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Ecodrone®无人机遥感技术 ——基于多光谱成像与红外热成像技术的作物表型、精准农业应用方案(一)

Ecodrone®无人机遥感技术 ——基于多光谱成像与红外热成像技术的作物表型、精准农业应用方案(一)

Ecodrone®无人机遥感技术 ——基于多光谱成像与红外热成像技术的作物表型、精准农业应用方案(一)
  • 发布时间: 2019-10-15 10:43
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Ecodrone®无人机遥感技术

——基于多光谱成像与红外热成像技术的作物表型、精准农业应用方案

在全球变暖与水资源枯竭的背景下,作物冠层叶绿素效率、水分有效利用与水分胁迫成为作物表型分析、遗传育种、灌溉管理等重要的研究课题。易科泰生态技术公司以自主研发Ecodrone®无人机遥感技术为基础,引进国际先进的多光谱及红外热成像技术,为作物表型及精准农业研究提供全新的应用方案。

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易科泰公司凭借多年在农业、林业、生态环境领域仪器技术研发集成及推广经验,结合多光谱成像及红外热成像技术的独特优势,率先将其引入Ecodrone®专业无人机遥感平台和陆基作物表型测量监测平台,通过选配多光谱、红外热成像、高光谱及叶绿素荧光成像技术,并配合土壤水分、空气温湿度、茎流等监测网络,组成完整的陆空双基作物数字化系统,从而使精准农业研究手段由事后分析评价阶段转为事中控制及事先预防阶段,为野外大田作物表型研究、水分胁迫监测、产量预估、精准农业及指导灌溉等方面,提供方便、快速、一体化的解决方案。

Ecodrone®专业无人机遥感平台

1.1 UAS-4轻便型无人机

主要特点:

l  image.png自主研发4旋翼便携型专业无人机平台(专利号ZL 2016 2 1103365.8),荣获第24届中国杨凌农业高新科技成果博览会“后稷奖”

l空机悬停时间达高60分钟,有效作业时间可达50分钟以上

l具备信号干扰保护,故障保护,低电压自动保护,一键自动返航降落功能

l标配高清RGB镜头实时图像回传,飞行现场尽收眼底。

l模块式设计、强大的可扩展性能和兼容性,可自由随时随地更换监测设备、满足各种野外监测要求,可同时搭载2种不同的监测设备如高清RGB相机、红外热成像和多光谱相机等

l可选配RGB镜头、多光谱镜头、NDVI镜头、红外热成像镜头、空气质量监测模块等

l全方位顶尖专家支持,包括无人机专家、光谱遥感专家、生态环境专家等

l专业无人机遥感技术支持、培训

主要技术指标:

l裸机重量1850g,标配起飞重量4600g(包括电池、云台、镜头),最大起飞重量8000g

l外形尺寸:916mm x 916mm x 220mm(螺旋桨及支架等展开),对称轴距650mm

l抗风能力:5级(8m/s 、28.8km/h)

l抗雨能力:在小雨天气可执行作业任务,但是不推荐雨天作业

l高精度GPS模块,支持GPS/北斗双模

l具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕及跟随(follow-me模式,需地面站支持)等飞行模式,具备“黑匣子”功能模块等

l遥控器:工作频率840MHz,通道数10,发射功率(EIRP)FCC 100 dBm,控制距离5km(无干扰环境下可达15km)

l在线图传(FPV接收):工作频段5.8G,支持DVR黑匣子功能,最大距离5km

l地面站软件(笔记本电脑用户自备):一站式智能软件系统,具备飞行监控、参数设置、语音报读功能,内嵌地形地貌数据,全自动规划航线,支持一键返航

1.2 UAS-8 多光谱与红外热成像无人机遥感平台

主要特点:

l自主研发8旋翼多功能无人机平台,适应高海拔、低气压等复杂严苛环境,海拔5000m以上高原地区可安全作业。

l强大的可扩展性能和兼容性,最多可同时搭载3种不同传感器,实现一机多能。

l一次飞行可同时搭载10通道双机多光谱成像系统、双光红外热成像及RGB相机,同步获取10通道多光谱数据、红外热成像数据、RGB彩色影像,真正做到事半功倍。

l可选配RGB镜头、多光谱镜头、高光谱镜头、3D LiDAR传感器、NDVI专业镜头、红外热成像镜头、空气质量监测系统等。

l采用开源框架,集成自主双机热备份飞控,多重保护确保飞行安全。

l全方位顶尖专家支持,包括无人机专家、遥感专家、生态环境专家等。

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主要技术指标:

l最大起飞重量16Kg,有效载荷6Kg。

l最大悬停时间: 50min(无负载),40min(负载1.5kg)。

l抗风性能:5级风可安全飞行(10m/s)、瞬间可承受6级风(13m/s)。

l抗雨能力:小雨天气可执行作业任务,但是不推荐雨天作业。

l标配高清RGB镜头实时图像回传,飞行现场尽收眼底。

l遥控器工作频率:840MHz,最大通信距离(无干扰、无阻挡):≥15km

l等效全向辐射功率(EIRP):10dBm@900M、13dBm@5.8G、20dBm@2.4G

l视频输出接口:HDMI,SDI,USB

l协同功能:支持多机互联

l地面站软件(笔记本电脑用户自备):一站式智能软件系统,具备飞行监控、参数设置、语音报读功能,内嵌地形地貌数据,全自动规划航线,支持一键返航

二 光谱成像传感器技术

2.1 RedEdge-MX多光谱成像相机

RedEdge-MX相机,集入射光传感器(DLS)与GPS于一体,全身铝合金打造,是一款美观大气、坚固耐用并久经考验的专业无人机载多光谱传感器。,可无缝集成于EcoDrone UAS-4/8平台,组成即时可用的科研级无人机多光谱遥感系统,是市场上最灵活、最实用的解决方案之一。

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主要特点:

l 一次飞行可同步获取5个窄带光谱波段。

l 高影像分辨率:120m飞行高度时分辨率可达8cm。

l SD卡存储全部带有地理位置标签的影像。

l 直观的网络设置界面,可通过Wi-Fi设置,独立工作。

l 全新铝制机身,更耐用,更耐高温。

l 用于精确、可重复测量的经辐射计量校准的光谱成像仪。

l 完全访问原始数据,可以使用多种处理分析平台生成输出。

image.png应用领域:

l 作物表型及精准农业

l 作物长势和农情监测

l 农业灾害胁迫监测评估

l 生态环境调查监测

l 水资源规划管理

l 土壤侵蚀监测评估

l 地理信息系统

2.2 10通道多光谱成像系统

10通道多光谱成像系统,是在RedEdge-MX基础上,新增RedEdge-MX Blue相机,组成同步10通道多光谱成像解决方案,用于高级别遥感和精准农业研究。本系统以新的RedEdge-MX Blue为特色,在原有5个标准波段基础上,加上一组新的滤波器,使更多、更详细的分析成为可能,如浅水环境监测和叶绿素效率及植物红边坡度的详细分析。

主要特点:

l 一次飞行同步获取10通道多光谱影像,飞行作业事半功倍

l 同一无人机即可同时搭载RedEdge-MX和RedEdge-MX Blue,无需更换无人机平台

l 结合下行光传感器和GPS进行流线型集成,确保精确的环境光校准

l 双机共用一套DLS和GPS,节省成本和重量的同时,确保双机同时、同步、同光线

l 可与EcoDrone UAS-4/8无人机平台组成即飞即用(Ready-to-fly)系统

l 配备固定支架和快速安装连接器,可兼容DJI等无人机平台

l 利用新增的海岸蓝色波段监测浅水环境(气溶胶、浮质等)

l 利用新增的红、绿及两个红边波段详细分析叶绿素效率或红边坡度

l 两相机波段可任意互换使用,允许用户创建多种新的指数模型及详细分析

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技术参数:

重量

508.8g(含两个传感器、双机安装板、DLS2、线缆)

尺寸

8.7cm×12.3cm×7.6cm

电源

4.2-18.8V   DC

光谱波段

海岸蓝(444,28)、绿(531,14)、红(650,16)、红边(705,10)、红边(740,18)

蓝(475,32)、绿(560,27)、红(668,14)、红边(717,12)、近红外(842,57)

RGB输出

3.6MP(全局快门,所有波段均对齐)

分辨率

1280×960(单波段1.2MP)

地面采样间隔

8cm/像素(120m相对高度)

拍摄速率

1秒/次,全部波段

接口

串口通讯,10/100/1000以太网,可移除Wi-Fi,外部触发,GPS,SDHC

视场角

47.2°

触发选项

定时模式、重叠模式、外部触发模式、人工触发模式

温度

0-40℃环境(无气流);0-50℃环境(气流>0.5m/s)

套装内容

RedEdge-MX传感器、RedEdge-MX Blue传感器、镜头保护盖、反射校准板、DLS及GPS、线缆、安装螺丝、快速转接板、硬质运输箱

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应用领域:

l 作物表型及精准农业

l 作物长势和农情监测

l 农业灾害胁迫监测

l 生态环境调查监测

l 浅水环境监测

l 植物叶绿素效率评估