低空遥感平台下可见光与多光谱传感器在水稻纹枯病病害评估中的效果对比研究 被引量：24

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作者 赵晓阳 张建 +3 位作者 张东彦 周新根 刘小辉 谢静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1192-1198,共7页

高效无损地评估农作物病害等级,对于实际农业生产和研究都具有重要意义。研究探讨了基于低空无人机遥感平台进行水稻纹枯病病害等级评估的可行性,分析可见光与多光谱传感器的光谱响应差异及其对感病水稻光谱反射率获取的影响,并定量对... 高效无损地评估农作物病害等级,对于实际农业生产和研究都具有重要意义。研究探讨了基于低空无人机遥感平台进行水稻纹枯病病害等级评估的可行性,分析可见光与多光谱传感器的光谱响应差异及其对感病水稻光谱反射率获取的影响,并定量对比两种传感器的病害监测效果。实验研究区由67个不同品种的水稻小区组成,每块小区均分为相接的纹枯病接种区和侵染区。以大疆精灵Phantom 3 Advanced小型消费级无人机作为搭载平台,分别搭载该无人机系统自带的可见光传感器和MicasenseRedEdge^(TM)多光谱传感器获取遥感影像。同时,通过植保专家现场调查的方式识别病害等级,并利用Trimble公司的手持式NDVI测量仪获取实测NDVI值。基于影像拼接、波段叠合、辐射校正后的预处理结果,对可见光图像的接种区和侵染区共134个小区计算七种可见光植被指数,即NDI(normalized difference index), ExG(excess green), ExR(excess red), ExG-ExR, B~*, G~*, R~*,多光谱图像除上述可见光指数外再计算NDVI(normalized difference vegetation index), RVI(ratio vegetation index)和NDWI(normalized difference water Index)三种多光谱植被指数。将计算得到的图像植被指数与地面实测NDVI进行相关性分析,以选取两种传感器的最优图像植被指数建立水稻纹枯病病害等级反演模型。相关性分析结果表明,基于多光谱传感器计算的图像NDVI与实测NDVI拟合度最高,接种区R^2为0.914, RMSE为0.024,侵染区R^2为0.863, RMSE为0.024。对于可见光传感器, NDI与实测NDVI的相关性最好,接种区R^2为0.875, RMSE为0.011,侵染区R^2为0.703, RMSE为0.014。比较两种传感器两种区域的同一图像植被指数与实测NDVI的一致性,除B~*外, NDI, ExR, ExG-ExR, G~*, ExG, R~*与实测NDVI基本属于高度相关,在病害严重的接种区,两种传感器对水稻纹枯病的监测效果相近,但在病害相对较轻的侵染区,多光谱传感器的监测更为精确灵敏。基于多光谱图像NDVI建立的病害等级反演模型,R^2达到0.624, RMSE为0.801,预测精度达到90.04%,模型效果良好。而基于可见光图像NDI建立的反演模型,R^2为0.580, RMSE为0.847,预测精度为89.45%,效果稍差。对比分析可见光与多光谱传感器的光谱响应曲线,可见光传感器可获取可见光范围的红、绿、蓝三个波段,波段范围互相重叠,多光谱传感器包含五个成像单元,可独立获取从可见光到近红外的五个窄波光谱波段,提供更加准确的光谱信息。比较传感器获取的接种区和侵染区水稻平均反射率曲线得出,多光谱传感器不仅在可见光波段反映了较可见光传感器更强的差异,在红边和近红外波段差异则更加明显,这说明专业窄波段传感器在病害监测方面较宽波段消费级传感器更有优势。综上所述,基于可见光与多光谱传感器的低空无人机遥感平台进行水稻纹枯病病害等级评估是可行的,多光谱传感器精确灵敏,可用于纹枯病的早期监测,可见光传感器效果稍差但经济易于推广。研究结果为病虫害防治提供决策支持,有助于推动实现精准农业,保障粮食安全。 展开更多

关键词 多光谱传感器 可见光传感器 低空遥感 水稻纹枯病 病害等级评估 植被指数

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无线传感器网络仿真中的目标定位问题

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作者 白晓勇 张可 《兵工自动化》 2009年第7期61-62,79,共3页

针对在无线传感器网络仿真平台的设计里,单个可见光传感器无法获得运动目标的距离信息,无法实现运动目标的定位及多传感器的信息融合的问题,提出一种基于多个可见光传感器数据融合的运动目标定位方法。该方法将数字图像处理与数据融合... 针对在无线传感器网络仿真平台的设计里,单个可见光传感器无法获得运动目标的距离信息,无法实现运动目标的定位及多传感器的信息融合的问题,提出一种基于多个可见光传感器数据融合的运动目标定位方法。该方法将数字图像处理与数据融合技术相结合,采用运动目标检测与识别技术确定目标个数与种类,运用数据融合技术融合多个传感器的识别结果及节点位置信息,很好地解决了仅利用可见光传感器仿真的情况下,运动目标在监控场景里的定位问题。 展开更多

关键词 无线传感器网络 可见光传感器 数据融合 目标检测 目标定位

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基于SBV传感器的地球同步带目标监视系统星座设计 被引量：2

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作者 唐毅 钟文安 +1 位作者 首俊明 李爽 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期94-103,共10页

以天基可见光(Space-Based Visible,SBV)传感器实现对整个地球同步带的监视为研究背景,对监视系统星座构型进行分析与设计.在分析三种观测模式优劣的基础上,给出了最优观测模式;导出了监视卫星轨道高度与搜索栅栏参数之间的关系,并以此... 以天基可见光(Space-Based Visible,SBV)传感器实现对整个地球同步带的监视为研究背景,对监视系统星座构型进行分析与设计.在分析三种观测模式优劣的基础上,给出了最优观测模式;导出了监视卫星轨道高度与搜索栅栏参数之间的关系,并以此确定了监视系统轨道高度的可选范围;通过分析影响天基可见光传感器观测时段和操作策略的因素,给出了SBV传感器的最优观测时段及成像时间的分配原则;在分析单星和双星监视系统方案覆盖率与重访次数的基础上,给出了监视系统卫星数目和搜索栅栏大小的选取原则以及满足回归性的双星监视系统轨道高度选取范围.研究结果表明,监视卫星经过天极附近时采用pinch points观测模式可有效提高对较大倾角地球同步轨道目标的覆盖能力,其轨道采用降交点在06:00 LT或18:00 LT时的太阳同步圆轨道,高度约在615~850 km,且在此范围内有6条轨道满足星座回归性要求. 展开更多

关键词 星座设计 地球同步带 天基监视系统 可见光传感器 观测模式

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一种基于图像特征的红外与可见光图像融合算法 被引量：2

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作者 张雷 海涛 +1 位作者 张宇 罗长更 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期245-246,250,共3页

首先分析了红外与可见光图像的特征,在此基础上提出了一种基于图像特征的图像融合算法,充分利用红外波段和可见光波段图像特征的互补性,达到便于观察的目的,仿真结果表明该方法能取得比较好的融合效果。

关键词 图像特征 图像融合 红外传感器 可见光传感器

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面向物联网的可见光近场通信方法研究 被引量：4

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作者 邱杰凡 李成林 +1 位作者 陈立建 毛科技 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期872-880,共9页

为了满足物联网应用中边缘感知系统信息交互的需求,可以采用传输便捷、功耗较低的近场通信方法。然而,传统的近场通信方法基于电磁波的广播通信,广播通信存在着安全性的先天不足。针对这一安全问题,使用移动设备上的可见光传感器实现了... 为了满足物联网应用中边缘感知系统信息交互的需求,可以采用传输便捷、功耗较低的近场通信方法。然而,传统的近场通信方法基于电磁波的广播通信,广播通信存在着安全性的先天不足。针对这一安全问题,使用移动设备上的可见光传感器实现了一种面向物联网的可见光近场双工通信系统。在该系统中,上行链路和下行链路采用不同的传感器模块进行数据传输。上行链路由环境光传感器感知光强变化完成数据接收,并且针对可见光源信号不稳定的特点,提出了一种基于可见光通信的状态转化调制STM(State Transaction Modulation)策略。在下行链路中,采用图像传感器扫描移动设备屏幕实现数据传输,并提出了一种能耗自适应的信号传输方法降低下行链路的能量开销。实验结果表明,在上行链路中,STM调制的传输速率高于PWM和PIM调制且能耗大幅降低,在传输序列有重复的情况下吞吐率亦优于DH-PIM调制。 展开更多

关键词 物联网 近场通信 可见光传感器 调制方法 能耗 智能移动设备

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低空目标的雷达/可见光协同监视跟踪方法研究 被引量：7

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作者 张雅雯 胡士强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期234-240,共7页

近年来,随着通用航空和旋翼无人机的飞速发展,对相关空域的安全性监视与管理提出了迫切要求。由于雷达在低空空域存在探测盲区,极易受到杂波干扰,无法准确获取目标信息,而ADS-B系统大规模布设存在局限性,低空空域的有效监视与管理成为... 近年来,随着通用航空和旋翼无人机的飞速发展,对相关空域的安全性监视与管理提出了迫切要求。由于雷达在低空空域存在探测盲区,极易受到杂波干扰,无法准确获取目标信息,而ADS-B系统大规模布设存在局限性,低空空域的有效监视与管理成为研究的热点。研究了一种低空目标的雷达/可见光协同监视跟踪方法,该方法基于跟踪-学习-检测(TLD)架构,将雷达作为主跟踪器,可见光传感器作为检测器,通过交互多模型算法和学习器实现量测模型切换和数据在线更新,从而获取更准确的目标状态信息,实现低空空域更精确的监视和目标跟踪,数据仿真说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 空域监视 雷达 可见光传感器 跟踪-学习-检测 协同跟踪

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天基光学空间目标监视图像仿真研究 被引量：12

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作者 李骏 高源 +1 位作者 安玮 周一宇 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第15期3951-3954,3961,共5页

以SBV为系统原型,在对天基光学空间目标监视工作机理进行分析基础上,充分考虑传感器恒星跟踪和目标星历两种工作模式特点,设计天基光学监视图像仿真结构和流程。分别对背景恒星、宇宙射线以及空间目标进行仿真模拟,并针对点扩散和空间... 以SBV为系统原型,在对天基光学空间目标监视工作机理进行分析基础上,充分考虑传感器恒星跟踪和目标星历两种工作模式特点,设计天基光学监视图像仿真结构和流程。分别对背景恒星、宇宙射线以及空间目标进行仿真模拟,并针对点扩散和空间目标运动拖尾问题进行改进。 展开更多

关键词 空间目标 天基监视 可见光传感器 仿真

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天基光学空间目标监视信息处理技术分析 被引量：10

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作者 周一宇 李骏 安玮 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期43-48,共6页

SBV是目前已成功应用于空间目标监视的典型天基光学传感器,通过被动探测空间目标反射的太阳光线辐射,完成对其探测、捕获和跟踪,并收集各种空间目标的观测数据。本文首先对SBV特点和性能进行介绍,然后以其为系统原型对天基光学空间目标... SBV是目前已成功应用于空间目标监视的典型天基光学传感器,通过被动探测空间目标反射的太阳光线辐射,完成对其探测、捕获和跟踪,并收集各种空间目标的观测数据。本文首先对SBV特点和性能进行介绍,然后以其为系统原型对天基光学空间目标监视信息处理流程和特点进行分析,提取相应关键技术,包括目标检测与恒星提取、编目维护与更新以及目标亮度特性分析等,并就其技术难点和发展趋势进行探讨。 展开更多

关键词 空间目标 天基监视 可见光传感器 信息处理

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地理因子对卫星成像质量影响预估方法研究 被引量：3

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作者 余婧 陈浩 李军 《遥感信息》 CSCD 2011年第5期104-108,共5页

重点研究地理因子对卫星成像质量的影响,预估影响程度,为卫星规划调度提供辅助决策信息。本文分别分析光照、地形起伏、云层3个地理因子对可见光传感器成像质量的影响,给出考虑这些因素的可见光传感器辐射接收计算公式,并结合ArcGIS分... 重点研究地理因子对卫星成像质量的影响,预估影响程度,为卫星规划调度提供辅助决策信息。本文分别分析光照、地形起伏、云层3个地理因子对可见光传感器成像质量的影响,给出考虑这些因素的可见光传感器辐射接收计算公式,并结合ArcGIS分析功能,建立了地理因子对可见光传感器成像质量影响预估模型。同时,考虑地形起伏对SAR成像的影响,给出了利用DEM数据求几何畸变系数的方法,利用ArcGIS建立地理因子对SAR成像质量影响预估模型。两个模型都给出了成像质量影响程度预估值计算方法,最后,本文基于ArcGIS软件实现其原型系统。 展开更多

关键词 成像质量 SAR 可见光传感器 卫星任务规划 GIS

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基于多特征融合和混合核SVM的目标识别方法 被引量：13

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作者 李红丽 马耀锋 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2018年第4期441-446,共6页

针对可见光和红外传感器具有不同感知特性的问题,提出了一种基于多传感器特征信息融合和混合核SVM的图像目标识别方法,方法包含多特征提取、主成分分析和混合核SVM分类三个部分.在特征提取中利用可见光和红外图像的互补性,分别提取同一... 针对可见光和红外传感器具有不同感知特性的问题,提出了一种基于多传感器特征信息融合和混合核SVM的图像目标识别方法,方法包含多特征提取、主成分分析和混合核SVM分类三个部分.在特征提取中利用可见光和红外图像的互补性,分别提取同一场景可见光与红外图像的灰度共生矩阵以及灰度直方图统计特征,得到一组目标融合的特征量,进一步进行目标分类与识别;利用主成分分析法降低特征的维度,减少计算量;利用混合核SVM方法对目标特征进行分类识别.结果表明,在室内环境中对不同人群密度等级进行分类时,所提出方法的精度可达88.21%. 展开更多

关键词 红外传感器 可见光传感器 特征融合 混合核SVM 人群密度 主成分分析 灰度共生矩阵 直方图统计

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小行星天基光学监测信噪比分析 被引量：5

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作者 王新涛 郑建华 李明涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2763-2773,共11页

针对小行星天基光学监测中的可见性问题,基于辐射度传输理论,引入黄道光和银道光亮度模型,建立了小行星天基光学监测的信噪比模型。结合设计的可见光传感器和望远镜的性能参数,计算了目标小行星相对望远镜的信噪比和视星等随时间的变化... 针对小行星天基光学监测中的可见性问题,基于辐射度传输理论,引入黄道光和银道光亮度模型,建立了小行星天基光学监测的信噪比模型。结合设计的可见光传感器和望远镜的性能参数,计算了目标小行星相对望远镜的信噪比和视星等随时间的变化;考虑极限信噪比和太阳规避角,计算了地球领航轨道可见光望远镜对不同直径小行星的极限监测距离;改变小行星的物理参数,研究了信噪比和视星等对小行星物理参数的敏感性。结果表明:目标小行星在给定的场景时间内相对望远镜距离增大了约0.09AU,视星等增大了约0.51,目标小行星在口径为0.7 m的望远镜中信噪比减小了约3.78;由于观测天区覆盖地球周围0.05AU的空间,在地球领航轨道部署可见光望远镜预警来自太阳方向的小行星具有明显的优势,能为直径20 m的小行星提供750万公里的预警距离;在可见光波段,小行星的信噪比和视星等对反照率敏感,对温度和发射率不敏感。所建立的小行星天基光学监测信噪比模型可为小行星天基光学监测的信噪比动态分析和预警距离评估提供理论依据。 展开更多

关键词 空间光学 小行星天基监测 天空背景 可见光传感器 信噪比模型 视星等

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