Два объектива лучше одного: инновационная стратегия для точного земледелия
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) с мультиспектральными камерами стали незаменимым инструментом для точного земледелия и фенотипирования растений. Однако их эффективность ограничивает низкая автономность из-за небольших батарей, что создает компромисс между временем полета, пространственным разрешением и качеством 3D-реконструкции.
Чтобы преодолеть это ограничение, команда UMT CAPTE (INRAE и HIPHEN, Франция) предложила новую стратегию съемки. Как описано в статье в Plant Phenomics, их подход заключается в использовании двух камер с разным фокусным расстоянием, установленных на одном БПЛА.
С помощью специальных алгоритмов обработки изображений исследователям удалось совместить снимки, сделанные с разных ракурсов и в разных спектральных диапазонах. Это позволило создать:
- Плотное 3D-облако точек почвы и посевов.
- Ортофотоплан (геометрически скорректированный аэрофотоснимок) всего поля.
- Карты высоты растений.
Ключевые преимущества конфигурации с двойной полосой обзора:
- Количество необходимых снимков для покрытия заданной площади с требуемым разрешением и перекрытием сокращается примерно вдвое.
- Время полета и обработки данных уменьшается как минимум в два раза.
- Улучшается геопривязка данных, особенно по вертикальной оси (Z). "Мы обнаружили наибольшее улучшение в геопривязке для размерности Z — около 6 см. В основном это связано с доступностью больших углов обзора", — отмечает доктор Ли.
Метод был успешно апробирован с коммерческой мультиспектральной камерой Airphen в нескольких исследовательских и промышленных проектах. Он показал важность качества облаков точек для расчета высоты растений.
"Повышение эффективности полетов при сохранении хорошей точности — критический вопрос как в исследованиях, так и в промышленности. Наша конфигурация с двойной полосой обзора предлагает потенциальные руководящие принципы для будущего проектирования камер и маршрутов полета, а также для упрощения обработки данных", — заключают авторы.