一、硬件架构设计
- 核心算力平台(EFISH-SBC-RK3588)
- 处理器性能:搭载 8 核 ARM 架构(4×Cortex-A76@2.4GHz + 4×Cortex-A55@1.8GHz),集成 6 TOPS NPU 与 Mali-G610 GPU,支持多光谱图像实时融合与热成像温度场分析。
- 接口扩展能力:
- 6×MIPI-CSI 接口:接入多光谱相机(如 Parrot Sequoia+,5 波段)与红外热像仪(如 FLIR Tau2,640×512@30Hz)。
- USB 3.0/Type-C:外接高分辨率可见光相机(如 Sony IMX585,8K@30fps)辅助目标识别。
- 传感器模块
- 多光谱相机:支持 NDVI(归一化植被指数)、NDRE(红边指数)等农业监测参数,通过 I2C 接口同步 GPS 位置信息(精度 ≤3cm)。
- 红外热成像仪:测温范围 -20°C~550°C,精度 ±2°C,支持温差阈值报警(如电力设备过热点检测)。
- 工业级防护设计
- 宽温运行:-40°C~85°C 适应高原、沙漠等极端环境。
- 抗振存储:M.2 NVMe SSD(512GB-4TB)采用硅胶缓冲封装,通过 MIL-STD-810G 振动测试,保障数据完整性。
二、数据处理与边缘计算模块
- 多模态数据融合
- 图像对齐算法:利用 RK3588 NPU 实现多光谱、红外与可见光图像的时空配准(精度 ≤0.5 像素)。
- 温度-光谱关联分析:通过边缘端部署 ResNet50 模型,识别农作物病害区域(如小麦赤霉病)并同步热成像测温,准确率 ≥95%。
- 实时边缘计算
- AI 模型部署:
- 红外热像仪:YOLOv5s 模型实时检测电力设备异常发热(响应延迟 ≤200ms)。
- 多光谱相机:UNet 模型分割农田墒情分布,生成变量施肥处方图(处理速度 30 帧/秒)。
- 数据压缩与回传:H.265 硬编码(8K@30fps)降低带宽占用,支持 4G/5G 网络实时回传关键数据。
- AI 模型部署:
- 低功耗优化
- 动态调频技术:根据任务负载自动调节 CPU/GPU 频率,飞行任务中整机功耗 ≤18W。
- 传感器休眠机制:非作业时段关闭多光谱相机供电,续航时间延长 40%。
三、典型应用场景
- 精准农业监测
- NDVI 植被指数 + 红外测温联合分析,识别干旱/病虫害区域(精度 0.1m²),指导无人机变量施药。
- 边缘端生成农田健康报告(PDF/KML 格式),通过 LoRa 网络离线同步至农机终端。
- 电力巡检与安防
- 红外热成像实时检测输电线路接点温度异常(温差阈值 ≥15°C 触发报警),定位精度 ≤0.5m。
- 多光谱识别绝缘子污秽等级(R/G/B/NIR 四波段分析),漏检率 ≤0.1%。
- 应急救援与生态监测
- 热成像夜间搜救:支持 3km 范围内人体发热目标探测(灵敏度 50mK)。
- 多光谱监测森林火灾隐患:通过 CO₂/CH₄ 浓度梯度分析,预警火险等级。
四、技术优势总结
- 全自主可控:基于国产 RK3588 平台替代 NVIDIA Jetson 方案,硬件成本降低 35%。
- 高集成度:单板集成传感器接口、算力引擎与存储模块,体积较传统工控机减少 60%。
- 军民两用:需满足 GB/T 38058-2019 无人机系统标准,适配民用巡检与军事侦察需求。
注:性能数据基于实验室及典型场景测试,实际效果可能因环境有所差异。