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Algorithm for detecting airborne objects with a thermal infrared camera to ensure a safe operation of laser-optical ground stations

Steurer, Jakob und Bartels, Nils und Hampf, Daniel und Niebler, Felicitas und Meyer, Tristan und Riede, Wolfgang und Dekorsy, Thomas (2024) Algorithm for detecting airborne objects with a thermal infrared camera to ensure a safe operation of laser-optical ground stations. Applied Optics, 63 (24), Seiten 6336-6344. Optical Society of America. doi: 10.1364/AO.529222. ISSN 1559-128X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://opg.optica.org/ao/fulltext.cfm?uri=ao-63-24-6336&id=554564

Kurzfassung

Laser-optical ground stations play an important role for satellite laser communication and satellite laser ranging (SLR). The safe operation of lasers in public airspace, which usually requires approval by legal entities, requires reliable, redundant, and independent systems for airborne object detection to avoid a potentially hazardous laser exposition. In this work, we propose an algorithm based on classical image filtering and thresholding to detect aircraft in images taken with a thermal infrared camera. The algorithm is optimized and evaluated with an image dataset acquired by the infrared camera mounted to SLR station miniSLR located in Stuttgart, Germany. Despite its simplicity and efficiency (7 ms for an image with 640×512 pixels on a standard consumer PCU), we find that the proposed algorithm has a high accuracy, yielding a 99.8% correct classification of images. Although laser safety systems require several independent aircraft detection methods, the proposed algorithm might be a valuable contribution for companies and institutes with the need to operate lasers in public airspace.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206169/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Algorithm for detecting airborne objects with a thermal infrared camera to ensure a safe operation of laser-optical ground stations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Steurer, JakobJakob.Steurer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartels, NilsNils.Bartels (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hampf, DanielDaniel.Hampf (at) digos.euNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Niebler, Felicitasfelicitas.niebler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, Tristantristan.meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riede, WolfgangWolfgang.Riede (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dekorsy, ThomasThomas.Dekorsy (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2257-2854NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 August 2024
Erschienen in:Applied Optics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:63
DOI:10.1364/AO.529222
Seitenbereich:Seiten 6336-6344
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1559-128X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lasersicherheit, Bildauswertung, Optische Bodenstation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Verfahren zur verbesserten Detektion, Ortung und Verfolgung von Orbitalen Objekten
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Physik
Hinterlegt von: Bartels, Nils
Hinterlegt am:09 Sep 2024 13:36
Letzte Änderung:10 Sep 2024 12:43

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