基本原理
日光誘導(dǎo)葉綠素熒光監(jiān)測系統(tǒng)與旋翼無人機的結(jié)合開辟了精準農(nóng)業(yè)監(jiān)測的新型應(yīng)用。葉綠素熒光包含豐富的光合信息，通過提取能夠表征植被、農(nóng)作物、葉片、樹木冠層等反射光譜信號中的熒光信息，再結(jié)合熒光參數(shù)、葉綠素等生理生化參數(shù)（地面瞬時環(huán)境條件下測定），可判斷不同環(huán)境下（肥料、水分、病脅迫、病蟲害等）作物的葉綠素熒光光譜特征及其熒光指標與其他參數(shù)（對冠層溫度、表面的輻照度、葉綠素含量測量）之間的關(guān)系，因此機載葉綠素熒光監(jiān)測技術(shù)是高效、適時、快速、靈敏、無損探測作物植被等生理狀態(tài)及其與所處環(huán)境關(guān)系的理想監(jiān)測技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于評價植被等的健康狀態(tài)。
系統(tǒng)配置技術(shù)指標：
| 型號 | DJ-M600Pro | 飛控系統(tǒng)，高清圖傳，長時續(xù)航，增穩(wěn)云臺，智能飛行電池。 | ||
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型號 |
可見-近紅外植被反射光譜測量 系統(tǒng)（350-1000nm）
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（標準版本） |
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可見近紅外植被反射光譜以及 葉綠素熒光測量系統(tǒng)(350nm-
1000nm&650-800nm)
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（升級版） |
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可見& 近紅外植被反射光譜 （350nm-1700nm）以及葉綠素
熒光測量(650nm-800nm)系統(tǒng)測
量系統(tǒng)
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（高配版） |
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定制版本 |
可見-近紅外反射光譜測量（350-1700nm） |
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可見近紅外植被反射 & 葉綠素熒光測試光譜測量 |
技術(shù)指標 |
可見-近紅外光譜儀 |
葉綠素熒光測試光譜儀 |
近紅外光譜儀 |
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光譜范圍 |
350-1000nm |
650-800nm |
900-1700nm |
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光譜儀狹縫SMA |
50um |
1mm高x25um寬 |
1.8 x 0.025mm |
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通訊方式 |
USB2.0 |
USB2.0 |
Micro USB |
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探測器尺寸 |
14um*200um |
24um*24um |
Single 1mm InGaAs |
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像素 |
2048 Pixels |
1044*64（總共）/ 1024*58（有效） |
228Pixels |
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光譜采樣間隔 |
0.3nm |
0.17nm |
3.5nm |
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信噪比SNR |
250:1（滿信號） |
1000:1 |
> 5,000:1 in 1s scan |
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Fiber input |
SMA905 |
SMA905 |
SMA905 |
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A/D轉(zhuǎn)換 |
16bit |
18bit |
24bit |
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功能描述 |
光譜校準 |
采用Hg、Ne、Ar等作為標準光源對光譜進行波長校準定標。 |
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實時太陽光采集校準系統(tǒng) |
A、因探測器探測結(jié)果與太陽直接輻射的強度、方向以及散射輻射的強度及其空間分布相關(guān)，所有采樣余弦校準器結(jié)構(gòu)實時獲取太陽光光照信息，使得探測器精準的按照余弦定律來采集，用于相對光譜強度和絕對光譜強度測量、發(fā)射光譜測量等。 B、在對地（或者植被目標）一側(cè)同樣有一個余弦校準器結(jié)構(gòu)，可快速的獲取到目標的亮度等信息。 C、系統(tǒng)在出廠時，利用國家計量單位標定的光源系統(tǒng)完成絕對輻射亮度定標（pw.cm2sr-1nm-1）。 |
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| 光纖傳導(dǎo) | 光纖使用特殊結(jié)構(gòu)，同步采集上行和下行的輻射及暗背景信號。
內(nèi)置不同探測器收集同一標定區(qū)域的平均光譜。
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暗背景采集 |
采樣電子Shutter，在光纖入光口前設(shè)計電子快門結(jié)構(gòu)，通過控制主板發(fā)送相應(yīng)的指令，Shutter實現(xiàn)不 同采集環(huán)境下的背景信號（上行和下行均設(shè)計有快門結(jié)構(gòu)）。
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| 成像鏡頭 | 采用35mm/50mm定焦鏡頭，通過相應(yīng)的技術(shù)定標處理，使得不同焦距鏡頭下，內(nèi)置各種探測器能夠采
集到特定區(qū)域的平均光譜而無監(jiān)控偏差。
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| 輻射校準 | 絕對輻射定標。 | |||
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輔助相機 |
借助輔助攝像功能，可以獲取監(jiān)控目標區(qū)域的RGB等圖像，以便更好的對研究區(qū)域進行定位。 系統(tǒng)搭載在無人機上，通過無人機的圖傳模塊，可以觸發(fā)系統(tǒng)進行采集，所采集的區(qū)域可以通過輔助相
機拍攝視場中標定的指示區(qū)域來確定。
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GPS定位 |
獲取被監(jiān)測對象的經(jīng)緯度信息，獲取太陽升降時間的信息，以便觸發(fā)系統(tǒng)運行與關(guān)閉等功能。 同時也可以利用無人機的GPS模塊，軟件可以對其各參數(shù)進行記錄，提高采集數(shù)據(jù)位置信息的精準度。
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| 多種數(shù)據(jù)格式輸出等 | 輸出txt格式的文本數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)置SD存儲卡； | |||
| 操作系統(tǒng) | 樹莓派。 | |||
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系統(tǒng)封裝 |
系統(tǒng)所有涉及到的硬件結(jié)構(gòu)全部封裝在相應(yīng)的運輸箱體內(nèi)部。 無需對光纖、信號線等進行大量的拆卸。適合長時間野外目標監(jiān)測使用。內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局、材料選擇均符
合技術(shù)應(yīng)用需求。
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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹
模塊化集成，結(jié)構(gòu)標準化，無需調(diào)試、調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只需按照要求安裝在無人機上即可，通過無線圖傳數(shù)據(jù)線實現(xiàn)系統(tǒng)與無人機、地面監(jiān)控平臺的互通。通過無人機云臺給系統(tǒng)提供獨立的供電。下行光纖與獨立模塊固定便于成像鏡頭的切換，輔助相機集成在獨立模塊上， 以便觀察、監(jiān)控采集區(qū)域。上行余弦校正功能實現(xiàn)模塊化，實時采集太陽光照信號，其透過率高，勻化效果好，適應(yīng)波段范圍廣。GPS 信息可以精準定位采集區(qū)域的位置信息。
技術(shù)優(yōu)勢
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