一种测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，硬件有激光全景扫描器的外壳(5)、外壳下方的支架(1)，外壳内部安装有电池供电组件(12)、带镜头的激光测树传感器(11)、步进电机(13)和PCB集成电路板(14)，外壳顶部有功能选择按键(9)、信号指示灯(7)和开关(8)，外壳前端有镜头、后端有显示屏(10)，外壳侧面有USB接口和SD卡接口，支架顶部有水平校准器(2)；测树电路包括单片机电路(A)、信号接收电路(B)、功能按键电路(C)、信号灯显示电路(D)、SD卡接口电路(E)、USB接口电路(F)和稳压电路(G)。用本装置测定森林蓄积参数，为非接触测量，效率高，劳动强度低，还能提供垂直方向的遥感信息。
【技术实现步骤摘要】
测量森林蓄积参数激光全景扫描装置【
】本专利技术属于一种激光传感器与计算机技术结合的森林断面积、密度和蓄积参数的测量扫描仪器。【
技术介绍
】森林蓄积参数的测定，公知公用的角规测量方法虽然劳动强度大、效率不高，但角规原理仍然保持了它的技术优势。角规在过去半个多世纪经历了多次改进，但基本原理仍然未变。对于区域森林蓄积量、生物量的估计，一般采用地面抽样或遥感的方法进行。遥感方法也需要地面调查数据配合建模。地面调查方法主要有样地调查和角规调查两种。前者需要对每株树进行测量，工作量大、耗时长。后者用角规绕测，工作量大幅度减少，但得到的信息单一，只有单位面积胸高断面积。如何高效获取地面调查信息仍然是森林资源监测中亟待解决的问题。为此，结合角规原理和新的激光传感器，设计一种配套的测量森林蓄积参数的自动化装置，显得十分必要。所设计的装置力求操作简单、高效、劳动强度低，通过在选定地点自动环绕扫描获取林木的株数、平均胸径、胸高断面积、密度、空间坐标和不同高度的森林植被覆盖率等多种森林特征信息，极大地丰富了森林调查信息内容，大大缩短了信息获取时间；由于其能获得森林立木垂直面的扫描信息，用于配合航天、航空遥感信息进行生态环境与森林状况监测，无疑具有重大的现实意义。对此，经检索和市场调查，尚未发现有相关的资料报道和仪器面市。【
技术实现思路
】本专利技术需要解决的技术问题是针对森林资源监测应用需求，利用激光传感器和单片机相结合的技术，设计一套能对森林进行扫描并能输出森林密度、单位面积胸高断面积、平均胸径等森林蓄积参数的测量森林蓄积参数激光全景扫描装置。 解决上述技术问题采用如下技术方案:本测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，包括硬件与测树电路两大部分，硬件为激光全景扫描器的外壳、外壳下方的支架，外壳内部安装有电池供电组件、带镜头的激光测树传感器、步进电机和PCB集成电路板，外壳顶部有功能选择按键、信号指示灯和开关，外壳前端有镜头、后端有显示屏，外壳侧面有USB接口和SD卡接口，支架顶部有水平校准器；测树电路部分包括单片机电路、信号接收电路、功能按键电路、信号灯显示电路、SD卡接口电路、USB接口电路和稳压电路。所述的单片机电路内部各单元的连接关系是:控制芯片STM32F10X，50号引脚、75号引脚、100号引脚、28号引脚和11号引脚均与+3.3伏电源连接，12号引脚和13号引脚分别与8M外部晶振系统Yl的两端连接，14号引脚接复位电路的二极管Dl与电容C105之间，72号引脚、76号引脚、77号引脚、89号引脚、90号引脚和14号引脚分别接程序下载接口JPl 的 8、10、6、5、4 和 3 号脚。所述的信号接收电路内部各元件的连接关系是:信号从接口芯片MAX485的引脚A和引脚B引进，MAX485的引脚RE与DE连接，然后再与光耦E301的3号引脚连接、MAX485的引脚DI接光耦E302的4号引脚，MAX485的引脚RO接光耦E303的2号引脚，其中E301的2号引脚接CPU的U485_EN引脚，E302的2号引脚接CPU的U485_TX引脚，E303的4号引脚串联电阻R309后接CPU的U485_RX引脚。所述的功能按键电路内部各元件的连接关系是:按键S701与C701并联然后通过电阻R701接3.3伏电源，二极管D701与电阻R701并联，按键S702和按键S703的电路连接与S701相同。所述的信号灯显示电路内部各元件的连接关系是:S伏电源串联LED灯，串联限流电阻R602和三极管V601并接地。所述的SD卡接口电路内部各元件的连接关系是:CPU的PC8、PC9、PC10、PC11、PC12和PD2引脚分别与接口芯片U4的7、8、9、1、5和2连接，每组信号线通过串联IOk电阻接+3.3v电源。所述的USB接口电路内部各元件的连接关系是:CPU的USB发送引脚USBD+和接收引脚USBD-分别与电阻R501和R502串联后，分别接入芯片U5的4号脚和6号脚，CPU的USBEN引脚连接Q501的2号引脚，Q501通过电阻R504连接U5的4号引脚，芯片U5的1、3号引脚分别接USB接 口 P5的2、3号引脚。所述的稳压电路内部各元件的连接关系是:稳压芯片MC7805T即U2_l输入引脚Vin接+12V电源，输出引脚Vout得到第一组+5V电压输出，稳压芯片1117-50即U2_2输入弓丨脚Vin接+12V电源，输出引脚Vout得到第二组+5V电压输出，稳压芯片1117-33即U2_3输入引脚Vin接第一组稳压芯片MC7805T的+5V输出引脚Vout，稳压芯片1117-33输出引脚Vout得3.3V电压输出，步进电机电源线正端接12V稳压电源LM7812输出端vout，负端通过MOS管V201接地。本专利技术的有益效果是:采用本装置能实现非接触方式测量森林蓄积参数，提高效率，降低劳动强度，同时提供传统森林调查不能提供的垂直方向遥感信息。【【附图说明】】图1为本装置结构示意图。图2为本装置部分硬件与电路结构框图。图3为本装置的单片机电路结构图。图4为本装置的信号接收电路图。图5为本装置的功能按键电路图。图6为本装置的信号灯显示电路图。图7为本装置的SD接口电路图。图8为本装置的USB接口电路图。图9为本装置的稳压电路图。图10为本装置的系统流程示意图。图11为树干扫描识别示意图。图12为角规结构示意图。图13为角规测树原理示意图。【【具体实施方式】】本专利技术下面结合实施例并参照附图予以进一步详述:本装置包括硬件与测树电路两大部分，硬件为激光全景扫描器的外壳5、外壳下方的支架1，外壳内部安装有电池供电组件12、带镜头的激光测树传感器11、步进电机13和PCB集成电路板14，外壳顶部有功能选择按键9、信号指示灯7和开关8，外壳前端有镜头6、后端有显示屏10，外壳侧面有USB接口 3和SD卡接口 4，支架顶部有水平校准器2 ;测树电路部分包括单片机电路A、信号接收电路B、功能按键电路C、信号灯显示电路D、SD卡接口电路E、USB接口电路F和稳压电路G。所述的单片机电路A内部各单元的连接关系是:控制芯片STM32F10X，VDD_1(50号引脚)、VDD_2 (75号引脚)、VDD_3 (100号引脚)、VDD_4 (28号引脚)和VDD_5 (I I号引脚)均与+3.3伏电源连接，0SC_IN(12号引脚)和0SC_0UT(13号引脚)分别与SM外部晶振系统Yl的两端连接，NRST (14号引脚)接复位电路的二极管Dl与电容C105之间，PA13(72号引脚)、PA14(76号引脚)、PA15(77号引脚)、PB3(89号引脚)、PB4(90号引脚)和NRST (14号引脚)分别接程序下载接口 JPl的8、10、6、5、4和3号脚。所述的信号接收电路B内部各元件的连接关系是:信号从接口芯片MAX485的引脚A和引脚B引进，MAX4 85的引脚RE与DE连接，然后再与光耦E301的3号引脚连接、MAX485的引脚DI接光耦E302的4号引脚，MAX485的引脚RO接光耦E303的2号引脚，其中E301的2号引脚接CPU的U485_EN引脚，E302的2号引脚接CPU的U485_TX引脚，E303的4号引脚串联电阻R3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，包括硬件与测树电路两大部分，其特征是硬件为激光全景扫描器的外壳(5)、外壳下方的支架(1)，外壳内部安装有电池供电组件(12)、带镜头的激光测树传感器(11)、步进电机(13)和PCB集成电路板(14)，外壳顶部有功能选择按键(9)、信号指示灯(7)和开关(8)，外壳前端有镜头(6)、后端有显示屏(10)、外壳侧面有USB接口(3)和SD卡接口(4)，支架顶部有水平校准器(2)；测树电路部分包括单片机电路(A)、信号接收电路(B)、功能按键电路(C)、信号灯显示电路(D)、SD卡接口电路(E)、USB接口电路(F)和稳压电路(G)。
【技术特征摘要】
1.一种测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，包括硬件与测树电路两大部分，其特征是硬件为激光全景扫描器的外壳(5)、外壳下方的支架(1)，外壳内部安装有电池供电组件(12)、带镜头的激光测树传感器(11)、步进电机(13)和PCB集成电路板(14)，外壳顶部有功能选择按键(9)、信号指示灯(7)和开关(8)，外壳前端有镜头(6)、后端有显示屏(10)、外壳侧面有USB接口(3)和SD卡接口(4)，支架顶部有水平校准器(2);测树电路部分包括单片机电路(A)、信号接收电路(B)、功能按键电路(C)、信号灯显示电路(D)、SD卡接口电路(E)、USB接口电路(F)和稳压电路(G)。2.如权利要求1所述的测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，其特征是所述的单片机电路㈧内部各单元的连接关系是:控制芯片STM32F10X，50号引脚、75号引脚、100号引脚、28号引脚和11号引脚均与+3.3伏电源连接，12号引脚和13号引脚分别与SM外部晶振系统Yl的两端连接，14号引脚接在复位电路的二极管Dl与电容C105之间，72号引脚、76号引脚、77号引脚、89号引脚、90号引脚和14号引脚分别接程序下载接口 JPl的8、10、6、5、4和3号脚。3.如权利要求1所述的测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，其特征是所述的信号接收电路⑶内部各元件的连接关系是:信号从接口芯片MAX485的引脚A和引脚B引进，MAX485的引脚RE与DE连接，然后再与光耦E301的3号引脚连接、MAX485的引脚DI接光耦E302的4号引脚，MAX485的引脚RO接光耦F303的2号引脚，其中E301的2号引脚接CPU的U485_EN引脚，E302的2号引脚接CPU的U485_TX引脚，E303的4号引脚串联电阻R309后接CPU的U485_RX引脚。4.如权利要求1所述的测量森林蓄积参数激光全景扫描装置，其特征是所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张茂震，何卫安，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：
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