学术中心

全部分类
您现在的位置:
首页
/
/
/
使用外部加热快门的无人机系统热传感器校准

使用外部加热快门的无人机系统热传感器校准

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-11-22 06:10
  • 访问量:

【概要描述】非制冷热红外传感器越来越多地部署在无人机系统(unmanned aerial systems,UAS)上,用于农业、林业、野生动物调查和监视。热数据的获取需要对设备进行准确和统一的测试,以确保精确的温度测量。

使用外部加热快门的无人机系统热传感器校准

【概要描述】非制冷热红外传感器越来越多地部署在无人机系统(unmanned aerial systems,UAS)上,用于农业、林业、野生动物调查和监视。热数据的获取需要对设备进行准确和统一的测试,以确保精确的温度测量。

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-11-22 06:10
  • 访问量:
详情

  非制冷热红外传感器越来越多地部署在无人机系统(unmanned aerial systems,UAS)上,用于农业、林业、野生动物调查和监视。热数据的获取需要对设备进行准确和统一的测试,以确保精确的温度测量。

 

  我们改进了一种专为无人机遥感设计的非冷却热红外传感器FLIR Vue Pro Radiometric (FVPR-FLIR Systems, Inc., Wilsonville, USA),如图1,使用专有的外部加热快门作为校准源。

 

 图1 安装外部加热快门的FLIR Vue Pro Radiometric和标准的FLIR Vue Pro Radiometric。

 

  对改进后的热传感器和标准热传感器(即没有加热快门的热传感器)在现场和温度调制实验室条件下的性能进行了比较。

  实验室试验用黑体源在35◦C超过150分钟的测试期间,改进和标准的热传感器产生的温度范围分别为34.3-35.6◦C和33.5-36.4◦C,如图2。

 

  图2 实验室温度试验,黑体源被保持在35◦C(灰线)。

 

  实验室实验还包括通过在热传感器上方以每秒4米的速度引入气流来模拟飞行条件,如图3,测试的结果包括四个阶段:(1)初始传感器稳定阶段,(2)产生“激波冷却(shock cooling)”事件的第一个引入气流,(3)随后引入气流模拟飞行条件,(4)风停止后传感器稳定阶段。 

 

  黑体源保持在25◦C的恒定温度下,引入2分钟的空气流导致在改进和标准的传感器中的“激波冷却”事件,分别在19-30◦C和-15-65◦C之间振荡。在最初的“激波冷却”事件后,改进和标准的热传感器分别在22-27◦C和5-45◦C之间振荡。

 

  图3 对改进后和标准的FLIR Vue Pro Radiometric进行气流试验。黑体源被保持在25◦C并引入空气流(4米/秒)

 

  在松树种植园进行的现场试验中,在并排比较中,改进的热传感器也优于标准的传感器,如图4。改进后的热传感器在整个飞行过程中能够更好地保持一致的温度,而标准的传感器的温度则在飞行过程中随着环境温度的变化而波动。“激波冷却”事件在改进后的传感器的数据中并不明显(图4b)。改进后的传感器的标准平均误差较大,主要是由于松树边缘效应(暗环),这在标准的传感器的数据中也很明显。这是不同的正射影像之间的轻微错位和角度观察的结果,突出了树冠的边缘。与同一飞行中未修改的传感器相比,修改后的传感器的标准平均误差一直较小,如图5。

 

  图4 松树园上空飞行的热成像正交图和直方图,显示每个独特像素位置的温度(°C)标准平均误差和测绘条件下发生的变化,(a)标准FLIR Vue Pro R(b)改进后的FLIR Vue Pro R,(c)研究地点上空的飞行路径,研究区域热图像上的剖面线和起止点。

 

  图5 四次飞行的标准平均误差(℃)对比。四分位数1-灰色虚线,四分位数2-黑色虚线,以及四分位数3-灰色虚线。

 

  总之,安装加热快门的使用改善了热测量,为热测绘项目提供了更一致、更准确的温度数据。

 

  来源:Virtue, J.; Turner, D.; Williams, G.; Zeliadt, S.; McCabe, M.; Lucieer, A. Thermal Sensor Calibration for Unmanned Aerial Systems Using an External Heated Shutter. Drones 2021, 5, 119. https://doi.org/10.3390/drones5040119

 

  编辑:王春颖

关键词:

扫二维码用手机看

推荐新闻

高通量植物表型平台建设注意事项
高通量植物表型平台建设注意事项
发布时间 : 2022-05-20 11:45:57
育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。
查看详情
育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。
作物生理表型测量基础原理
作物生理表型测量基础原理
发布时间 : 2022-05-13 10:56:43
生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。
查看详情
生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。
AI育种,从这里起步
AI育种,从这里起步
发布时间 : 2022-05-09 12:21:00
植物表型本身就是一个跨学科领域,自带AI基因。而植物表型服务的对象就是育种和种植。AI通过植物表型赋能育种,是AI育种的重要发展方向之一。让我们用表型之“瞳”,赋农业之“慧”。
查看详情
植物表型本身就是一个跨学科领域,自带AI基因。而植物表型服务的对象就是育种和种植。AI通过植物表型赋能育种,是AI育种的重要发展方向之一。让我们用表型之“瞳”,赋农业之“慧”。
致即将毕业的你
致即将毕业的你
发布时间 : 2021-04-20 15:29:43
如果您有意向,不要彷徨不要犹豫,赶快将您的简历发到邮箱hr@phenotrait.com吧。
查看详情
如果您有意向,不要彷徨不要犹豫,赶快将您的简历发到邮箱hr@phenotrait.com吧。

视频展示

植物表型架起从数字农业到智慧农业的桥梁
00:30:11
所属分类:
视频展示
发布时间:
2020/12/10
关键词:

专题报道

搜索
确认
取消

联系我们

慧诺瑞德(北京)科技有限公司

地址:北京市海淀区西三旗街道建材城中路12号院8号楼2门 
电话:010-62925490829288548292886482928874
传真:010-62925490-802
Email:
info@phenotrait.com

邮编:100096

在线留言

关注我们

这是描述信息

植物表型圈

这是描述信息

植物表型资讯

慧诺瑞德(北京)科技有限公司版权所有      京ICP备15043840号    网站建设:中企动力   北二分     法律声明