本发明专利技术是关于一种高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统及其方法，该系统包括：锂电池及其供电电路、采控盒、高光谱成像光谱仪、陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导以及无人机；其中锂电池借由供电电路与采控盒、高光谱成像光谱仪连接并为其供电；采控盒包括：ARM处理器、DSP图像处理器、高速FLASH存储器以及高速CF卡，ARM处理器分别与DSP图像处理器、高速FLASH存储器连接，高速CF卡与DSP图像处理器连接；高光谱成像光谱仪经过CameraLink接口与采控盒的DSP图像处理器连接；GPS辅助惯导经惯导接口与采控盒的ARM处理器连接；无人机的控制系统与采控盒的ARM处理器连接。本发明专利技术集成度高、重量轻、组装方便、维护成本低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是关于一种，该系统包括：锂电池及其供电电路、采控盒、高光谱成像光谱仪、陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导以及无人机；其中锂电池借由供电电路与采控盒、高光谱成像光谱仪连接并为其供电；采控盒包括：ARM处理器、DSP图像处理器、高速FLASH存储器以及高速CF卡，ARM处理器分别与DSP图像处理器、高速FLASH存储器连接，高速CF卡与DSP图像处理器连接；高光谱成像光谱仪经过CameraLink接口与采控盒的DSP图像处理器连接；GPS辅助惯导经惯导接口与采控盒的ARM处理器连接；无人机的控制系统与采控盒的ARM处理器连接。本专利技术集成度高、重量轻、组装方便、维护成本低。【专利说明】
本专利技术是有关于航空尺度高光谱遥感领域，尤其是关于一种高光谱分辨率航空影 像遥感测量用的无人机系统及其方法，可应用于精准农业、矿产勘察、环境监测等领域。
技术介绍
目前，航空尺度高光谱遥感领域，传感器搭载平台大多数是有人飞行平台，如热气 球、飞艇、三角翼飞机、直升机、遥感飞机、中小型固定翼飞机及其他中小型民用飞机等。由 于载人飞行，风险大。另外需要雇佣飞行员、申请空域和航线、租赁飞机、飞行跑道、停机坪、 机场等，每次飞行耗资高昂，机动性差，不能在短期内对同一区域反复测试和监控。其高光 谱图像数据的获取（采集和存储），没有成套集成的数据采集设备，都是利用很多单一的模 块通过很长的线缆连接，各部分独自供电，且数据的采集存储控制核心大多数情况下都是 较大型的台式机或者笔记本。由于系统过于零散、各部分单独供电，更限制了整套系统的机 动性和整体紧凑性。另外，飞机飞行速度、传感器帧频和后端数据采集存储的速度，没有完 全做到匹配，数据后续处理和图像校正难度极大。这些因素，限制了高光谱成像技术在工程 和业务测量的普及应用。而另一方面，近年来无人机技术发展很快，技术日趋成熟，在航拍 遥感、军事和农业应用等方向已经显示出了极大的优越性。 由此可见，上述现有的高光谱图像数据的获取设备在结构与使用上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思 来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结 构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统及 其方法，将一种高集成度、轻便的高光谱遥感图像数据采控盒，结合先进的基于反射式光学 系统的高光谱成像光谱仪，将二者嵌入与之匹配的轻型的无人机平台内，集成为一套系统， 即高光谱无人机，以满足高机动低成本获取高光谱遥感影像数据的需求。 本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供一种高光谱分辨率航空 影像遥感测量用的无人机系统，其包括：锂电池及其供电电路、采控盒、高光谱成像光谱仪、 陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导以及无人机；其中所述锂电池及其供电电路、采控盒、高光 谱成像光谱仪、陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导均安装在所述无人机内部；所述高光谱成像 光谱仪通过所述陀螺仪稳定平台与所述无人机固接；所述锂电池借由供电电路与所述采控 盒、高光谱成像光谱仪连接并为其供电；所述采控盒包括：ARM处理器、DSP图像处理器、高 速FLASH存储器以及高速CF卡，ARM处理器分别与DSP图像处理器、高速FLASH存储器连 接，高速CF卡与DSP图像处理器连接；所述高光谱成像光谱仪经过CameraLink接口与所述 采控盒的DSP图像处理器连接；所述GPS辅助惯导经惯导接口与所述采控盒的ARM处理器 连接；所述无人机的控制系统与所述采控盒的ARM处理器连接。 本专利技术的目的还可采用以下技术措施进一步实现。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其中所述高光 谱成像光谱仪为大通光孔径的全反射式高光谱成像光谱仪。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其中所述高光 谱成像光谱仪设有所述CameraLink接口以及供电接口，该供电接口通过所述供电电路与 所述锂电池连接。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其中所述高光 谱成像光谱仪经由装夹机构固定在所述陀螺仪稳定平台上，再通过缓冲层和紧固螺栓固定 在无人机上。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其中所述采控 盒设有所述惯导接口、所述CameraLink接口、供电接口、RS232接口以及连接螺纹组，该供 电接口通过所述供电电路与所述锂电池连接，该RS232接口与上位机连接，该连接螺纹组 与所述无人机连接。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其中所述采控 盒的表面采用金化处理。 本专利技术的目的还采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供一种高光谱分辨率航空 影像遥感测量用的方法，其包括以下步骤：步骤S1，无人机起飞前，对采控盒和高光谱成像 光谱仪配置采集参数、采集暗电流以及白板高光谱数据；其中，无人机的速度与高光谱成像 光谱仪的采集参数采用以下公式匹配：V=L/t= (2*H*Tan( 0 /2))/t，其中V为无人机的 速度，t为每帧数据时间，0为高光谱成像光谱仪的瞬时视场角，L为0对应的地面幅宽， H为无人机的飞行高度；步骤S2,飞行测试中，采控盒接收无人机控制系统的触发信号，开 始按照设定的航线采集并存储高光谱遥感图像数据以及高光谱成像光谱仪的位置信息；步 骤S3,飞行结束后，采控盒接收来自上位机的指令，采集结束；步骤S4,对采集的数据进行 下载；步骤S5,利用几何校正软件，辅助下载的数据，进行图像的几何校正。 本专利技术的目的还可采用以下技术措施进一步实现。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的方法，其特征在于，所述步骤 S1包括：对高光谱成像光谱仪调焦、设置高光谱成像光谱仪光谱通道和积分时间。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的方法，其特征在于，所述步骤 S1之后还包括步骤S11 :地面航带上铺设定标用的黑白板。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的方法，其特征在于，所述步骤 S2的采集的触发方式为GPS位点触发采集。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的方法，其特征在于，步骤S2 中所述高光谱成像光谱仪的位置信息包括：GPS位置信息、高光谱成像光谱仪的姿态参数。 较佳的，前述的高光谱分辨率航空影像遥感测量用的方法，其特征在于，所述步骤 S4中对采集的数据进行下载包括步骤S41 :采控盒的RS232接口和上位机通过RS232线缆 相连，利用上位机的采控软件，通过RS232协议下载GPS位置信息、高光谱成像光谱仪的姿 态参数；以及步骤S42 :拔下采控盒上的高速CF卡，通过CF卡读卡器、经由上位机的采控软 件下载高光谱遥感图像数据。 借由上述技术方案，本专利技术高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统及其 方法至少具有下列优点及有益效果：本专利技术提供的一种高光谱分辨率航空影像遥感测量用 的无人机系统及其方法，可应用于精准农业、矿产勘察、环境监测等领域，它将高光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高光谱分辨率航空影像遥感测量用的无人机系统，其特征在于包括：锂电池及其供电电路、采控盒、高光谱成像光谱仪、陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导以及无人机；其中所述锂电池及其供电电路、采控盒、高光谱成像光谱仪、陀螺仪稳定平台、GPS辅助惯导均安装在所述无人机内部；所述高光谱成像光谱仪通过所述陀螺仪稳定平台与所述无人机固接；所述锂电池借由供电电路与所述采控盒、高光谱成像光谱仪连接并为其供电；所述采控盒包括：ARM处理器、DSP图像处理器、高速FLASH存储器以及高速CF卡，ARM处理器分别与DSP图像处理器、高速FLASH存储器连接，高速CF卡与DSP图像处理器连接；所述高光谱成像光谱仪经过CameraLink接口与所述采控盒的DSP图像处理器连接；所述GPS辅助惯导经惯导接口与所述采控盒的ARM处理器连接；所述无人机的控制系统与所述采控盒的ARM处理器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵其波，张兵，张永强，鄂成文，李晓虎，
申请(专利权)人：北京欧普特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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