一、無人機航測搭載熱紅外遙感模塊

熱紅外傳感器是利用紅外探測器和光學成像物鏡，接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得熱紅外圖像，熱紅外圖像與物體表面的熱分布場相對應，也就是熱紅外傳感器就是將物體發出的不可見紅外能量，轉變為可見的熱紅外圖像，熱紅外圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

D-TIRC100熱紅外遙感模塊采用美國FLIR的高靈敏度熱紅外傳感器，掛載在高性能的飛馬智能航測系統D200平臺上，結合“無人機管家-智航線”的智能航線設計和“無人機管家-智拼圖”熱紅外數據處理能力，可實現14bit熱紅外遙感影像數據的高效獲取、處理以及遙感應用。

1、模塊參數

適用機型：D200s

傳感器型號：FLIR VUE Pro

傳感器尺寸：10.88*8.704 mm

像元尺寸：17μm

熱靈敏度：<50 mk@ f/1.0

有效像素：32萬像素（640*512）

鏡頭參數：13mm定焦

光譜范圍：7.5-13.5μm

探測器類型：焦平面陣列(FPA)，非制冷氧化釩（VOx）微測輻射熱計

數據采集幀率：9hz，14-bit影像采集

采集數據分辨率：20cm（13mm焦距，@150米高）

2、模塊功能

（1）無人機管家專業版軟件智航線支持熱紅外傳感器全自動的航線生成；規劃或導入區塊只需填寫所需分辨率及重疊度即可自動生成航線，還具備大區域自動分塊、斷點續飛等功能。

（2）D-TIRC100熱成像模塊在JPEG文件中保存了每個像素的輻射溫度數據，與FLIR分析工具兼容，可用于飛后數據分析和報告生成；

（3）無人機管家支持FLIR熱紅影像的畸變去除、影像增強及RAW格式轉換為14bit單波段tif，滿足后期處理的需要，還可導入第三方軟件進行處理。

（4）該熱外紅傳感器出廠前進行了嚴格的熱輻射校正，可獲取準確的熱輻射亮度值，為溫度反演提供數據基礎。

（5）無人機管家支持熱紅外數據的一鍵式快速成圖，并可根據輻射模型，反演出高精度地表溫度圖。其操作簡單、便捷，還支持溫控點精度檢查。

3、模塊作業效率

二、D-TIRC100熱紅外遙感模塊特點

1、簡單易用，便攜可靠

基于D200多旋翼飛行平臺，不受起降場地限制，靈活性高，飛機組裝無需專門工具，可單人作業，攜帶方便；傳感器采用多路冗余設計，提供多重保障。

2、長航時、高效率、高可靠性

可實現單架次海平面懸停時間48min，按照熱紅外分辨率40cm作業時單架次作業面積可達2km2，D200通過多項部件級、全機級可靠性測試，保證產品安全性和可靠性。

3、獨特夜視功能

無人機航測搭載紅外熱像儀，具有真正的夜視功能，無需任何光照，白天夜間均可正常作業。并可穿透濃煙、霧霾等惡劣情況，可視距離達數公里。

4、一站式軟件解決方案

配合無人機管家專業版軟件，可實現從精準三維航線規劃、三維實時飛行監控、空三處理、溫度反演等全流程作業，實現熱紅外數據的多種成果輸出。

5、高精度溫度反演

E-TIRC100熱紅外遙感模塊測溫精度達到5%讀取值，反演絕對溫度的精度優于2度。

6、全輻射熱數據搜集能力

FLIR Vue Pro為無人機應用增加了全輻射熱數據搜集能力，可用于建筑及屋頂檢測，電網檢測，基礎分析，精準農業，以及公共安全等行業領域。

三、D-TIRC100熱紅外遙感模塊案例

1、項目情況

隨著熱紅外技術的發展，無人機搭載紅外熱像儀的應用也越來越廣泛，例如在環境污染方面，因污水溫度比河水溫度高，利用無人機搭載熱紅外測溫型熱像儀，結合實測點溫度，即可進行溫度反演，從而得到整個區域的溫度圖，準確獲取興趣點的溫度情況。為了了解D-TIRC100熱紅外遙感模塊的溫度獲取情況，飛馬進行了紅外數據的獲取和處理測試。

2、技術路線

技術路線圖

3、數據獲取

在2019年4月12日，在飛馬機器人寶坻試驗場利用D200搭載紅外相機獲取熱紅外數據，航線區域覆蓋靶場，航向重疊度80%，旁向重疊度60%，GSD16.9，該架次航線全程獲取照片數量745張。

在進行數據獲取的同時，測量8組溫度點，每一個位置同時獲取位置坐標、溫度值，溫度值獲取按照不少于3*3個GSD的大小范圍內同時采集不少于5個溫度值，然后求平均值作為此地的溫度。

航線設計

測溫點分布情況

外業測溫方法

4、數據處理流程

數據處理過程利用無人機管家軟件熱紅外處理模塊完成，包括數據準備、raw格式轉換、建立工程、提交空三處理、熱紅外影像拼接及溫度反演等幾個環節。

raw格式轉換

建立工程

熱紅外影像生成

熱紅外影像成果

反演結果

5、反演結果精度

根據現場測點溫度與反演溫度結果進行比對，中誤差為1.2434。

詳細結果如下：

反演精度表

四、總結

通過對D-TIRC100模塊的測試，其熱紅外溫度反演的精度非常高，具備遠距離探測、非接觸式溫度測量的能力，可以應用于建筑及屋頂檢測，電網檢測，基礎分析，精準農業，以及公共安全等領域。