一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统，包括人造太阳光源模块、地面反射校准板、光强测量仪以及地面智能控制器，地面智能控制器的内部设置有数据接收单元、补光判断及光强计算单元，数据接收单元用于接收当前天气条件下的自然光线反射率和天空光数据、光强测量仪测得的无人机起飞前野外自然光线强度数据，并将这些数据发送给补光判断及强度计算单元，补光判断及光强计算单元用于根据接收的自然光线反射率、天空光、野外自然光线强度以及无人机的预计起飞高度数据判断是否进行补光作业以及需要补充的光强，并将这些信息发送给人造太阳光源模块。本发明专利技术使得无人机载多/高光谱设备在野外光线不足情况下也能高效作业。备在野外光线不足情况下也能高效作业。备在野外光线不足情况下也能高效作业。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统及运行方法
[0001]本专利技术属于遥感和光学
，具体涉及一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统及运行方法，主要用于对无人机载多/高光谱设备在非晴天条件下进行补光。
技术介绍
[0002]遥感监测作为地表监测的重要技术手段，其实现主要通过将相应的遥感传感器搭载到某种平台，如人造卫星、飞机、无人机或者气球上开展遥感监测任务。其中，无人机遥感用于范围较小区域的监测任务，具体实施过程中，通过搭载小型多光谱或者高光谱传感设备来对地表进行光谱采集，然后再通过构造反演模型来得到所需要的成果，如植物的形态与长势、地表水体水质、土壤墒情等。
[0003]申请号为CN201920704922.9的专利技术专利公开了一种基于无人机平台的微型高光谱仪系统，该系统使用最新的二维光谱传感器以及高性能处理器，结合对电路板的紧凑型设计，使得微型高光谱仪的体积大大减小，方便无人机携带，实现对高空待测物的光谱测量。
[0004]申请号为CN202120337114.0的专利技术专利提供了一种基于无人机遥感的作物生长监测系统，该系统继承了无人机、图像采集模块（含高光谱传感器等）、地面控制站等模块，可以对农作物的生长情况、病虫害情况进行监测。
[0005]申请号为CN202010382560.3的专利技术专利提供了一种基于无人机多光谱数据的水质反演方法，该方法通过搭载多光谱相机，结合开发的算法，来对拍摄区域的水质参数进行区域性获取。
[0006]然而，以上现有技术以及无人机载多光谱/高光谱设备的使用说明通常要求进行无人机多/高光谱的重要前提是野外光线条件必须达到作业要求，即需要晴好天气，否则，多/高光谱设备拍摄到的目标反射率不准确，最终无法得到正确的观测结果。这一重要前提使得大量的无人机光谱采集作业受到野外光线条件的限制，对无人机多/高光谱测量的应用造成瓶颈。因此，亟需开发一种使得无人机多/高光谱设备在成像航拍作业中摆脱光线条件限制的补光系统，拓展其应用的场景，提高工作效率。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种使得无人机载多/高光谱设备在野外光线不足情况下也能实现高效作业的无人机载多/高光谱成像航拍补光系统及运行方法。
[0008]为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统，包括人造太阳光源模块、地面反射校准板、光强测量仪、地面智能控制器，所述人造太阳光源模块可搭载到无人机上，所述地面智能控制器的内部设置有数据接收单元、补光判断及光强计算单元，所述数据接收单元的信号输入端与无人机上的多/高光谱设备、光强测量仪的信号输出端连接，数据接收单元的
信号输出端通过补光判断及光强计算单元与人造太阳光源模块通讯连接；所述数据接收单元用于接收当前天气条件下的自然光线反射率和天空光数据、光强测量仪测量得到的无人机起飞前野外自然光线强度数据，并将这些数据发送给补光判断及光强计算单元，其中，所述天气条件为光照不足的天气；所述补光判断及光强计算单元用于根据接收的自然光线反射率、天空光、野外自然光线强度以及无人机的预计起飞高度数据判断是否进行补光作业以及需要补充的光强，并将这些信息发送给人造太阳光源模块，其中，所述需要补充的光强包括光照强度和光谱特征。
[0009]所述自然光线反射率为多/高光谱设备测量得到的自然光线经地面反射校准板2的反射率，所述天空光数据由多/高光谱设备在地面测量得到。
[0010]所述人造太阳光源模块包括人造太阳光源、电源、光源控制器、光源指令传输器，所述人造太阳光源、光源控制器、光源指令传输器均与电源电连接，所述光源指令传输器的信号输入端与补光判断及光强计算单元的信号输出端连接，光源指令传输器的信号输出端通过光源控制器与人造太阳光源连接。
[0011]一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统的运行方法，依次包括以下步骤：步骤一、数据接收单元接收当前天气条件下的自然光线反射率和天空光数据、光强测量仪测量得到的无人机起飞前野外自然光线强度数据，并将这些数据发送给补光判断及光强计算单元，随后补光判断及光强计算单元将接收的自然光线反射率数据与预存的晴天条件下的自然光线反射率数据进行对比，若两者的差值在设定的阈值范围内，则判定无需进行补光作业，否则进入步骤二；步骤二、补光判断及光强计算单元将接收的天空光数据与预存的晴天条件下的天空光数据进行对比，判断两者的差异是否在人造太阳光源模块能够补充的光谱范围内，若在，则进入步骤三，否则判定无法进行补光作业；步骤三、补光判断及光强计算单元结合无人机起飞前野外自然光线强度以及预计起飞高度数据计算在该起飞高度下需要补充的光强，并判断该起飞高度下需要补充的光强是否在人造太阳光源模块可调控的范围内，若在，则将该需要补充的光强数据传输给人造太阳光源模块以进行补光作业，否则判定无法进行补光作业。
[0012]步骤一中，所述自然光线反射率为多/高光谱设备测量得到的自然光线经地面反射校准板的反射率，所述天空光数据由多/高光谱设备在地面测量得到。
[0013]所述人造太阳光源模块包括人造太阳光源、电源、光源控制器、光源指令传输器，所述人造太阳光源、光源控制器、光源指令传输器均与电源电连接，所述光源指令传输器的信号输入端与补光判断及光强计算单元的信号输出端连接，光源指令传输器的信号输出端通过光源控制器与人造太阳光源连接；步骤三中，若补光判断及光强计算单元判断该起飞高度下需要补充的光强在人造太阳光源可调控的范围内，则将该需要补充的光强数据通过光源指令传输器传输给光源控制器，随后光源控制器根据需要补充的光强数据调节人造太阳光源的光强。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统包括人造太阳光源模块、地面反射校准板、光强测量仪、地面智能控制器，人造太阳光源模块可搭载到无人机上，地面
智能控制器的内部设置有数据接收单元、补光判断及光强计算单元，数据接收单元用于接收当前天气条件下的自然光线反射率和天空光数据、光强测量仪测量得到的无人机起飞前野外自然光线强度数据，并将这些数据发送给补光判断及强度计算单元，补光判断及光强计算单元用于根据接收的自然光线反射率、天空光、野外自然光线强度以及无人机的预计起飞高度数据判断是否进行补光作业以及需要补充的光强，并将这些信息发送给人造太阳光源模块，且需要补充的光强包括光照强度和光谱特征，本系统通过在阴天、多云、清晨、傍晚等光线不足的天气下补足光强以及光谱特征，保证多/高光谱野外作业的光线能够维持在晴天的光线条件，使得多/高光谱野外作业不再过于依赖晴天的天气情况，有效拓展无人机载多/高光谱传感器的应用场景。因此，本专利技术使得无人机载多/高光谱设备在野外光线不足情况下也能高效作业。
[0015]2、本专利技术一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统的运行方法中，补光判断及光强计算单元先将接收的自然光线反射率数据与预存的晴天条件下的自然光线反射率数据进行对比，若两者的差值在设定的阈值范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统，其特征在于：所述补光系统包括人造太阳光源模块（1）、地面反射校准板（2）、光强测量仪（3）、地面智能控制器（4），所述人造太阳光源模块（1）可搭载到无人机（5）上，所述地面智能控制器（4）的内部设置有数据接收单元（41）、补光判断及光强计算单元（42），所述数据接收单元（41）的信号输入端与无人机（5）上的多/高光谱设备（51）、光强测量仪（3）的信号输出端连接，数据接收单元（41）的信号输出端通过补光判断及光强计算单元（42）与人造太阳光源模块（1）通讯连接；所述数据接收单元（41）用于接收当前天气条件下的自然光线反射率和天空光数据、光强测量仪（3）测量得到的无人机（5）起飞前野外自然光线强度数据，并将这些数据发送给补光判断及光强计算单元（42），其中，所述天气条件为光照不足的天气；所述补光判断及光强计算单元（42）用于根据接收的自然光线反射率、天空光、野外自然光线强度以及无人机（5）的预计起飞高度数据判断是否进行补光作业以及需要补充的光强，并将这些信息发送给人造太阳光源模块（1），其中，所述需要补充的光强包括光照强度和光谱特征。2.根据权利要求1所述的一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统，其特征在于：所述自然光线反射率为多/高光谱设备（51）测量得到的自然光线经地面反射校准板（2）的反射率，所述天空光数据由多/高光谱设备（51）在地面测量得到。3.根据权利要求1或2所述的一种无人机载多/高光谱成像航拍补光系统，其特征在于：所述人造太阳光源模块（1）包括人造太阳光源（11）、电源（12）、光源控制器（13）、光源指令传输器（14），所述人造太阳光源（11）、光源控制器（13）、光源指令传输器（14）均与电源（12）电连接，所述光源指令传输器（14）的信号输入端与补光判断及光强计算单元（42）的信号输出端连接，光源指令传输器（14）的信号输出端通过光源控制器（13）与人造太阳光源（11）连接。4.一种权利要求1所述的无人机载多/高光谱成像航拍补光系统的运行方法，其特征在于：所述运行方法依次包括以下步骤：步骤一、数据接收单元（41）接收当前天气条件下的...
【专利技术属性】
技术研发人员：何报寅，冯奇，肖飞，周亚东，杨帆，刘惠，王宙，李文，付从菊，宋金文，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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