一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，属于航空尺度高光谱遥感领域。为了解决现有技术中存在的无人机系统没有成套集成的数据采集设备，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的问题，设置了一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，包括无人机系统，高光谱成像光谱仪、高清相机以及导航通讯系统，所述无人机系统包括无人机，无人机通过连接螺纹组固接有增稳云台，高光谱成像光谱仪通过紧固螺母座与增稳云台连接，高光谱成像光谱仪通过控制器与高清相机连接，高光谱成像光谱仪与导航通讯系统刚性连接，构成完整的高光谱成像系统，其集成度高，重量轻、紧凑、移动和使用方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统


[0001]本专利技术涉及航空尺度高光谱遥感领域，尤其涉及一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统。

技术介绍

[0002]随着航空和计算机等技术的不断发展，从卫星遥感飞机、直升机、固定翼无人机再到中小型民用飞机，其性能不断地提升。近年来，无人机技术日趋成熟，与卫星遥感飞机和载人机为主的遥感平台相比，拥有成本低，实时性好，可适应较复杂的使用环境，已被广泛应用于环境监测、城市规划、精准农业、物质分类、目标识别、大气探测和医学诊断等领域。而且，在航空尺度高光谱遥感领域显示出极大地优越性。
[0003]目前，无人机技术的这些传感器搭载平台大多要求昂贵的使用成本和苛刻的使用条件，而且高光谱图像数据的获取和存储，没有成套集成的数据采集设备，都是利用单一的模块通过很长的线缆连接，数据的存储核心都是较大型的台式机或者笔记本。而且系统过于零散，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，有待进一步的改进和完善。因此研制出一套集成度高，重量轻、结构紧凑、移动方便、使用简便的轻小型无人机搭载高光谱遥感成像系统已越来越成为需要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的无人机搭载高光谱成像系统没有成套集成的数据采集设备，而且，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的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，在整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统中，无人机通过连接螺纹组固接有增稳云台，高光谱成像光谱仪通过紧固螺母座与增稳云台连接，高光谱成像光谱仪通过控制器与高清相机连接，利用控制器使得高清相机与高光谱成像光谱仪进行同步数据采集，高光谱成像光谱仪与导航通讯系统刚性连接，用来随时记录整个系统的位置和姿态信息。此系统将一种集成度高、轻便的图像采集设备，结合先进的反射式光学系统的高光谱成像光谱仪，使二者嵌入与之匹配的轻型无人机平台内，集成一套高光谱无人机系统，其集成度高，重量轻、紧凑、移动方便、使用简便，且具有较大的灵活性，适合中小区域的地物信息的研究分析，而且，该系统简单、实用、有效，具有实际的推广应用意义。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，包括无人机系统，高光谱成像光谱仪、高清相机以及导航通讯系统，所述无人机系统包括无人机，所述无人机通过连接螺纹组固接有增稳云台，所述高光谱成像光谱仪通过紧固螺母座与所述增稳云台连接，所述高光谱成像光谱仪通过控制器与所述高清相机连接，利用所述控制器使得所述高清相机与所述高光谱成像光谱仪进行同步数据采集，所述高光谱成像光谱仪与所述导航通讯系统刚性连接。
[0006]通过采用上述技术方案，在整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统中，
无人机通过连接螺纹组固接有增稳云台，高光谱成像光谱仪通过紧固螺母座与增稳云台连接，无人机通过增稳云台与高光谱成像光谱仪连接在一起，增稳云台可保证所搭载的高光谱成像光谱仪在无人机飞行过程中的稳定性，然后，高光谱成像光谱仪通过控制器与高清相机连接，利用控制器使得高清相机与高光谱成像光谱仪进行同步数据采集，便于进行无人机低空高光谱遥感数据采集实验时，同步利用高清相机进行实时拍照，获取地物高清可见光图像，弥补了光谱相机分辨率相对较低的不足，高光谱成像光谱仪与导航通讯系统刚性连接，用来随时记录整个系统的位置和姿态信息。此系统将一种集成度高、轻便的图像采集设备，结合先进的反射式光学系统的高光谱成像光谱仪，使二者嵌入与之匹配的轻型无人机平台内，集成一套高光谱无人机系统，其集成度高，重量轻、紧凑、移动方便、使用简便，且具有较大的灵活性，适合中小区域的地物信息的研究分析。
[0007]本专利技术进一步设置为：所述无人机系统还包括锂电池、供电电路、自带GPS、自带IMU惯导，所述锂电池、供电电路、自带GPS以及自带IMU惯导均安装在所述无人机内部，所述锂电池通过供电电路连接有采控盒，为所述无人机供电，是所述无人机自身的动力系统。
[0008]通过采用上述技术方案，在整个无人机系统中，锂电池、供电电路、自带GPS以及自带IMU惯导均安装在无人机内部，不会对外部在进行采集数据时产生任何影响，而且，锂电池通过供电电路连接有采控盒，为无人机供电，实现运转，是无人机自身的动力系统，不需要外接供电装置，避免了较长的线缆连接在无人机上为其供电，使整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统集成度更高、更紧凑，移动和使用更方便，且具有较大的灵活性。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述高光谱成像光谱仪包括成像镜头、分光系统和光谱相机，所述成像镜头呈推扫型方式，可以获取地物目标的高光谱图像。
[0010]通过采用上述技术方案，成像镜头呈推扫型方式，信号采集精度很高，而且扫描图像的信息还原性很好，使整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统的实用性更强。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述无人机系统还包括移动电源和机载计算机，所述移动电源安装在所述无人机上，所述移动电源上连接有电线一和电线二，所述电线一通过Type-C接口与所述高光谱成像光谱仪连接，所述电线二通过Type-C接口与所述机载计算机连接，为两者提供电源电路。
[0012]通过采用上述技术方案，移动电源安装在无人机上，电线一和电线二分别通过Type-C接口与高光谱成像光谱仪和机载计算机连接，为两者供电，减少了更多线缆的介入，使整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统集成度更高、更紧凑，移动和使用更方便。而且，Type-C接口支持双面插入，正反面随便插入，使整个系统更具有灵活性。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述导航通讯系统包括导航定位系统和通讯连接系统，所述导航定位系统包括外接GPS和IMU惯导，所述外接GPS和IMU惯导与所述高光谱成像光谱仪刚性连接，所述IMU惯导上设有惯导接口，所述惯导接口与所述机载计算机连接。
[0014]通过采用上述技术方案，导航定位系统包括外接GPS和IMU惯导，惯导接口与机载计算机连接，用来随时记录整个系统的位置和姿态信息，并将信息随时存储在机载计算机中，而且外接GPS和IMU惯导与高光谱成像光谱仪刚性连接，使整个基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统集成度更高、更紧凑，移动和使用更方便，实用性更强。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述机载计算机固载在所述无人机上，所述机载计算机上设有网线一和网线二，所述网线一通过RJ45网络水晶头与所述高光谱成像光谱仪连接，用
于存储高光谱数据，所述网线二通过RJ45网络水晶头与所述导航定位系统连接，用于存储所述无人机的位置信息。
[0016]通过采用上述技术方案，机载计算机固载在无人机上，机载计算机上设有网线一和网线二，网线一通过RJ45网络水晶头与高光谱成像光谱仪连接，用于存储高光谱数据，网线二通过RJ45网络水晶头与导航定位系统连接，用于存储无人机的位置信息，通过此连接方式该系统将采集的高光谱数据和无人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，包括无人机系统(1)，高光谱成像光谱仪(2)、高清相机(3)以及导航通讯系统，所述无人机系统包括无人机(4)，其特征在于：所述无人机(4)通过连接螺纹组(5)固接有增稳云台(6)，所述高光谱成像光谱仪(2)通过紧固螺母座(7)与所述增稳云台(6)连接，所述高光谱成像光谱仪(2)通过控制器(8)与所述高清相机(3)连接，利用所述控制器(8)使得所述高清相机(3)与所述高光谱成像光谱仪(2)进行同步数据采集，所述高光谱成像光谱仪(2)与所述导航通讯系统刚性连接。2.根据权利要求1所述的一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，其特征在于：所述无人机系统(1)还包括锂电池(9)、供电电路(10)、自带GPS(11)、自带IMU惯导(12)，所述锂电池(9)、供电电路(10)、自带GPS(11)以及自带IMU惯导(12)均安装在所述无人机(4)内部，所述锂电池(9)通过供电电路(10)连接有采控盒(13)，为所述无人机(4)供电，是所述无人机(4)自身的动力系统。3.根据权利要求1所述的一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，其特征在于：所述高光谱成像光谱仪(2)包括成像镜头、分光系统和光谱相机，所述成像镜头呈推扫型方式，可以获取地物目标的高光谱图像。4.根据权利要求1所述的一种基于六旋翼无人机搭载高光谱推扫成像系统，其特征在于：所述无人机系统(1)还包括移动电源(14)和机载计算机(20)，所述移动电源(14)安装在所述无人机(4)上，所述移动电源(14)上连接有电线一和电线二，所述电线一通过Type-C接口(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢金华，谢锋，朱叶青，辛佳利，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所杭州大江东空间信息技术研究院，
类型：发明
国别省市：