一种单目农业遥感数字相机制造技术

本发明专利技术涉及农业图像采集领域，公开一种单目农业遥感数字相机，该装置突出特点是图像采集传感器单元：COMS图像传感器加装了选通滤光片，在驱动电路作用下获取蓝绿及近红外波段图像数据；另有中央处理单元，数据存储、模式设置、GNSS、Wi‑Fi、USB接口及航拍触发6个模块和一个供电接口。中央处理单元核心为ARM芯片，可控制相机其他模块；数据存储模块存储采集图像及位置数据；模式设置模块用以选择图像采集方式；GNSS和Wi‑Fi模块分别提供采集点位置信息和无线网络连接；航拍触发模块与无人飞行器飞行控制器相连接，实现航拍控制。该装置重量轻，支持图像多格式输出，可与无人机配合采集农业图像，应用更具针对性，可很好满足农业图像采集的特殊需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单目农业遥感数字相机，特别是涉及一种能够选择接收蓝绿及近红外波段的光并将其转化为蓝、绿、近红外图像信息且支持多种图像格式输出的数字相机。
技术介绍
随着精细农业和现代农业猛进发展，农业图像获取越来越成为农业环境监测、评估中必不可少的环节，更详尽更精准地提取农业图像信息成为农业发展的一个新要求，遥感和多光谱技术的进步使得优化农业图像采集装备变得越来越现实。当前国内获取农业图像绝大多数采用普通数码相机，此类相机的体积、重量都较大操作使用不方便，而且成本比较高，不便于在农林领域大范围推广，并且利用普通相机输出的农业图像对图像特征进行提取分析效果欠佳，精准度不高，加之普通数码相机输出图像的格式单一且难以准确获得采集图像的位置信息，这些限制很难满足农业发展的新要求，所以很有必要针对农业遥感特定领域提供一种新型相机解决普通相机的局限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种单目农业遥感数字相机，突出特点是通过加装了选通滤光片，可以接收并记录蓝、绿、近红外三个波段的图像数据，相机中央处理单元支持蓝、绿、近红外图像的处理和存储，该相机支持多格式输出且能提供采集图像的位置信息，这对更详尽图像信息的提取，提高农业环境监测评估及管理的水平是一种帮助，因此该专利技术对农业遥感领域特殊图像的采集是有一定意义的。为实现农业遥感领域更具针对性的图像信息采集，本专利技术提供下列技术方案：一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：包括图像采集传感器单元、中央处理单元、数据存储模块、模式设置模块、GNSS模块、Wi-Fi模块、USB接口模块、航拍触发模块、供电接口。优选地，所述图像采集传感器单元通过COMS图像传感器加装了选通滤光片，在其驱动电路共同作用下可完成蓝、绿及近红外三个波段数据的采集；CMOS传感器将采集到的蓝、绿及近红外波段的光信号转化为数字信号后输出送给中央处理单元处理，CMOS传感器与中央处理单元通过内部电路连接完成数据传输。优选地，所述的中央处理单元是以ARM芯片为核心，既完成CMOS传感器采集的蓝、绿及近红外波段的数字信号的处理，又完成对CMOS传感器及其他模块的相关控制。优选地，所述数据存储模块可用SD卡、TF卡或USB口存储器将实时采集的图像信息、位置信息进行存储，便于图像导出处理。优选地，所述的模式设置模块是用中央处理单元硬件系统的按键加指示灯配合实现，通过编写好的驱动程序，中央处理单元可依据读取的按键信息控制采集方式(触发和连续)。优选地，所述的GNSS模块是个内嵌式GNSS芯片电路，集成在中央处理单元的硬件系统上；基于GNSS芯片搭建硬件和设计程序实现定位功能；GNSS模块提供采集图像的位置信息。优选地，所述的Wi-Fi模块为Wi-Fi接收器，在中央处理单元硬件系统上集成一个Wi-Fi芯片并组态相关硬件连接和软件程序。Wi-Fi模块可进行图像数据网络传输等功能。优选地，所述的USB接口模块是利用中央处理单元硬件电路提供的USB接口，可以提供外接存储模块等所需接口。优选地，所述的航拍控制模块是利用中央处理单元控制电路的GPIO接口，将其扩展出一个USB口连接飞行控制器实现相机航拍功能。优选地，所述的供电接口作为外部电源的输入接口，外部电源保证为相机稳定供电。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用CMOS图像传感器外加了特定选通滤光片作为图像采集单元，结构简单、成本低廉；电子技术的不断发展使CMOS传感器性能已越来越完善，高集成度、低成本、低能耗必然使得它会成为图像传感器的主流。本专利技术采集的蓝、绿、近红外波段的光信号经过处理转化为数字信号，结合GNSS定位记录采集点的位置信息，中央处理单元可以控制图像的格式处理，采集的蓝、绿、近红外农业图像可按照需要进行多格式输出，Wi-Fi实现了相机的网络连接，航拍触发模块实现该装置的航拍功能。本专利技术具有较强的针对性，对获取农林遥感领域特定图像有很强的实用性，推广应用方便。附图说明为更清晰地说明本专利技术的组织构成、技术方案等，本专利技术提供以下附图：图1为本专利技术所述的基本结构框架。图2位本专利技术所述装置的工作流程图。具体实施方式以下结合附图，结合实例对本专利技术的优选实施进一步阐述。图1是本专利技术的组织构成示意图，由图1可知，一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：包括图像采集传感器单元、中央处理单元、数据存储模块、模式设置模块、GNSS模块、Wi-Fi模块、USB模块、航拍触发模块、供电接口。用于将蓝绿及近红外波段的图像信息按要求转化为多种格式的图像，并进行存储，GNSS模块实现记录采集点的位置信息，Wi-Fi传输实现了相机无线网络连接，航拍触发模块实现相机航拍，供电接口接外部电源。图像采集传感器单元通过COMS图像传感器加装了选通滤光片，在其驱动电路的作用下完成蓝、绿及近红外三个波段数据的采集。中央处理单元是以ARM芯片为核心，可完成图像处理和相机工作的相关控制。数据存储模块支持SD卡、TF卡或USB口存储器存储图像信息、位置信息，便于图像导出和后续处理。模式设定模块在中央处理单元电路上采用按键加LED指示灯实现，中央处理单元依据读取的按键信息控制采集方式。GNSS模块为GNSS导航定位的卫星信号接收部件，将GNSS芯片电路内嵌于中央处理单元硬件系统上并用相应的驱动程序实现定位功能。Wi-Fi模块是个Wi-Fi接收单元，在中央处理单元上嵌入一个Wi-Fi芯片并连接相关硬件和程序设计实现网络连接功能。USB接口模块为中央处理单元硬件系统提供的USB接口组，提供外接存储器等所需USB接口。航拍模块利用中央处理单元硬件电路的GPIO，将其扩展出个USB口连接飞行控制器，实现航拍功能。图2介绍一种单目农用相机工作的具体流程1)：相机上电初始化，选择采集模式；2)：用户通图像采集传感器单元进行蓝、绿、近红外图像采集，同时GNSS模块工作，记录采集点的位置信；3)：中央处理单元对采集的图像进行转换处理，并将图像存储到数据存储器中；4)：用户根据需要，选择输出图像的格式及输出图像的方式；最后说明的是，以上优选实例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制其实用范围。凡依本专利技术专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本专利技术专利的覆盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：图像采集传感器单元COMS图像传感器通过加装选通滤光片，在其驱动电路作用下可完成蓝、绿及近红外三个波段光的数据采集。此外包括中央处理单元、数据存储模块、模式设置模块、GNSS模块、Wi‑Fi模块、USB接口模块、航拍触发模块、供电接口；用于采集蓝、绿及近红外波段图像信息，按需求转化为多种格式图像，并将图像存储，GNSS模块记录采集点的位置信息，Wi‑Fi实现无线设置及网络云传输等，航拍触发模块实现相机航拍，供电模块为各模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：图像采集传感器单元COMS图像传感器通过加装选通滤光片，在其驱动电路作用下可完成蓝、绿及近红外三个波段光的数据采集。此外包括中央处理单元、数据存储模块、模式设置模块、GNSS模块、Wi-Fi模块、USB接口模块、航拍触发模块、供电接口；用于采集蓝、绿及近红外波段图像信息，按需求转化为多种格式图像，并将图像存储，GNSS模块记录采集点的位置信息，Wi-Fi实现无线设置及网络云传输等，航拍触发模块实现相机航拍，供电模块为各模块供电。2.根据权利要求1描述的一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：图像采集传感器单元采用COMS图像传感器加装了选通滤光片，在其驱动电路的共同作用下完成蓝、绿及近红外三个波段数据的采集。CMOS传感器将采集的蓝绿及近红外波段图像信息转化为数字信号后输出送给中央处理单元。3.根据权利要求1描述的一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：中央处理单元以ARM芯片为核心，可对图像信息多格式转化处理以并将图像信息存储到SD卡、TF卡或USB口存储设备中，同时起着对CMOS传感器及其他模块的相关控制作用。4.根据权利要求1描述的一种单目农业遥感数字相机，其特征在于：数据存储模块支持对SD卡、TF卡或USB口存储器等存储设备。将实时采集的图像及位置信息进行存储，方便后期对图像导出处理。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宝峰，曹晓峰，
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