专利名称：用于识别大熊猫栖息地植被的识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及航拍测绘技术，具体涉及用于大熊猫栖息地植被的识别系统。
背景技术：
大熊猫是熊科家族中最为珍稀，也是受到最大生存威胁的哺乳动物之一，被誉为 “动物活化石”，中国把它誉为“国宝”。现在已经被列为中国国家一级重点保护动物。大熊猫的主要食物是竹子，偶尔食肉，主要栖息在高山地区。为了更好地保护大熊猫，了解栖息地的具体情况，需要对大熊猫的栖息地植被情况进行长期跟踪拍摄。云杉、冷杉等树种是构成大熊猫栖息地的主要乔木树种，要保护大熊猫首先要知道这些树种的分布状况以及林下大熊猫主食竹的分布状况。当前对大熊猫栖息地植被识别手段主要有遥感分析和地面调查，其中遥感分析又分为卫星遥感拍摄分析和航空遥感拍摄分析。卫星遥感拍摄分析分辨率低、受云层影响大、 对阴坡植被识别能力低，而航空遥感拍摄分析对飞行场地要求高、飞行及维护成本高。此夕卜，地面调查效率低，且很多地区人工到达困难或根本无法到达。因此，对于大熊猫栖息地，如果能开发出有效识别其植被情况的识别系统，将会非常有助于分析其栖息地的植被尤其是作为主食的竹子的分布情况下，这将非常有助于大熊猫的保护。

实用新型内容本发明人经过锐意研究发现，为了充分利用航空遥感拍摄分析技术，在飞行平台上设置影像获取平台，并且在影像获取平台上用快门控制装置控制拍照相机的快门，而飞行平台和影像获取平台均通过地面控制平台进行控制，从而实现在地面控制航空拍摄，并且通过快门控制装置自动控制相机快门而能实现连续拍照，从而获得高清晰度、高分辨率的大熊猫栖息地照片，据此可获得大熊猫栖息地植被的具体情况，进而完成本实用新型。本实用新型的目的在于提供用于大熊猫栖息地植被的识别系统，包括地面控制平台，地面控制平台包括电脑；与电脑相连的遥控信号-数字信号转接板；与遥控信号-数字信号转接板相连的遥控接收机；与遥控接收机相连的数传电台；与地面控制平台中的数传电台相连的飞行平台，飞行平台包括动力模块、控制模块、定时定位系统模块和电源，其中控制模块包括数传电台和与其相连的自动驾驶仪，动力模块和定时定位系统模块分别与控制模块中的数传电台相连，电源与动力模块相连；与飞行平台中的数传电台相连的影像获取平台，影像获取平台包括快门控制装置，其与飞行平台中的数传电台相连；以及与快门控制装置通过相机快门相连的相机。本实用新型提供的上述用于大熊猫栖息地植被的识别系统飞行半径大、飞行拍摄高度低、拍摄时间和频率可控、拍摄所得照片分辨率高，在拍摄得到的清晰照片基础上，能获得大熊猫栖息地植被的具体信息。特别地，本实用新型提供的上述用于大熊猫栖息地植被的识别系统，利用GOOGLEEARTH中的开源影像和全球定位系统实现超视距自主飞行，该系统可以在距地表10-500米高度内对研究区域进行拍照，最低飞行速度(失速速度)为5米/秒，飞行半径达10km，获取的影像分辨率达到0. 05米，可以直接识别出构成大熊猫栖息地的主要乔木建群种的种类、分布状况，通过林窗来识别大熊猫主食竹的分布状况。

图1是根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的结构示意图。图2是根据本实用新型优选实施方式的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的结构示意图。附图标记说明1-地面控制平台，11-电脑，12-遥控信号-数字信号转接板，13-遥控接收机， 14-数传电台，2-飞行平台，21-动力模块，22-控制模块，221-数传电台，222-自动驾驶仪， 22211-惯性姿态平衡仪，2222-升降舵舵机，2223-副翼舵机，2224-方向舵机；23-定时定位系统模块，24-电源，3-影像获取平台，31-快门控制装置，32-相机
具体实施方式
下面通过具体实施方式
、参照附图对实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。参见图1，本实用新型提供了用于大熊猫栖息地植被的识别系统，包括地面控制平台，地面控制平台包括电脑；与电脑相连的遥控信号-数字信号转接板；与遥控信号-数字信号转接板相连的遥控接收机；与遥控接收机相连的数传电台；与地面控制平台中的数传电台相连的飞行平台，飞行平台包括动力模块、控制模块、定时定位系统模块和电源，其中控制模块包括数传电台和与其相连的自动驾驶仪，动力模块和定时定位系统模块分别与控制模块中的数传电台相连，电源与动力模块相连；与飞行平台中的数传电台相连的影像获取平台，影像获取平台包括快门控制装置，其与飞行平台中的数传电台相连；以及与快门控制装置通过相机快门相连的相机。参见图2，在根据的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的优选实施方式中，飞行平台包括动力模块、控制模块、定时定位系统模块和电源，其中控制模块包括数传电台和与其相连的自动驾驶仪，动力模块和定时定位系统模块分别与控制模块中的数传电台相连， 电源与动力模块相连；自动驾驶仪包括与该数传电台相连的惯性姿态平衡仪以及与惯性姿态平衡仪分别相连的升降舵舵机、副翼舵机和方向舵舵机；动力模块包括与该数传电台相连的电子调速器、与电子调速器相连的电机、以及通过电机与电子调速器相连的螺旋桨；电源与动力模块中的电子调速器相连。在根据的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的优选实施方式中，定时定位系统模块为全球定位系统(GPS)。在根据的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的优选实施方式中，在影像获取平台中，快门控制装置由供电电路、红外触发器构成，地面控制红外触发器通电工作，红外触发器发射红外线触发快门。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统中，地面控制平台主要起到两方面的作用一方面控制飞行平台，即控制自动驾驶仪，使其能以期望的速度和高度飞行；另一方面控制影像获取平台，通过控制快门控制装置，进而控制相机快门，具体控制其拍摄时间和拍摄频率。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的地面控制平台中，电脑是地面控制中心，其发出控制指令，并且保存和分析影像获取平台拍到的照片。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的地面控制平台中，遥控信号-数字信号转接板分别与电脑和遥控接收机相连，实现数字信号和遥控信号之间的转换。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的地面控制平台中，遥控接收机负责接收遥控器发射的信号，并传输给地面数传电台。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的地面控制平台中，数传电台用于接收遥控接收机接收的遥控信号，并将信号传输到飞行平台中的数传电台。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统中，飞行平台的作用主要在于两方面一方面是承载影像获取平台；另一方面是根据指令进行自动分析。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的飞行平台中，动力模块给飞机提供飞行所需要的动力，其中升降舵负责飞机的升降动作，副翼舵机负责飞机的转弯和水平飞行，方向舵舵机负责保持飞机的航向。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的飞行平台中，控制模块控制飞机的飞行姿态、飞行高度和飞行方向，电子调速器负责将电池所放出的直流电转换为交流电，供电机转动所用，电机驱动螺旋桨产生推力，驱动飞机飞行。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的飞行平台中，定时定位系统模块可以对飞行平台进行即时定位，以便地面控制平台获知飞行平台的位置，从而发出指令以控制飞行地点、飞行方向、飞行高度和飞行速度。在根据本发实用新型明的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的飞行平台中，电源为飞行平台提供飞行动力来源。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统中，影像获取平台的作用主要在于通过以下方面一方面通过相机拍摄大熊猫栖息地的照片；另一方面通过对快门控制装置的遥控，进而控制相机拍摄作业的时间和频率。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的影像获取平台中，快门控制装置由供电电路、红外触发器构成。通过地面控制平台控制红外触发器，再由红外触发器控制快门，进而控制相机拍摄，从而实现遥控控制。通过地面控制平台发出指令，可以控制相机拍摄的频率和拍摄时间。在根据本实用新型的用于大熊猫栖息地植被的识别系统的影像获取平台中，相机快门可以是电子控制纵走式焦平面快门，例如使用单镜头电子取景数码相机，如索尼NEX-5 相机。通过图2中所示的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，在四川王朗国家级自然保护区进行了 5个起降飞行拍摄拍摄高度距地面400米，飞行速度为30KM/小时，拍摄照片分辨率为0. 4米；拍摄高度距地面100米，飞行速度为30KM/小时，拍摄照片分辨率为0. 1 米；拍摄高度距地面50米，飞行速度为30KM/小时，拍摄照片分辨率为0. 05米。平均每个起降获取照片550张，根据所拍摄的照片，确切了解云杉、冷杉等大熊猫栖息地建群种在该地区的分布情况，确定了分布的最高海拔以及阳坡阴坡的分布差别，通过分析林窗下的大熊猫主食竹，确定了竹丛分布的密度、盖度以及与乔木层之间的关系。
以上通过优选实施方式对本实用新型进行了详细说明，不过这些实施方式仅是范例性的，并不对本实用新型的保护范围构成任何限制。本领域技术人员应理解，可以对本实用新型的技术方案及其实施方式进行各种替换、修饰或改进，这些均应落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.用于大熊猫栖息地植被的识别系统，包括地面控制平台，地面控制平台包括电脑；与电脑相连的遥控信号-数字信号转接板； 与遥控信号-数字信号转接板相连的遥控接收机；与遥控接收机相连的数传电台；与地面控制平台中的数传电台相连的飞行平台，飞行平台包括动力模块、控制模块、 定时定位系统模块和电源，其中控制模块包括数传电台和与其相连的自动驾驶仪，动力模块和定时定位系统模块分别与控制模块中的数传电台相连，电源与动力模块相连；与飞行平台中的数传电台相连的影像获取平台，影像获取平台包括快门控制装置，其与飞行平台中的数传电台相连；以及与快门控制装置通过相机快门相连的相机。
2.根据权利要求1所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在飞行平台中，所述自动驾驶仪包括与该数传电台相连的惯性姿态平衡仪以及与惯性姿态平衡仪分别相连的升降舵舵机、副翼舵机和方向舵舵机。
3.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在飞行平台中，所述动力模块包括与该数传电台相连的电子调速器、与电子调速器相连的电机、以及通过电机与电子调速器相连的螺旋桨。
4.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在飞行平台中，电源与动力模块中的电子调速器相连。
5.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在飞行平台中，定时定位系统模块为GPS。
6.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在影像获取平台中，快门控制装置由供电电路和红外触发器构成，地面控制红外触发器通电工作，红外触发器发射红外线触发快门。
7.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在影像获取平台中，相机快门为电子控制纵走式焦平面快门。
8.根据权利要求1或2所述的用于大熊猫栖息地植被的识别系统，其特征在于，在影像获取平台中，相机为单镜头电子取景数码相机。
专利摘要本实用新型涉及用于大熊猫栖息地植被的识别系统，包括地面控制平台；与地面控制平台相连的飞行平台，飞行平台包括动力模块、控制模块、定时定位系统模块和电源；与飞行平台相连的影像获取平台，影像获取平台包括快门控制装置，其与飞行平台中的数传电台相连；以及与快门控制装置通过相机快门相连的相机。该识别系统飞行半径大、飞行拍摄高度低、拍摄时间和频率可控、拍摄所得照片分辨率高，在拍摄得到的清晰照片基础上，能获得大熊猫栖息地植被的具体信息。
文档编号G01C11/02GK202255382SQ20112031393
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者张玉波, 李俊清 申请人:北京林业大学