NISS adopts an infrared reflecting optical system, its performance is highly sensitive to changes in system temperature. Therefore, it is important to figure out the temperature through thermal analysis and cooling tests in order to optimize the optical system design. We conducted thermal analysis of NISS for the recently updated model, and obtained steady state temperature of the optical system for two cases of satellite attitude: about 190 K for the Normal case and about 210 K for the Hot case. In this paper, we present thermal design of NISS and the preliminary thermal analysis results.
A bolometer sensor used in an infrared thermal imaging system has many advantages on the process because it does not need a separate cooling system and its manufacturing is easy. However the sensitivity of the bolometer is low and the fixed pattern noise(FPN) is large, because the bolometer sensor is made by micro electro mechanical systems (MEMS). These problems can be fixed-by using the high performance readout integrated circuit(ROIC) with noise reduction techniques. In this paper, we propose differential delta sampling circuit to remove the mismatch noise of ROIC itself, the FPN of the bolometer. And for reduction of FPN noise, the reference signal compensation circuit which compensate the reference signal by using on-resistance of MOS transistor was proposed.
The Stirling refrigerators have been widely used for the cooling of the infrared detector and HTS to the cryogenic temperature. The Stirling refrigerator with the rotary compressor are applicable to the cooling device for the compact mobile thermal imaging system, because the refrigerators have the compact structure and light weight. The typical performance factors of the Stirling refrigerator are the cool-down time, cooling capacity at the desired temperature and the input power. And the above performance factors are depends on the thermal insulation characteristics of the Dewar. In this study, the steady thermal load of the Dewar and the performance of the Stirling refrigerator were measured. The results show the dependency of the input power and the charging pressure on the performance of the refrigerator.
적외선을 이용한 지표 온도 추정 및 변화 탐지를 위해서는 해당 파장대역의 각 센서에 따른 지표 복사율 추정 및 배경값에 대한 확보가 필요하다. 이 연구는 위성 영상으로부터 한반도에서의 중파장적외선 복사율 산출방법에 대한 제안 및 토지피복 종류별 대표 복사율을 산출하여 한반도 배경값을 제시할 수 있다. 중파장적외선 복사율을 추정하기 위해 Visible Infrared Imaging Radiometer Suite(VIIRS)의 $3.74{\mu}m$ 파장 대역 밴드4 영상에 Temperature Independent Spectral Indices(TISI) 방법을 적용하여 복사율을 계산하였으며, 또한 이와 비교하기 위해 Advanced Spaceborne Thermal Emission Reflection Radiometer(ASTER) spectral library로부터 토지피복에 따른 복사율도 계산하였다. 그 결과 활엽수립(0.958) 및 혼합림(0.955) 지역의 연평균 복사율이 가장 높았으며 농지(0.925) 및 자연식생(0.935) 지역보다는 약 2-3% 높게 나타났다. 도심지역의 경우 0.914로 가장 낮으며 연간 변화율이 1%인 다른 지역과는 달리 약 2%로 그 편차가 크다. ASTER spectral library와 비교한 결과 위성영상에서 추정한 중파장적외선 복사율은 동일한 토지 피복에 비해 약 2-3% 낮게 나타나는데, 이는 실제 지표면이 불균질한 점 외 기타 다양한 원인에 의한 것으로 추정된다. 이러한 연구 결과는 중파장적외선 영상을 이용하여 지표온도 추정 및 토지피복도의 계절 및 외부환경 변화에 의한 한반도 중파장적외선 복사율의 변화 특성을 이해하는데 기초 자료로 활용될 것이다.
320${\times}$240 배열의 중적외선 대역(3.7 $\mu\textrm{m}$∼4.8 $\mu\textrm{m}$) MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하여 분해능과 신뢰도가 대폭 향상된 소형$.$고성능의 적외선 열상센서를 설계, 제작하였다. 개발된 열상센서는 1∼20배의 고배율 줌 광학계로 설계하고 미세주사 기법을 적용하여 640${\times}$480의 화소를 재현하여 항공기의 항법 보조로부터 표적획득에 이르기까지 다양한 활용이 가능하다. 적용된 적외선 줌 광학계는 릴레이 형태의 재결상계로 설계되었으며 미세주사 장치의 개발로 7.6 cycles/mrad 까지 분해가 가능하며 최저배율에서 40$^{\circ}$${\times}$30$^{\circ}$의 초광각(super wide field of view)의 시계를 갖는다. 또한 불균일 보정기법과 히스토그램 가변방식의 결합을 통한 첨단 열 영상처리 기법을 제안하여 열상센서에 적용함으로써 고성능의 실시간 디지털 영상처리를 가능케 하였다. 본 신호처리기의 개발을 통해 획득된 열영상의 최소분해가능 온도차는 고배율에서 0.05K(@1cycles/mrad) 이하의 우수한 결과를 보였다.
본 논문에서는 가시광선과 원적외선 전반의 파장대역에 걸쳐 사용 가능한 동축 듀얼카메라를 설계 및 분석하였다. 광학계는 빔 스플리터를 이용한 동축광학계 시스템으로 설계되었으며, 가시광선 광학계에서 적외선으로 인한 열 전달을 최소화하기 위해 hot mirror 타입의 빔 스플리터를 사용하였다. 원적외선 카메라는 비냉각형 검출기로 640×480의 센서 배열을 가지고, 가시광선은 1,945×1,097의 센서를 사용한다. 최적화 과정을 거친 후 최종 설계된 광학계의 정합도는 90% 이상이며, 기존에 존재하던 듀얼카메라에 비해 정합도가 향상된 효율적인 설계 결과를 얻었고, 테스트를 통해 향상된 정합도를 확인하였다.
In this paper, the applicability of an UET(ultrasound excited thermography) for a defect detection of the welded receptacle is described. An UET(ultrasound excited thermography) is a defect-selective and fast imaging tool for damage detection. A high power ultrasound-excited vibration energy with pulse durations of 280ms is injected into the outer surface of the welded receptacle made of Al material. An ultrasound vibration energy sent into the welded receptacle propagate inside the sample until they are converted into the heat in the vicinity of the defect. The injection of the ultrasound excited vibration energy results in heat generation so that the defect is turned into a local thermal wave transmitter. Its local heat emission is monitored by the thermal infrared camera. And they are processed by the image recording system. Measurement was performed on aluminum receptacle welded by using Nd:YAG laser. The observed thermal image revealed two area of defects along the welded seam.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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