一、無人機航測搭載熱紅外遙感模塊
熱紅外傳感器是利用紅外探測器和光學成像物鏡，接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得熱紅外圖像，熱紅外圖像與物體表面的熱分布場相對應，也就是熱紅外傳感器就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量，轉變?yōu)榭梢姷臒峒t外圖像，熱紅外圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。
D-TIRC100熱紅外遙感模塊采用美國FLIR的高靈敏度熱紅外傳感器，掛載在高性能的飛馬智能航測系統(tǒng)D200平臺上，結合“無人機管家-智航線”的智能航線設計和“無人機管家-智拼圖”熱紅外數(shù)據(jù)處理能力，可實現(xiàn)14bit熱紅外遙感影像數(shù)據(jù)的高效獲取、處理以及遙感應用。
1、模塊參數(shù)
適用機型：D200s
傳感器型號：FLIR VUE Pro
傳感器尺寸：10.88*8.704 mm
像元尺寸：17μm
熱靈敏度：<50 mk@ f/1.0
有效像素：32萬像素（640*512）
鏡頭參數(shù)：13mm定焦
光譜范圍：7.5-13.5μm
探測器類型：焦平面陣列(FPA)，非制冷氧化釩（VOx）微測輻射熱計
數(shù)據(jù)采集幀率：9hz，14-bit影像采集
采集數(shù)據(jù)分辨率：20cm（13mm焦距，@150米高）
2、模塊功能
（1）無人機管家專業(yè)版軟件智航線支持熱紅外傳感器全自動的航線生成；規(guī)劃或導入?yún)^(qū)塊只需填寫所需分辨率及重疊度即可自動生成航線，還具備大區(qū)域自動分塊、斷點續(xù)飛等功能。
（2）D-TIRC100熱成像模塊在JPEG文件中保存了每個像素的輻射溫度數(shù)據(jù)，與FLIR分析工具兼容，可用于飛后數(shù)據(jù)分析和報告生成；
（3）無人機管家支持FLIR熱紅影像的畸變?nèi)コ?、影像增強及RAW格式轉換為14bit單波段tif，滿足后期處理的需要，還可導入第三方軟件進行處理。
（4）該熱外紅傳感器出廠前進行了嚴格的熱輻射校正，可獲取準確的熱輻射亮度值，為溫度反演提供數(shù)據(jù)基礎。
（5）無人機管家支持熱紅外數(shù)據(jù)的一鍵式快速成圖，并可根據(jù)輻射模型，反演出高精度地表溫度圖。其操作簡單、便捷，還支持溫控點精度檢查。
3、模塊作業(yè)效率
二、D-TIRC100熱紅外遙感模塊特點
1、簡單易用，便攜可靠
基于D200多旋翼飛行平臺，不受起降場地限制，靈活性高，飛機組裝無需專門工具，可單人作業(yè)，攜帶方便；傳感器采用多路冗余設計，提供多重保障。
2、長航時、高效率、高可靠性
可實現(xiàn)單架次海平面懸停時間48min，按照熱紅外分辨率40cm作業(yè)時單架次作業(yè)面積可達2km²，D200通過多項部件級、全機級可靠性測試，保證產(chǎn)品安全性和可靠性。
3、獨特夜視功能
無人機航測搭載紅外熱像儀，具有真正的夜視功能，無需任何光照，白天夜間均可正常作業(yè)。并可穿透濃煙、霧霾等惡劣情況，可視距離達數(shù)公里。
4、一站式軟件解決方案
配合無人機管家專業(yè)版軟件，可實現(xiàn)從精準三維航線規(guī)劃、三維實時飛行監(jiān)控、空三處理、溫度反演等全流程作業(yè)，實現(xiàn)熱紅外數(shù)據(jù)的多種成果輸出。
5、高精度溫度反演
E-TIRC100熱紅外遙感模塊測溫精度達到5%讀取值，反演絕對溫度的精度優(yōu)于2度。
6、全輻射熱數(shù)據(jù)搜集能力
FLIR Vue Pro為無人機應用增加了全輻射熱數(shù)據(jù)搜集能力，可用于建筑及屋頂檢測，電網(wǎng)檢測，基礎分析，精準農(nóng)業(yè)，以及公共安全等行業(yè)領域。
三、D-TIRC100熱紅外遙感模塊案例
1、項目情況
隨著熱紅外技術的發(fā)展，無人機搭載紅外熱像儀的應用也越來越廣泛，例如在環(huán)境污染方面，因污水溫度比河水溫度高，利用無人機搭載熱紅外測溫型熱像儀，結合實測點溫度，即可進行溫度反演，從而得到整個區(qū)域的溫度圖，準確獲取興趣點的溫度情況。為了了解D-TIRC100熱紅外遙感模塊的溫度獲取情況，飛馬進行了紅外數(shù)據(jù)的獲取和處理測試。
2、技術路線
技術路線圖
3、數(shù)據(jù)獲取
在2019年4月12日，在飛馬機器人寶坻試驗場利用D200搭載紅外相機獲取熱紅外數(shù)據(jù)，航線區(qū)域覆蓋靶場，航向重疊度80%，旁向重疊度60%，GSD16.9，該架次航線全程獲取照片數(shù)量745張。
在進行數(shù)據(jù)獲取的同時，測量8組溫度點，每一個位置同時獲取位置坐標、溫度值，溫度值獲取按照不少于3*3個GSD的大小范圍內(nèi)同時采集不少于5個溫度值，然后求平均值作為此地的溫度。
航線設計
測溫點分布情況
外業(yè)測溫方法
4、數(shù)據(jù)處理流程
數(shù)據(jù)處理過程利用無人機管家軟件熱紅外處理模塊完成，包括數(shù)據(jù)準備、raw格式轉換、建立工程、提交空三處理、熱紅外影像拼接及溫度反演等幾個環(huán)節(jié)。
raw格式轉換
建立工程
熱紅外影像生成
熱紅外影像成果
反演結果
5、反演結果精度
根據(jù)現(xiàn)場測點溫度與反演溫度結果進行比對，中誤差為1.2434。
詳細結果如下：
反演精度表
四、總結
通過對D-TIRC100模塊的測試，其熱紅外溫度反演的精度非常高，具備遠距離探測、非接觸式溫度測量的能力，可以應用于建筑及屋頂檢測，電網(wǎng)檢測，基礎分析，精準農(nóng)業(yè)，以及公共安全等領域。
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