드론용 산화바냐듐 마이크로볼로미터 센서의온도 변환에 관한 연구 (A Study on Temperature Conversion ofVanadium Oxide Microbolometer Sensor for Drones)

서지정보

· 발행기관 : 한국지적정보학회
· 수록지 정보 : 한국지적정보학회지 / 26권 / 3호 / 84 ~ 94페이지
· 저자명 : 박정일

초록

드론 기술의 발전과 열화상 카메라의 소형화, 고성능화는 다양한 분야에서 열화상 데이터를 활용하는 가능성을 열었다. 특히 드론에 탑재된 열화상 카메라는 접근이 어려운 지역이나 넓은 지역의 온도 분포를 빠르게 파악할 수 있어 농업, 시설 관리, 환경 모니터링, 안전 관리 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 열화상 데이터를 실제 온도 값으로 정확하게 변환하기 위해서는 여러 가지 환경 변수와 카메라 특성을 고려한 복잡한 보정 과정이 필요하다. 드론용 열화상 카메라는 제조사마다 특성이 다른데 본 연구는 산화바냐듐 마이크로볼로미터 기반의 8bit 열화상 데이터를 정확한 온도 정보로 변환하는 방법을 연구하고자 하였다. 열화상 데이터의 DN을 온도로 변환한 결과 DN 값이 0.0469 오를 때 실제 온도가 1℃ 상승하는 것으로 분석되었고, R² 값이 0.7492로 나타나 모델의 설명력이 높음을 확인하였다. 또한 개발된 온도 보정 모델을 통해 얻은 변환 온도와 실제 온도를 비교한 결과, 평균적으로 변환 온도가 약 0.1℃ 정도 높게 나타났으며, RMSE 값은 1.3으로 나타나 두 값이 유사함이 연구되었다.

영어초록

The advancement of drone technology and the miniaturization and high performance of thermal imaging cameras have enabled the utilization of thermal imaging data across various fields. Notably, drone-mounted thermal imaging cameras are employed in agriculture, facility management, environmental monitoring, and safety management, as they can rapidly assess temperature distribution in hard-to-reach or extensive areas. However, accurate conversion of thermal image data into actual temperature values necessitates a complex correction process that accounts for diverse environmental factors and camera characteristics. Thermal imaging cameras for drones exhibit varying characteristics depending on the manufacturer. This study aimed to investigate a method for converting 8-bit thermal image data based on a vanadium oxide microbolometer into precise temperature information. By converting the Digital Number(DN) of the thermal image data into temperature, it was analyzed that a 1°C increase in actual temperature corresponded to a 0.0469 increase in DN value. The R² value of 0.7492 indicated a strong explanatory power of the model. Furthermore, a comparison between the conversion temperature obtained from the developed temperature compensation model and the actual temperature revealed an average difference of approximately 0.1°C, with an RMSE value of 1.3. This suggests a high degree of similarity between the two values.

참고자료

· 없음