高光譜相機(jī)培訓(xùn)

用戶單位：中國科學(xué)院智慧機(jī)械研究所

培訓(xùn)時(shí)間：2021年5月24日至26日

應(yīng)用方向：農(nóng)作物生長監(jiān)測、病蟲害防止、作物精準(zhǔn)栽培

本次培訓(xùn)應(yīng)用戶需求，將培訓(xùn)地點(diǎn)放在用戶試驗(yàn)地，飛行培訓(xùn)和數(shù)據(jù)采集同步進(jìn)行，趕在小麥成熟前采集一次數(shù)據(jù)，應(yīng)用于小麥倒伏、籽粒含水率和品質(zhì)的估測研究。本著培訓(xùn)即采集的原則，盡可能貼近用戶實(shí)際飛行現(xiàn)場，解決用戶實(shí)際飛行中的潛在問題。本次培訓(xùn)采集的數(shù)據(jù)為下圖S2地塊，500畝小麥地。

圖1  機(jī)載高光譜系統(tǒng)飛行區(qū)域

本次培訓(xùn)產(chǎn)品為雙利合譜自主研發(fā)生產(chǎn)的機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)GaiaSky-Mini2-VN。中國科學(xué)院智慧機(jī)械研究所使用成員全程參與培訓(xùn)，第一天培訓(xùn)為室內(nèi)培訓(xùn)，我司工程師詳細(xì)介紹了高光譜成像儀的工作原理、應(yīng)用方向；現(xiàn)在演示設(shè)備拆裝的過程，全程錄像，同時(shí)用戶獨(dú)立拆裝機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，達(dá)到獨(dú)立快速完成設(shè)備組裝、調(diào)試及拆解保存。 

圖2  機(jī)載高光譜系統(tǒng)第一天室內(nèi)培訓(xùn)

第二天培訓(xùn)內(nèi)容內(nèi)戶外數(shù)據(jù)采集及飛行培訓(xùn)。根據(jù)第一天的培訓(xùn)，用戶親自在實(shí)驗(yàn)田中組裝設(shè)備并調(diào)試，規(guī)劃飛行航線（飛行面積為500畝，飛行高度250m），我司工程師全程協(xié)助并講解現(xiàn)場飛行安全知識(shí)。

圖3 機(jī)載高光譜系統(tǒng)第二天室外培訓(xùn)

用戶對(duì)整套設(shè)備的操作性、集成度、設(shè)備性能給出了較高的評(píng)價(jià)?，F(xiàn)場培訓(xùn)后，對(duì)本套系統(tǒng)的——懸停內(nèi)置推掃的成像方式較高的評(píng)價(jià)，有效避免了市面上常見的無人機(jī)勻速飛行推掃產(chǎn)生的圖像畸變。

GaiaSky-mini2-VN高光譜成像系統(tǒng)是針對(duì)小型旋翼無人機(jī)開發(fā)的高性價(jià)比機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)。采用內(nèi)置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機(jī)系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機(jī)時(shí)，由于無人機(jī)系統(tǒng)的震動(dòng)造成的成像質(zhì)量差的問題。為高光譜成像技術(shù)在目標(biāo)識(shí)別、偽裝與反偽裝等軍事領(lǐng)域，地面物體與水體遙測、現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、遙感考古、礦產(chǎn)資源勘測、水污染監(jiān)測、高光譜立體攝影測量等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

與目前的國內(nèi)外現(xiàn)有的無人機(jī)高光譜成像儀相比，GaiaSky-Mini2-VN機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)獨(dú)有的軟硬件功能如下：

●采用懸停內(nèi)置推掃拍攝方式，成功克服無人機(jī)飛行過程中抖動(dòng)、偏航帶來數(shù)據(jù)畸變問題

●自動(dòng)掃描速度匹配，成功避免了推掃式成像無人機(jī)飛行速度與高光譜相機(jī)采集速度不匹配造成的圖像畸變問題

● 500W像素輔助取景攝像頭，實(shí)現(xiàn)所見即所得

● 圖像實(shí)時(shí)回傳，監(jiān)控拍攝效果

● 自動(dòng)曝光、自動(dòng)掃描速度匹配、自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集

● 圖像可實(shí)現(xiàn)大面積自動(dòng)拼接，獲得完整研究區(qū)域高光譜圖像數(shù)據(jù)

 以下為單幅機(jī)載高光譜圖像三波段假彩圖，因客戶數(shù)據(jù)保密原因，未將拼接后的效果發(fā)布。如需了解大區(qū)域拼接后的效果可致電當(dāng)?shù)刎?fù)責(zé)人。

圖4 機(jī)載高光譜系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集偽彩色圖及地物光譜曲線