一种用于无人机的数据同步系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空遥感领域，具体地，涉及一种用于无人机的数据同步系统。
【背景技术】
[0002]无人机自身载荷平台稳定性较低，受气流风速影响较大。大多数成像高光谱仪采用线阵传感器的推扫成像模式，由于成像过程中线阵光谱的位置和姿态时刻变化，使得成像的光谱数据发生明显的几何畸变。航空高光谱遥感数据的几何校正一直是处理数据、提高质量的重要环节。传统的方法，如通过地面控制点进行几何校正或者利用GPS信息把图像同地图配准以达到几何校正的目的，都要花费大量的工作，而且这些方法并不适用航空高光谱遥感。利用GPS/INS数据直接对高光谱图像进行几何校正成为发展趋势，GPS/INS数据具有高精度的位置信息和姿态信息，可以免去繁琐的工作，并且提高数据处理的质量和速度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于无人机的数据同步系统。所述系统通过将光谱数据与GPS/INS数据进行同步，便于对光谱数据进行精确的几何校正。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于无人机的数据同步系统。所述系统包括:GPS/INS装置，用于提供GPS/INS数据；探测装置，用于获取被探测的对象的光谱数据；控制装置，分别与所述GPS/INS装置和所述探测装置连接，用于在检测到所述探测装置发送的触发信号的情况下，获取所述GPS/INS装置提供的GPS/INS数据；以及计算机，分别与所述探测装置和所述控制装置连接，用于接收来自所述探测装置的光谱数据和来自所述控制装置的GPS/INS数据，并将所述光谱数据与所述GPS/INS数据进行对应。
[0005]优选地，所述系统还包括:样品装置，与所述探测装置连接，用于作为所述被探测的对象。
[0006]优选地，所述系统还包括:图像采集装置，分别与所述探测装置和所述计算机连接，用于采集所述探测装置获取的光谱数据，并将所采集的光谱数据发送至所述计算机。
[0007]优选地，所述GPS/INS装置通过RS232总线与所述控制装置连接。
[0008]优选地，所述控制装置通过RS232总线与所述计算机连接。
[0009]优选地，所述GPS/INS装置为频率为100Hz的GPS/INS数据采集装置。
[0010]优选地，所述探测装置为推扫式高光谱装置。
[0011]优选地，所述GPS/INS数据包括位置数据和/或姿态数据。
[0012]通过上述技术方案，在检测到探测装置发送的触发信号的情况下，获取GPS/INS装置提供的GPS/INS数据，并将光谱数据与GPS/INS数据进行对应，从而实现了光谱数据与GPS/INS数据的同步，便于对光谱数据进行精确的几何校正。
【附图说明】
[0013]通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中:
[0014]图1是本实用新型提供的用于无人机的数据同步系统的结构示意图。
[0015]附图标记说明
[0016]10 GPS/INS装置 20控制装置 30探测装置
[0017]40图像采集装置 50计算机 60 样品装置
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0019]利用GPS/INS数据直接对高光谱图像进行几何校正成为发展趋势，GPS/INS数据具有高精度的位置信息和姿态信息，可以免去繁琐的工作，并且提高数据处理的质量和速度。因此，本实用新型特提供一种用于无人机的数据同步系统。
[0020]图1是本实用新型提供的用于无人机的数据同步系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的用于无人机的数据同步系统包括:GPS/INS(Global Posit1n System/Inertial Navigat1n System，全球定位系统/惯性导航系统)装置10，用于提供GPS/INS数据；探测装置30，用于获取被探测对象的光谱数据；控制装置20，分别与所述GPS/INS装置10和所述探测装置30连接，用于在检测到所述探测装置发送的触发信号的情况下，获取所述GPS/INS装置提供的GPS/INS数据；以及计算机50，分别与所述探测装置30和所述控制装置20连接，用于接收来自所述探测装置的光谱数据和来自所述控制装置的GPS/INS数据，并将所述光谱数据与所述GPS/INS数据进行对应。藉此，便于对光谱数据进行精确的几何校正。
[0021]在具体的实施方式中，所述GPS/INS装置10为频率为100Hz的GPS/INS数据采集装置，所述探测装置30为推扫式高光谱装置，所述GPS/INS数据包括位置数据和/或姿态数据，且所述GPS/INS装置10通过RS232总线与所述控制装置20连接，所述控制装置20通过RS232总线与所述计算机50连接。
[0022]更为具体地，在所述探测装置工作前，所述GPS/INS装置10将秒脉冲信号经由RS232接口发送至所述控制装置20以使得所述控制装置的时钟与所述GPS/INS装置的时钟同步。换句话说，控制装置的时间信息与GPS/INS装置的时间信息一致，藉此，有利于光谱数据与位置数据和姿态数据的同步。
[0023]所述探测装置30在每一帧图像曝光的情况下，向所述控制装置20发送触发信号。所述控制装置20在检测到所述探测装置30发送的触发信号的情况下，获取所述GPS/INS装置的位置数据和姿态数据，并将该位置数据和姿态数据经由RS232接口保存到计算机50中，从而完成位置数据和姿态数据的获取与存储。具体地，探测装置30每曝光一帧图像，控制装置获取与之相对应的位置数据和姿态数据。
[0024]可选择地，所述系统还包括:图像采集装置40，分别与所述探测装置30和所述计算机50连接，用于采集所述探测装置获取的光谱数据，并将所采集的光谱数据发送至所述计算机。
[0025]在本实例中，所述系统还包括:样品装置60，与所述探测装置连接，用于作为所述被探测的对象。探测装置30用于获取样品装置的漫反射光信号，从而得到光谱立方体数据。在每曝光完一帧图像的情况下，探测装置30将该帧图像的光谱数据通过图像采集装置40经由通用串行接口保存到计算机50中，从而完成数据的显示和处理。
[0026]在具体的实施方式中，GPS/INS装置10将PPS (秒脉冲信号)发送至控制装置20，以使得控制装置20的时钟与GPS/INS装置10的时钟同步。探测装置30获取样品装置60的漫反射信号以得到光谱立方体数据。探测装置30在每一帧图像曝光的情况下，向控制装置20发送触发信号。控制装置20在检测到探测装置发送的触发信号的情况下，获取GPS/INS装置10的位置数据和姿态数据。与此同时，图像采集装置40将探测装置30曝光的一帧图像的数据保存到计算机50中，控制装置20将获取的位置数据和姿态数据保存到计算机50中。计算机50将接收的位置数据和姿态数据标记到光谱数据的每一帧图像上，实现了光谱数据的每一帧图像与GPS/INS数据的对应，从而完成了光谱数据与GPS/INS数据的同步。藉此，当航空成像时，高光谱图像的每一帧都拥有属于自身的GPS/INS数据。利用经度、玮度、海拔、侧翻角和俯仰角等参数可以计算出每帧图像的地面实际坐标。最后，对原始图像中每一帧图像进行重采样得到校正图像。利用GPS/INS数据对高光谱图像几何校正，可以免去繁琐的工作，并且能够提高数据处理的质量和速度。
[0027]本实用新型提供的用于无人机的数据同步系统，利用探测装置30、控制装置20以及GPS/INS装置10相互之间的脉冲信号的传递，可以同步获取光谱数据和GPS/INS数据。根据光谱数据和GPS/INS数据使用Windows操作系统下的软件可以生成导航数据或者自定义数据，从而可以实现快速获取精确的时间信息、地点信息和位置信息，降低了系统的复杂性，提高了数据获取的效率，便于对高光谱数据进行精确的几何校正，提高数据处理的质量和效率。
[0028]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0029]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0030]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述系统包括: GPS/INS装置，用于提供GPS/INS数据； 探测装置，用于获取被探测的对象的光谱数据； 控制装置，分别与所述GPS/INS装置和所述探测装置连接，用于在检测到所述探测装置发送的触发信号的情况下，获取所述GPS/INS装置提供的GPS/INS数据；以及 计算机，分别与所述探测装置和所述控制装置连接，用于接收来自所述探测装置的光谱数据和来自所述控制装置的GPS/INS数据，并将所述光谱数据与所述GPS/INS数据进行对应。2.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述系统还包括: 样品装置，与所述探测装置连接，用于作为所述被探测的对象。3.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述系统还包括: 图像采集装置，分别与所述探测装置和所述计算机连接，用于采集所述探测装置获取的光谱数据，并将所采集的光谱数据发送至所述计算机。4.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述GPS/INS装置通过RS232总线与所述控制装置连接。5.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述控制装置通过RS232总线与所述计算机连接。6.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述GPS/INS装置为频率为100Hz的GPS/INS数据采集装置。7.根据权利要求1所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述探测装置为推扫式高光谱装置。8.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的用于无人机的数据同步系统，其特征在于，所述GPS/INS数据包括位置数据和/或姿态数据。
【专利摘要】本实用新型涉及航空遥感领域，公开了一种用于无人机的数据同步系统。所述系统包括：GPS/INS装置，用于提供GPS/INS数据；探测装置，用于获取被探测对象的光谱数据；控制装置，与所述GPS/INS装置和所述探测装置连接，用于在检测到所述探测装置发送的触发信号的情况下，获取所述GPS/INS装置提供的GPS/INS数据；以及计算机，与所述探测装置和所述控制装置连接，用于接收来自所述探测装置的光谱数据和来自所述控制装置的GPS/INS数据，并将所述光谱数据与所述GPS/INS数据进行对应。本实用新型通过将光谱数据与GPS/INS数据进行同步，便于对光谱数据进行精确的几何校正。
【IPC分类】G05D1/08
【公开号】CN204965189
【申请号】CN201520706837
【发明人】张红明, 张立福, 吴太夏, 鹿旭晖, 彭波
【申请人】中国科学院遥感与数字地球研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月11日