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Artificial Neural Networks for Individual Tracking and Characterization of Wake Vortices in LIDAR Measurements

Stephan, Anton und Rotshteyn, Grigory und Wartha, Niklas Louis und Holzäpfel, Frank und Petross, Nicolass und Stietz, Lars Olaf (2023) Artificial Neural Networks for Individual Tracking and Characterization of Wake Vortices in LIDAR Measurements. In: AIAA AVIATION 2023 Forum, 2023 (3682). AIAA AVIATION 2023 Forum, 2023-06-12 - 2023-06-16, San Diego, California, USA. doi: 10.2514/6.2023-3682.

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4MB

Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2023-3682

Kurzfassung

A vortex detection and characterization strategy in LiDAR measurements (Light Detection and Ranging), consisting of two different parts, is presented in this study. First, a two-stage detection pipeline is implemented combining the computer vision deep neural network YOLO and a regression convolutional neural network to detect vortices individually. An accuracy in the order of the instrument accuracy is achieved. Second, a new characterization method the so-called Projection Method is presented which has has the following important features. First, it is very accurate. Second, it yields valuable quantification of the accuracy of the results. Third, it is very fast and outperforms conventional methods by two to three orders of magnitude, hence it enables to process a high amount of data in a short time. Fourth, it provides much flexibility in choosing different models and compare the performance of the respective models. Fifth, it comes with a natural visualization of the underlying calculus. Sixth, it can be generalized to situations, where measurements provide a reduced and skewed image of the reality and certain structures or features have to be identified and characterized employing models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198308/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Artificial Neural Networks for Individual Tracking and Characterization of Wake Vortices in LIDAR Measurements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stephan, AntonDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rotshteyn, GrigoryDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wartha, Niklas LouisDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-9672-2360NICHT SPEZIFIZIERT
Holzäpfel, FrankDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-3182-1832NICHT SPEZIFIZIERT
Petross, NicolassDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stietz, Lars OlafDLR-IPA, Universität HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juni 2023
Erschienen in:AIAA AVIATION 2023 Forum
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:2023
DOI:10.2514/6.2023-3682
Status:veröffentlicht
Stichwörter:lidar, wake vortex detection, computer vision, image processing, projection method
Veranstaltungstitel:AIAA AVIATION 2023 Forum
Veranstaltungsort:San Diego, California, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Juni 2023
Veranstaltungsende:16 Juni 2023
Veranstalter :AIAA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Stephan, Anton
Hinterlegt am:20 Okt 2023 09:28
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:58

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