旋翼無人機的技術(shù)組成及應(yīng)用現(xiàn)狀

1旋翼無人機的應(yīng)用

1.1 旋翼無人機的技術(shù)組成

旋翼無人機是一個整體的系統(tǒng)，由無人機機體本身、任務(wù)載荷和地面通信基站共同組成，旋翼無人機的任務(wù)載荷可以根據(jù)實際需要來進(jìn)行更換。而地面通信基站是整個系統(tǒng)的控制中心，決定著無人機的運行，可以有效控制無人機的飛行路線和做好數(shù)據(jù)采集工作。旋 翼無人機主要應(yīng)用的技術(shù)有無線通信技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件技術(shù)。

1.2國內(nèi)外旋翼無人機應(yīng)用現(xiàn)狀

旋翼無人機在國外發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用較廣，美國通過先進(jìn)的自動導(dǎo)航和精密控制技術(shù)對旋翼無人機進(jìn)行廣泛應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大幅上升;日本也大量應(yīng)用旋翼無人機進(jìn)行植物保護作業(yè)，目前，已經(jīng)形成了極為完善的一套操作流程和規(guī)范;相比之下，我國旋翼無人機的研究和應(yīng)用起步較晚，但發(fā)展速度較快，當(dāng)前，我國旋翼無人機的研究進(jìn)入了新的階段，已在低空高光譜遙感技術(shù)方面得到了廣泛應(yīng)用。

2高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用

高光譜遙感技術(shù)主要用來監(jiān)測地面農(nóng)作物的生長狀態(tài)，把所得到的信息進(jìn)行整合，以及時提供有效的信息，同時，這項技術(shù)對于預(yù)測災(zāi)害方面也十分有效，這項技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高農(nóng)業(yè)管理水平和減少農(nóng)業(yè)管理成本。從應(yīng)用方向上看，高光譜遙感技術(shù)主要應(yīng)用于以下三個方面：一是，研究農(nóng)作物葉片光譜特征，通過對葉片光譜特征的研究，對土壤內(nèi)水分含量、農(nóng)作物葉片葉綠素含量等進(jìn)行分析，從而為農(nóng)技人員優(yōu)化作物種植管理方案提供參考;二是，能夠預(yù)測農(nóng)作物的生長勢頭，高光譜遙感技術(shù)能夠?qū)θ~面積指數(shù)和生物量兩個方面進(jìn)行監(jiān)測，而且這項技術(shù)對葉片沒有破壞性，可以得 到精確的葉面積指數(shù)，在此基礎(chǔ)上，通過搭建葉面積指數(shù)反演模型，來對農(nóng)作物的長勢進(jìn)行預(yù)測;三是，能夠監(jiān)測農(nóng)作物的生理性狀，重點是對農(nóng)作物的光合作用和氮含量進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測農(nóng)作物的光合作用狀態(tài)可以預(yù)測農(nóng)作物的生理狀況，而對氮含量的監(jiān)測，可以為施肥提供參考，實現(xiàn)科學(xué)、合理的施肥，避免浪費肥料，確保農(nóng)作物健康生長。

3高光譜遙感技術(shù)分析

3.1高光譜遙感圖像采集過程

高光譜遙感圖像的采集的通過旋翼無人機平臺來實現(xiàn)，在采集過程中，要注意對無人機平臺的飛行參數(shù)和飛行線路進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，同時對拍攝參數(shù)也需要進(jìn)行精細(xì)控制。通常來講，采集方式都是定點采集，即無人機到達(dá)預(yù)設(shè)地點之時向相機發(fā)出拍攝指令，這種做法可以使圖像重疊率得到有效保證，從而提高采集效率并獲得高質(zhì)量的采集圖像。高光譜遙感圖像采集過程主要分為以下四步：第一步是無人機平臺的飛行參數(shù)確定，主要包括無人機平臺的飛行高度、飛行速度和圖像重疊率。在確定參數(shù)時，要注意這些參數(shù)不是互相獨立的，而是互相影響的，因此，需要結(jié)合任務(wù)實際需求和設(shè)備本身性能來綜合考量。實際應(yīng)用中，要最先確定重疊率以保證圖像精度，然后根據(jù)分辨率確定飛行高度，最后根據(jù)相機的頻率確定速度。第二步是飛行路線規(guī)劃，飛行路線是根據(jù)飛行參數(shù)所確定的，在日常應(yīng)用中，多采取“之”字形的飛行路線，這樣可以對農(nóng)田區(qū)域進(jìn)行較為全面的拍攝，做到不留死角。第三步是對相機的參數(shù)確定，主要是確定相機焦距、曝光時間等。焦距決定著圖像采集的清晰度，在確定焦距過程當(dāng)中，不建議采取自動對焦模式，因為這會使得圖像拍攝時間變長，從而出現(xiàn)丟圖現(xiàn)象;曝光時間也要嚴(yán)格確定好，曝光時間過長會損失一部分遙感信 息，曝光時間過短會使得圖像信噪比降低。在選取參數(shù)時，要注意到各參數(shù)之間的相互影響，而找到一個平衡點。并且，采集過程對環(huán)境的光照度也有一定要求，因此，原則上應(yīng)當(dāng)在正午前后的兩小時范圍內(nèi)進(jìn)行高光譜遙感圖像的采集工作。最后一步是遙感圖像的采集工作，這一環(huán)節(jié)相對簡單，只需要將相機鏡頭調(diào)節(jié)到豎直向下的位置，圖像采集工作即可在無人機飛行過程中自動進(jìn)行。

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審核編輯：湯梓紅