CN211543887U - 轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，它包括一小型多旋翼无人飞行器；所述的小型多旋翼无人飞行器包括主机身和设置在主机身下方的起落架；所述的主机身下方自带可见光相机；所述的起落架上设有水平的集成板，所述的集成板上挂载有至少一种其他遥感用传感器。本实用新型的系统兼顾了便携性、安全性和数据监测的多源性及实时性，非常适用于在大田环境下高精度的作物长势相关指标的快速提取，可有效解决作物株高、生物量、作物健康相关光谱指数获取的问题。

Description

轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统

技术领域

本实用新型涉及一种农业遥感监测无人机系统，具体涉及一种基于轻小型无人机的多源成像遥感监测无人机系统。

背景技术

农业遥感系指利用遥感技术进行农业资源调查、土地利用现状分析、农业病虫害监测、农作物估产等农业应用的综合技术。例如农业病虫害监测技术主要是通过遥感平台获取农作物影像数据来预报或预测农作物病虫害。无人机作为遥感平台相对传统的卫星和航空遥在灵活性、分辨率和数据准确性等多方面具有优势，成为农业遥感监测技术研究和应用的重要分支。

目前，无人机作为遥感平台时存在一些应用方面的矛盾，主要体现为无人机平台在多源低空遥感传感器的集成性与便携性两方面往往无法兼顾。所述的遥感传感器通常包括多光谱相机和热红外相机等，现有的农业遥感监测中，能具备两种以上传感器挂载能力的无人机都是中大型无人机，整机重量会超过6kg，不仅很难快速地完成小范围低空数据实时采集，而且便携性和安全性差；而轻便的小型无人机遥感平台虽然可以实现小范围实时监测，但均不具备挂载两种以上传感器的能力。这使得无人机作为遥感平台应用时具有一定的局限性。特别是在大田环境中进行农作物精细化长势监测时，中大型无人机平台无法完成高精度指标的快速提取，而小型无人机平台在单兵作业情况下只能实现单一指标的提取。

因此，有必要研发一种具有多源低空遥感传感器挂载能力的小型无人机遥感平台，以解决现有技术的上述问题。

实用新型内容

针对上述在大田环境中进行农作物精细化长势监测所遇到的难题，本实用新型的目的在于：提供一种轻小型无人机遥感平台，具有两种以上传感器挂载能力，在大田环境下单兵作业时可以通过多源遥感传感器完成高精度的作物长势相关指标的快速提取，同时具有高便携性和安全性。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

提供一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，它包括一架小型多旋翼无人飞行器；所述的小型多旋翼无人飞行器包括主机身和设置在主机身下方的起落架；所述的起落架上设有水平的集成板，所述的集成板上挂载有至少一种遥感用传感器。

本实用新型优选的方案中，所述的飞行器为机身下方自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器；所述的集成板上挂载的至少一种遥感用传感器包括但不限于多光谱相机或热红外相机中的任意一种或两种的组合。

进一步优选的方案中，所述的机身下方自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器顶部集成有RTK天线，用于提高飞行器的定位精度，进而提高所述可见光相机拍摄图片的空间精度。

所述的可见光相机进一步优选RGB相机；所述的多光谱相机进一步优选5波段多光谱相机。

本实用新型的方案中，所述的集成板的形状没有特别限定，其大小规格可变，需根据挂载传感器数量确定。当仅挂载一种传感器时，所述的集成板可以在满足与所述起落架连接及传感器安装要求的前提下制成最小的面积；而当挂载多种传感器时，所述的集成板则在不影响飞行器飞行的前提下尽量制成较大面积。

为了保证飞行器挂载传感器的稳固性，本实用新型优选的方案中，所述的起落架包括纵向设置的至少4个支撑件，所述的集成板分别与其中的至少2个支撑件固定连接。

所述的集成板与所述的支撑件之间的固定连接可以通过多种现有的紧固件完成，具体的固定连接方式没有限制。为了进一步提高所述集成板与所述起落架连接的牢固性，降低系统作业过程中传感器相对机身的抖动以及脱落的风险，本实用新型更优选的方案中，所述的集成板外缘间隔地设有若干U形缺口用于与所述支撑件嵌合，并且在每个所述的U形缺口处安装带耳抱箍组件，将所述集成板与每个所述的支撑件分别垂直固定连接，所述的带耳抱箍组件包括用于紧箍所述支撑件的抱环和用于螺接所述集成板的耳部，所述的耳部设有带螺纹的通孔，所述带螺纹的通孔轴向与所述抱环的轴向平行。

本实用新型优选的一种实施方式中，所述的飞行器为机身下方自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器；所述飞行器的起落架包括纵向设置的至少4个支撑件；所述的集成板为长条形，仅在其两端与2个相邻的所述支撑件通过所述带耳抱箍组件固定连接，所述的集成板上挂载1种遥感用传感器。通过这种方式挂载得到的无人机系统可以在获得多源遥感数据的同时尽量降低整体重量，从而具有更低的飞行风险。

本实用新型优选的另一种实施方式中，为了同时满足与自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器的适配性和遥感数据的更加多源性，所述的集成板整体呈环状，中间设有可容纳所述可见光相机的开孔；环面用于挂载安装至少两种其他遥感用传感器。

所述的集成板的环状，其内外形状没有特别的限定，既可以是对称的规则环形，也可以是不对称或不规则的环形。所述的对称的规则环形既可以是开圆孔的圆环，也可以是开方孔的圆环，还可以是开圆孔的方环或开方孔的方环。

本实用新型进一步优选的方案中，所述的环面上，以所述开孔中心为对称点，对称地设有至少两个安装位用于挂载安装其他遥感用传感器。所述的每个安装位至少设有用于螺接的孔。

与现有技术相比，本实用新型通过在小型无人机机身下方设置集成板，并利用集成板挂载其他遥感用传感器(通常选择单个重量小于0.25kg的传感器)，获得了可用于生态或农业多源遥感监测的无人机系统。该系统兼顾了便携性、安全性和数据监测的多源性及实时性，非常适用于在大田环境下高精度的作物长势相关指标的快速提取，有效解决作物株高、生物量、作物健康相关光谱指数获取的问题。

附图说明

图1是实施例1所述无人机系统的整体结构示意图。

图2是实施例1所述无人机系统的集成板结构示意图。

图3是实施例1所述无人机系统中连接集成板与起落架的带耳抱箍结构示意图。

图4是实施例1所述无人机系统仰视图。

图5是实施例2所述无人机系统仰视图。

图6是实施例3所述无人机系统仰视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实用新型的方案中，所述的集成板可以由现有的多种轻质、刚性的材料制备而成，例如可以由3K哑光碳纤维板(厚度1.5mm)、PLA(厚度2.5mm)或ABS(厚度2.5mm)材料制成。

实施例1

一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，如图1所示，它包括一小型多旋翼无人飞行器10；飞行器10包括主机身和设置在主机身下方的起落架；起落架包括纵向设置的4个支撑件11。所述的主机身下方中心位置自带RGB相机12。所述的起落架上设有水平的环形集成板20，所述的环形集成板20上挂载有热红外相机21和5波段多光谱相机22。

如图1、2所示，环形集成板20整体上呈开有椭圆孔的方环状，中间设有可容纳所述RGB相机12的开孔23；环面上，以所述开孔23的中心为对称点，对称地设有两个安装位用于挂载安装热红外相机21和5波段多光谱相机22。所述的每个安装位设有用于螺接的孔。环形集成板20外缘四角分别设有U形缺口24，用于与所述支撑件11嵌合，并且在每个所述的U形缺口24处安装带耳抱箍组件25，将所述环形集成板20与每个所述的支撑件11分别垂直固定连接。

如图3所示，所述的带耳抱箍组件25包括用于紧箍所述支撑件11的抱环251和用于螺接所述集成板的耳部252，所述的耳部设有带螺纹的通孔253，所述带螺纹的通孔253轴向与所述抱环251的轴向平行。

本实施例所述的无人机系统挂载组装完成后，如图4所示，RGB相机12的镜头穿过环形集成板20中间的椭圆开孔23探出，热红外相机21和5波段多光谱相机22分布在其两侧，形成轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统。所述的RGB相机12、热红外相机21和5波段多光谱相机22各自具有独立减震装置，并共享一套供电系统；该系统供电要求为电压5.0V DC，功率4W。

该系统可兼顾便携性、安全性和数据监测的多源性及实时性，非常适用于在大田环境下高精度的作物长势相关指标的快速提取，有效解决作物株高、生物量、作物健康相关光谱指数获取的问题。

实施例2

一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，如图5所示，它包括一小型多旋翼无人飞行器10；飞行器10包括主机身和设置在主机身下方的起落架；起落架包括纵向设置的4个支撑件11。所述的机身下方中心位置自带RGB相机12。所述的起落架上设有水平的矩形集成板30，所述的矩形集成板30上挂载有5波段多光谱相机22。

实施例3

一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，其结构，如图6所示，与实施例2所述的系统类似，区别在于，所述的起落架的4个支撑件上分别设有2块矩形集成板30，两块矩形集成板分别位于所述RGB相机12两侧，矩形集成板30上分别挂载有热红外相机21和5波段多光谱相机22。

Claims (10)

1.一种轻小型一体化农业多源遥感监测无人机系统，它包括一小型多旋翼无人飞行器；所述的小型多旋翼无人飞行器包括主机身和设置在主机身下方的起落架；所述的主机身下方自带可见光相机；其特征在于：所述的起落架上设有水平的集成板，所述的集成板上挂载有至少一种除所述可见光相机外的其他遥感用传感器。

2.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于：所述的集成板上挂载的至少一种遥感用传感器包括但不限于多光谱相机或热红外相机中的任意一种或两种的组合。

3.根据权利要求2所述的无人机系统，其特征在于：所述的可见光相机为RGB相机；所述的多光谱相机为5波段多光谱相机。

4.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于：所述的起落架包括纵向设置的至少4个支撑件，所述的集成板分别与其中的至少2个支撑件固定连接。

5.根据权利要求4所述的无人机系统，其特征在于：所述的集成板外缘间隔地设有若干U形缺口用于与所述支撑件嵌合，并且在每个所述的U形缺口处安装带耳抱箍组件，将所述集成板与每个所述的支撑件分别垂直固定连接，所述的带耳抱箍组件包括用于紧箍所述支撑件的抱环和用于螺接所述集成板的耳部，所述的耳部设有带螺纹的通孔，所述带螺纹的通孔轴向与所述抱环的轴向平行。

6.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于：所述的飞行器为机身下方自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器；所述飞行器的起落架包括纵向设置的至少4个支撑件；所述的集成板为长条形，仅通过其两端与2个相邻的所述支撑件通过带耳抱箍组件固定连接，所述的集成板上挂载1种遥感用传感器。

7.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于：所述的飞行器为机身下方自带可见光相机的小型多旋翼无人飞行器；所述的集成板整体呈环状，中间设有可容纳所述可见光相机的开孔；环面用于挂载安装至少2种除所述可见光相机外的其他遥感用传感器。

8.根据权利要求7所述的无人机系统，其特征在于：所述的集成板的环状是对称的规则环形，或是不对称的环形。

9.根据权利要求8所述的无人机系统，其特征在于：所述的对称的规则环形是开圆孔的圆环、开方孔的圆环、开圆孔的方环或开方孔的方环。

10.根据权利要求7所述的无人机系统，其特征在于：所述的环面上，以所述开孔中心为对称点，对称地设有至少两个安装位用于挂载安装除所述可见光相机外的其他遥感用传感器；所述的每个安装位至少设有用于螺接的孔。

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