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(nóng)業(yè)應用方案

在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*的多光譜及紅外熱成像技術，為作物表型及精準農(nóng)業(yè)研究提供全新的應用方案。

易科泰公司憑借多年在農(nóng)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(jīng)驗，結(jié)合多光譜成像及紅外熱成像技術的*優(yōu)勢，*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(wǎng)絡，組成完整的陸空雙基作物數(shù)字化系統(tǒng)，從而使精準農(nóng)業(yè)研究手段由事后分析評價階段轉(zhuǎn)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(chǎn)量預估、精準農(nóng)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（號ZL 2016 2 1103365.8），榮獲第24屆中國楊凌農(nóng)業(yè)*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(zhì)量監(jiān)測模塊等

l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），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*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(shù)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，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(shù)設置、語音報讀功能，內(nèi)嵌地形地貌數(shù)據(jù)，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，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(shù)據(jù)、紅外熱成像數(shù)據(jù)、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(zhì)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大起飛重量16Kg，有效載荷6Kg。

l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*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，大通信距離（無干擾、無阻擋）：≥15km

l等效全向輻射功率（EIRP）：10dBm@900M、13dBm@5.8G、20dBm@2.4G

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(shù)設置、語音報讀功能，內(nèi)嵌地形地貌數(shù)據(jù)，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(jīng)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)，是市場上靈活、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(wǎng)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(jīng)輻射計量校準的光譜成像儀。

l *訪問原始數(shù)據(jù)，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(nóng)業(yè)

l 作物長勢和農(nóng)情監(jiān)測

l 農(nóng)業(yè)災害脅迫監(jiān)測評估

l 生態(tài)環(huán)境調(diào)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(nóng)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(jié)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(zhì)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(shù)模型及詳細分析

技術參數(shù)：

應用領域：

l 作物表型及精準農(nóng)業(yè)

l 作物長勢和農(nóng)情監(jiān)測

l 農(nóng)業(yè)災害脅迫監(jiān)測

l 生態(tài)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測

l 淺水環(huán)境監(jiān)測

l 植物葉綠素效率評估