[实用新型]一种单旋翼微型无人机多光谱遥感系统

说明书

技术领域：

本实用新型属于无人机低空多光谱遥感数据采集装置领域，具体涉及一种单旋翼微型无人机多光谱遥感系统。

背景技术：

过去遥感信息的获取多采用卫星遥感和载人航空遥感。卫星遥感由于其信息获取受重访周期的制约，而且受限于云层对卫星光学和红外通道探测的影响，特别是在南方地区受天气的影响更大。载人航空遥感虽然不受重访周期的影响，但它的投入较大、对天气、场地和人员等条件的要求相对较高，成本也相对较高。以卫星遥感和载人航空遥感为主的监测手段，往往暴露出数据获取能力不足、更新周期长导致数据现势性差等局限。此外，卫星遥感影像的光谱分辨率较高、而空间分辨率较低，往往难以满足应用对图像空间分辨率的要求。近年来随着微型无人机技术的成熟，利用微型无人机搭载传感器获取低空遥感影像数据，成为卫星感和载人航空遥感之外的一种数据获取手段。

无人机低空遥感的主要优势在于具有更高的灵活性，不受卫星运行周期的限制，可以根据需要选择合适气象条件随时起飞；（云下）低空飞行排除了云团对成像（图像质量）的影响，有利于获取更加精确的信息；能够实现遥感影像的实时获取，数据的时效性强；空间分辨率更高，通常能达到厘米级，大大高于卫片和载人机航片的分辨率，信息量更加丰富；在中小区域应用中，成本大大低于载人机和卫星遥感。但由于无人机平台体积小、重量轻、载重小，在专业传感器的应用方面存在诸多限制，且无人机多在中低空飞行、气流复杂，易导致空中姿态剧烈变化，这些因素增加了遥感数据的处理难度，是需要进一步研究解决的技术关键。

由于受微型无人机载重的限制，主要通过搭载高分辨率数码相机来获取连续的、具备GPS坐标信息的高空间分辨率照片，并通过配准、拼接、纠正等一系列处理最终获得航拍区域的遥感影像数据。过去通过普通数码相机获取的图像波段主要是在可见光范围，无法获取近红外、热红外等光谱特征，因此在遥感方面的应用受到很大的限制。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种能实现在复杂环境下（如山区、田间）的快速作业和获取数据，对环境适应性强的单旋翼微型无人机多光谱遥感系统。

本实用新型是通过以下技术方案予以实施的：

本实用新型的单旋翼微型无人机多光谱遥感系统，其特征在于，包括单旋翼无人机，在单旋翼无人机上还集成：

飞行控制模块：接收多通道遥控器的控制信息对单旋翼无人机进行控制；

卫星定位模块：获取精确的GPS坐标信息；

自动驾驶模块：让单旋翼无人机按照设定的航线进行自动飞行，精确定位和定高度的悬停飞行，还具备航线设定、自动驾驶、自动返航等功能；

动力模块：为单旋翼无人机及各模块提供动力；可以为电池。

多光谱传感器设备：自动拍摄影像，并与卫星定位模块相连，使得每张影像都与GPS坐标和拍摄时间关联；优选为美国Tetracam公司生产的Tetracam ADC第三代多光谱数码相机产品，可以获得波长范围在520nm-920nm的影像设备尺寸：122×78×41mm3（不安装镜头），带500万像素CMOS镜头；重量：340g（不带电池），520g（碱性电池）；单张储存12s，连续1帧/2s；照片大小：每张约1MB；CF卡存储；外置远程触发器；RS232接口可连接GPS。

多功能航拍云台：将多光谱传感器设备安装在多功能航拍云台上，以设定多光谱传感器设备的角度，并在飞行过程中一直保持固定的角度不变；要获取正射航拍影像，必须要在单旋翼无人机上加装多功能航拍云台，再将多光谱传感器设备安装到多功能航拍云台上，这样就可以设定多光谱传感器设备镜头的角度，并在飞行过程中一直保持固定的角度不变。当设定多光谱传感器设备镜头与地面角度为90度角时，即可获得正射遥感影像。安装多功能航拍云台和多光谱传感器设备后，可通过调整可调节电池架组上电池的位置，来调节单旋翼无人机的平衡。

无人机遥感数据处理模块：对拍摄获得的影像数据进行处理；

还设有多通道遥控器：对单旋翼无人机及其各模块进行遥控控制。

通过航线规划软件设定单旋翼无人机飞行路径，然后将多光谱传感器设备设定为自动拍摄，启飞后即可按设定好的路径进行飞行，并按设定的时间间隔自动拍摄影像。获取的每一张影像都与GPS坐标和拍摄时间关联，以便于后期对影像进行纠正、配准和拼接。为了保证数据的质量，一般要求两张照片的重叠率为30%，需要对拍摄时间间隔及飞行速度进行调试，以获得较好的影像重叠率。