— 生態(tài) · 農業(yè) · 健康 —
時間：2019-10-15
作者：易科泰
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簡介：
Ecodrone?無人機遙感技術
——基于多光譜成像與紅外熱成像技術的作物表型、精準農業(yè)應用方案
在全球變暖與水資源枯竭的背景下,，作物冠層葉綠素效率,、水分有效利用與水分脅迫成為作物表型分析,、遺傳育種、灌溉管理等重要的研究課題,。易科泰生態(tài)技術公司以自主研發(fā)Ecodrone?無人機遙感技術為基礎,，引進國際先進的多光譜及紅外熱成像技術，為作物表型及精準農業(yè)研究提供全新的應用方案,。
易科泰公司憑借多年在農業(yè),、林業(yè)、生態(tài)環(huán)境領域儀器技術研發(fā)集成及推廣經驗,，結合多光譜成像及紅外熱成像技術的獨特優(yōu)勢,，率先將其引入Ecodrone?專業(yè)無人機遙感平臺和陸基作物表型測量監(jiān)測平臺，通過選配多光譜,、紅外熱成像,、高光譜及葉綠素熒光成像技術，并配合土壤水分,、空氣溫濕度,、莖流等監(jiān)測網絡，組成完整的陸空雙基作物數字化系統(tǒng),，從而使精準農業(yè)研究手段由事后分析評價階段轉為事中控制及事先預防階段,，為野外大田作物表型研究、水分脅迫監(jiān)測,、產量預估,、精準農業(yè)及指導灌溉等方面，提供方便,、快速,、一體化的解決方案。
一 Ecodrone?專業(yè)無人機遙感平臺
1.1 UAS-4輕便型無人機
主要特點：
l 
自主研發(fā)4旋翼便攜型專業(yè)無人機平臺（專利號ZL 2016 2 1103365.8）,，榮獲第24屆中國楊凌農業(yè)高新科技成果博覽會“后稷獎”
l空機懸停時間達高60分鐘,，有效作業(yè)時間可達50分鐘以上
l具備信號干擾保護，故障保護,，低電壓自動保護,，一鍵自動返航降落功能
l標配高清RGB鏡頭實時圖像回傳,，飛行現(xiàn)場盡收眼底。
l模塊式設計,、強大的可擴展性能和兼容性,，可自由隨時隨地更換監(jiān)測設備、滿足各種野外監(jiān)測要求,，可同時搭載2種不同的監(jiān)測設備如高清RGB相機,、紅外熱成像和多光譜相機等
l可選配RGB鏡頭、多光譜鏡頭,、NDVI鏡頭、紅外熱成像鏡頭,、空氣質量監(jiān)測模塊等
l全方位頂尖專家支持,，包括無人機專家、光譜遙感專家,、生態(tài)環(huán)境專家等
l專業(yè)無人機遙感技術支持,、培訓
主要技術指標：
l裸機重量1850g，標配起飛重量4600g（包括電池,、云臺,、鏡頭），最大起飛重量8000g
l外形尺寸：916mm x 916mm x 220mm（螺旋槳及支架等展開）,，對稱軸距650mm
l抗風能力：5級（8m/s ,、28.8km/h)
l抗雨能力：在小雨天氣可執(zhí)行作業(yè)任務，但是不推薦雨天作業(yè)
l高精度GPS模塊,，支持GPS／北斗雙模
l具備航點導航,、定點、懸停,、定高,、航線、區(qū)域覆蓋,、環(huán)繞及跟隨（follow-me模式,，需地面站支持）等飛行模式，具備“黑匣子”功能模塊等
l遙控器：工作頻率840MHz,，通道數10,，發(fā)射功率（EIRP）FCC 100 dBm，控制距離5km（無干擾環(huán)境下可達15km）
l在線圖傳（FPV接收）：工作頻段5.8G,，支持DVR黑匣子功能,，最大距離5km
l地面站軟件（筆記本電腦用戶自備）：一站式智能軟件系統(tǒng)，具備飛行監(jiān)控,、參數設置,、語音報讀功能,，內嵌地形地貌數據，全自動規(guī)劃航線,，支持一鍵返航
1.2 UAS-8 多光譜與紅外熱成像無人機遙感平臺
主要特點：
l自主研發(fā)8旋翼多功能無人機平臺,，適應高海拔、低氣壓等復雜嚴苛環(huán)境,，海拔5000m以上高原地區(qū)可安全作業(yè),。
l強大的可擴展性能和兼容性，最多可同時搭載3種不同傳感器,，實現(xiàn)一機多能,。
l一次飛行可同時搭載10通道雙機多光譜成像系統(tǒng)、雙光紅外熱成像及RGB相機,，同步獲取10通道多光譜數據,、紅外熱成像數據、RGB彩色影像,，真正做到事半功倍,。
l可選配RGB鏡頭、多光譜鏡頭,、高光譜鏡頭,、3D LiDAR傳感器、NDVI專業(yè)鏡頭,、紅外熱成像鏡頭,、空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)等。
l采用開源框架,，集成自主雙機熱備份飛控,，多重保護確保飛行安全。
l全方位頂尖專家支持,，包括無人機專家,、遙感專家、生態(tài)環(huán)境專家等,。
主要技術指標：
l最大起飛重量16Kg,，有效載荷6Kg。
l最大懸停時間： 50min（無負載）,，40min（負載1.5kg）,。
l抗風性能：5級風可安全飛行（10m/s）、瞬間可承受6級風(13m/s),。
l抗雨能力：小雨天氣可執(zhí)行作業(yè)任務,，但是不推薦雨天作業(yè)。
l標配高清RGB鏡頭實時圖像回傳，飛行現(xiàn)場盡收眼底,。
l遙控器工作頻率：840MHz,，最大通信距離（無干擾、無阻擋）：≥15km
l等效全向輻射功率（EIRP）：10dBm@900M,、[email protected],、[email protected]
l視頻輸出接口：HDMI，SDI,，USB
l協(xié)同功能：支持多機互聯(lián)
l地面站軟件（筆記本電腦用戶自備）：一站式智能軟件系統(tǒng),，具備飛行監(jiān)控、參數設置,、語音報讀功能,，內嵌地形地貌數據，全自動規(guī)劃航線,，支持一鍵返航
二 光譜成像傳感器技術
2.1 RedEdge-MX多光譜成像相機
RedEdge-MX相機,，集入射光傳感器（DLS）與GPS于一體，全身鋁合金打造,，是一款美觀大氣、堅固耐用并久經考驗的專業(yè)無人機載多光譜傳感器,。,，可無縫集成于EcoDrone UAS-4/8平臺，組成即時可用的科研級無人機多光譜遙感系統(tǒng),，是市場上最靈活,、最實用的解決方案之一。
主要特點：
l 一次飛行可同步獲取5個窄帶光譜波段,。
l 高影像分辨率：120m飛行高度時分辨率可達8cm,。
l SD卡存儲全部帶有地理位置標簽的影像。
l 直觀的網絡設置界面,，可通過Wi-Fi設置,，獨立工作。
l 全新鋁制機身,，更耐用,，更耐高溫。
l 用于精確,、可重復測量的經輻射計量校準的光譜成像儀,。
l 完全訪問原始數據，可以使用多種處理分析平臺生成輸出,。
應用領域：
l 作物表型及精準農業(yè)
l 作物長勢和農情監(jiān)測
l 農業(yè)災害脅迫監(jiān)測評估
l 生態(tài)環(huán)境調查監(jiān)測
l 水資源規(guī)劃管理
l 土壤侵蝕監(jiān)測評估
l 地理信息系統(tǒng)
2.2 10通道多光譜成像系統(tǒng)
10通道多光譜成像系統(tǒng),，是在RedEdge-MX基礎上，新增RedEdge-MX Blue相機,，組成同步10通道多光譜成像解決方案,，用于高級別遙感和精準農業(yè)研究,。本系統(tǒng)以新的RedEdge-MX Blue為特色，在原有5個標準波段基礎上,，加上一組新的濾波器,，使更多、更詳細的分析成為可能,，如淺水環(huán)境監(jiān)測和葉綠素效率及植物紅邊坡度的詳細分析,。
主要特點：
l 一次飛行同步獲取10通道多光譜影像，飛行作業(yè)事半功倍
l 同一無人機即可同時搭載RedEdge-MX和RedEdge-MX Blue,，無需更換無人機平臺
l 結合下行光傳感器和GPS進行流線型集成,，確保精確的環(huán)境光校準
l 雙機共用一套DLS和GPS，節(jié)省成本和重量的同時,，確保雙機同時,、同步、同光線
l 可與EcoDrone UAS-4/8無人機平臺組成即飛即用（Ready-to-fly）系統(tǒng)
l 配備固定支架和快速安裝連接器,，可兼容DJI等無人機平臺
l 利用新增的海岸藍色波段監(jiān)測淺水環(huán)境（氣溶膠,、浮質等）
l 利用新增的紅、綠及兩個紅邊波段詳細分析葉綠素效率或紅邊坡度
l 兩相機波段可任意互換使用,，允許用戶創(chuàng)建多種新的指數模型及詳細分析
技術參數：
重量 |
508.8g（含兩個傳感器,、雙機安裝板、DLS2,、線纜） |
尺寸 |
8.7cm×12.3cm×7.6cm |
電源 |
4.2-18.8V DC |
光譜波段 |
海岸藍（444,28）,、綠（531,14）、紅（650,16）,、紅邊（705,10）,、紅邊（740,18） 藍（475,32）、綠（560,27）,、紅（668,14）,、紅邊（717,12）、近紅外（842,57） |
RGB輸出 |
3.6MP（全局快門,，所有波段均對齊） |
分辨率 |
1280×960（單波段1.2MP） |
地面采樣間隔 |
8cm/像素（120m相對高度） |
拍攝速率 |
1秒/次,，全部波段 |
接口 |
串口通訊，10/100/1000以太網,，可移除Wi-Fi,，外部觸發(fā)，GPS,，SDHC |
視場角 |
47.2° |
觸發(fā)選項 |
定時模式,、重疊模式、外部觸發(fā)模式、人工觸發(fā)模式 |
溫度 |
0-40℃環(huán)境（無氣流）,；0-50℃環(huán)境（氣流＞0.5m/s） |
套裝內容 |
RedEdge-MX傳感器、RedEdge-MX Blue傳感器,、鏡頭保護蓋,、反射校準板、DLS及GPS,、線纜,、安裝螺絲、快速轉接板,、硬質運輸箱 |
應用領域：
l 作物表型及精準農業(yè)
l 作物長勢和農情監(jiān)測
l 農業(yè)災害脅迫監(jiān)測
l 生態(tài)環(huán)境調查監(jiān)測
l 淺水環(huán)境監(jiān)測
l 植物葉綠素效率評估
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