[發明專利]一種用于樹木胸徑視覺測量的激光輔助裝置及安裝方法

在審

• 申請號: 202110555638.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113280774A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 馮海林;翁翔;李顏娥;杜曉晨;劉同存;李劍
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10;G01B1/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 何磊

本發明公開了一種用于樹木胸徑視覺測量的激光輔助裝置及安裝方法，包括主體，主體包括左段切臂、中段體和右段切臂，中段體內部裝有PCB電路板、電池和角度傳感器，角度傳感器包括第一角度傳感器和第二角度傳感器，第一角度傳感器和第二角度傳感器的旋轉軸承上均安裝有法蘭，左段切臂和右段切臂分別轉動安裝在中段體的兩端，左段切臂和右段切臂均通過法蘭與中段體連接固定。本發明中通過設置第一角度傳感器和和第二角度傳感器，以及三段式主體的機械結構設計了一種新型樹木胸徑測量方法，所設計的激光輔助裝置可以折疊、便于攜帶、具有高精度、高效率、低成本、輕巧、簡便、適應性廣、抗干擾能力強、易于攜帶等特點。

技術領域

本發明涉及樹木測量技術領域，具體涉及一種用于樹木胸徑視覺測量的激光輔助裝置及安裝方法。

背景技術

森林資源，在廣義上指的是喬木、灌木、竹類以及林區范圍內其他動植物資源、水源、微生物、土地資源等資源的總稱；在狹義上，僅指的是以喬木為主體的森林植物組成部分。我國及世界上大多數國家都會定期開展森林資源清查工作通過獲取森林資源調查數據來估計森林特征。精準的森林資源調查數據能為森林經營方案編制、森林培育和利用提供重要的決策依據，也能為各級政府機關和林業主管單位制定相應的生態規劃、法律政策、發展措施、作業設計等提供重要的支持信息。因此，通過獲取、組織、加工森林資源信息從而實現對一地域內的森林資源及相關因素進行籌劃和控制，是現代森林資源管理信息化的發展趨勢。

如何精確、高效地獲取森林資源信息，以實現森林生長質量的提升、森林資源的科學經營與永續利用是廣大務林人的工作重點。然而在林業工作中，森林資源的調查工作存在著耗時、費力、任務量大、測量難度大且不夠精準等問題；且相關的調查工作并非實行“無損化”操，作因此會給森林帶來破壞；當前迫切需要明確實現精準提升森林質量的理論基礎和技術體系。隨著林業信息化技術和“精準林業”理論體系的發展，需要不停地進行新式森林調查觀測裝備的研發和森林經營理論方法的創新，但是缺乏內外業功能及流程的一體化集成的軟硬件系統，即當前的森林資源信息化管理軟件與新型森林調查測量裝備或觀測儀器的一體化集成的程度不高，且對林業調查數據從采集到儲存再到分析的智能化處理能力低。因此，迫切需要先進的測樹儀器來適應森林資源信息采集技術的發展，對森林資源監測和精準林業實踐對測樹儀器提出了新的需求。森林資源清查中所需要采集的信息包含了胸徑、樹高、地徑、位置、冠幅、海拔、坡度等因子，而對森林資源評價尤為重要的蓄積量、生物量、生長量等指標主要由胸徑和樹高這兩個因子來進行估算。胸徑，是指樹木樹干距離地面1.3米處的直徑，傳統上通過卡尺、圍尺等工具獲取。

在國內外研究中，對于樹木胸徑及其它因子(位置、樹高)的測量方法從形式上分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式方法指的是在胸徑測量過程中測量裝置需要以點式、線式接觸樹木軀干；過去傳統的胸徑測量方法往往需要測量人員進行手工地記錄數據，因此費時費力、容易出錯；新興的方法中則會采用單片機、傳感器、條形碼、集成電路等技術去克服這些弊端。“胸徑”這一詞意味著需要將樹木軀干的截面當成圓形進行測量，所以從測量原理角度大體上可分為先測量圓周長再換算成直徑的圍尺類、直徑測量直徑的卡尺類以及采用另外幾何原理的其它類。非接觸式方法是指以光學、聲學、電磁學等媒介為基礎，在不接觸被測林木的情況下提取林木的各種生物信息。

現行接觸式和非接觸式方法在森林調查時局限性較大，特別是非接觸式方法在枝葉遮擋、雜草眾多、強光等環境因素下存在難以進行正常作業或者測量精準影響較大。通過精準而高效的測量手段來獲取胸徑及其它森林資源因子一直是廣大林業調查人員的需求。然而采用卡尺、圍尺等工具的傳統調查方法，需要人工判讀和記錄數據，精度不高、效率低下、數據容易出錯；應用近景攝影測量、激光雷達、全站儀等新興調查工具進行調查，因設備成本高、可攜帶性差、環境抗干擾能力弱，難以廣泛推廣。

發明內容