一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开的一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征在于：包括无人机端、地面端设备和放置在田间的无线通讯装置，其中无人机端搭载有安卓设备、外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器，作业时外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器分别将采集的图像预览帧、飞行器所处的GPS坐标、环境信息传输给安卓设备，安卓设备通过无线通讯装置将采集的信息传输至地面端设备，地面端设备的控制指令通过无线通讯装置传输至安卓设备。本发明专利技术所述的图像采集系统及方法，对操作人员的专业技能要求较低，且基于安卓的只能设备价格低廉、易于替换，从而降低了整套系统的开发、使用成本。

Unmanned aerial vehicle remote sensing image acquisition system and method based on Android equipment

The invention discloses a remote sensing image acquisition system based on Android equipment machine, which comprises a UAV ground terminal, terminal equipment and wireless communication device placed in the field, including unmanned terminal equipped with Android equipment, external image acquisition equipment, GPS equipment, integrated sensor, when external image acquisition equipment GPS equipment, integrated sensor respectively will capture the image preview frame, the aircraft GPS coordinates, environmental information transmission to the Android equipment, Android equipment through the wireless communication device transmits information to the ground terminal equipment acquisition, control command ground end equipment is transmitted through the wireless communication device to Android devices. The image acquisition system and the method of the invention, the operating personnel's professional skills are low, and based on the Android only equipment low price, easy to replace, thereby reducing the cost of the whole system development and use.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像采集领域，特别涉及一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统及方法。
技术介绍
农田作物的农情分析是植物保护的重要工作之一，其可以对作物受病虫害感染状况、水肥胁迫状况、作物倒伏情况、长势及产量做出快速、准确的预测。尤其对于爆发性的病害虫害而言，利用计算机技术可以准确识别人眼难以分辨的变化，诸如作物特定部位的颜色、纹理等细微变化。传统的农情分析是在田间选择并划定多个采样区块，利用人工进入田间对病害等进行甄别，从而确定相应的受害等级及程度。这种方法存在准确性低、工作量大、劳动强度大的问题。目前现有的卫星遥感方法在农情分析的应用上已十分广泛。卫星遥感获取的影像的分辨率较小，以美国Landsat卫星为例，每像素分辨率为30mx30m，即一亩土地在影像上的显示范围小于一个像素。不同于美国等国家的大量连续种植，我国的农田种植较分散且种植作物不统一，田块平均面积较小，使得农情信息在遥感影像上难以体现；此外由于卫星具有一定的绕地球周期，只能在卫星到达农田上空时才进行影像采集，实时性较差且影像易受云量及水汽的干扰。综上分析知，利用往期的卫星影像与地面人员所辨识的农情状况，利用数学模型进行建模，以未来的卫星影像输入到建立的模型中获取影像拍摄时刻的农情状况，存在以下缺点：(1)卫星遥感影像分辨率小，只能粗略分析田块大致农情状况，对小田块或小尺度分析则无能为力；(2)卫星遥感影像实时性差，需要卫星环绕至田块上空时才可进行影像采集，实时性较差；(3)卫星遥感影像易受云层遮挡及水汽干扰。目前利用搭载遥感设备的低空作业无人机进行植保作业是植物保护的新趋势，由于其不受地形限制、机动性强等的优点，现已在农业植保上有大量的应用。其利用装载摄像头、微控制器、传感器组、GPS模块、数据存储设备、网络模块等设备的无人机构成低空无人机遥感平台，对目标田块进行图像采集，该方法存在以下缺点：(1)由于通常微小型无人机载荷通常较小(≤5kg)、续航时间较短(≤40min)，而搭载的设备通常需要由无人机电源供电，且相对无人机自身而言增加了不少重量，从而减少了无人机的续航时间；(2)由于不同的设备具有不同的通信接口，在开发方面较为困难；(3)可移植性及替代性差，若设备出现故障，则需要具有专业技能的人员进行维修；(4)设备成本及开发成本都较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统。本专利技术的另一目的在于提供一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，包括无人机端、地面端设备和放置在田间的无线通讯装置，其中无人机端搭载有安卓设备、外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器，作业时外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器分别将采集的图像预览帧、飞行器所处的GPS坐标、环境信息传输给安卓设备，安卓设备通过无线通讯装置将采集的信息传输至地面端设备，地面端设备的控制指令通过无线通讯装置传输至安卓设备。所述控制指令包括设定图像预览帧参数、外部图像采集设备的拍照模式。所述图像预览帧参数包括图像分辨率、图像压缩比。所述无线通讯装置为无线路由器或者无线热点。所述集成传感器包括加速度计、磁场传感器、照度传感器、重力传感器，其中加速度计和磁场传感器测量无人机的倾角信息，照度传感器测量测量所处环境的光强信息，重力传感器和磁场传感器测量无人机所处的高度信息。所述地面端设备为PC、PDA、平板电脑中的一种。所述安卓设备通过有线或无线通讯方式分别与外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器连接，安卓设备通过有线或无线通讯方式对外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器进行控制及数据交换，并对系统功能进行扩充。所述无线通讯方式为蓝牙通讯。本专利技术的另一目的通过以下的技术方案实现：一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集方法，包含以下顺序的步骤：S1、打开地面端设备主机端口，主机端口打开后自动分配地面端设备的端口号；S2、将搭载在无人机端的安卓设备打开，输入地面端设备的IP地址及端口号，并通过无线通讯装置与地面端设备连接；S3、操作无人机起飞，正常作业时外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器分别将采集的图像预览帧、飞行器所处的GPS坐标、环境信息传输给安卓设备，安卓设备通过无线通讯装置将采集的信息传输至地面端设备，地面端设备的控制指令通过无线通讯装置传输至安卓设备。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：目前由于移动通讯技术与嵌入式技术的发展，基于安卓的智能设备功能不断增强、运算速度不断提升、价格不断降低、使用者不断普及。由于其具有高集成度的内部资源(传感器、无线网络模块、GPS模块等)及易于开发的平台(安卓SDK)，相较于由GPS、图像采集设备、数据传输模块等组成的常的无人机图像采集平台而言，具有易于开发、重量低、移植性及替代性好、成本低廉、故障率低的优点。因此，开发基于安卓的无人机图像采集系统，可以快速地获取田间作物图像并进行实时传输，利用计算机端程序对所获取的图像进行校正、拼接及识别。此种方法对操作人员的专业技能要求较低，且基于安卓的只能设备价格低廉、易于替换，从而降低了整套系统的开发、使用成本。现有的无人机图像采集平台通过搭载大量分立设备如数码相机、传感器、GPS等进行图像采集作业。安卓平台的无人机遥感图像采集系统可以极大地降低系统的开发成本、维护成本，以及对操作人员的专业技术要求。由于安卓设备体积小、质量轻、内置电源，可以延长无人机的作业时间及续航能力，降低对无人机的电池要求，市面出售的廉价航模即可进行作业。同时因为安卓设备成本低、普及度高，研究成本易于推广。附图说明图1为本专利技术所述的一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统的结构框图。图2为本专利技术所述的一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集方法的流程图。图3为图1所述系统的安卓设备的界面图。图4为图1所述系统的地面端设备的主界面图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1，一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，包括无人机端、地面端设备和放置在田间的无线通讯装置，其中无人机端搭载有安卓设备、外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器，作业时外部图像采集设备、GPS设备、...

【技术保护点】
一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征在于：包括无人机端、地面端设备和放置在田间的无线通讯装置，其中无人机端搭载有安卓设备、外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器，作业时外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器分别将采集的图像预览帧、飞行器所处的GPS坐标、环境信息传输给安卓设备，安卓设备通过无线通讯装置将采集的信息传输至地面端设备，地面端设备的控制指令通过无线通讯装置传输至安卓设备。

【技术特征摘要】
1.一种基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征在于：包括无人
机端、地面端设备和放置在田间的无线通讯装置，其中无人机端搭载有安卓设
备、外部图像采集设备、GPS设备、集成传感器，作业时外部图像采集设备、GPS
设备、集成传感器分别将采集的图像预览帧、飞行器所处的GPS坐标、环境信
息传输给安卓设备，安卓设备通过无线通讯装置将采集的信息传输至地面端设
备，地面端设备的控制指令通过无线通讯装置传输至安卓设备。
2.根据权利要求1所述基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征
在于：所述控制指令包括设定图像预览帧参数、外部图像采集设备的拍照模式。
3.根据权利要求2所述基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征
在于：所述图像预览帧参数包括图像分辨率、图像压缩比。
4.根据权利要求1所述基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征
在于：所述无线通讯装置为无线路由器或者无线热点。
5.根据权利要求1所述基于安卓设备的无人机遥感图像采集系统，其特征
在于：所述集成传感器包括加速度计、磁场传感器、照度传感器、重力传感器，
其中加速度计和磁场传感器测量无人机的倾角信息，照度传感器测量测量所处
环境的光强信息，重力传感器和磁场传感器测量无人机所处的高度信息。
6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓继忠，何明昊，兰玉彬，任高生，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44