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一種提高無人機圖像特征估計吞吐量和精度的雙測繪帶結(jié)構(gòu)

2022/8/24
無人駕駛飛行器(UAV)的多光譜觀測目前被用于精確農(nóng)業(yè)和作物表型應(yīng)用,以監(jiān)測一系列特征,從而能夠表征植被狀況。然而,無人機的自主性有限,在對大片區(qū)域進行抽樣時,很難完成飛行。因此,在不降低地面采樣距離(GSD)的情況下提高數(shù)據(jù)采集的吞吐量是一個亟待解決的問題。


實驗場的RGB正射圖像。地面控制點(#1~9)用黃色十字表示,所研究的299個微區(qū)的邊界用橙色表示。黑虛線劃定了研究區(qū)域。在3.1節(jié)中,用紅色突出顯示的微圖用于計算攝像機的視角。在QGIS軟件中對1:23的正射影像進行放大后,增加了GCP#4的截圖。

本文提出了一種基于兩個焦距(F)光學(xué)元件組合的新的圖像采集結(jié)構(gòu):在多光譜相機的標準f=8 mm(SS:單條帶)的基礎(chǔ)上增加了一個f=4.2 mm的光學(xué)元件(DS:雙條帶,是標準條帶的兩倍)。2018年,使用AIRPHEN多光譜相機在海拔52米的玉米田上空連續(xù)完成了兩次飛行。DS的飛行計劃被設(shè)計成與4.2毫米的光學(xué)系統(tǒng)有80%的重疊,而SS One的設(shè)計是為了與8毫米的光學(xué)系統(tǒng)有80%的重疊。因此,與SS相比,DS覆蓋相同區(qū)域所需的時間減少了一半。

圖像處理流程圖

DS配置的地理參考精度得到了提高,特別是Z維度,這是因為小焦距光學(xué)器件具有更大的視角。對株高估計的應(yīng)用表明,DS配置提供了與SS配置相似的結(jié)果。然而,對于DS和SS配置,降低用于生成3D點云的質(zhì)量級別會顯著降低植物高度估計值。

來源:Plant Phenomics.A Double Swath Configuration for Improving Throughput and Accuracy of Trait Estimate from UAV Images.Wenjuan Li, Alexis Comar , Marie Weiss , Sylvain Jay , Gallian Colombeau, Raul Lopez-Lozano , Simon Madec , and Frédéric Baret
https://spj.sciencemag.org/journals/plantphenomics/2021/9892647/
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