Tetracam MCA相机系列多年来一直受到研究人员的欢迎。重量轻、可更换的过滤器以及坚固性的组合使其成为多光谱植被研究中广泛引用的仪器。多年来,Tetracam 对 MCA 电子设备进行了升级,以保持性能竞争力并提供新功能。
因此,我们很自豪地介绍 MCA 系列的新版本:金刚鹦鹉 (MCAW:多摄像头阵列无线)。Macaw 将 MCA 电子设备升级为功能齐全的 Linux 计算机系统,具有开源架构,以及用于计算密集型任务的 SATA 固态驱动器 (SSD)。在拍摄图像时,金刚鹦鹉可以对齐图像平面并提取植被指数,例如 NDVI。由于其 2 GHz 四核 ARM CPU,它可以以与获取图像的速度大致相同的速度完成此操作。值得注意的是,金刚鹦鹉能够进行智能 NDVI 处理;不需要后处理,因为所有处理都可以在金刚鹦鹉中完成。定义多达八个不同的植被指数,Macaw 将在捕获图像时或在背景中执行所有这些处理。
Macaw 配备了两个接口:一个提供硬连线控制接口的串行端口 Linux 控制台接口,以及一个为开发人员使用的各种客户端提供服务的无线 LAN 接口:http、ssh 和 ftp。
Macaw 已经安装了开发工具(Eclipse),相机应用程序的源代码位于开发目录中。附近的 PC、智能手机或平板电脑可以通过相机的 Wi-Fi 热点轻松连接相机。将 Xming 和 PuTTY 客户端与 PC 一起使用会为相机提供 GUI。
在现场,可以通过任何商业网络浏览器从平板电脑或智能手机控制金刚鹦鹉。产品随附控制平板电脑。使用浏览器界面,可以查看和下载图像,并且可以轻松访问帮助文档。为实现快速数据传输,SATA SSD 配置了外部 USB3 控制器接口,可将磁盘传输到台式机或笔记本电脑以实现 USB3 传输速度。浏览器界面还可用于显示来自阵列中任何选定摄像机的实时视频馈送。新购买的 Macaw 包含一个带有 1 米电缆的外部 ILS 模块,以提高所拍摄照片的准确性。
与Micro-MCA Snap 一样,Macaw 配备的摄像头配备了闪电般快速的捕捉传感器,专门用于从在森林或农田上空低速飞行的无人机收集独特的定格图像。这些传感器同时曝光整个图像。这允许在没有运动模糊和其他失真的情况下捕获图像。
Macaw 可用作六个独立相机的阵列。阵列中的每个向下摄像头都与其他摄像头同步,因此每个摄像头都能够在完全相同的瞬间捕捉完全相同的场景。每个相机都以亚像素精度与阵列中的其他相机配准,因此所有图像都对齐。
Macaw 的每个相机都包含一个客户指定的窄带滤光片,该滤光片插入在镜头和传感器之间。每次曝光时,六个单独的可见光或近红外辐射带穿过每个镜头和滤光片,在每个传感器上形成单独的单色图像。图像同时从每个传感器传输到固态驱动器中金刚鹦鹉的图像存储目录。这些图像的处理是使用金刚鹦鹉本身完成的。
机械布局
MCAW 具有与早期 MCA 型号相同的尺寸,但控件和连接器都集中在相机的一侧,如左图所示。HDMI 连接器用于连接飞行系统,就绪/忙碌 LED 已成为启动/停止开关的一部分。
MCAW 电子设备可作为目前现场使用的 mini-MCA 和 Micro-MCA Tetracam 成像系统的升级版。它由多功能 ILS/GPS/陀螺仪附件支持,可为捕获的图像提供元数据。新的多功能 ILS 装置可以通过 4 米长的电缆远程安装,以确保良好的天空视野。
MCAW 传感器和滤波器
Macaw 中的摄像头代表光学通道,可以逐个像素地收集多光谱信息,供系统软件稍后处理。每个相机由镜头、滤镜和传感器组成。用户选择他们在镜头和传感器之间插入的过滤器,以将接触传感器的辐射限制在窄波长范围内。 用户选择的滤光片组合使系统能够感应识别一种或多种植物、植物条件或其他化合物的独特光谱特征。此外,由于金刚鹦鹉滤光片可能会被现场用户更换,这些系统可能会一次又一次地重新调整用途,以在不同时间为不同目的检测不同波长。
Macaw中的传感器是1.3 兆像素 CMOS 传感器。这些提供由 1280 X 1024 像素组成的图像。可以通过系统菜单配置图像,以较小尺寸(1024 x 768 或 640 x 512)对图像进行二次采样,以减少相机捕捉连续图像所需的时间间隔。
MCAW 的全局快照图像传感器的输出经过优化,可接收大约 650 nm 的波长。它在可见光谱的低端 400 nm 处具有高输出响应,并在其范围的范围内 提供对近红外的良好响应。 快照图像传感器的灵敏度图表如下所示。
通过选择在传感器范围内的特定窄带滤光器放置在每个通道的传感器前面,能够到达每个传感器的辐射可以被限制在特定的窄波长带内。以这种方式,可以选择特定的滤波器组合,以允许 MCAW 暴露可通过其独特的光谱特征识别的各种工厂条件。例如,如果在 MCAW 监测的光谱区域内已知各种植物的光谱响应,则可以选择过滤器来帮助区分一个物种与另一个物种(见下图)。这需要用户提前知道要选择哪些过滤器,以便暴露出广受欢迎的差异。
可以设置 Macaw 来监测特定波长带,从中可以提取植被指数。这些提供了提取 NDVI、SAVI 和其他指数所需的信息以及能够从中推断出的信息。随设备提供的带通滤波器是客户在订购时指定的。这些可以在现场轻松更改,以便重新配置系统以寻找不同的光谱以暴露不同的条件。每个系统的价格中都包含标准过滤器。