太阳能热

了解基于无人机的传感器

热像发电厂当无人驾驶飞机弹出无人机时,通常将重点放在“性感”因素上。您的无人机可以飞多高和多快?机动性如何?它可以处理多少有效载荷?它有多强大(在此处插入Tim“ The Tool Man” Taylor猪咕unt声)?

但是,无人机技术中真正的秘密秘诀是无味的一面。那些性感的无人机底部或侧面附着的傻瓜和傻瓜-无名英雄,无人机界的主力军。

没有像样的传感器阵列的无人机通常只不过是一种爱好玩具。商用无人机依靠激光雷达,热能和多光谱传感器以及一系列其他“双头皮”传感器来检查矿山和公用事业,分析作物状况,寻找失踪人员并收集重要的科学数据。

深入了解航空传感器的世界可能会陷入深水。这是一个方便的概述。

无源与有源传感器

为了更好地了解传感器概述,我们需要了解有源和无源传感器之间的区别。注意:许多传感器阵列有时会同时部署两者。

有源传感器非常好。它们发出某种类型的波或辐射。例子包括激光雷达,雷达或声纳。以人的感觉为类比,主动传感器类似于您的声音。当您说话,咕gr,打bur,大笑或大喊时,您会发出声波(希望不是同时发生–请去看医生)。

无源传感器检测波或辐射,并接收自然界中检测到的信息。您的眼睛和耳朵是被动传感器,会接收光或声波。示例包括红外/热传感器或专用摄像机。

激光雷达

激光雷达 (光检测和测距) 技术类似于其姊妹技术雷达;但是,它不会发出和释放无线电波(雷达中的“ r”),而是产生并测量快速的激光脉冲。

该传感器用于测量从其自身到目标区域的距离。它是通过计算脉冲释放到脉冲之间的时间来计算的。

当结合强大 正镶嵌 或数据分析软件,LiDAR功能可以通过以下方式创建高分辨率的数字地面图像,地图地形和高程 3D建模。还可以在点云数据中进行整理和分析。

大多数LiDAR无人机任务的最终游戏是调查景观,地点和地形,以产生3D点云。然后,强大的计算机可以对接收到的数据进行处理,以生成所需的输出模型。此类精度数据的收集和分析在许多行业都非常有用,包括采矿, 施工, 效用检查农业.

激光雷达 是更精确的传感器技术之一;但是准确性是有代价的-高端系统的价格在50,000美元到100,000美元之间。结果,大多数用户发现雇用无人机服务承包商更具成本效益。此外,许多无人机公司,例如DJI,都在出售预装有LiDAR传感器的无人机。

作为最受欢迎和最精确的传感器阵列之一,LiDAR是一个大生意。最近 报告 由Mordor Intelligence指出:

“在2019年,LiDAR无人机市场的价值为3816万美元,预计到2025年将达到2.2955亿美元的价值,在2020-2025年的预测期内记录[复合年增长率]为34.88%。由于在各种最终用户垂直领域(如航空航天和国防,农业和林业,自然资源管理,采矿以及石油和天然气勘探)中对无人机的使用不断增加,LiDAR无人机市场在预测期内将显着增长。其他。”

主要的LiDAR解决方案提供商包括Phoenix Lidar Systems,LidarUSA,Riegel激光测量系统,DraganFly UAS,Xena OnyxScan Advanced Lidar Systems,LidarUSA和Leddartech。

激光雷达 钻机除激光器外还需要三个组件:

扫描仪和光学器件确定图像被扫描并显影成分析系统的速度,以及图像的分辨率和范围。扫描方法包括双振荡平面镜,多角镜,双轴扫描仪和方位角和仰角。

光电探测器记录并“读取”返回的信号;有两种类型– 固态探测器光电倍增管.

空中或其他移动LiDAR系统还需要GPS和惯性测量单元组合,以提供准确的地理和位置读数。

要深入了解LiDAR技术,请免费试用 在线课程 由NOAA提供。

热的

顾名思义,热传感器可测量表面温度。地球上的每个物体(绝对值为零的物体除外)都会发出热信号。热传感器捕获该签名并与分析仪共享信号,以提供整个频谱上的重要数据。

热家庭扫描

带无人机的房屋的隔热控制。

在很大程度上,大脑和眼睛会协同工作以产生色彩感,热传感器(一种无源传感器)会收集数据并将其发送到阵列的“硬件大脑”,以表达可见的颜色模型以供人类评估。

大多数无人机结合使用特殊的红外热像仪和热传感器阵列。热传感器广泛用于 无人机检查 竞技场。

用途包括:

  • 通过测量不同作物之间环境温度的变化来确定数百英亩的作物健康;
  • 识别过热设备;
  • 提供详细的施工检查以进行保险承保;
  • 评估失控火灾的程度(以及评估损失);
  • 发现能源效率低下;
  • 寻找迷路的人-受伤的远足者,失踪的孩子或老人-更不用说失控的嫌疑犯了。

2016年,一架保暖无人机拯救了一个人的生命。用一个  天涯  无人驾驶飞机配备了热传感器,安大略省警方在一个森林茂密的农村地区发现了一名失智症患者,该患者于夜间失踪。在部署后的一个小时内,传感器检测到该人的高温信号。救援人员轻松地将该男子安置在玉米田中,并成功地为他进行了低温治疗。

查看我们最近的博客文章以了解更多信息 热成像入门.

多光谱

就像人类的视网膜一样,标准传感器可以“感知”三种波长的光–红色,绿色和蓝色。多光谱传感器(顾名思义)从RGB光谱中检测并收集人眼不可见的波长,例如近红外辐射(NIR)和短波红外辐射。还记得电影《铁血战士》(不是阿诺德)中怪物的视野吗?现在您已经掌握了。

一旦多光谱传感器捕获到数据,就可以将其与地面上其他附近的基准温度进行比较。从那里,数据分析仪可以产生 正镶嵌图 可以用来做出有关作物健康,树木覆盖,太阳能电池板效率,油气管道故障点等的明智决策。传感器还可以识别 屋顶 以及其他结构部件,例如塔或桥梁。

另外一个优点是,可以对多光谱传感器进行“调整”,以满足用户的特定任务参数。

高光谱

多光谱传感器在有限数量的能带内工作良好。当需要精确的“类固醇”(例如葡萄栽培,矿物勘测和详细的化学地形研究)时,高光谱传感器可以为每个像素提供100-200个光谱带的数据。

一个理想的例子是林业。多光谱带可以将树木与灌木区分开。高光谱可以识别树木的确切种类。捕获如此密集的细节也意味着高光谱数据是以太字节而不是千兆字节来度量的。

PrecisionHawk遥感专家Jason San Souci说:“高光谱传感器就像一把解剖刀,可以让您精确地解剖非常狭窄的光谱范围内发生的事情。” “多光谱传感器是收集不太密集的光谱数据的广阔工具。”

高光谱扫描采用两种方法-推扫和扫帚。

推扫扫帚扫描更为全面,因为它可以在无人机向前飞行时同时捕获全套光谱数据。一排传感器沿垂直于无人机航向的方向扫描。结果,推扫式阵列可以在更长的时间内感应目标区域,从而实现更密集的数据集。

扫帚法使用一面镜子扫描特定路径,从而将光发送到一个检测器。然后可以在每个像素的基础上收集数据。

高光谱扫描的另一个优点是它可以创建三维“超立方体”。渲染正常尺寸(x / y,上下)时,立方体模型会添加第三个尺寸,其中详细说明了光谱数据。从本质上讲,用户最终得到的是地面的三次切片,以进行详细检查。

感知更美好的世界

传感器和无人机技术确实是航空数据糖果店里斯的花生酱杯。两者的结合彻底改变了远程数据分析。更好的数据意味着更有营养,高产的作物;提高能源效率,通过精确的搜救行动挽救更多生命,并提高林业生产效率。简而言之,基于无人机的传感器技术正在使世界变得更加美好。

我们希望您发现此信息有用。如果您有兴趣 无人机训练,  无人机飞行员职位,或者如果您想从无人机创造力中获得更多出色的无人机行业内容,只需在我们的社交媒体频道上关注我们:  的YouTube , Twitter, Facebook Instagram,并订阅我们的邮件列表以进行定期更新。





关于作者

杰森·里根(Jason Reagan)

杰森·里根(Jason Reagan)是一位科技新闻记者和内容营销创始人。自2014年以来,Jason涉足商用无人机行业。 Jason于1996年以新闻工作者的身份开始职业生涯,此后撰写和编辑了数千篇引人入胜的新闻文章,博客文章,新闻稿和在线内容。 推特:@JasonPReagan |电子邮件:[email protected]