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Image Segmentation for Leading Edge Experiments of Rocket Fins in an Arc-Heated Wind Tunnel

Assenmacher, Oliver und Hohn, Oliver und Rüttgers, Alexander und Gülhan, Ali (2025) Image Segmentation for Leading Edge Experiments of Rocket Fins in an Arc-Heated Wind Tunnel. CEAS-AIDAA Joint Conference 2025, 2025-12-01 - 2025-12-04, Turin, Italien.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 3 Dezember 2027
1MB

Kurzfassung

Leading edges of rocket fins made from glass fibre composites were tested in the arc- heated wind tunnel L2K at the German Aerospace Center (DLR) under continuous high-enthalpy flow conditions. Under these aerothermal loads, the leading edge undergoes significant shape de- formation, and pyrolysis-induced melt products accumulate on the sides of the fin. Video record- ings of the experiments were captured and analysed to track the deformation of the leading edge and the formation of melt products at the sides of the fin. Computer vision algorithms for image segmentation are applied to this data to detect for each frame the region of the image that corre- sponds to the leading edge and the melt products, respectively. Ultimately, the goal of this analysis is to quantify the deformation of the leading edge and the formation of melt products over the du- ration of the experiment. The task of image segmentation is performed with a convolutional neural network, based on the U-Net architecture and the neural network approach is compared to a simple threshold procedure. Both methods are able to separate the images into the relevant regions, but the approach using thresholds struggles with the high variation in illumination along the fin and underestimates the amount of melt. Furthermore, the separation between melt and leading edge is difficult to achieve correctly with a threshold. In contrast, the U-Net approach agrees better with manual labels in both regards on unseen test frames. This improved fidelity in the detection of the leading edge and the melt products aids in the automatic analysis of these wind tunnel experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/219496/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Image Segmentation for Leading Edge Experiments of Rocket Fins in an Arc-Heated Wind Tunnel
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Assenmacher, Oliveroliver.assenmacher (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4614-4715NICHT SPEZIFIZIERT
Hohn, OliverOliver.Hohn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4225-7352NICHT SPEZIFIZIERT
Rüttgers, AlexanderAlexander.Ruettgers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6347-9272NICHT SPEZIFIZIERT
Gülhan, Aliali.guelhan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Dezember 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Machine Learning, Computer Vision, High enthalpy, Arc-heated wind tunnel
Veranstaltungstitel:CEAS-AIDAA Joint Conference 2025
Veranstaltungsort:Turin, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:1 Dezember 2025
Veranstaltungsende:4 Dezember 2025
Veranstalter :Council of European Aerospace Societies (CEAS) and Italian Association of Aeronautics and Astronautics (AIDAA)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Synergieprojekt Advanced Technologies for High Energetic Atmospheric Flight of Launcher Stages
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien, KP
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Hinterlegt von: Assenmacher, Oliver
Hinterlegt am:02 Dez 2025 10:50
Letzte Änderung:02 Dez 2025 10:50

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