[發明專利]一種用機器人測定活立木樹高和任一處直徑的技術方法

無效

• 申請號: 201210121138.8
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102749054A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 馮仲科;王永國;王佳;仇琪;高原
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01B21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種在林業調查中郁閉環境下測量樹高的方法，特別是一種用機器人測定活立木樹干任意高度處直徑的方法。

二、技術背景

到目前為止，樹高主要用測高儀、激光測高儀、超聲波測距儀或者是羅盤結合標桿等測量儀器進行測量。

測高儀則是林業上普遍采用的樹高測定工具，但是這個工具有個不好的地方：仰角有限，要測量一棵樹的高度必須退到距離該樹一定遠的距離方可。應用羅盤儀結合標桿也可以測量樹高，但是要求坡度不要太大。而激光測高儀同樣無法避免密林中樹枝的視覺阻礙。因此，在森林資源調查過程中采用傳統的側高儀器測定樹高不可避免地帶來了很多麻煩與誤差。

目前在林業方面尚沒有方便實用的測量樹高的儀器設備，本發明方法簡單使用、精度高、方便操作，可望在林業調查上廣泛使用，解決在密閉樹林中，樹梢被遮擋的情況下，用傳統角規測樹高方法無法測量樹高時使用的一種方法，以全國數以萬計的林業基層單位和技術人員、及至全球林業上的需要，前景實在可觀。

三、發明內容

為了克服現有的測高儀器在測定樹高過程中不可避免地帶來的很多麻煩與誤差，本發明的目的是提供一種測樹機器人及其使用方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1.遙控攜帶測高儀的爬樹型機器人到樹梢部位，機器人自動測定離地面高度，并同時發出信號，地面儀器通過接收信號得到目標樹樹高H。

2.測量型機器人在活立木任意位置處測的同一高度平面上樹干表面的四點坐標，運用已知三點坐標可以確定圓的理論依據，利用最小二乘原理推出計算該高度出樹木直徑的計算公式，計算方法如下：首先假設樹根處坐標為(0，0，0)，由根據步驟1可以得到樹高H，則樹梢的坐標為(0，0，H)，機器人自樹梢向下爬行，爬到任意高度j處樹干表面坐標(X_i，Y_i，H_i)(i＝1，2，3，4)，根據已知圓表面三點坐標求的圓中心點坐標公式①②測得j點處樹干中心點坐標(X_j，Y_j，H_j)，根據數模③D=24Σi=1,j=1n((xi-xj)2+(yi-yj)2)]]>求的樹干任意點的直徑。

本項發明具有以下優點：

①把最新的高科技成果機器人引入到樹高測量中，利用機器人靈活便于操作的優點，測量了活立木的樹高和任意高度處直徑，可以方便準確的測量活立木任一點處直徑，為活立木蓄積量的精確測定測定提供了相關數據；

②克服了各種自然環境和天氣因素帶來的測量誤差，大大減少了測量人員的工作量和測量難度；

四、附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為測樹機器人測量任意高度直徑方法基本原理圖；

五、具體實施方式：

1、選好目標樹，將攜帶有測高儀的測樹型機器人放在樹干上，遙控其爬至樹梢，通過控制機器人身上的測高儀信號發射裝置，發出信號自動測得樹高H。

2、利用測樹型機器人的優點，遙控使機器人爬到目標樹的任意高度，遙控機器人攜帶傳感器，自動測得該高度四個點的坐標，假設樹根處坐標為(0，0，0)，根據步驟1可以得到樹高H，則樹梢的坐標為(0，0，H)，機器人自樹梢向下爬行，爬到任意高度j處樹干表面坐標(X_i，Y_i，H_i)(i＝1，2，3，4)，根據已知圓表面三點坐標求的圓中心點坐標公式①②測得j點處樹干中心點坐標(X_j，Y_j，H_j)，根據數模③D=24Σi=1,j=1n((xi-xj)2+(yi-yj)2)]]>求的樹干任意點的直徑。