便攜式機(jī)載多光譜成像系統(tǒng)

便攜式機(jī)載多光譜成像系統(tǒng)

美國(guó)密西西比州斯坦尼斯空間中心的研究 人員最近研制了一臺(tái)便攜式機(jī)載多光譜成像系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)機(jī)載分系統(tǒng)和一個(gè)地面分 系統(tǒng)，它能以0 5kln—Ikm的刈幅獲取地面的多 光譜圖像數(shù)據(jù)。

這個(gè)成像系統(tǒng)是專門為觀察海岸環(huán)境而研 制的，但它也非常適合于開展與農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng) 殖業(yè)、林業(yè)、環(huán)境凈化等有關(guān)的遙感工作以及 一般的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作 它可以裝在兩個(gè)像手提 皮箱那樣大小的容器內(nèi)，因而可以作為登記行 李請(qǐng)商業(yè)航空公司運(yùn)輸。當(dāng)該系統(tǒng)被運(yùn)送到目 的地并被打開以后，人們就可以將機(jī)載分系統(tǒng) 發(fā)射到未鋪筑遭面的地面上空并用裝載在微型 搬運(yùn)車上的地面分系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制。

機(jī)載分系統(tǒng)包括一架小型無人駕駛飛機(jī)(見 附圖)，飛機(jī)上裝有一臺(tái)用于導(dǎo)航的彩色前視視 頻攝像機(jī)、三臺(tái)以三個(gè)不同光譜波段對(duì)地面進(jìn) 行成像的下視單色視頻攝像機(jī)、一個(gè)視頻發(fā)射 器和一個(gè)全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器。每臺(tái)下 視攝像機(jī)的透鏡前面都裝有一個(gè)干涉帶通濾光 片。這些濾光片可以在野外進(jìn)行更換。每個(gè)波 段寬lOnm，它們均處在400nm一1 100nm的波 長(zhǎng)范圍內(nèi)。四臺(tái)攝像機(jī)的輸出是經(jīng)多路傳輸后 才被實(shí)時(shí)發(fā)送的，因此一臺(tái)視頻發(fā)射器足以將 圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到地面供實(shí)時(shí)監(jiān)視和記錄使用。 這種設(shè)計(jì)既降低了成本，又減輕了重量。

小型無人駕駛飛機(jī)上還裝有一個(gè)用于測(cè)量 絕對(duì)航向、橫滾及俯仰的姿態(tài)基準(zhǔn)傳感器。該 傳感器由一臺(tái)三軸磁強(qiáng)計(jì)和一臺(tái)雙軸電解傾斜 儀組成。GPS接收器和姿態(tài)基準(zhǔn)傳感器獲取的 位置和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以用于將多光譜圖像數(shù)據(jù)同 地理坐標(biāo)配準(zhǔn)，這樣就不需要預(yù)先確定地面參 考目標(biāo)了 攝像機(jī)輸出信號(hào)的多路傳輸是與其它一些 功能同步實(shí)施的，這些功能包括攝像機(jī)的啟動(dòng)、 GPS接收器和姿態(tài)基準(zhǔn)傳感器數(shù)據(jù)的讀出與存 儲(chǔ)以及時(shí)間、位置和姿態(tài)信息在圖像數(shù)據(jù)上的 疊加。它們由一個(gè)包含五個(gè)微控制器、一個(gè)視 頻多路傳輸器和一個(gè)視頻同步分離器的電路執(zhí) 行 地面分系統(tǒng)包括一個(gè)用于接收視頻和數(shù)字 數(shù)據(jù)信號(hào)的接收器、一個(gè)用于顯示活動(dòng)地圖的 臺(tái)式計(jì)算機(jī)、一臺(tái)數(shù)字錄像機(jī)和一臺(tái)用于實(shí)時(shí) 顯示視頻圖像的監(jiān)視器。

機(jī)載分系統(tǒng)和地面分系 統(tǒng)基本上是用市場(chǎng)上暢銷的元部件制作的 但 研究人員將大部分精力花在了機(jī)載分系統(tǒng)上， 因?yàn)闄C(jī)載分系統(tǒng)需要達(dá)到微型化、輕量化，而 且其受飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響要達(dá)到最小。 附圖 一架載有視頻攝像機(jī)及相關(guān)設(shè)備的小型無 人駕駛飛機(jī)。運(yùn)行期間，它可以將三個(gè)光譜波段的 地面圖像連同時(shí)間以及用于將這些圖像與地理坐標(biāo) 配準(zhǔn)的信息一起發(fā)選到地面分系統(tǒng)