Determinación de la altura de la cobertura nubosa mediante visión estereoscópica digital

SEBASTIAN MASI; RAMIRO RODRIGO COLMEIRO; JACOBO SALVADOR; RAUL D'ELIA; ELIAN WOLFRAM

Tandil

Congreso; 99a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2014

Dentro de la cátedra proyecto final la carrera de ingeniería electrónicade la UTN-FRBA y en el marco del proyecto de investigación ?Impacto de la nubes en la radiación solar y su relación con problemas sociales y tecnológicos?, se evaluó la factibilidad de utilizar cámaras digitales comerciales de distinto tipo para la determinación, mediante visión estereoscópica,de la altura de la base de las nubes (CBH). Este parámetro es importante para la descripción de la cobertura nubosa y determinante para conocer a lo largo del tiempo y en distintas épocas del año el rol que las mismas desempeñan en la modulación del recurso solar. Incluso tiene una aplicación práctica en la aeronavegación donde la CBH y la cantidad de cobertura nubosa es esencial para realizar dicha actividad. En el presente trabajo se desarrolló un método de bajo costo, relativo a los ceilómetros comerciales, el cual consta de 3 grandes etapas. La caracterización del sensor de cada cámara en laboratorio a través de un banco de calibración óptico dando como resultado una función de traducción de pixeles a la posición angular relativa respecto de su centro óptico. Un procedimiento de posicionamiento de las cámaras en el exterior para su correcta alineación y estabilización. Y finalmente un algoritmo de procesamiento digital de imágenes en lenguaje MATLAB, el cual a partir de dos imágenes simultaneas de la cobertura nubosa estima su altura aplicando triangulación en distintos puntos de interés y brinda información para la corrección de la alineación entre cámaras. Las mediciones de nuestro sistema compuesto de un par de cámaras compactas avanzadas fueron contrastadas con un LIDAR para su validación en casos con nubosidad alta (Cirrus), dando como resultado una incertidumbre máxima de la CBH menor al 15%. Se pudo determinar que las principales fuentes de incerteza están asociadas con 3 factores principales que son la función de traducción de pixeles a posición angular, la distancia de separación entre cámaras y la altura de la formación nubosa. También se evalúa el método con un par de cámaras de seguridad IP y se presenta una comparación entre ambas configuraciones.