国产化新型视频高光谱与点云“图-谱合一”传感器研发成功

新华社消息，国家农业信息化工程技术研究中心联合中国科学院西安光学精密机械研究所，近日成功研发了国产化新型视频高光谱与点云“图-谱合一”传感器（iSpectrum5D H41）。

农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室主任杨贵军表示，该传感器采用模块化设计，将高光谱采集与三维点云测量融为一体，轻便敏捷，适合轻小型无人机及地面移动平台搭载使用，不仅可以快速获取毫米分辨率的成像高光谱数据，还可以同步获得作物精细三维形态数据，实现了作物空间三维、光谱维、时间维的五维实时同步感知。

杨贵军介绍，该传感器主要有三大突破：

传感器采用国产化像元级光谱滤光的快照式阵列分光技术，并创新性突破多谱段光路共用技术和共孔径一体化精密装调技术，实现单镜头450nm～900nm光谱范围内41个谱段的视频级高速同步成像，克服了传统线阵推扫高光谱仪图像几何畸变大校正难的问题，而且将高光谱和激光雷达一体化整机的体积做到业界最小、重量控制在3千克以内。

新型视频高光谱与点云“图-谱合一”传感器iSpectrum5D 校飞成功 （北京市农林科学院供图）

二、集成国际先进的全国产高精度测绘级激光雷达，采用独特的三面塔镜扫描结构和高频电机，每秒产生200～300个激光剖面，在相同飞行条件下点密度是传统激光雷达的4～6倍，绝对空间位置精度优于3厘米，实现田间作物茎叶分布、植株高度等作物精细三维表型解析。

三、突破了激光雷达、成像高光谱仪及定位定姿传感器的时间同步技术难题，实现了无人机等移动平台上三维点云和高光谱图像的高精度图-谱融合，几何测量精度优于1个像素，为农作物育种表型技术从“室内”走向“室外”、从单一“形态结构”走向“功能-结构”表型协同解析提供了支撑。

杨贵军说，多年来，国家农业信息化工程技术研究中心定量遥感团队致力于智慧农业与农业遥感研究，自主研发的多载荷农业无人机遥感定量解析技术，在北京、江苏、山东、河南、河北、安徽、黑龙江、宁夏等地开展无人机遥感表型获取技术应用示范，为大型涉农企业提供核心技术支撑。