CZ31855U1 - Zařízení pro stanovení vodního stresu metodou leteckého snímkování LWIR termokamerou umístěnou na UAV prostředku s automatickou korekcí tepelného záření atmosféry - Google Patents

Description

Zameai pro stunnvvm χ mlátím stm« metodou hueekehe xnúsAnxdn! 1AVIR teratokanwron eutfídémtM na UAV prostředku s MdernatkRon korekcí trpehtého zuřeni atmosféry ÍM&Usjsate

Technické řešeni se lýka zařízeni pro stanovení vodního strefu molodou leteckého Motokov dm za ponžin i V IR (Ιοηρ-νονο Íttf'r.u\\i v pásmu ; pm ar 14 pms nutocen ona ten negrafické List tory s t vsokýtn rozlišením (3s (dálo jen lennokamer}) 5-možnosti simultánního ukládám ÍA dl snímku, umetáno tm hez pilotům; koce kom. prostředku (1) i dále jen UAV z medického ! rmmnned Aeriaí VVhide) s naVcdto m výpočtem hodnoty vodního strem a A\V smmLnaneno po-o mm Λ' .^,mok,cmeru O* - m, 1 x\ th upesnéítu prostřednice tm vhodného hardanoxa (dálo jett gimkdu) géé R sy počtu hodnoty vodního stresu metodou <mmm oni ťVYSl jsou použih údaje o munéřené povrchové teploto zMuné ζ teitnokaiocn (3) a teplota stanovená is refemneoíeft ploch í? v Zařízení zároveň zu pnntod drafte ! WIE tennokamery (dálejett ilruhá iermokamerai s nižším nvlišonim |4) provádí automatickou korekci vlivu odražené zdánlivě teploty, jejímž zdrojem je atmosférické tepelné zárost I í 10} a dále umožňuje zadání vSeeh dalších parametrů snthiňetveneho temtngmfichého měřeni oe/hytny ch ke stanoveni použito vé teploty, ty emhivity a parametrů pro korekci vlivu atmosféry (11) mezí méřestým povrchem a UAV prostředkem. Parametry pro korekci vlivu atmosféry jsou vyčítány z pozemní meteorologicko stanice A) Výstupem měřeni je pak 2f> georeléreneoutná oiiofotomapa infomwjiot o vodním stresu v jedmttlivých éásteeh porostu s možností přesné lokalizace pomoct GPS souřadnic, které jsou přiřazeny každému snímku. Za účelem záznamu CIFS Atuřndme ke taiiemu snímin je tertnokamera 0} propojena s GFS modulem (5), UAV je ovládáno pilotem prostřednictvím pozentnt stanice (6), IVsavadnůpmtó Šachu pato k průvodům; jev mu našeho Usnutu o se um.;n. s uuož je nutno poéma jař x zemédétsle praxi, tak ve voůoms hospodářství .i dalších odvctx ich kro porovnáni sniry deilcius vody ^ mzoe deštní době a pří odlišných poxěmmsiUíUi pod;msti.ach sxeaiam pouze Íubímkmm; reok'. sepUt mstho a x.mmhu. Ve ;e nuute .mUceim vodu; suomsu dophték s WFÍ>k I.iou ntěnm ,suehosť' x/duchu a umesuidn; Intenzitu výparu a ochlazován; povrchu p-ísíHn íoj. mateři dě). /. teploty v/.dodss.s a rexUm a rehuvm vOxkovO v/duchn lr,.e v> počítat snde;< C-ďSl (fdso !*>®K Idso et a!, j κ který posovsiávs rozdil tepíoíy vasduchu a rostlin $ hodnotami nej výřího možného roadOa teplot porosis* a vadodm s.s nehan-spistiuelcn rosstkn, be« vody, a nepslMÍ ro&amp;di! teplot plné tmtspíruiidho. (ocMazavaného) p^vtohn a teploty vaduchu * to vse pro danou aktuální Provoň svtoefcuho doplňku, Hodnota í.'^Sl se najčas&amp;ejt pohybuje od 0 do k phéesnž hodnot> stoupal«η k jednu >ud'K«n io\ton,.* sttos *rO''titnv omeeujt tmnspinset, noodthoo.pt se).

Index se vypodta podle wotee t Whl s lc88^vd *cvs lém IVA kdo Ic,.^ K nktssasot teplota poroste svrněsuma tesetokanseson, l*,85 K teplou v lísko sckreném ploclo a ku jé teplota audto sete on ér psAn \ thku Ό 'etudu ploch i puuhanme plsd mv-pwoet 'st sesJstn. s snuuuswloé otov ten v,n p ,¾. o, z o srsco ve ha tok" o a v. » pkvh x set nvmsn' !to ne sp<? o,„ ν' <A * nm v sum sní podsaav /dto eso setéterOoivd paA s 'kmtélv ksty vyrobené / četného knst o rozsu&amp;rceh d évssv k lan, v Ikvun ktesé jsou souden přístroje kvaposv-sertsop kde vlhké referenční plocha je udržována pootočí černého bavínčneho knotu noyoapoiho re zúx>ohnske desítko unést voda aoehň teíeteoéos phaha se siev ihéend. 1 epšon iddcněmeis ploch mohou být stanoveny dalšími metodami. Sochou referenční plochu ke >'sk v \ o on ', * po kvs tou'. Λ>\* v \o\y \ Ahnuru ''od nv c é '* ' cílené rmlažovane pk>eh> sj 8íA Rcteresnos pkAy Ire nehradit s Černou Kolsséstou Ikamnou ť!A spolu s trvale vihňenou variantou téže tkaniny t Jako suchou sedéretteni teplotu lr.e použít s otusstnahu donos teplotu v/dudsu měřenou ve dsn, ke ktem to přičteno 5v'í\ spolu s povrchovou teplouš vlhkého tepkuoéru i I „f> s. /o Koloot ř v sov rso v od i do ^CsOi s < x e vi ,. U A m sov v ^ viso o , m osvm p stanovení povnihové teploty porostu ΊΑ^ν iemtokamera. Ta j&amp; obvykle k dsspodet v pmvedco.s jako roém nit strni pro mobdni méřeni svého jako stssctostsímt ts> stern pro trvalé rnéřenž o jxsJnohxx místu. tc nic třeba psssnitovsn ssa so že tcos sok omen, sxcvtssoovssje povrchovxut teplotu přímo, tsle se třeba vždy mM paransetry méře.o.l: ti csnssšvistu rxltažestoss vahhdhoss lepkům atstsxsotcnckou teplouš, x rdě les sosi snea ssséřenýns pnSTcheso a sosinokarnerno a sstmxvSiénekx.m vlhkost.

Vahliiem k rnalehtostl ?ssdypá|o povrehis tnvnoho hektarůt je třebn pt*odnt v odlétnou sedxsoum (xlrsižene .rdátshvé teploty dle akmsihtš xshlaetsonti ssad ssideeýos pn echem st pro ps\‘«ssO trséřesis možnosti srnvrdns jednotlivých: élvtl plhdh je třeba korigovat její vln Iht ruěntns métent to .· na měrní epakoovie stanul eni lep bodnut) punvm N eepiruou memdou dle íbO 1S4344 «a jednmiívých místech mořeni. Při mořem' teo nok amoro u íe nm lc shodně dosáhnout kolmého pobledlí no metero povrch, rubní s úhlem náklonu .se mém emiMv sta měreoeho povrchu a je obtížnéono skuse! oost korigoval. Pokud méhent měla teunokasneivm probíhá delks dobu. vzhledem naplikksd k Hviehlejkimu pot re ha, je uebu počítat s teplotním dřít tma termek&amp;mer} a nutnosti prováděni opakovaného V \ .me >. 'l.ne me wv oo c\ -. ..¾ οο.ιοΙηνιΙ o\vn / \\le ·< \$,<. ooo>'v wpK i. Oe \ohtosts <". \ě+s>ch p o*. o ; slut ,emse\ esv.o. umu se5 m omezené. I!p#ÍP|a.l4£llPÍklxPP^ Nsesn

Vyk uvedené nedostatky odstraňuje a uvědom* požadavky řeší zařiz-ersi pro bezdotykové stanoveni vodního stresu rnetodon letecké termograíie s použitím ! WIR termokatoer} (d) uotisféné na UAV < 1 > s automatickou korekci odražené zdánlivé teploty atmosféry. Hlavni termokamora je na UAV (1) umístěna na vhodném gimbálu Í2). který umožňuje nasměrováni objektivu termokamery t.D kolmo ke snímkovanému povrchu (Sy jehož povrchová teplota je za dědem stanoveni CWSI měřena. Na MAY (I) je dále umístěna druhá l.WIR tennnkarnera (4) s nízkém rozlišenou, pro snímáni tepelného zářeni a atmosféry (10> letno druhou termoknmerou naměřené údaje pak slouží ke kotekes out mete <·,!m! o tepbw. k^etu pmhazs z ut moste,\ a mimo i HA se oa smmLm.mehe povrchu iKb lisu dochází k automatické korekci vlivu jednoho ?e dvou nedůležitějších parametrů intťaéerveného meivni. Druhé / těchto parametrů, ij emisi vitu. je třeba zadat ruéué, a to dle typu plodiny,

Ke stem osení atmosierleke teplot} a vlhkosti slouží pozemní meteorologická stanice Kb Yvšku letu. tj. vzdálenost od měřeného povrchu ie možné s dostatečnou přesnosti vyčíst z paluomho poe taěe I ΛΥ \lk I \YIR termokusoero (m následně integruje všechna tato měřeni a využiv ů je pro stanoveni povrchové teploty snímkovaného povrchu (b), Informace o povrchové teplotě jsou dále použity ke stanoveni úrovné vodního stresu výpočtem tAVSI indexu.

Za ůdeítm georefěrencování je m UAV umistěn GPS modul ($). Osm z (iFS modulu jsou integrována v rámci metadat « jednotlivých mdíometnekých snímků pořičných terrnokamerou (3h

Uvedené řešení pak amožlmje rychle UWSi % rámci -velkých ploch vředu desítek hektarů zemědělské plochy. U hbuo tecmoUnoen to nutné zajistit sptáxné řs/ent procesu NDC. k.dx doehú/i ke značnému odstraněni šumu senzoru lÉfeení se dik skládl g reíeteoénM ploch <7*. jejíž teplota je opět stanovena pomoci termokamerx tet. Udat o teploto reťereněni plochy je pak dalším vstupním parametrem pří ahmovení vodního stresu pomocí CWS1. Jako referenční plochy í>yly použity pomsty ozimé plenice v režimu kapkové závlahy Π v,cfi a stresované absenci vody (¾}.

Uvedeny pí sklad proxedeni tcchnteké řešeni pouze dokládá, aniž b> ho jakkoliv omezoval

Jako ΓΛΥ (1) h>la použitu hexakoptéra Dii MmWm s gimbálem C.) 1)11 Ronín-MX,

Jako LWÍR tetmokumera (Ji bxk* použita sestava, tj. iermokaměn* a míkrobolometriekým 1..W1R senzorem Fi.JR TAU2 s rozlišením 04íkS12pu a objektivem 13 mm a ROB kamerou a rozlišením 1600 x !200pt. Tato soustava obrazových senzoru byla vybavena vnitřní elektronikou pro záznam pořízem dat. plně utdiometrickyeb x připadě i WIR senzore, možnost konfigurace parametrů mnzool záznam GBS soufadnic. komunikaci a řídicí jednotkou UAV a dalšími funkce mi.

Tepe lité žalme které p^ehaz s zaimusíen tlí)} je zazmnmmávmto druhou I.AVIR terrnokamerou (41 typy FŮR l.epton s výrazné nižším rozlišením bOxoopx, Data z teto ternmkantety slouží ke korekci odtn/ene mlumu; teploty na saimkexunem poxreha té), jejnm zdrojem je tepe i ne zuřeni po*, házející z atmosféry.

Ohě termokauvm hxh m ik r obol o m c trieké. to zajišťovalo nizkoe xnhtt a xysokou operabilitu. Juk..> y každé tertookttmery je xšak třeba pomalovat ita nutnost prováděni / KUC. Z řohmo dávodu bylo zařízeni vybaveno možnosti řízeni NUC a to buď vjp&amp;ffegr nastuzeném é;*se. roeni řiaeui t po/emní stanice nebo ttoMcrovánl NUC napnklad nu zák ladě t ?IK souřadnic.

Jako referenční plocha K> byl /volen systém umělých rHlTeněnieh ploch v podob! černých polystyrénových desek o rozmaro 50x50cm povlečeny cli savou černou bavlněnou látkou. Obě phmhz jsou «místěny vc vy ke snímaného porostu s tim. Je vilika referenční plocha (T*,5) jo umístěna v misce $ vodou, suchá referenční plocha ťK,t jo nevlhěemi

Ikzemui meteorologická stanice O) sloužila i záznamu ínfomaacl o teplotě atmosféry-a atmosferické vlhkosti, Zadáním těchto parametrů spolu se vzdáleností, se kompenzuje vliv atmosféry·' v rámci tennograikkcho měkni. Jsou ale také důležitým zdrojem informaci ky počet sibniho stresu pak byl proxeden z samostatném solKatw kde byla data vkmmxxo umtouoe ute^oxaon z ranku cdnoho poučka, Wleduě KU vytvořenu 20 peereťcrcncozana ortoťhtomapa mlbrnumci o vodním stresu z jednotky eh Částech porostu s možnosti přesně lokalizace pomoct UPS souřadnic které byly pofmmy během smatkováni, /.urozen z pořízených RGB snímků byla vytvořena georclcroncovaná ortoíotomapa.

Pmmsskna vzne nelnutu

Zařízeni pro stanoveni xodruho stresu metodou leteckého sněmováni 1 Z IR nurookamemu umoicc-os to i Vx protéct, u s uutetnanckott korekci tcpcHzche -ařent utnxoOery. zde nothoxuného tedtmehěhe b.Cent m\ >hu . opetauvoi osomu>mc stazu retoěděkkyett plodin s ohledem na nespéci! tekou detekcí \uvsu xzxabmeh ahiotiekymi t Holickými tÉiory, Me/i ahtodeke stresoty dvtekosatclne tirato zuřt/emm patři stres spojeny szodo.s much o, nn.tr /upltnxi a xzžoeze dtka.aj ee IV.Mndem Holických ozesom 1 ci enoíoVx i x- , xwo no b \ box z o bavte naho o x oxxn ρΆ geny. dále pak v mHmh k Οι non k ou p Jde M'*s r \H>em umožňuje definovat prostorovou (postěni misí xNskytu) a časovou složku variability porostu spolu shxterndíoo výskytu strcsovcho faktoru v návaznosti na standatxiní meíodkke a labounoem postupy Vy stopy, oupt \ podobě apiihaěmUt map (gcoteJerenevaná ortoíoiořnapa přcvetloná do sbapeftle formáty s defloovanýtni aplikačními abrairnii skaub piko podklad pro 7usth> χ axiomu ptwo/mho renkděistxi /umem dálo ualor měn o ϊ NmOoki , on í fuooJcmds opadem o htodoka jeod* etevíody i cusoxum

Sfinamykralek: f .Wj.R- / anglického 1 ompUaxe inítared « IR dlouhé vlnoxě desky > pásmu ** - 14 pni. NAV » a anglického irmuaomnt Aerial ™ be/pdotm kudlo

Rt'R m aghekehe RedA' eee Rk,C' oaxxto modely o e~a <Avuo t\ftt

CsPk - / anglického Olohal Posli mning hyssem globální dnkkosy polohový systém NIK'.; · z anglického Non-lmííbrmíts k'omxúoa.-r«fcalibnkní proces n ierniokaotery CSWI - a anglického Crop Water Stress Index Index vodního strese plodin WPD * e anglického vmler vapoar presaure deficit - x sxinl $y tostisi doplněk V x 4.yp to ' rey'í ouoi a podpořen x uona pxyeMu Al.PO s o/naěennn TRIO FV !02j,b

Claims (4)

1. MÁK Ο &amp;¥ Μ&amp; Φ€ ΜRANU !<, Zařízení pro vodního strofu metodbn kíoekólso snin*kovůni % y ž»*l t* 11 - cl $ e í i m* že vstoxA hknos I WIR kwmkamen k'l pro xsnnskotsxsu posrchovc sepmi pomsta fž) a ícolom \ucbe a xikke referend e plochy (”) a /. xedUpk 1 WIK termokamer? (4? pro Marněni tepelného dírese „mooden mnieddoh na U4V prostřed k o { I}.
2. 2. Zařl^ní podle namko l, v >'*»** s*j*«S i o i Im, že hlavni LWIRPí je mnisidrá na gtmbák (2) pro 3ámm radkmetlolýollal; a ÍIAV. 3λ ZaHrnií podle nároku 1 nebo 2, vyznačujíc i a e t I m< že vedlejší f.
3. WIR lermokrooera (4) jo mneábna kolmo k atmosféře na horo! báait UAV <I) pro muomauekon korekcí tepelného zattem z mVažmonvHo epektra atmo^csíokdto ,mktu (10),
4. 4, ZnHae.nl podle kteréhokoli z nároků I. až iR vy m i í β | í t I * * ř I ffi, >e iersookamesut >) je osazena RGB seaenrern pro shoukinni regolreet temiogratleJLých a RUB dat li /'or' ve i. i^alle kteréhokoli .; n&amp;mkt 1 od 4 nř: n a Č o | 1 e f $? (i tu, že x horní éststí l Λ V í I '> k mnistén ORS cesuvr ;$) pro peorefVromxnám teonogonne a RGB fotografii. % /díreot pode kteréhokoli / nároku 1 a> ý, * y / » * Č i j í rl ή m iílmM \ k'"onAiO'ooíe G\ k hín.-grosun.i sneekseovko dosni onkrobolotochis pro xorblcne noční NOC procesu předdefinovanými <3PS souřadnicemi