[發明專利]樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系統

有效

• 申請號: 201310625995.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103604380A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李丹;王霓虹;潘華;高萌;戴巍;林峰
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G01C3/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及林業系統中測量數據胸徑的裝置。

背景技術

現階段在林業二類、三類資源清查過程中，樹木胸徑的測量是其清查的最重要的一個環節，現階段在我國在測量作業過程中主要還是采用人工接觸式的測量方法，主要是通過胸徑卡尺進行手工測量，一般測量過程中需要兩個人同時進行，一人測量一人記錄，測量精度與測量效率都不能得到保障，并且測量效率很低。

發明內容

本發明為了解決現有林業系統中測量樹木胸徑的方法存在的浪費人力、測量精度低以及測量效率低的問題，本發明提供一種樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系統。

本發明所述的一種樹木胸徑測量方法為：首先，在距離待測樹木50cm至150cm的位置，采用激光測距儀朝向待測樹木，并使得激光測距儀發出的測距激光束與待測樹木的樹干相垂直；然后，以激光測距儀的測距發射端作為原點O、在水平面內擺動激光測距儀，使得測距激光儀發射的測距激光所形成的平面覆蓋待測樹木的斷面，并在擺動過程中實時存儲距離信息和對應的測距激光束的擺動角度；最后，對比所有距離信息，獲得兩個最大的距離信息L1、L2和一個最小的距離信息L3，以及對應的三個擺動角度a1、a2和a3，根據上述數據在原點O處繪制三根線段，跟據所述三根線段的末端的三個端點繪制圓2，計算獲得該圓2的直徑D，該直徑D即為待測樹木的胸徑。

上述方法還可以包括：在待測樹木上固定二維碼標志，在測量待測樹木胸徑之前或之后，采用二位碼掃描裝置掃描固定在待測樹木上的二維碼，并將測量獲得的編碼與待測樹木的直徑作為一組數據存儲。

本發明還提供另一種樹木胸徑測量方法，所述樹木胸徑測量方法是基于下述樹木胸徑測量系統實現的，樹木胸徑測量系統包括控制器、激光測距裝置、擺動控制裝置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安裝在擺動驅動裝置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝置以其激光發射端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角度傳感器輸出角度信號給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出測距啟動或停止信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量啟動開關輸出測量啟動信號給控制器；

所述樹木胸徑測量方法是由嵌入在控制器內部的軟件實現的，所述方法為：

步驟一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的步驟；

步驟二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動步驟三，否則啟動步驟一；

步驟三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的步驟；

步驟四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的步驟；

步驟五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步驟，當判斷為是時啟動步驟四，否則啟動步驟六；

步驟六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的步驟；

步驟七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信息，并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中的步驟；

步驟八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步驟，當判斷為是時啟動步驟七，否則啟動步驟九；

步驟九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的步驟；

步驟十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據的步驟；

步驟十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點O的線段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑，將該直徑作為待測樹木的胸徑的步驟。

上述樹木胸徑測量方法中，所述樹木胸徑測量系統還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述樹木胸徑測量方法還包括：

步驟十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼的步驟；

步驟二中，在判斷為是時，還啟動步驟十二。

上述樹木胸徑測量方法中，所述樹木胸徑測量系統還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路發送按鍵信息給控制器，所述樹木胸徑測量方法還包括鍵盤信息讀取的步驟。