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Ecodrone®森林防火無人機遙感系統簡介
森林火災對森林資源和生態環境的破壞所造成的損失難以估量。在我國林業防火工作中,以往偵查火情主要靠人力,隨著無人機技術的發展,無人機的機動快速、低成本、維護操作簡單等技術特點,不僅能縮減人力及成本支出,還能提高森林防火勘察范圍,對一些林區死角能夠進行及時監測與布控,解決了地面巡護無法顧及偏遠地區發生林火的問題,同時還能保證巡護人員的在位情況以及對重大森林火災現場的各種動態信息的準確把握和及時了解,進一步提高火情監測效率。
北京易科泰生態技術有限公司以自身在森林資源保護監測領域多年積累的成熟經驗及其在無人機遙感研發集成中的技術實踐,自主設計研發了Ecodrone®森林防火無人機遙感系統。本系統采用UAS-8無人機平臺搭載高分辨率熱紅外相機,自帶高清RGB鏡頭,自動航線規劃、一鍵式起降、全自主數據處理分析,并可實時探測地面煙霧擴散分布情況,可有效實施消防預警和現場偵測,為迅速、準確預防和處置災情提供精確指導。
1、Ecodrone®UAS-8無人機平臺
1) 整機重量≤5000g,**起飛重量≥15000g,**載荷≥5000g,對稱軸距1200mm,自動折疊腳架,螺桿電機,減震無虛位
2) 具備強大的可擴展性,可靈活安裝配置多光譜、高光譜、紅外熱成像、LiDAR、可見光等各種傳感器,可同時安裝其中任意兩種傳感器以同步采集多樣化地面信息
3) 空載懸停時間不低于50分鐘,有效作業時間30分鐘(搭載多光譜相機),飛行速度10m/s
4) 高精度GPS定位模塊,支持GPS/北斗雙模
5) 具備航點導航、定點、懸停、定高、航線、區域覆蓋、環繞及跟隨(follow-me模式,需地面站支持)等飛行模式,具備“黑匣子”功能模塊等
6) 具備信號干擾保護,故障保護,低電壓自動保護,一鍵自動返航降落功能
7) 氣壓和GPS定高,精確度1cm
8) 標配4K高清畫質彩色成像鏡頭,幀頻30FPS(**分辨率4K情況下),圖片分辨率16MP;光學鏡頭f/2.8,120度HFOV(可選配82度HFOV無畸變光學鏡頭);可選配其他高分辨率彩色鏡頭
9) 遙控器:雙天線,工作頻率2.400~2.483GHz(DSSS技術),通道數16或32可選,發射功率(EIRP)FCC 100 dBm,控制距離2.7km(打開增程模式約達7公里)
10) 在線圖傳(FPV接收):模擬信號與數字信號雙路圖傳技術,可同時在線圖傳可見光和熱成像影像視頻,工作頻段5.8G,支持1080P實時高清圖傳,顯示屏分辨率1920x1080,**距離5km,既保障同步圖傳無延遲時滯、又可在線高清接收顯示畫面
11) 數據同傳模塊,包括無人機作業過程中的位置(經緯度)、高度、溫度、濕度、太陽輻射、地面溫度等數據信息同步傳輸顯示在地面站上
12) 地面站:包括便攜箱、野外勘測級筆記本及相應軟件等,可進行谷歌地圖、高德地圖或必應地圖切換、航點輸入規劃自動飛行、航速/距離/高度/水平/經緯度/升降速度/溫度等監測、下載任務日志文件、實現無人機自動跟蹤地面站功能(follow-me)等
13) 能量管理系統:標配電池容量22000mAh,**充電電流12A,雙通道充電器,**充電功率1400W
2、GIS-320專業煙霧探測紅外熱成像系統
GIS-320相機對煙霧探測高度敏感,用于森林防火時可進行實時紅外熱成像,通過煙霧探測成像準確分析煙霧擴散、分布情況,精準定位火險發生點,也可根據煙霧濃度判斷火情。專業數據分析軟件可根據溫度高低拉伸渲染,顯示3D溫度圖像,能更直觀反映地物溫度高低。還可通過對比高清RGB圖像,更加準確判別地物類別及火險發生概率。本相機也具備強大氣體識別監測功能,可廣泛用于監測多種有毒有害氣體泄漏污染等領域。
圖1 GIS-320熱紅外相機(上) 煙霧探測影像(下)
為達到本系統的一專多能特點并實現精確溫度測量功能,提高設備使用效率,還可選配高精度紅外熱成像鏡頭,測溫范圍-25℃至150℃,或-40℃至550℃,或400℃至1500℃等多種型號,從而滿足不同應用需求。
圖2 健康樹木溫度(上) 3D溫度圖像(下)
圖3 對應地物RGB圖像
詳細技術參數:
紅外冷卻相機 | |
分辨率 | 320×240像素 |
溫度范圍 | 可選溫度范圍:-20℃…+350℃ |
溫度敏感度 | 0.015℃(15mK) |
頻率 | 30Hz |
光譜范圍 | 3.2-3.4μm,冷卻InSb FPA檢測器 |
鏡頭 | 24°×18°或14.5°×10.8° |
焦距 | 自動/手動聚焦,電機控制 |
縮放 | 1-8x數碼 |
可見光數碼相機 | |
分辨率 | 1280×960像素 |
焦距和縮放 | 自動聚焦,14x數碼 |
遠程控制 & 視頻輸出 | |
數字接口 | CANbus,PWM,S.BUS,USB3.0(數據傳送,FW更新控制) |
視頻輸出 | 720p(1280×720)數字mini HDMI接口 |
存儲和數據記錄 | |
影像記錄 | 輻射JPEG,非輻射JPEG,數碼相機JPEG |
視頻記錄(紅外、可見光) | 輻射全畫幅紅外視頻、30Hz,RGB可見光視頻 |
GPS標簽 | 支持,MavLink或GPS串行通信 |
存儲 | 內置SD卡,64GB |
測量功能 | |
測量功能 | **溫度,*小溫度 |
氣體監測 | |
氣體 | 苯,乙醇,乙苯,庚烷,己烷,異戊二烯,甲醇,甲基乙基酮,甲基異丁基酮,辛烷,戊烷,1-戊烯,甲苯,m-二甲苯,丁烷,甲烷,丙烷,乙烯,丙烯。 |
電源&規格 | |
輸入電壓 | 12-19VDC |
規格及重量 | 257×117×126mm,<1.7kg |
3、應用領域
森林火險監測
有毒有害氣體監測
干旱脅迫監測
病蟲害監測等