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초록

한국어

본 논문에서는 YOLOv8 기반의 회전된 객체 탐지(Oriented Bounding Box, OBB) 모델을 적용하여 태양광 패널의 정확한 면적을 산출하고, 이를 통해 발전 용량을 정밀하게 예측하는 방법을 제안한다. 기존의 객체 탐지 모델은 주로 수평 경계 상자 (Horizontal Bounding Box, HBB) 방식을 사용하여 객체의 위치를 특정한다. 그러나 항공 사진 내 태양광 패널은 다양한 각도 로 회전되어 배치되는 특성이 있어, HBB 방식 적용 시 배경 영역이 불필요하게 포함됨으로써 유효 면적 산출에 심각한 오차를 초래한다. 이는 결과적으로 발전 용량 예측의 정확도를 저하시키는 주요 원인이 된다. 실험 결과, 수평 탐지(HBB) 모델은 88.9%의 높은 mAP를 기록했으나 실제 패널 면적 대비 약 125% 이상의 과대평가 오차를 보였다. 반면, 제안된 YOLOv8-OBB 모델은 mAP 84.7%를 기록하며 탐지율은 다소 낮았으나, 패널의 회전 각도와 종횡비를 정밀하게 반영하여 면적 산출 오차를 획기적으로 줄일 수 있었다.

영어

This paper proposed a precise solar power capacity estimation method employing the YOLOv8-based Oriented Bounding Box (OBB) model. Traditional object detection models predominantly utilize Horizontal Bounding Boxes (HBB). However, since solar panels in aerial views are often arranged at arbitrary angles, applying HBB methods results in the inclusion of significant background noise. This leads to substantial errors in calculating the effective area, which is critical for accurate power capacity estimation. We conducted comparative experiments between HBB and OBB approaches to verify their effectiveness in area calculation. The experimental results indicated that while the HBB model achieved a higher detection accuracy with a mean Average Precision (mAP) of 88.9%, it overestimated the panel area by approximately 125% due to the inclusion of empty spaces. In contrast, the YOLOv8-OBB model (mAP 84.7%) successfully captured the rotation angle and aspect ratio of the panels, drastically reducing area calculation errors despite a slightly lower detection score. This paper adopts YOLOv8, recognized for its stability and robust OBB support among state-of-the-art algorithms, to ensure the reliability of the analysis.

목차

요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 관련 논문
3. 시스템 구성
3.1 YOLOv8-OBB 프레임워크
3.2 손실 함수(Loss Functions) 최적화
3.3 영상 데이터셋 구성
3.4 기하학적 모델을 이용한 발전 용량 추정
4. 실험
5. 결론
참고문헌

저자

• 정경권 [ Kyung Kwon Jung | 부천대학교 전자공학과 교수 ] 주저자
• 김용중 [ YongJoong Kim | 한국폴리텍대학교 춘천캠퍼스 AI융합과 교수 ] 공동저자
• 이태원 [ Taewon Lee | 동신대학교 컴퓨터학과 교수 ] 교신저자

참고문헌