高光谱成像技术融合了光谱探测技术和成像技术,能够同时探测目标的二维空间信息和一维光谱信息,获取高分辨率的连续、窄波段的图像数据。目前,高光谱成像技术已广泛应用于环境监测、精准农业、食品安全和医学诊断等诸多领域。随着微电子、计算机以及自动控制等领域的不断发展,近年来多旋翼无人机技术也逐步成熟。多旋翼无人机作为搭载微型高光谱仪的平台,具有灵活性高、实时性好、成本低廉、可以适应较为复杂的使用环境等优点,可大大提升高光谱仪的工作效率和应用领域。本文设计了拥有自主避障功能的多旋翼无人机,将自主研制的微型高光谱仪搭载在多旋翼无人机上,并实现了高光谱仪实时远距离数据传输。具体工作内容如下:1、通过对当前多旋翼无人机的主流避障方案进行论证分析,选择激光雷达联合超声波和IMU惯性测量单元作为自主避障的方案,并结合谷歌开源激光SLAM算法实现自主避障。2、自主研制适合多旋翼无人机搭载要求的微型高光谱仪,设计了独特的光谱仪搭载平台,并将光谱仪搭载于无人机机,完成了无人机载微型高光谱仪系统的组装与调试。3、自主搭建大功率无线WIFI网桥方案,并基于TCP协议创建Socket网络服务器,结合移动终端安卓APP,实现了远距离机载微型高光谱仪系统的控制与无线数据传输。4、基于FFmpeg库的H.264协议对高光谱视频流进行编解码,减轻了网络传输压力,实现大容量高光谱数据实时无线传输,并完成了高光谱图像的单波段光谱图像信息的提取。本文所实现的多旋翼无人机载微型高光谱仪系统建立了实时、远程无线数据采集与处理模式,并提高了微型高光谱仪的主机的本地数据处理能力,实时无线传输距离超过300米,且高光谱最高采集速度可达340帧/秒,兼顾了高光谱成像的便携性与时效性,充分满足了高光谱监测的数据需求,可扩展其在低空领域的应用领域,具有广泛的应用前景。