原標題：配上“雙眼”，無人機看得更精準
農業領域是快速發展的無人機技術和影象處理技術的試驗平臺，這些技術正迅速成為高效精準農業和植物表型不可或缺的工具。利用無人機多光譜相機拍攝的航空影象，專家可以快速獲得有用資訊，如植物高度、葉綠素和氮含量，以及植物病害的存在和程度。
然而，儘管無人機應用潛力巨大，但仍存在一些瓶頸限制了其效率和準確性。由於裝置依賴小型電池作為能源，無人機的自主性很低，充電或電池更換所花費的時間會嚴重阻礙其在足夠大的區域的資料“吞吐量”。目前，這個問題只能以犧牲目標表面的空間解析度或三維重建質量為代價來解決。
為了打破這種困局，來自法國國家農業食品與環境研究院和HIPHEN公司的研究團隊提出了一種新的影象採集策略。相關論文發表於《植物表型學》。
研究人員在同一無人機上安裝至少兩個不同焦距的攝像機。透過使用適當的影象處理演算法，他們成功對來自不同光譜波段的影象進行了配準（對齊和調整），包括使用不同焦距和略微不同角度拍攝的影象。反過來，這使他們能夠生成土壤和作物的三維密集點雲，然後利用它建立整個田地的“正射影像”（一種幾何校正為統一比例的航空照片），並提取植物高度。
使用這種具有兩種不同焦距的“雙波長配置”，好處是多方面的。首先，在給定的最小空間解析度和預定重疊情況下，覆蓋整個目標區域所需的影象量基本上減半。因此，不僅飛行時間，處理時間也至少減少了一半。
此外，實驗結果表明，“雙波長配置”方法在地理參考或將航空照片的內部座標與物理空間中的相應座標進行對映方面，具有更好的效果。“我們發現，地理參考的最佳改進處是Z維度，大約6釐米。”該研究通訊作者Wenjuan Li說，“這主要是因為可以提供更大的視角。”
最後，這項研究還為如何有效利用多光譜相機進行植物高度計算以及提高點雲質量，提供了有價值的見解。
該方法已經應用於表型鑑定和精確農業的若干研究及工業專案中。隨著這些進展的進行，研究團隊對無人機未來在精準農業中可能發揮的作用充滿希望。
“在保持良好精度的同時提高飛行效率是科學研究和工業領域的一個關鍵問題。我們提出的‘雙波長配置’為未來相機、飛行軌跡設計以及簡化資料處理提供了潛在的指導。”Li說，希望這項技術進一步完善，為航空精確農業和植物表型分析帶來光明的前景。
來源：中國科學報
