[发明专利]一种无人机载轻小型自稳定航空多光谱成像系统

摘要

一种无人机载轻小型自稳定航空多光谱成像系统，采用多镜头多探测器分光方式，利用管理控制器对探测器组执行同步曝光策略，实现目标区域在不同谱段下的同时成像，并通过机上存储单元对图像数据及飞行辅助数据打包、存储；通过取景器，对目标区域拍摄的图像进行实时传输至地面工作站；另外，通过稳定控制模块从方位轴及横滚轴对系统进行两轴方向的姿态调整，实现系统垂视或倾斜成像，消除飞机振动扰动，消除飞机侧飞、横滚时对拍摄航迹的影响，并使拍摄区域中轴线始终平行于航迹。该系统采用轻小化、集成化设计，适合搭载于轻小型无人机，适用于农林业监测、水污染监测、智慧城市规划建设、缉毒、应急救灾等民用领域，有利于监测动态目标。

主权项

一种无人机载轻小型自稳定航空多光谱成像系统，其特征在于包括：管理控制模块、稳定控制模块、存储控制模块、辅助数据接收模块、电源模块、数传设备、取景器和成像单元；电源模块给管理控制模块、稳定控制模块、存储控制模块、辅助数据接收模块、数传设备、取景器和成像单元供电；管理控制模块通过数传设备接收地面测控站的指令信息，设置取景器的工作模式和工作起停时间，并通过数传设备将取景器获取的目标区域的视频信息传输给地面测控站；辅助数据接收模块通过惯性组合导航系统获取无人机的飞行辅助信息并将飞行辅助信息传输给稳定控制模块，稳定控制模块接收管理控制模块的控制指令，然后根据接收到的飞行辅助信息完成无人机的姿态校正；所述飞行辅助信息包括无人机的经度、纬度、高度、方位角、横滚角、俯仰角、飞行速度和飞行方向；管理控制模块按照预先设定的曝光策略控制成像单元进行曝光，产生存储同步触发信号，并将从稳定控制模块同步接收的飞行辅助信息传输给存储控制模块；成像单元采用多镜头多探测器分光方式进行曝光，成像单元具有5个谱段，谱段预先进行配置，分别为红、绿、蓝、近红外和全色；成像单元将曝光后的图像数据传输给存储控制模块；存储控制模块从成像单元接收图像数据，并接收管理控制模块发送的存储同步触发信号，接收到的图像数据通过存储控制模块中的FPGA整理时序后进入存储控制模块中的缓存电路SDRAM；存储控制模块同时接收管理控制模块传输的飞行辅助信息，当一帧图像数据接收完成时，存储控制模块中的FPGA将缓存电路SDRAM中的图像数据读出并与飞行辅助信息打包，存入CF卡介质中。