一种便携式无人机多光谱成像系统技术方案

技术编号:15159827 阅读:146 留言:0更新日期:2017-04-12 12:11
本发明专利技术涉及一种便携式无人机多光谱成像系统,其技术特点包括:成像元件、机壳和控制器,并搭载在无人机上与GPS和飞控相连。成像元件为ADC Micro多光谱相机,存在只能手动控制采集单张图像或者以连拍模式定时采集图像,以及如果在采集图像的同时记录图像采集时刻的时间、空间坐标信息,将会导致图像采集时间间隔大大加剧,进而难以满足大面积多光谱遥感监测图像重叠度要求。控制器针对其目前存在的局限性,实现对图像采集的控制,进而实现多光谱图像的定点、定时及定距拍照,并且在控制相机拍照的同时,控制器还会记录图像采集时刻的时间、空间坐标信息,用于满足大面积航测的图像重叠图要求。本发明专利技术设计合理,通过控制器与多光谱ADC Micro传感器结合,将其搭载在无人机上用于采集多种光谱信息的遥感监测领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式无人机多光谱成像系统,属于低空无人机遥感

技术介绍
无人机遥感系统凭借其运载便利、灵活性高、作业周期短、影像数据分辨率高等优势,在遥感监测中得到越来越多的应用。相比于可见光成像系统,多光谱成像系统凭借其在波段范围上的优势,可获取作物长势、土壤养分、病虫害等农业生产信息,也可以用于灾后道路受损信息监测、森林防火等方面。目前多光谱成像系统普遍价格昂贵、体积较大,难以搭载在小型无人机上用于多光谱遥感监测。ADCMicro多光谱相机具有价格低廉、体积小、重量轻、功耗小等优势,可以很方便搭载到小型无人机上。但存在只能手动控制采集单张图像或以连拍模式定时采集图像,以及如果在采集图像时记录时间、空间坐标信息,将会导致图像采集时间间隔大大加剧等问题,进而难以满足大面积多光谱遥感监测图像重叠度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种设计合理、控制便捷、性能稳定的便携式无人机多光谱成像系统。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种便携式无人机多光谱成像系统,包括成像元件、机壳和控制器,搭载在无人机上并与GPS和飞控相连。成像元件安装在机壳的下方并与机壳内的控制器连接。机壳上设有SD卡插槽、USB数据传输接口、控制命令接口,GPS接口的预留口。控制器由控制模块、电源模块、存储模块、遥控指令接收模块、飞控指令接收模块、GPS信息接收模块和USB数据接口构成,电源模块及USB数据接口为各个模块供电;存储模块采用MicroSD卡并与MicroSD卡槽相连用于存储图像采集时刻的时间、空间坐标信息;遥控指令接收模块及飞控指令接收模块用于接受遥控及飞控控制指令,并传送给控制模块;GPS信息接收模块用于GPS信息,并传送给控制模块;控制模块完成各种数据的处理。所述的成像元件采用ADCMicro多光谱传感器。所述的飞控为PPZ开源飞控。所述的遥控器为天地飞WFT09SII。本专利技术的优点和积极效果是:本专利技术设计合理,将微控制器与ADCMicro多光谱传感器结合在一起,具有价格低廉、体积小、重量轻及控制方便等优势,重量小于200g,可以方便的搭载在小型无人机上用于大面积多光谱遥感监测。采集的多光谱图像满足一定的重叠率,并且记录的图像采集时刻的时间、空间坐标信息可以满足图像拼接要求。附图说明图1是本专利技术结构主视图图2是成像元件与控制器的连接示意图图3是本专利技术系统连接示意图图4是本专利技术与飞控等连接示意图具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步详述。一种便携式无人机多光谱成像系统,如图1所示,主要由成像元件1、机壳9和控制器3组成。机壳上设有存储卡插槽5、USB数据接口6、控制命令接口7、GPS接口8的预留口。成像元件为ADCMicro多光谱传感器,将其安装在机壳的下方并与机壳内的控制器连接,连接方式如图2所示,由控制器给成像元件供电,引脚S输出图像采集命令,与GND短接一次就可以在单拍模式下采集一次多光谱图像,采集的图像存储在自身所带的MicroSD中。如图3所示,控制器由控制模块、电源模块、存储模块、遥控指令接收模块、飞控指令接收模块、GPS信息接收模块和USB数据接口组成。电源模块与USB数据接口可以为各个模块供电,该USB数据接口不仅提供供电功能、数据传输功能,还可以通过与电脑相连对系统进行参数设置及调试。遥控指令接收模块及飞控指令接收模块用于接受遥控及飞控控制指令,并传送给控制模块。控制模块解译控制命令后,会判断命令是否正确,进而通过控制光耦开关闭合采集图像,即将图2中的S引脚与GND短接。GPS信息接收模块用于实时接收GPS信息并传输给控制模块,由控制模块完成数据解译,并且以POS数据的形式存储多光谱图像采集时间、空间坐标信息。存储模块采用MicroSD卡并与MicroSD卡槽相接用于存储图像采集时刻的时间、空间坐标信息。控制模块作为控制器的核心,采用ARM处理器STM32,控制成像元件进行图像采集、完成GPS数据解译,并以POS数据的形式将图像采集时刻的时间、空间坐标信息存储到内存卡中。图4为本专利技术与无人机飞控、遥控器接收机和GPS的连接示意图,其中10为本专利技术,11为无人机飞控,12为遥控器接收机,13为GPS模块。无人机飞控通过控制器上的控制命令接口7与控制器相连接。在PPZ开源飞控的地面站中可以进行航拍任务规划,可以生成飞行任务及以定点或定距的方式生成图像采集点,并上传到飞控中。当无人机到达图像采集点时,飞控会输出控制命令,使得控制器控制成像元件进行图像采集,进而完成多光谱图像的定时、定距采集。遥控器接收机通过控制命令接口7与控制器相连,通过遥控器上开关控制接收机输出PWM,即输出控制命令到控制器,进而完成多光谱图像的定点采集。所述成像元件是TetracamADCMicro传感器。该多光谱传感器具有体积小、重量轻、功耗小等特点。具体参数如下:电源+9VDCto+14.7VDC(160mA)波段范围520nmto920nm像元尺寸6.55mmx4.92mm分辨率320万镜头8.43mm水平视场角37.67°垂直视场角28.75°重量90g工作温度范围0-40℃工作湿度范围相对湿度<85%本文档来自技高网...
一种便携式无人机多光谱成像系统

【技术保护点】
一种便携式无人机多光谱成像系统,其特征在于:包括成像元件、机壳和控制器,搭载在无人机上并与GPS和飞控相连。成像元件安装在机壳的下方并与机壳内的控制器连接。机壳上设有SD卡插槽、USB数据传输接口、控制命令接口,GPS接口的预留口。控制器由控制模块、电源模块、存储模块、遥控指令接收模块、飞控指令接收模块、GPS信息接收模块和USB数据接口构成,电源模块及USB数据接口为各个模块供电;存储模块采用Micro SD卡并与Micro SD卡槽相连用于存储图像采集时刻的时间、空间坐标信息;遥控指令接收模块及飞控指令接收模块用于接受遥控及飞控控制指令,并传送给控制模块;GPS信息接收模块用于GPS信息,并传送给控制模块;控制模块完成各种数据的处理。

【技术特征摘要】
1.一种便携式无人机多光谱成像系统,其特征在于:包括成像元件、机壳和控制器,搭载在无人机上并与GPS和飞控相连。成像元件安装在机壳的下方并与机壳内的控制器连接。机壳上设有SD卡插槽、USB数据传输接口、控制命令接口,GPS接口的预留口。控制器由控制模块、电源模块、存储模块、遥控指令接收模块、飞控指令接收模块、GPS信息接收模块和USB数据接口构成,电源模块及USB数据接口为各个模块供电;存储模块采用MicroSD卡并与MicroSD卡槽相连用于存储图像采集时刻的时间、空间坐标信息;遥控指令接收模块及飞控指令接收模块用于接受遥控及飞控控制指令,并传送给...

【专利技术属性】
技术研发人员:张立元韩文霆王紫军刘聪苑梦婵淡煦珈
申请(专利权)人:西北农林科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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