ระบบวิเคราะห์ความสูงและการเคลื่อนที่ของเมฆแบบเวลาจริงโดยใช้ภาพถ่ายแบบสเตอริโอ

Abstract

กล้องถ่ายภาพทั่วฟ้า คืออุปกรณ์ใช้สังเกตการณ์สภาพอากาศที่ติดตั้งบริเวณภาคพื้นชนิดหนึ่ง โดยให้มุมมองการถ่ายภาพตั้งฉากกับพื้นโลก ข้อมูลจากอุปกรณ์ดังกล่าวนำไปใช้ในการประเมิณปริมาณเมฆที่ปกคลุมบริเวณเหนือกล้อง และบอกทิศทางการเคลื่อนที่ของกลุ่มเมฆได้ แต่ไม่สามารถบอกข้อมูลความสูงและความเร็วของเมฆซึ่งเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์และถูกนำไปใช้งานในหลายแขนง เช่น การบิน การพยากรณ์อากาศและการพยากรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น วิทยานิพนธ์นี้เสนอการพัฒนาระบบวิเคราะห์ความสูงและการเคลื่อนที่ของเมฆแบบเวลาจริงโดยใช้ภาพถ่ายแบบสเตอริโอ เพื่อใช้ประมาณความสูงฐานเมฆรวมถึงความเร็วของกลุ่มเมฆที่เคลื่อนที่เหนือรัศมีของระบบถ่ายภาพ โดยใช้กล้อง Canon EOS M100 สองตัว ที่ถูกควบคุมการถ่ายภาพให้พร้อมกันและส่งภาพถ่ายขึ้นคลาวด์ด้วยบอร์ดคอมพิวเตอร์ Raspberry Pi ในการวิเคราะห์ข้อมูลได้ใช้หลักการวิเคราะห์สามเหลี่ยมระยะทางในการประมาณความสูงเมฆ และได้พัฒนากระบวนการปรับเทียบระบบถ่ายภาพขึ้นใหม่ ซึ่งทำให้การวิเคราะห์ความสูงฐานเมฆมีความแม่นยำขึ้น การทดสอบวัดระยะทำโดยการวัดระยะทางกับอาคารที่ทราบระยะโดยใช้ Google map พบว่ามีความผิดพลาดน้อยกว่า 6% สำหรับเป้าหมายที่ระยะน้อยกว่า 200 เมตรและประมาณ 8% สำหรับเป้าหมายที่ระยะ 1,200 เมตร และการทดลองวัดความเร็วรถยนต์พบว่าอัลกอริทึมที่ใช้มีความสอดคล้องกับการวัดความเร็วเมฆโดยผิดพลาดที่น้อยกว่า 10%