Ecodrone®无人机遥感技术
——基于多光谱成像与红外热成像技术的作物表型、JZ农业应用方案
在变暖与水资源枯竭的背景下，作物冠层叶绿素效率、水分有效利用与水分胁迫成为作物表型分析、遗传育种、灌溉管理等重要的研究课题。易科泰生态技术公司以自主研发Ecodrone®无人机遥感技术为基础，引进国际先进的多光谱及红外热成像技术，为作物表型及JZ农业研究提供全新的应用方案。
易科泰公司凭借多年在农业、林业、生态环境领域仪器技术研发集成及推广经验，结合多光谱成像及红外热成像技术的独特优势，将其引入Ecodrone®专业无人机遥感平台和陆基作物表型测量监测平台，通过选配多光谱、红外热成像、高光谱及叶绿素荧光成像技术，并配合土壤水分、空气温湿度、茎流等监测网络，组成完整的陆空双基作物数字化系统，从而使JZ农业研究手段由事后分析评价阶段转为事中控制及事先预防阶段，为野外大田作物表型研究、水分胁迫监测、产量预估、JZ农业及指导灌溉等方面，提供方便、快速、一体化的解决方案。
一 Ecodrone®专业无人机遥感平台
1.1 UAS-4轻便型无人机
主要特点：
l 
自主研发4旋翼便携型专业无人机平台（ZL号ZL 2016 2 1103365.8），荣获第24届中国杨凌农业高新科技成果博览会“后稷奖”
l空机悬停时间达高60分钟，有效作业时间可达50分钟以上
l具备信号干扰保护，故障保护，低电压自动保护，一键自动返航降落功能
l标配高清RGB镜头实时图像回传，飞行现场尽收眼底。
l模块式设计、强大的可扩展性能和兼容性，可自由随时随地更换监测设备、满足各种野外监测要求，可同时搭载2种不同的监测设备如高清RGB相机、红外热成像和多光谱相机等
l可选配RGB镜头、多光谱镜头、NDVI镜头、红外热成像镜头、空气质量监测模块等
l全方位DJ专家支持，包括无人机专家、光谱遥感专家、生态环境专家等
l专业无人机遥感技术支持、培训
主要技术指标：
l裸机重量1850g，标配起飞重量4600g（包括电池、云台、镜头），ZD起飞重量8000g
l外形尺寸：916mm x 916mm x 220mm（螺旋桨及支架等展开），对称轴距650mm
l抗风能力：5级（8m/s 、28.8km/h)
l抗雨能力：在小雨天气可执行作业任务，但是不推荐雨天作业
l高精度GPS模块，支持GPS／北斗双模
l具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕及跟随（follow-me模式，需地面站支持）等飞行模式，具备“黑匣子”功能模块等
l遥控器：工作频率840MHz，通道数10，发射功率（EIRP）FCC 100 dBm，控制距离5km（无干扰环境下可达15km）
l在线图传（FPV接收）：工作频段5.8G，支持DVR黑匣子功能，ZD距离5km
l地面站软件（笔记本电脑用户自备）：一站式智能软件系统，具备飞行监控、参数设置、语音报读功能，内嵌地形地貌数据，全自动规划航线，支持一键返航
1.2 UAS-8 多光谱与红外热成像无人机遥感平台
主要特点：
l自主研发8旋翼多功能无人机平台，适应高海拔、低气压等复杂严苛环境，海拔5000m以上高原地区可安全作业。
l强大的可扩展性能和兼容性，多可同时搭载3种不同传感器，实现一机多能。
l一次飞行可同时搭载10通道双机多光谱成像系统、双光红外热成像及RGB相机，同步获取10通道多光谱数据、红外热成像数据、RGB彩色影像，真正做到事半功倍。
l可选配RGB镜头、多光谱镜头、高光谱镜头、3D LiDAR传感器、NDVI专业镜头、红外热成像镜头、空气质量监测系统等。
l采用开源框架，集成自主双机热备份飞控，多重保护确保飞行安全。
l全方位DJ专家支持，包括无人机专家、遥感专家、生态环境专家等。
主要技术指标：
lZD起飞重量16Kg，有效载荷6Kg。
lZD悬停时间： 50min（无负载），40min（负载1.5kg）。
l抗风性能：5级风可安全飞行（10m/s）、瞬间可承受6级风(13m/s)。
l抗雨能力：小雨天气可执行作业任务，但是不推荐雨天作业。
l标配高清RGB镜头实时图像回传，飞行现场尽收眼底。
l遥控器工作频率：840MHz，ZD通信距离（无干扰、无阻挡）：≥15km
l等效全向辐射功率（EIRP）：10dBm@900M、13dBm@5.8G、20dBm@2.4G
l视频输出接口：HDMI，SDI，USB
l协同功能：支持多机互联
l地面站软件（笔记本电脑用户自备）：一站式智能软件系统，具备飞行监控、参数设置、语音报读功能，内嵌地形地貌数据，全自动规划航线，支持一键返航
二 光谱成像传感器技术
2.1 RedEdge-MX多光谱成像相机
RedEdge-MX相机，集入射光传感器（DLS）与GPS于一体，全身铝合金打造，是一款美观大气、坚固耐用并久经考验的专业无人机载多光谱传感器。，可无缝集成于EcoDrone UAS-4/8平台，组成即时可用的科研级无人机多光谱遥感系统，是市场上灵活、实用的解决方案之一。
主要特点：
l 一次飞行可同步获取5个窄带光谱波段。
l 高影像分辨率：120m飞行高度时分辨率可达8cm。
l SD卡存储全部带有地理位置标签的影像。
l 直观的网络设置界面，可通过Wi-Fi设置，独立工作。
l 全新铝制机身，更耐用，更耐高温。
l 用于精确、可重复测量的经辐射计量校准的光谱成像仪。
l 完全访问原始数据，可以使用多种处理分析平台生成输出。
应用领域：
l 作物表型及JZ农业
l 作物长势和农情监测
l 农业灾害胁迫监测评估
l 生态环境调查监测
l 水资源规划管理
l 土壤侵蚀监测评估
l 地理信息系统
2.2 10通道多光谱成像系统
10通道多光谱成像系统，是在RedEdge-MX基础上，新增RedEdge-MX Blue相机，组成同步10通道多光谱成像解决方案，用于别遥感和JZ农业研究。本系统以新的RedEdge-MX Blue为特色，在原有5个标准波段基础上，加上一组新的滤波器，使更多、更详细的分析成为可能，如浅水环境监测和叶绿素效率及植物红边坡度的详细分析。
主要特点：
l 一次飞行同步获取10通道多光谱影像，飞行作业事半功倍
l 同一无人机即可同时搭载RedEdge-MX和RedEdge-MX Blue，无需更换无人机平台
l 结合下行光传感器和GPS进行流线型集成，确保精确的环境光校准
l 双机共用一套DLS和GPS，节省成本和重量的同时，确保双机同时、同步、同光线
l 可与EcoDrone UAS-4/8无人机平台组成即飞即用（Ready-to-fly）系统
l 配备固定支架和快速安装连接器，可兼容DJI等无人机平台
l 利用新增的海岸蓝色波段监测浅水环境（气溶胶、浮质等）
l 利用新增的红、绿及两个红边波段详细分析叶绿素效率或红边坡度
l 两相机波段可任意互换使用，允许用户创建多种新的指数模型及详细分析
技术参数：
重量 | 508.8g（含两个传感器、双机安装板、DLS2、线缆） |
尺寸 | 8.7cm×12.3cm×7.6cm |
电源 | 4.2-18.8V DC |
光谱波段 | 海岸蓝（444,28）、绿（531,14）、红（650,16）、红边（705,10）、红边（740,18） 蓝（475,32）、绿（560,27）、红（668,14）、红边（717,12）、近红外（842,57） |
RGB输出 | 3.6MP（全局快门，所有波段均对齐） |
分辨率 | 1280×960（单波段1.2MP） |
地面采样间隔 | 8cm/像素（120m相对高度） |
拍摄速率 | 1秒/次，全部波段 |
接口 | 串口通讯，10/100/1000以太网，可移除Wi-Fi，外部触发，GPS，SDHC |
视场角 | 47.2° |
触发选项 | 定时模式、重叠模式、外部触发模式、人工触发模式 |
温度 | 0-40℃环境（无气流）；0-50℃环境（气流＞0.5m/s） |
套装内容 | RedEdge-MX传感器、RedEdge-MX Blue传感器、镜头保护盖、反射校准板、DLS及GPS、线缆、安装螺丝、快速转接板、硬质运输箱 |
应用领域：
l 作物表型及JZ农业
l 作物长势和农情监测
l 农业灾害胁迫监测
l 生态环境调查监测
l 浅水环境监测
l 植物叶绿素效率评估
北京易科泰生态技术有限公司
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