无人机载高光谱成像系统——SF500的全面介绍与应用
发布时间:2025-05-07
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SF500是基于大疆工业级无人机旗舰平台M300 RTK深度开发的轻小型旋翼无人机高光谱成像系统。其核心由高光谱成像仪、无人机平台、云台、存储系统、图传系统及GPS导航组成,具备“图谱合一”特性,可同步获取目标的空间图像和光谱信息。
一、系统概述
SF500是基于大疆工业级无人机旗舰平台M350 RTK深度开发的轻小型旋翼无人机高光谱成像系统。其核心由高光谱成像仪、无人机平台、云台、存储系统、图传系统及GPS导航组成,具备“图谱合一”特性,可同步获取目标的空间图像和光谱信息。

光谱性能:覆盖400-1000nm波段,分辨率优于2.5nm,支持1200个光谱通道(1x模式),噪信比和空间分辨率达到科学级标准。
适配性:专为大疆M300 RTK优化,降低系统成本和测试复杂度。
二、核心组成与技术特点
| 无人机-DJI M350RTK | 无人机高光谱成像系统 | ||
| 型号 | SF500 | ||
| 参数 | 配置 | 参数 | 配置 |
| 尺寸 | 尺寸(展开,不包含桨叶):810×670×430 mm(长×宽×高) | 分光方式 | 透射光栅 |
| 尺寸(折叠,包含桨叶):430×420×430 mm(长×宽×高) | 光谱范围 | 400-1000nm | |
| 对称电机轴距 | 895 mm | 光谱波段数 | 1200(1x), 600(2x), 300(4x) |
| 重量(含下置单云台支架) | 空机重量(不含电池):3.77 kg | 光谱分辨率 | 优于2.5nm |
| 空机重量(含双电池):6.47 kg | 狭缝宽度 | 25µm | |
| 单云台减震球**负重 | 90g | 透射效率 | >60% |
| **起飞重量 | 9 kg | F数 | F/2.6 |
| 工作频率 | 2.4000 GHz 至 2.4835 GHz 5.150 GHz 至 5.250 GHz(CE:5.170 GHz 至 5.250 GHz) 5.725 GHz 至 5.850 GHz 部分地区不支持 5.1 GHz 和 5.8 GHz 频段,以及部分地区的 5.1 GHz 频段仅支持在室内使用,详情请参考当地法律法规。 | 探测器 | CMOS |
| 发射功率(EIRP) | 2.4000 GHz 至 2.4835 GHz:<33 dBm(FCC),<20 dBm(CE/SRRC/MIC) 5.150 GHz 至 5.250 GHz(CE:5.170 GHz 至 5.250 GHz):<23 dBm(CE) 5.725 GHz 至 5.850 GHz:<33 dBm(FCC/SRRC),<14 dBm(CE) | 空间像素数 | 1920(1x), 960(2x), 480(4x) |
| 像素尺寸 | 5.86 µm | ||
| 有效像素位深 | 12bits | ||
| 悬停精度(无风或微风环境) | 垂直: ±0.1 米(视觉定位正常工作时) ±0.5 米(GNSS 正常工作时) ±0.1 米(RTK 定位正常工作时) 水平: ±0.3 米(视觉定位正常工作时) ±1.5 米(GNSS 正常工作时) ±0.1 米(RTK 定位正常工作时) | 采集速度 | 全谱段≥50fps |
| 视场角(FOV) | 15.6°@f=35mm | ||
| RTK 位置精度 | 在 RTK FIX 时:1 cm+1 ppm(水平)1.5 cm + 1 ppm(垂直) | 瞬时视场角(IFOV) | 0.71mrad@f =35mm |
| **旋转角速度 | 俯仰轴:300°/s 航向轴:100°/s | 可选镜头焦距 | 16mm/25mm/35mm |
| **俯仰角度 | 30° (P模式且前视视觉系统启用:25°) | 云台 | 定制高稳云台,双轴双电机 |
| **上升速度 | S 模式:6 m/s,P 模式:5 m/s | 定位系统 | 优于10cm |
| **下降速度(垂直) | S 模式:5 m/s P 模式:4 m/s | 内置采集处理单元 | i7处理器,8GB,512GB硬盘 |
| **倾斜下降速度 | S 模式:7 m/s | ||
| **水平飞行速度 | S 模式:23 m/s, P 模式:17 m/s | ||
| **飞行海拔高度 | 5000 m(2110 桨叶,起飞重量≤7.4 kg)/ 7000 m(2195 高原静音桨叶,起飞重量≤7.2 kg) | ||
| **可承受风速 | 12m/s | ||
| **飞行时间 | 55 min | ||
| 支持云台安装方式 | 下置单云台、上置单云台、下置双云台、下置单云台+上置单云台、下置双云台+上置单云台 | ||
| IP 防护等级 | IP55 | ||
| GNSS | GPS+ GLONASS+ BeiDou+ Galileo | ||
| 工作环境温度 | -20°C 至 50°C | ||
三、应用领域
SF500凭借高精度光谱解析能力,适用于以下场景:
环境监测
水质检测(反演叶绿素、总氮等参数)、土壤侵蚀分析、大气污染物识别。
案例:杭州某工地道路尘土含量测试中,SF500通过光谱差异准确识别污染区域,但受建筑、阴影等环境干扰需优化算法。
农业与林业
作物长势监测、病虫害预警、精准施肥;森林资源调查、火险评估及湿地生态分析。
地质与矿产
地表岩石成分识别、矿产资源分布勘探,支持矿物填图和油气资源探测。
军事与安防
目标识别与反伪装,通过光谱特征差异检测隐蔽军事目标(如车辆、导弹发射架)。
灾害应急
快速获取灾区光谱数据,辅助灾害评估与应急响应。
三、SF500无人机高光谱成像系统特点
1、高性能光谱成像系统、大靶面COMS图像传感器提供稳定精准的光谱图像采集;
2、无人机推扫成像,作业效率高;
3、适配大疆M350RTK无人机,较低的系统成本与测试成本;
4、专业高稳定云台系统,图像清晰无变形;

5、内置采集处理单元,i7处理器,8GB内存,512GB存储空间;
6、支持实时图传,监控单波段图像及光谱曲线;
7、定位系统优于10cm,定位数据与高光谱数据精准对应,可辅助图像拼接;
8、多种焦距镜头可选,16mm/25mm/35mm焦距镜头可根据用户需求选择;
9、配套高光谱数据采集软件,数据格式支持第三方软件;

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