树木胸径测量方法及便携式树木胸径测量系统技术方案

树木胸径测量方法及便携式树木胸径测量系统，涉及林业系统中测量数据胸径的装置。本发明专利技术为了解决现有林业系统中测量树木胸径的方法存在的浪费人力、测量精度低以及测量效率低的问题。本发明专利技术所述的树木胸径测量方法突破了现有测量树木胸径的固有思路，不是采用去直接测量数据胸径方法，而是采用平面几何的原理，采用一个摆动的测量激光光束来实现测量，进而使得其不受被测树木胸径大小的限制。当本发明专利技术所述的便携式树木胸径测量系统增加条码扫描装置，在测量树木胸径的同时，还能够获取测量树木的标记，该标记为固定在树木上的一维码标牌或二维码标牌。本发明专利技术所述的树木胸径测量方法和测量系统适用于对任意胸径的树木进行测量。

【技术实现步骤摘要】
树木胸径测量方法及便携式树木胸径测量系统
本专利技术涉及林业系统中测量数据胸径的装置。
技术介绍
现阶段在林业二类、三类资源清查过程中，树木胸径的测量是其清查的最重要的 一个环节，现阶段在我国在测量作业过程中主要还是采用人工接触式的测量方法，主要是 通过胸径卡尺进行手工测量，一般测量过程中需要两个人同时进行，一人测量一人记录，测 量精度与测量效率都不能得到保障，并且测量效率很低。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有林业系统中测量树木胸径的方法存在的浪费人力、测量精度 低以及测量效率低的问题，本专利技术提供一种树木胸径测量方法及便携式树木胸径测量系 统。本专利技术所述的一种树木胸径测量方法为:首先，在距离待测树木50cm至150cm的 位置，采用激光测距仪朝向待测树木，并使得激光测距仪发出的测距激光束与待测树木的 树干相垂直；然后，以激光测距仪的测距发射端作为原点O、在水平面内摆动激光测距仪， 使得测距激光仪发射的测距激光所形成的平面覆盖待测树木的断面，并在摆动过程中实时 存储距离信息和对应的测距激光束的摆动角度；最后，对比所有距离信息，获得两个最大的 距离信息L1、L2和一个最小的距离信息L3，以及对应的三个摆动角度al、a2和a3，根据上 述数据在原点0处绘制三根线段，跟据所述三根线段的末端的三个端点绘制圆2，计算获得 该圆2的直径D，该直径D即为待测树木的胸径。上述方法还可以包括:在待测树木上固定二维码标志，在测量待测树木胸径之前 或之后，采用二位码扫描装置扫描固定在待测树木上的二维码，并将测量获得的编码与待 测树木的直径作为一组数据存储。本专利技术还提供另一种树木胸径测量方法，所述树木胸径测量方法是基于下述树木 胸径测量系统实现的，树木胸径测量系统包括控制器、激光测距装置、摆动控制装置、角度 传感器、测量启动开关和摆动驱动装置；所述激光测距装置固定安装在摆动驱动装置的摆 动部位，摆动控制装置用于控制驱动摆动驱动装置驱动激光测距装置以其激光发射端为原 点做一维摆动，角度传感器用于测量激光测距装置的摆动角度，角度传感器输出角度信号 给控制器，控制器输出摆动控制信号给摆动控制装置，控制器输出测距启动或停止信号给 激光测距装置，激光测距装置输出测量的距离信号给控制器，测量启动开关输出测量启动 信号给控制器；所述树木胸径测量方法是由嵌入在控制器内部的软件实现的，所述方法为:步骤一、用于检测测量启动开关发送的启动信号的步骤；步骤二、用于判断是否有启动信号的单元，当判断为是时，启动步骤三，否则启动步骤一；步骤三、用于发送启动信号给摆动控制装置和激光测距装置的步骤；步骤四、用于读取激光测距装置反馈的距离和角度传感器反馈的角度的步骤；步骤五、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的步 骤，当判断为是时启动步骤四，否则启动步骤六；步骤六、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离 和对应的角度作为起始数据存储在存储器中的步骤；步骤七、用于实时采集激光测距装置反馈的距离信息和角度传感器反馈的角度信 息，并将同时采集的距离信息和角度信息作为一组数据按照数据采集时间存储在存储器中 的步骤；步骤八、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的步 骤，当判断为是时启动步骤七，否则启动步骤九；步骤九、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离 和对应的角度作为终止数据存储在存储器中的步骤；步骤十、用于对比存储器中的所有距离，将最小距离和对应的角度作为中间数据 的步骤；步骤十一、用于根据起始数据、终止数据和中间数据，绘制三条交于原点0的线 段，根据所述三条线段另一侧的三个端点A、B和C绘制拟合圆，计算获得该拟合圆的直径， 将该直径作为待测树木的胸径的步骤。上述树木胸径测量方法中，所述树木胸径测量系统还包括条码扫描装置，所述条 码扫描装置输出扫描信号给控制器，所述控制器输出扫描控制信号给条码扫描装置，所述 树木胸径测量方法还包括:步骤十二、用于发送启动信号给条码扫描装置，并接收条码扫描装置发送的条码 的步骤；步骤二中，在判断为是时，还启动步骤十二。上述树木胸径测量方法中，所述树木胸径测量系统还包括键盘电路，所述键盘电 路发送按键信息给控制器，所述树木胸径测量方法还包括键盘信息读取的步骤。本专利技术所述的便携式树木胸径测量系统包括控制器、激光测距装置、摆动控制装 置、角度传感器、测量启动开关和摆动驱动装置；所述激光测距装置固定安装在摆动驱动装 置的摆动部位，摆动控制装置用于控制驱动摆动驱动装置驱动激光测距装置以其激光发射 端为原点做一维摆动，角度传感器用于测量激光测距装置的摆动角度，角度传感器输出角 度信号给控制器，控制器输出摆动控制信号给摆动控制装置，控制器输出测距启动或停止 信号给激光测距装置，激光测距装置输出测量的距离信号给控制器，测量启动开关输出测 量启动信号给控制器；所述控制器内部嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元:单元一、用于检测测量启动开关发送的启动信号的单元；单元二、用于判断是否有启动信号的单元，当判断为是时，启动单元三，否则启动 单元一；单元三、用于发送启动信号给摆动控制装置和激光测距装置的单元；单元四、用于读取激光测距装置反馈的距离和角度传感器反馈的角度的单元；单元五、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的单 元，当判断为是时启动单元四，否则启动单元六；单元六、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离 和对应的角度作为起始数据存储在存储器中的单元；单元七、用于实时采集激光测距装置反馈的距离信息和角度传感器反馈的角度信 息，并将同时采集的距离信息和角度信息作为一组数据按照数据采集时间存储在存储器中 的单元；单元八、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的单 元，当判断为是时启动单元七，否则启动单元九；单元九、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离 和对应的角度作为终止数据存储在存储器中的单元；单元十、用于对比存储器中的所有距离，将最小距离和对应的角度作为中间数据 的单元；单元十一、用于根据起始数据、终止数据和中间数据，绘制三条交于原点0的线 段，根据所述三条线段另一侧的三个端点A、B和C绘制拟合圆，计算获得该拟合圆的直径， 将该直径作为待测树木的胸径单元。上述便携式树木胸径测量系统还包括条码扫描装置，所述条码扫描装置输出扫描 信号给控制器，所述控制器输出扫描控制信号给条码扫描装置，所述控制器内部嵌入的控 制模块还包括如下单元:单元十二、用于发送启动信号给条码扫描装置，并接收条码扫描装置发送的条码 的单元；单元二还用于在判断为是时，启动单元十二。上述便携式树木胸径测量系统还包括键盘电路，所述键盘电路发送按键信息给控 制器。上述便携式树木胸径测量系统还包括显示电路，所述控制器发送显示信号给显示 器；所述控制器内部嵌入的控制模块还包括如下显示单元:用于将获得的数据胸径数据发 送给显示器。本专利技术所述的树木胸径测量方法突破了现有测量树木胸径的固有思路，不是采用 去直接测量数据胸径方法，而是采用平面几何的原理，采用一个摆动的测量激光光束来实 本文档来自技高网...

【技术保护点】
树木胸径测量方法，其特征在于，所述方法为：首先，在距离待测树木50cm至150cm的位置，采用激光测距仪朝向待测树木，并使得激光测距仪发出的测距激光束与待测树木的树干相垂直；然后，以激光测距仪的测距发射端作为原点O、在水平面内摆动激光测距仪，使得测距激光仪发射的测距激光所形成的平面覆盖待测树木的断面，并在摆动过程中实时存储距离信息和对应的测距激光束的摆动角度；最后，对比所有距离信息，获得两个最大的距离信息L1、L2和一个最小的距离信息L3，以及对应的三个摆动角度a1、a2和a3，根据上述数据在原点O处绘制三根线段，跟据所述三根线段的末端的三个端点绘制圆2，计算获得该圆2的直径D，该直径D即为待测树木的胸径。

【技术特征摘要】
1.树木胸径测量方法，其特征在于，所述方法为:首先，在距离待测树木50cm至150cm 的位置，采用激光测距仪朝向待测树木，并使得激光测距仪发出的测距激光束与待测树木的树干相垂直；然后，以激光测距仪的测距发射端作为原点O、在水平面内摆动激光测距仪，使得测距激光仪发射的测距激光所形成的平面覆盖待测树木的断面，并在摆动过程中实时存储距离信息和对应的测距激光束的摆动角度；最后，对比所有距离信息，获得两个最大的距离信息L1、L2和一个最小的距离信息L3，以及对应的三个摆动角度al、a2和a3，根据上述数据在原点O处绘制三根线段，跟据所述三根线段的末端的三个端点绘制圆2，计算获得该圆2的直径D，该直径D即为待测树木的胸径。2.根据权利要求1所述的树木胸径测量方法，其特征在于，所述方法还包括:在待测树木上固定二维码标志，在测量待测树木胸径之前或之后，采用二位码扫描装置扫描固定在待测树木上的二维码，并将测量获得的编码与待测树木的直径作为一组数据存储。3.便携式树木胸径测量系统，其特征在于它包括控制器、激光测距装置、摆动控制装置、角度传感器、测量启动开关和摆动驱动装置；所述激光测距装置固定安装在摆动驱动装置的摆动部位，摆动控制装置用于控制驱动摆动驱动装置驱动激光测距装置以其激光发射端为原点做一维摆动，角度传感器用于测量激光测距装置的摆动角度，角度传感器输出角度信号给控制器，控制器输出摆动控制信号给摆动控制装置，控制器输出测距启动或停止信号给激光测距装置，激光测距装置输出测量的距离信号给控制器，测量启动开关输出测量启动信号给控制器；所述控制器内部嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元:单元一、用于检测测量启动开关发送的启动信号的单元；单元二、用于判断是否有启动信号的单元，当判断为是时，启动单元三，否则启动单元单元三、用于发送启动信号给摆动控制装置和激光测距装置的单元；单元四、用于读取激光测距装置反馈的距离和角度传感器反馈的角度的单元；单元五、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的单元，当判断为是时启动单兀四，否则启动单兀TK ;单元六、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离和对应的角度作为起始数据存储在存储器中的单元；单元七、用于实时采集激光测距装置反馈的距离信息和角度传感器反馈的角度信息， 并将同时采集的距离信息和角度信息作为一组数据按照数据采集时间存储在存储器中的单元；单元八、用于判断本次采集的距离与前一次采集的距离的差是否大于50cm的单元，当判断为是时启动单元七，否则启动单元九；单元九、用于发送反向摆动控制信号给摆动控制装置，同时将前一次采集的距离和对应的角度作为终止数据存储在存储器中的单元；单元十、用于对比存储器中的所有距离，将最小距离和对应的角度作为中间数据的单元;单元十一、用于根据起始数据、终止数据和中间数据，绘制三条交于原点O的线段，根据所述三条线段另一侧的三个端点A、B和C绘制拟合圆， 计算获得该拟合圆的直径，将该直径作为待测树木的胸径单元。4.根据权利要求3所述的便携式树木胸径测量系统，其特征在于，它还包括条码扫描装置，所述条码扫描装置输出扫描信号给控制器，所述控制器输出扫描控制信号给条码扫描装置，所述控制器内部嵌入的控制模块还包括如下单元:单元十二、用于发送启动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，王霓虹，潘华，高萌，戴巍，林峰，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：