一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置與測量方法。本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置與測量方法。所述的顯示屏安裝在上殼體的上表面的凸臺上，所述的上殼體的上表面設(shè)置多個操控按鈕，所述的操控按鈕設(shè)置在所述的凸臺的下方與凸臺的右側(cè)，所述的上殼體的頂端的右側(cè)連接帶轉(zhuǎn)軸的GPS天線，所述的上殼體的頂端安裝攝像頭，所述的上殼體的頂端安裝超聲波傳感器，所述的GPS天線的左側(cè)設(shè)置所述的攝像頭，所述的攝像頭的左側(cè)設(shè)置所述的超聲波傳感器，所述的上殼體的右側(cè)面設(shè)置有控制開關(guān)，所述的上殼體的底端插入SD卡。本發(fā)明專利技術(shù)用于樹木參數(shù)測量裝置與基于測量裝置的測量方法。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
：本專利技術(shù)涉及林業(yè)自動化領(lǐng)域，具體地說是一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置與測量方法。
技術(shù)介紹
：20世紀(jì)末，林業(yè)管理部門對森林資源的勘測的定位還處于手工記錄、羅盤儀測量階段，從而導(dǎo)致工作效率低下、外業(yè)工作量大，在很大程度上影響了勘測的效率和結(jié)果的精確性。同時，在進行森林資源可持續(xù)性發(fā)展調(diào)查中，大多數(shù)也是利用用手工操作獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取較為困難，計算周期較長。然而，現(xiàn)代化的林業(yè)就是是以虛擬林業(yè)、精準(zhǔn)林業(yè)和網(wǎng)絡(luò)化林業(yè)為目標(biāo)的系統(tǒng)工程，其基礎(chǔ)工作就是森林資源各項數(shù)據(jù)的自動測算。樹木的胸徑、高度等測量因子是我們進行森林資源的調(diào)查和管理的需要獲得的基本的信息。20世紀(jì)70年代以來經(jīng)過我們的不斷怒了和探索終于研制出了一種集距離的測量、角度的測量和數(shù)據(jù)自動化處理融于在了一起的現(xiàn)代化高科技的測繪儀器：全站儀，到了90年代中葉，國外發(fā)達國家例如美國等國在林地的面積的測量方面、樹木高度的測量方面中都開始接觸了全站儀。這種全新的測量儀器在測量樹木的各種參數(shù)當(dāng)中得到了廣泛的運用，它不但在測量速度測量精度和測量效率等方面得到了很大的提高，更重要是這種儀器是在不對樹木有任何破壞的情況下進行的，只要我們利用這種儀器它就可以自動的實時的獲得樹木的各項參數(shù)。目前，我國已將立體的視覺感應(yīng)技術(shù)、數(shù)字的近景拍攝等先進技術(shù)進行了改善，使其應(yīng)用于森林的資源調(diào)查、研究和管理當(dāng)中，從獲得實驗的結(jié)果可以看出，這些技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在樹木測量系統(tǒng)中都可以測量出樹木的高度、樹木的胸徑以及樹冠的體積，但是他們還是在初步實驗階段。非接觸式樹木測量儀的研制為森林資源調(diào)查管理的信息化、自動化、精確化奠定了基礎(chǔ)；同時在提高傳統(tǒng)的森林調(diào)查方法與技術(shù)，降低野外調(diào)查勞動強度等方面具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
：本專利技術(shù)的目的是提供一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置與測量方法，既可以克服接觸式測量儀器使用產(chǎn)生磨損的缺陷，還解決了傳統(tǒng)儀器功能單一、測量不準(zhǔn)確、不易便攜等缺點，此外也解決森林樹木智能化和科學(xué)化管理落后的問題。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置，其組成包括：GPS天線3、超聲波傳感器4、攝像頭5、SD卡8、顯示屏2、多個操控按鈕1，所述的顯示屏2安裝在上殼體9的上表面的凸臺10上，所述的上殼體9的上表面設(shè)置多個操控按鈕1，所述的操控按鈕1設(shè)置在所述的凸臺10的下方與凸臺10的右側(cè)，所述的上殼體9的頂端的右側(cè)連接帶轉(zhuǎn)軸11的GPS天線3，所述的上殼體9的頂端安裝攝像頭5，所述的上殼體9的頂端安裝超聲波傳感器4，所述的GPS天線3的左側(cè)設(shè)置所述的攝像頭5，所述的攝像頭5的左側(cè)設(shè)置所述的超聲波傳感器4，所述的上殼體9的右側(cè)面設(shè)置有控制開關(guān)7，所述的上殼體9的尾端插入SD卡8，所述的上殼體9的底端連接下殼體6。所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置，所述的SD卡8雙向傳遞信號給中心處理器，所述的攝像頭5將信號單向傳遞給胸徑采集模塊，所述的超聲波傳感器4將信號單向傳遞給胸徑采集模塊與樹高采集模塊，所述的樹高采集模塊還接收接收三軸MEMS姿態(tài)傳感器單向傳遞的信號，所述的中心處理器接收胸徑采集模塊、樹高采集模塊與GPS處理模塊單向傳遞的信號，所述的GPS處理模塊接收接收GPS天線3單向傳遞的信號；所述的顯示屏2將信號單向傳遞給顯示處理模塊，所述的多個操控按鈕1將信號單向傳遞給鍵盤處理模塊，所述的顯示處理模塊與所述的鍵盤處理模塊將信號單向傳遞給所述的中心處理器，所述的中心處理器接收時鐘模塊與電源管理模塊單向傳遞的信號，所述的電源管理模塊接收電池傳遞的電流電壓信號。所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置的測量方法，測量方法包括樹木高度測量方法、GPS面積測量方法與數(shù)據(jù)管理方法；所述的樹木高度測量方法、所述的GPS面積測量方法與所述的數(shù)據(jù)管理方法需要使用樹木圖像邊緣處理技術(shù)、邊緣輪廓的提取技術(shù)、邊緣輪廓的測量和檢測技術(shù)、超聲波測距方法及數(shù)據(jù)融合技術(shù)；樹木圖像邊緣處理技術(shù)用于處理樹木有效樹干部分的圖像與其周圍圖像預(yù)處理；邊緣輪廓的提取技術(shù)用于提取樹木有效樹干部分的圖像、邊緣輪廓的測量檢測技術(shù)用于測量所采集的樹木有效輪廓的實際數(shù)值；超聲波測距技術(shù)采用超聲波傳感器4測量儀器與樹木之間的距離，為采集到的圖像進行距離標(biāo)定；數(shù)據(jù)融合技術(shù)是將超聲波測量的數(shù)據(jù)和圖像測量的樹木數(shù)據(jù)進行結(jié)合最后得到樹木的真實胸徑數(shù)據(jù)。所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置的測量方法，所述的樹木高度測量方法，采用三軸MEMS姿態(tài)傳感器和超聲波傳感器4進行組合測量進行測量樹高測量；三軸MEMS姿態(tài)傳感器中包含三軸MEMS陀螺和三軸MEMS加速度計，能夠根據(jù)三軸MEMS姿態(tài)傳感器本身的姿態(tài)準(zhǔn)確測量儀器相對于水平姿態(tài)的傾斜角度，通過測量指定的兩個儀器姿態(tài)的角度，再利用超聲波傳感器4測量其中一個姿態(tài)的儀器到樹干的距離，利用三角形的原理計算樹木的有效高度。所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置的測量方法，所述的GPS面積測量方法，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星技術(shù)實現(xiàn)定位技術(shù)，通過定位測量面積的不規(guī)則邊緣點的空間位置坐標(biāo)，利用三角形方法對這個不規(guī)則區(qū)域進行分割，形成多個三角形區(qū)域，通過對每個三角形區(qū)域的計算后的相加，得到不規(guī)則區(qū)域的面積，從而實現(xiàn)小班林木區(qū)域面積的測量。所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置的測量方法，所述的數(shù)據(jù)管理方法，對測量的每棵樹木建立唯一編號，建立該樹木的種類、位置、生長年份的基本信息，根據(jù)測量日期建立該樹木的胸徑、樹高的測量檔案；根據(jù)樹木測量的數(shù)據(jù)能夠建立可見的圖表，對樹木的生長狀態(tài)和成長軌跡進行分析對比，所有的數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理格式，系統(tǒng)配置SD卡(8)，可根據(jù)深林中的實際狀況，實時進行數(shù)據(jù)匯總和統(tǒng)計的存儲。有益效果：1.本專利技術(shù)提供了數(shù)據(jù)智能管理和統(tǒng)計的功能，通過測量日期和地理位置等信息能夠?qū)y量的每棵樹木和區(qū)域內(nèi)的蓄積率實現(xiàn)管理和統(tǒng)計，并提供標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)信息，為全國范圍內(nèi)的林木數(shù)據(jù)快速實時統(tǒng)計提供保障和支持。2.本專利技術(shù)在采伐設(shè)計中，可使用GPS定位技術(shù)求面積、割分采伐小班，并將GPS采集的數(shù)據(jù)作為地理信息系統(tǒng)(GIS)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。使用GPS可快速、準(zhǔn)確地定位所采伐的小班位置是否正確、面積是否準(zhǔn)確、是否超邊越界等。針對各種征占、毀壞林地的行為，可用GPS快速準(zhǔn)確定位，并及時將數(shù)據(jù)提供給林業(yè)管理數(shù)據(jù)庫，繪制出被征占、毀壞林地的準(zhǔn)確位置、面積及圖形，以便加強管理。3.本專利技術(shù)的三軸MEM本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置，其組成包括：GPS天線(3)、超聲波傳感器(4)、攝像頭(5)、SD卡(8)、顯示屏(2)、多個操控按鈕(1)，其特征是：所述的顯示屏(2)安裝在上殼體(9)的上表面的凸臺(10)上，所述的上殼體(9)的上表面設(shè)置多個操控按鈕(1)，所述的操控按鈕(1)設(shè)置在所述的凸臺(10)的下方與凸臺(10)的右側(cè)，所述的上殼體(9)的頂端的右側(cè)連接帶轉(zhuǎn)軸(11)的GPS天線(3)，所述的上殼體(9)的頂端安裝攝像頭(5)，所述的上殼體(9)的頂端安裝超聲波傳感器(4)，所述的GPS天線(3)的左側(cè)設(shè)置所述的攝像頭(5)，所述的攝像頭(5)的左側(cè)設(shè)置所述的超聲波傳感器(4)，所述的上殼體(9)的右側(cè)面設(shè)置有控制開關(guān)(7)，所述的上殼體(9)的尾端插入SD卡(8)，所述的上殼體(9)的底端連接下殼體(6)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置，其組成包括：GPS天線(3)、超聲波傳感器
(4)、攝像頭(5)、SD卡(8)、顯示屏(2)、多個操控按鈕(1)，其特征是：所述的顯示屏(2)安裝
在上殼體(9)的上表面的凸臺(10)上，所述的上殼體(9)的上表面設(shè)置多個操控按鈕(1)，所
述的操控按鈕(1)設(shè)置在所述的凸臺(10)的下方與凸臺(10)的右側(cè)，所述的上殼體(9)的頂
端的右側(cè)連接帶轉(zhuǎn)軸(11)的GPS天線(3)，所述的上殼體(9)的頂端安裝攝像頭(5)，所述的
上殼體(9)的頂端安裝超聲波傳感器(4)，所述的GPS天線(3)的左側(cè)設(shè)置所述的攝像頭(5)，
所述的攝像頭(5)的左側(cè)設(shè)置所述的超聲波傳感器(4)，所述的上殼體(9)的右側(cè)面設(shè)置有
控制開關(guān)(7)，所述的上殼體(9)的尾端插入SD卡(8)，所述的上殼體(9)的底端連接下殼體
(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置，其特征是：所述的SD
卡(8)雙向傳遞信號給中心處理器，所述的攝像頭(5)將信號單向傳遞給胸徑采集模塊，所
述的超聲波傳感器(4)將信號單向傳遞給胸徑采集模塊與樹高采集模塊，所述的樹高采集
模塊還接收接收三軸MEMS姿態(tài)傳感器單向傳遞的信號，所述的中心處理器接收胸徑采集模
塊、樹高采集模塊與GPS處理模塊單向傳遞的信號，所述的GPS處理模塊接收接收GPS天線
(3)單向傳遞的信號；
所述的顯示屏(2)將信號單向傳遞給顯示處理模塊，所述的多個操控按鈕(1)將信號單
向傳遞給鍵盤處理模塊，所述的顯示處理模塊與所述的鍵盤處理模塊將信號單向傳遞給所
述的中心處理器，所述的中心處理器接收時鐘模塊與電源管理模塊單向傳遞的信號，所述
的電源管理模塊接收電池傳遞的電流電壓信號。
3.利用權(quán)利要求1所述的一種便攜式非接觸的樹木參數(shù)測量裝置的測量方法，其特征
是：測量方法包括樹木高度測量方法、GPS面積測量方法與數(shù)據(jù)管理方法；
所述的樹木高度測量方法、所述的GPS面積測量方法與所述的數(shù)據(jù)管理方法需要使用
樹木圖像邊緣處...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周勇，張寧，魏延輝，李海濤，
申請(專利權(quán))人：周勇，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23
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