Ce travail s’inscrit dans un projet de recherche interdisciplinaire (Zone Atelier Bassin du Rhône – Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse) portant sur la rivière Cèze, affluent du Rhône.Le terrain d’expérimentation se situe dans les formations karstiques du bassin de la Cèze (Gard, France). Cette zone touristique est exposée à une croissance démographique et de l’activité agricole, engendrant une augmentation de la demande en eau. La thèse se concentre sur la restitution des eaux karstiques à la rivière en période estivale pour en comprendre le fonctionnement de l’hydrosystème en période de basses eaux, quand la ressource est vulnérable.Ce travail a permis d’élaborer une méthodologie, pour analyser et quantifier les échanges entre la rivière et l’aquifère karstique, fondée sur : la géologie, l’hydrologie, la géochimie, la biologie, la radioactivité en radon, l’analyse d’images infrarouges thermiques et la modélisation. Les résultats obtenus avec ces approches sont confrontés pour interpréter les interactions karst/rivière d’un point de vue qualitatif et/ou quantitatif (localisation, périodicité, débits). La confrontation de ces résultats met en avant l’intérêt d’une méthodologie interdisciplinaire pour interpréter et quantifier les échanges karst/rivière. L’application de la méthode montre qu’en juin 2015, la Cèze est alimentée à 50 % par des eaux karstiques.L’analyse multi-métrique du système karstique a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur son fonctionnement nécessaires pour paramétrer le modèle par réseaux de neurones qui constitue la dernière étape de ce travail. / This work is part of an interdisciplinary research project (Rhone Basin Workshop Zone – the Rhone-Mediterranean and Corsica Water Agency) on the river Cèze, a tributary of the Rhône.The experimental field is located in the karstic formations of the Cèze basin (Gard, France). This tourist area is exposed to population growth and agricultural activity, causing an increase in water demand. The thesis focuses on the karstic water restitution to the river during summer, in order to understand the functioning of the hydrosystem in periods of low water levels, when the resource is vulnerable.This work led to the development of a methodology to analyze and quantify the exchanges between karstic aquifers and rivers. This methodology is based on geology, hydrology, geochemistry, biology, radon radioactivity, infrared thermal imaging analysis and modeling. The results obtained with these approaches are compared in order to understand the karst/river interactions from a qualitative and/or quantitative point of view (localization, frequency, flow rates). The comparison of these results highlights the advantages of an interdisciplinary methodology for understanding and quantifying the karst/river exchanges. The application of this method shows that in June 2015, 50 % of the river Cèze was fed by karstic waters.The multi-metric analysis of the karstic system has led to new knowledge about its functioning. This knowledge is necessary to set the model’s parameters using neural networks, which is the last stage of this work.

This master thesis project was based on the development and evaluation of an open learning material in thermal imaging for automation applications. The outsourcer – FLIR Systems – wanted a three-day course covering all necessary topics for infrared cameras in automation applications. These topics include thermography, optics, detectors, networks, protocols, and more. The open learning material was designed to function as a three-day, self-paced, distance course, and it was based on theories of andragogy, self-directed learning and transformative learning. The master thesis process was essentially divided into two phases: the development phase and the evaluation phase. The method for the development phase was based on a literature study. The literature on creating open learning material included ways of compensating for the lack of social interaction in distance courses, such as a friendly, warm narrator using the pronoun “I”, encouraging phrases, and self-assessment questions (SAQs). An SAQ is a framing of question intended to guide the learner towards self-assessment of his or her learning and knowledge. The vital part of the SAQ is the response, where not only the correct answer is given, but feedback on the wrong choices too. The development of the open learning material was an iterative process where discussion with supervisors at FLIR Systems and KTH Royal Institute of Technology led to improvements of the material. The evaluation phase consisted of two tests with test subjects. The first test was conducted by sending a sample unit of the material to test subjects around the world along with a questionnaire. The main objective was to test the tone and style of the material. There were variations in the result, but the majority found the material friendly and readable. The second test was an in-house test with three participants. Three sample units of the material was used, and the main objective was to test the usability of the material and the test subjects’ perceived learning process. The usability of the material varied with the three test subjects and depended on their technological prerequisites and reading comprehension in English. All test subjects responded positively to their perceived learning outcome. The following conclusions were drawn: the open learning material has the potential to promote autonomous and self-directed learners and can be used as a basis for further development – such as web-based courses and teacher-led classes. The open learning material as a whole and the results and analysis from the tests are included as appendices. / Detta examensarbete baserades på utveckling och utvärdering av ett öppet läromedel i termografi för automationstillämpningar. Uppdragsgivaren – FLIR Systems – hade uttryckt ett behov av en tredagarskurs som täckte alla nödvändiga ämnen för infraröda kameror för automationstillämpningar. Dessa ämnen var bland annat termografi, optik, detektorer, nätverk, protokoll med flera. Det öppna läromedlet var designat för att fungera som en tredagars distanskurs och det var baserat på teorier om andragogik, självstyrt lärande och transformativt lärande. Examensarbetets process bestod i huvudsak av två faser: utvecklingsfasen och utvärderingsfasen. Metoden för utvecklingsfasen baserades på en litteraturstudie. Litteraturen i skapande av öppet läromedel inkluderade tillvägagångssätt för att kompensera för bristen av social interaktion i distanskurser, så som en vänlig och varm berättarröst som använder pronomenet ”jag”, uppmuntrande fraser och självbedömningsfrågor (SAQ, Self-Assessment Question). En självbedömningsfråga är en frågeställning menad att leda den lärande mot självbedömning av hens lärande och kunskap. Den viktiga delen av självbedömningsfrågan är responsen, där inte bara det rätta svaret är givet, utan också feedback på de felaktiga svaren. Utvecklingen av det öppna läromedlet var en iterativ process där diskussion med handledare på FLIR Systems och Kungliga Tekniska högskolan ledde till förbättringar i materialet. Utvärderingsfasen bestod av två test med försökspersoner. Det första testet utfördes genom att skicka en provenhet av materialet till försökspersoner över hela världen tillsammans med en enkät. Huvudsyftet med testet var att testa tonen och stilen på materialet. Resultatet var varierande, men majoriteten av testpersonerna fann materialet vänskapligt och läsligt. Det andra testet var ett internt test med tre deltagare. Tre provenheter från materialet användes och huvudsyftet var att testa användbarheten av materialet och försökspersonernas upplevda läroprocess. Användbarheten av materialet varierade hos de tre försökspersonerna och berodde på deras tekniska förutsättningar och läsförståelse i engelska. Alla försökspersoner gav positiv respons om deras upplevda läranderesultat. Följande slutsatser drogs: det öppna läromedlet har potential att främja autonomt och självstyrt lärande, samt kan användas som en bas för fortsatt utveckling så som webbaserade kurser och lärarledda kurser. Det öppna läromedlet i sin helhet och resultat och analys av testen är inkluderade som bilagor.

Many individuals with severe motor impairments are cognitively capable, but because of their physical impairments, unable to express their intention through conventional means of communication. Access technologies are devices that attempt to translate the intention of these individuals into functional activity by harnessing their residual physical or physiological abilities. The primary objective of this thesis was to design and develop a novel non-invasive and non-contact access technology based on infrared thermal imaging. This access technology translates the local temperature change associated with voluntary mouth opening to activation of a binary switch such as a mouse click or key press. To this end, an algorithm based on motion and temperature analyses, and morphological and anthropometric filters was designed to detect mouth opening activity in thermal video in real-time. The secondary objective of this thesis was to introduce a mutual information measure for objective assessment of binary switch users’ performance. A model was suggested, in which combination of cognitive and physical abilities of the human user of a binary access switch constitute a communication channel. The proposed mutual information measure estimates the rate of information transmission in the ‘human communication channel’ during stimulus response tasks. Using this measure, in a study with ten able-bodied participants, the infrared thermal switch was validated against a conventional chin switch. Impairments in body functions and structures that may contraindicate the use of the infrared thermal switch were explored in a study with seven clients, with severe disabilities. Potential hard and soft technological solutions to mitigate the effect of these impairments on infrared thermal switch use were recommended. Finally the infrared thermal switch was tailored to meet the needs of a young man with severe spastic quadriplegic cerebral palsy, who had no other means of physical access.

Many individuals with severe motor impairments are cognitively capable, but because of their physical impairments, unable to express their intention through conventional means of communication. Access technologies are devices that attempt to translate the intention of these individuals into functional activity by harnessing their residual physical or physiological abilities. The primary objective of this thesis was to design and develop a novel non-invasive and non-contact access technology based on infrared thermal imaging. This access technology translates the local temperature change associated with voluntary mouth opening to activation of a binary switch such as a mouse click or key press. To this end, an algorithm based on motion and temperature analyses, and morphological and anthropometric filters was designed to detect mouth opening activity in thermal video in real-time. The secondary objective of this thesis was to introduce a mutual information measure for objective assessment of binary switch users’ performance. A model was suggested, in which combination of cognitive and physical abilities of the human user of a binary access switch constitute a communication channel. The proposed mutual information measure estimates the rate of information transmission in the ‘human communication channel’ during stimulus response tasks. Using this measure, in a study with ten able-bodied participants, the infrared thermal switch was validated against a conventional chin switch. Impairments in body functions and structures that may contraindicate the use of the infrared thermal switch were explored in a study with seven clients, with severe disabilities. Potential hard and soft technological solutions to mitigate the effect of these impairments on infrared thermal switch use were recommended. Finally the infrared thermal switch was tailored to meet the needs of a young man with severe spastic quadriplegic cerebral palsy, who had no other means of physical access.

Der Vortrag stellt Idee und Grundlagen der Berechnung von Schockantwortspektren dar. Er zeigt, wie man exemplarisch für einen Halbsinusstoß das Schockantwortspektrum in der PTC FEM-Software Creo Elements / Pro Mechanica berechnen kann. Die Schockantworten eines Ein- und Zweimassenschwingers werden sowohl zeitaufgelöst als auch über die dynamische Stoßanalyse berechnet. Die modalen Superpositionsmethoden "Absolute Summe" und "SRSS" (Square Root of the Sum of the Squares - geometrischer Mittelwert) werden vorgestellt. Als reales Beispiel werden Schockanalysen für verschiedene Halbsinusimpulse mit einem Wärmebildgerät der Firma Carl Zeiss Optronics GmbH durchgeführt und mit einer zeitaufgelösten Analyse verglichen. Abschließend wird auf die Erzeugung von Antwortspektren für die Substrukturauslegung eingegangen. / The presentation explains idea and fundamentals of shock response spectra analysis. With help of the PTC FEM-software Creo Elements / Pro Mechanica the shock response spectra (SRS) for an exemplary half sine shock is calculated. The shock response of a one-mass and a two-mass oscillator are analyzed per dynamic time as well as per dynamic shock analysis. The modal superposition methods "absolute sum" and "SRSS" (Square Root of the Sum of the Squares) are explained. The method is applied for different half sine shocks on a realistic example: A thermal imaging system of the company Carl Zeiss Optronics GmbH. Finally, the creation of response spectra for global-local analysis is explained.

The aim of the diploma thesis is to design austerity measures of an apartment building in the form of an energy card. The theoretical part deals with heat pumps. The computational part solves the evaluation of the current state of the building, the proposal of two variants, the assessment in terms of energy and economic and recommendations of the selected variant. There is also an experimental measurement specializing in thermovision imaging. The project contains energy certificates of individual states of the solved object.

Der Vortrag stellt Idee und Grundlagen der Berechnung von Schockantwortspektren dar. Er zeigt, wie man exemplarisch für einen Halbsinusstoß das Schockantwortspektrum in der PTC FEM-Software Creo Elements / Pro Mechanica berechnen kann. Die Schockantworten eines Ein- und Zweimassenschwingers werden sowohl zeitaufgelöst als auch über die dynamische Stoßanalyse berechnet. Die modalen Superpositionsmethoden "Absolute Summe" und "SRSS" (Square Root of the Sum of the Squares - geometrischer Mittelwert) werden vorgestellt. Als reales Beispiel werden Schockanalysen für verschiedene Halbsinusimpulse mit einem Wärmebildgerät der Firma Carl Zeiss Optronics GmbH durchgeführt und mit einer zeitaufgelösten Analyse verglichen. Abschließend wird auf die Erzeugung von Antwortspektren für die Substrukturauslegung eingegangen. / The presentation explains idea and fundamentals of shock response spectra analysis. With help of the PTC FEM-software Creo Elements / Pro Mechanica the shock response spectra (SRS) for an exemplary half sine shock is calculated. The shock response of a one-mass and a two-mass oscillator are analyzed per dynamic time as well as per dynamic shock analysis. The modal superposition methods "absolute sum" and "SRSS" (Square Root of the Sum of the Squares) are explained. The method is applied for different half sine shocks on a realistic example: A thermal imaging system of the company Carl Zeiss Optronics GmbH. Finally, the creation of response spectra for global-local analysis is explained.

<p>  We utilize thermoreflectance (TR) thermal imaging to experimentally study heat transport and reliability of micro to nano-scale devices. TR imaging provides 2D thermal maps with sub-micron spatial resolution. Fast thermal transients down to 50 ns resolution can be captured. In addition, finite element modeling is carried out to better understand the underlying physics of the experiment. We describe four main applications; 1) Development of a full-field thermoreflectance imaging setup with a variable optical (laser) heating source as a general characterization tool. We demonstrate the setup’s sensitivity to extract anisotropic<br> thermal conductivity of thin flms and evaluate its sensitivity for detecting buried (below the surface) defects in 3D integrated circuits. This method provides a low-cost noncontact alternative to destructive defect localization methods. It also doesn’t require any special sample<br> preparations. 2) Physics of localized electromigration-failures in metallic interconnects is investigated. One can distinguish two separate mechanisms responsible for electromigration depending on the current density and temperature gradient. 3) Thermal transport in silicon near sub-micron electrical heaters is studied. Quasiballistic and hydrodynamic (fluid-like) behavior is observed at room temperature for different device sizes and geometries. 4) Temperature-dependent thermoreflectance coefcient of phase-change materials is characterized. We focus on tungsten (W) doped VO₂ (W_0.02V_0.98O₂) compound, which experiences an insulator-to-metal transition (IMT) at ≈33 °C. Strong TR-signal non-linearity is observed at the IMT temperature. This non-linearity is used to localize the phase-change boundary with resolutions down to ≈0.2 µm. TR full-feld imaging enables a simple and fast characterization complementing near-feld microscopy techniques. <br>  </p>

[ES] El síndrome de dolor regional complejo (SDRC) es un trastorno de dolor crónico debilitante que suele afectar a una extremidad, y se caracteriza por su compleja e incomprendida fisiopatología subyacente, lo que supone un reto para su diagnóstico y tratamiento. Para evitar el deterioro de la calidad de vida de los pacientes, la consecución de un diagnóstico y tratamiento tempranos marca un punto de inflexión. Entre los diferentes tratamientos, los bloqueos simpáticos lumbares (BSLs) tienen como objetivo aliviar el dolor y reducir algunos signos simpáticos de la afección. Este procedimiento intervencionista se lleva a cabo inyectando anestesia local alrededor de los ganglios simpáticos y, hasta ahora, se realiza frecuentemente bajo el control de diferentes técnicas de imagen, como los ultrasonidos o la fluoroscopia. Dado que la termografía infrarroja (TIR) ha demostrado ser una herramienta eficaz para evaluar la temperatura de la piel, y teniendo en cuenta el efecto vasodilatador que presentan los anestésicos locales inyectados, se ha considerado el uso de la IRT para la evaluación de los BSLs. El objetivo de esta tesis es, estudiar la capacidad de la TIR como una técnica complementaria para la evaluación de la eficacia en la ejecución de los BSLs. Para cumplir este objetivo, se han realizado tres estudios implementando la TIR en pacientes diagnosticados de SDRC de miembros inferiores sometidos a BSLs. El primer estudio se centra en la viabilidad de la TIR como herramienta complementaria para la evaluación de la eficacia ejecución de los BSLs. Cuando se realizan los BSLs, la colocación correcta de la aguja es crítica para llevar realizar el procedimiento técnicamente correcto y, en consecuencia, para lograr los resultados clínicos deseados. Para verificar la posición de la aguja, tradicionalmente se han utilizado técnicas de imagen, sin embargo, los BSLs bajo control fluoroscópico no siempre aseguran su exacta ejecución. Por este motivo, se han aprovechado las alteraciones térmicas inducidas por los anestésicos locales y se han evaluado mediante la TIR. Así, cuando en las imágenes infrarrojas se observaron cambios térmicos en la planta del pie afectado tras la inyección de lidocaína, se consideró que el BSL era exitoso. El segundo estudio trata del análisis cuantitativo de los datos térmicos recogidos en el entorno clínico a partir de diferentes parámetros basados en las temperaturas extraídas de ambos pies. Según los resultados, para predecir adecuadamente los BSLs exitosos, se deberían analizar las temperaturas de las plantas de los pies durante los primeros cuatro minutos tras la inyección del anestésico local. Así, la aplicación de la TIR en el entorno clínico podría ser de gran ayuda para evaluar la eficacia de ejecución de los BSLs mediante la evaluación de las temperaturas de los pies en tiempo real. Por último, el tercer estudio aborda el análisis cuantitativo mediante la implementación de herramientas de machine learning (ML) para evaluar su capacidad de clasificar automáticamente los BSLs. En este estudio se han utilizado una serie de características térmicas extraídas de las imágenes infrarrojas para evaluar cuatro algoritmos de ML para tres momentos diferentes después del instante de referencia (inyección de lidocaína). Los resultados indican que los cuatro modelos evaluados presentan buenos rendimientos para clasificar automáticamente los BSLs entre exitosos y fallidos. Por lo tanto, la combinación de parámetros térmicos junto con de clasificación ML muestra ser eficaz para la clasificación automática de los procedimientos de BSLs. En conclusión, el uso de la TIR como técnica complementaria en la práctica clínica diaria para la evaluación de los BSLs ha demostrado ser totalmente eficaz. Dado que es un método objetivo y relativamente sencillo de implementar, puede permitir que los médicos especialistas en dolor identifiquen los bloqueos realizados fallidos y, en consecuencia, puedan revertir esta situación. / [CA] La síndrome de dolor regional complex (SDRC) és un trastorn de dolor crònic debilitant que sol afectar una extremitat, i es caracteritza per la seua complexa i incompresa fisiopatologia subjacent, la qual cosa suposa un repte per al seu diagnòstic i tractament. Per a evitar la deterioració de la qualitat de vida dels pacients, la consecució d'un diagnòstic i tractament primerencs marca un punt d'inflexió. Entre els diferents tractaments , els bloquejos simpàtics lumbars (BSLs) tenen com a objectiu alleujar el dolor i reduir alguns signes simpàtics de l'afecció. Aquest procediment intervencionista es duu a terme injectant anestèsia local al voltant dels ganglis simpàtics i, fins ara, es realitza freqüentment sota el control de diferents tècniques d'imatge, com els ultrasons o la fluoroscopia. Atés que la termografia infraroja (TIR) ha demostrat ser una eina eficaç per a avaluar la temperatura de la pell, i tenint en compte l'efecte vasodilatador que presenten els anestèsics locals injectats, s'ha considerat l'ús de la TIR per a l'avaluació dels BSLs. L'objectiu d'aquesta tesi és, estudiar la capacitat de la TIR com una tècnica complementària per a l'avaluació de l'eficàcia en l'execució dels BSLs. Per a complir aquest objectiu, s'han realitzat tres estudis implementant la TIR en pacients diagnosticats de SDRC de membres inferiors sotmesos a BSLs. El primer estudi avalua la viabilitat de la TIR com a eina complementària per a l'analisi de l'eficàcia en l'execució dels BSLs. Quan es realitzen els BSLs, la col·locació correcta de l'agulla és crítica per a dur a terme el procediment tècnicament correcte i, en conseqüència, per a aconseguir els resultats clínics desitjats. Per a verificar la posició de l'agulla, tradicionalment s'han utilitzat tècniques d'imatge, no obstant això, els BSLs baix control fluoroscòpic no sempre asseguren la seua exacta execució. Per aquest motiu, s'han aprofitat les alteracions tèrmiques induïdes pels anestèsics locals i s'han avaluat mitjançant la TIR. Així, quan en les imatges infraroges es van observar canvis tèrmics en la planta del peu afectat després de la injecció de lidocaIna, es va considerar que el BSL era exitós. El segon estudi tracta de l'anàlisi quantitativa de les dades tèrmiques recollides en l'entorn clínic a partir de diferents paràmetres basats en les temperatures extretes d'ambdós peus. Segons els resultats, per a predir adequadament l'execució exitosa d'un BSL, s'haurien d'analitzar les temperatures de les plantes dels peus durant els primers quatre minuts després de la injecció de l'anestèsic local. Així, l'implementació de la TIR en l'entorn clínic podria ser de gran ajuda per a avaluar l'eficàcia d'execució dels BSLs mitjançant l'avaluació de les temperatures dels peus en temps real. El tercer estudi aborda l'anàlisi quantitativa mitjançant la implementació d'eines machine learning (ML) per a avaluar la seua capacitat de classificar automàticament els BSLs. En aquest estudi s'han utilitzat una sèrie de característiques tèrmiques extretes de les imatges infraroges per a avaluar quatre algorismes de ML per a tres moments diferents després de l'instant de referència (injecció de lidocaïna). Els resultats indiquen que els quatre models avaluats presenten bons rendiments per a classificar automàticament els BSLs en exitosos i fallits. Per tant, la combinació de paràmetres tèrmics juntament amb models de classificació ML mostra ser eficaç per a la classificació automàtica dels procediments de BSLs. En conclusió, l'ús de la TIR com a tècnica complementària en la pràctica clínica diària per a l'avaluació dels BSLs ha demostrat ser totalment eficaç. Atés que és un mètode objectiu i relativament senzill d'implementar, pot ajudar els metges especialistes en dolor a identificar els bloquejos realitzats fallits i, en conseqüència, puguen revertir aquesta situació. / [EN] Complex regional pain syndrome (CRPS) is a debilitating chronic pain condition that usually affects one limb, and it is characterized by its misunderstood underlying pathophysiology, resulting in both challenging diagnosis and treatment. To avoid the patients' impairment quality of life, the achievement of both an early diagnosis and treatment marks a turning point. Among the different treatment approaches, lumbar sympathetic blocks (LSBs) are addressed to alleviate the pain and reduce some sympathetic signs of the condition. This interventional procedure is performed by injecting local anaesthetic around the sympathetic ganglia and, until now, it has been performed under different imaging techniques, including the ultrasound or the fluoroscopy approaches. Since infrared thermography (IRT) has proven to be a powerful tool to evaluate skin temperatures and taking into account the vasodilatory effects of the local anaesthetics injected in the LSB, the use of IRT has been considered for the LSBs assessment. Therefore, the purpose of this thesis is to evaluate the capability of IRT as a complementary assessment technique for the LSBs procedures performance. To fulfil this aim, three studies have been conducted implementing the IRT in patients diagnosed with lower limbs CRPS undergoing LSBs. The first study focuses on the feasibility of IRT as a complementary assessment tool for LSBs performance, that is, for the confirmation of the proper needle position. When LSBs are performed, the correct needle placement is critical to carry out the procedure technically correct and, consequently, to achieve the desired clinical outcomes. To verify the needle placement position, imaging techniques have traditionally been used, however, LSBs under radioscopic guidance do not always ensure an exact performance. For this reason, the thermal alterations induced by the local anaesthetics, have been exploited and assessed by means of IRT. Thus, the LSB procedure was considered successfully performed when thermal changes within the affected plantar foot were observed in the infrared images after the lidocaine injection. The second study deals with the quantitative analysis of the thermal data collected in the clinical setting through the evaluation of different temperature-based parameters extracted from both feet. According to the results, the proper LSB success prediction could be achieved in the first four minutes after the block through the evaluation of the feet skin temperatures. Therefore, the implementation of IRT in the clinical setting might be of great help in assessing the LSBs performance by evaluating the plantar feet temperatures in real time. Finally, the third study addresses the quantitative analysis by implementing machine learning (ML) tools to assess their capability to automatically classify LSBs. In this study, a set of thermal features retrieved from the infrared images have been used to evaluate four ML algorithms for three different moments after the baseline time (lidocaine injection). The results indicate that all four models evaluated present good performance metrics to automatically classify LSBs into successful and failed. Therefore, combining infrared features with ML classification models shows to be effective for the LSBs procedures automatic classification. In conclusion, the use of IRT as a complementary technique in daily clinical practice for LSBs assessment has been evidenced entirely effective. Since IRT is an objective method and it is not very demanding to perform, it is of great help for pain physicians to identify failed procedures, and consequently, it allow them to reverse this situation. / Cañada Soriano, M. (2022). Infrared Thermography for the Assessment of Lumbar Sympathetic Blocks in Patients with Complex Regional Pain Syndrome [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181699 / TESIS

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines UAV-basierten Systems und der zugehörigen Methodenentwicklung zur automatisierten Rehkitzsuche in Feldern. Jedes Jahr sterben sehr viele Wildtiere -- vor allem Rehkitze -- während dem Mähen von landwirtschaftlich genutzten Wiesen. Mit herkömmlichen Methoden ist es unter vertretbarem Aufwand bisher nicht gelungen, die Zahl der Mähopfer auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Mit der Entwicklung des in dieser Arbeit beschriebenen "Fliegenden Wildretters" könnte sich das in Zukunft ändern. Mit Hilfe einer Wärmebildkamera aus der Vogelperspektive lässt sich ein warmes Tier, wie ein Rehkitz, wesentlich leichter aufspüren, als mit herkömmlichen Methoden. Auslegung und Aufbau des Systems orientieren sich speziell an dem Aspekt, wie eine möglichst hohe Flächenleistung erreicht werden kann, ohne dabei Tiere zu übersehen. Drei Faktoren sind besonders wichtig, um dieses Ziel zu erreichen: Eine hohe Geschwindigkeit des gesamten Suchprozesses, eine zuverlässige Detektion und eine präzise Lokalisierung der Tiere. Durch Automatisierung lassen sich viele Teilaspekte dieser Aufgabe beschleunigen. Deshalb werden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Methoden entwickelt und validiert, unter anderem zur Flugplanung, Flugsteuerung, Bilddaten-Auswertung, Objekt-Detektion und Georeferenzierung. Die Kenntnis der Rehkitz-Merkmale und der Einflussgrößen bei der Thermalbilderfassung helfen, die Qualität der Detektion zu erhöhen, weshalb sie in dieser Arbeit besondere Berücksichtigung finden. Auch die Präzision der Lokalisierung lässt sich durch Kenntnis der Einflussgrößen auf die Positions- und Lagemessung des UAVs erhöhen. Anhand von umfangreichen Messkampagnen wird die Funktion und Qualität des Systems unter realen Bedingungen belegt.