GPS+INS 无人机彻底改变精准农业

Septentrio GNSS/INS 可实现直接地理配准，摄影测量无需图像拼接
世界人口正在增加，预计到 2025 年将达到 80 亿。但是如何在养活不断增长的人口的同时保护我们的森林和野生动物保护区呢？答案在于利用技术来更有效地利用我们现有的农业土地。

什么是精准农业？
精准农业是指利用传感器、GPS、控制系统、机器人等信息技术和高科技设备，使农作物或畜牧业的生产过程更加精确和受控。精密农业的概念诞生于 1990 年左右，其主要应用是拖拉机制导。如今，从空中作物监测到自动定向喷洒，精准农业和自动化正在变得司空见惯。精准农业市场呈指数级增长，根据预测报告，到 2025 年价值将超过 100 亿美元。

高精度 GPS+INS 打开新可能性之门
开阔的田野是 GPS 定位的理想环境，卫星能见度很少被遮挡。Sentera是一家总部位于明尼阿波利斯的公司，利用高质量的 GPS + INS（惯性导航系统）技术及其行业领先的多光谱相机和人工智能来创建尖端的精准农业传感器。

图 1：Sentera 无人机上的 GNSS+INS 传感器提供高度准确的定位和方向信息，无需软件拼接即可创建正射影像。这称为直接地理配准。
 

Sentera 的传感器由无人机飞行，以创建准确的地图，显示作物健康状况、杂草和害虫位置以及植物数量。高品质RGB和NDVI（归一化植被指数）相机与AI图像识别软件相结合。NVDI 相机甚至可以在人眼识别之前检测到许多作物问题。然后用 Septentrio 多频多 GNSS 接收器（GNSS：全球导航卫星系统，GPS 是其一部分）提供的精确位置信息对图像进行标记。最重要的是，图像位置信息通过与 GPS 接收器耦合的 INS 提供的 3D 方向（航向、俯仰和横滚）得到增强。

以下列出了高精度 GNSS+INS 技术（例如 Sentera 的传感器）为当今农场测绘带来的 5 个优势：

精确的杂草和害虫地图可作为现代大型喷雾器的输入，这些喷雾器的喷雾精度可达到分米级。仅在需要的地方喷洒可节省成本并减少化学品和肥料使用对环境的影响。
当两种不同的植物物种种植在相邻的行中时，需要精确定位来监测每个物种。一个这样的例子是在两个不同农田的连接边界处。另一个例子是植物育种场，不同的植物杂交种占据彼此相邻的小面积试验田。
实地勘察完成速度更快，覆盖范围更广。利用高精度定位和方向信息，无需使用图像拼接软件。图像被投影在地形模型上，它们的精确定位用于创建单个正射图像。这称为“直接地理配准”。与基于两张或多张相邻重叠照片之间的特征匹配的传统图像拼接过程不同，直接地理配准对图像重叠要求不敏感。不太严格的重叠要求意味着无人机可以在距离较远的线路中飞行，从而用一块电池实现更广泛的领域覆盖。 
由于不需要图像拼接，因此简化了图像处理步骤，并且可以在传感器上实时获得现场统计数据，无需云计算或后处理。
高质量的定位和相机传感器允许更高的高度飞行，增加每张图像中捕获的陆地表面积，并导致每次飞行的总覆盖面积更大。相机方向的小误差对较高高度的图像投影精度有更大的影响，但传感器技术的最新进展使无人机能够飞得更高，同时仍然为精准农业应用收集足够精度的数据。
图像

图 2：右图显示了需要图像拼接的传统摄影测量飞行。左图显示了直接地理配准的飞行，无需图像拼接。直接地理配准可实现低图像重叠，从而实现更高的覆盖率和出色的空间精度，从而无需拼接即可进行实时图像分析。
 
GNSS+INS 无需拼接即可实现正射图像  
Sentera 利用 Septentrio AsteRx-i GNSS + INS 接收器进行厘米级定位和定向。“我们选择 Septentrio 是因为他们拥有市场上最好的性价比，”Sentera 首席嵌入式软件工程师 Brian Eickhoff 说道。“集成过程非常顺利，我们看到了出色的定位性能和可靠性。GNSS + INS 系统能够提供足够准确的定位和方向信息，以创建正射校正马赛克，而无需图像拼接。”

精准农业解决方案，例如 Sentera 提供的作物监测传感器，可帮助农民就作物做出明智的决策。优化产量和节省成本可以提高作物生产效率，帮助农民为未来做好准备。

观看上面的Sentera 视频，了解正在运行的农作物监测无人机。这些无人机配备了 Sentera 最新的 6X 多光谱传感器以及 Septentrio 的 GNSS + INS 定位和姿态（航向、俯仰和横滚）系统。

https://www.septentrio.com/en/learn-more/insights/revolutionizing-precision-agriculture-gpsins-drones