本發明專利技術公開了一種基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，激光光束經過準直擴束后照射到需要測量樹徑的樹干(10)上，用攝像機(3)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，用激光光斑的實際尺寸作為標尺，根據激光光斑在圖像中的像素數測量樹徑，用編碼器(5)測量激光光束的旋轉角度，用激光測距儀(4)測量立桿(7)與樹干(10)之間的直線距離，根據幾何關系計算出樹干的高度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機器視覺技術和樹木檢測
，具體涉及一種利用激光測距和機器視覺技術對立木進行綜合檢測的裝置。
技術介紹
機器視覺是一項集合了數字圖像處理、機械、控制、光學、計算機等技術的綜合技術。機器視覺系統可以實現對目標進行無接觸檢測，可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，因此，機器視覺技術作為一種重要的檢測技術已經引起人們的重視，并在檢測領域得到了越來越廣泛的應用。在森林資源調查中，樹徑和樹高的測量是非常重要的內容。國內在測量單株立木 直徑時，大多是靠操作人員用卷尺測量樹木的周長，然后計算出樹木的直徑值，或采用按圓周長等于η倍直徑關系和卷尺一樣在尺上刻畫刻度的測徑圍尺來直接讀取樹木的直徑值，作業過程需要人工讀取、記錄測量數據以及對數據進行處理，測量速度慢，勞動強度大，而且不便于對數據的統計和管理。在進行樹高測量時通常采用經緯儀進行測量，調試非常繁瑣。采用機器視覺的方法進行立木的非接觸測量能夠彌補傳統測量方法的不足，目前已經越來越受到重視。北京林業大學工學院提出一種基于圖像的樹徑檢測方法(程朋樂，李曉慧，基于圖像的樹徑檢測方法，中國專利201010503306. 0，2012-01-25.)，這種方法利用激光的定向性好，發散角極小的特點將激光光束準直擴束后照射到立木直徑上，利用照射到立木上的光斑作為圖像檢測的標尺，對立木直徑進行檢測，這種方法不需放置標尺，檢測效率高。但是，實際測量中不能保證激光光束與樹干一定垂直，如果激光光束與樹干不垂直，激光照射在樹干上實際是一個橢圓形的光斑，這種情況下將光斑作為圓形處理，檢測出的立木直徑就會產生很大的誤差，造成這種檢測方法失效。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的不足，提供基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，該裝置能夠準確地檢測出樹木的真實直徑值和樹干高度值。本專利技術提供的基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，其特征在于旋轉臂⑴上裝有攝像機(3)、激光發射器(2)和激光測距儀⑷，激光發射器(2)內置擴束鏡頭，激光發射器(2)發出的激光經過擴束鏡頭擴束以后照射到被測樹干(10)上，由于激光發射器(2)與樹干(10)不垂直，故被測樹干(10)上的激光光斑為橢圓形，其短軸作為測量樹徑的標尺；在旋轉臂(I)保持水平時，激光測距儀(4)用于測量立桿(7)與樹干(10)之間的直線距離。旋轉臂(I)通過轉軸(6)固定在立桿(7)上，并可以繞轉軸(6)自由旋轉，立桿(7)上端裝有編碼器(5)，并且編碼器(5)的軸與旋轉臂(I) 一起旋轉，編碼器(5)用于記錄旋轉臂(I)的旋轉角度。立桿(7)與底座(9)保持垂直，底座(9)裝有水平儀(8)用于調整底座(9)保持水平。附圖說明附圖為基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對實施方式做進一步說明，基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，調整底座(9)觀察水平儀(8)，使底座(9)保持水平，激光光束經過準直擴束后照射到需要測量樹徑的樹干(10)上，激光光斑為橢圓形，用攝像機(3)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，用激光光斑的實際尺寸作為標尺，根據激光光斑短軸在圖像中的像素數測量樹徑，該方法按以下步驟進行，(I)激光器發射的光束經過準直擴束后直徑為d mm的光束照射到需要測量樹徑的樹干上，由于激光光束與樹干不垂直，照射在樹干上的激光光斑變為橢圓形，但是其短軸的實際直徑不變仍然為d mm, (2)用數碼攝像機(3)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，(3)所拍攝的數字圖像上橢圓形激光光斑短徑所占的像素數為Ii1，樹干沿直徑方向所占的像素數為n2，(4)計算所需測量的樹干直徑Cl1 ,d [ = — 2mmoηι樹干高度的測量按一下步驟進行，(I)轉動旋轉臂(I)使激光光束照射的需要測量的樹干頂部，(2)轉動旋轉臂(I)使激光光束水平照射到樹干上，用激光測距儀(4)測量此時立桿⑵與樹干(10)之間的直線距離Dm，并用編碼器(5)記錄此時旋轉臂⑴轉過的角度α ,(3)繼續轉動旋轉臂(I)使激光光束照射的需要測量的樹干底部，并用編碼器(5)記錄此時旋轉臂(I)由水平位置轉過的角度β，(4)計算樹干的高度H，H = D*(tga+tg3 )m。權利要求1.基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，其特征在于 旋轉臂(I)上裝有攝像機(3)、激光發射器(2)和激光測距儀(4)，激光發射器(2)內置擴束鏡頭，激光發射器(2)發出的激光經過擴束鏡頭擴束以后照射到被測樹干(10)上，由于激光發射器(2)與樹干(10)不垂直，故被測樹干(10)上的激光光斑為橢圓形，其短軸作為測量樹徑的標尺；在旋轉臂(I)保持水平時，激光測距儀(4)用于測量立桿(7)與樹干(10)之間的直線距離。2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于旋轉臂(I)通過轉軸(6)固定在立桿(7)上，并可以繞轉軸(6)自由旋轉，立桿(7)上端裝有編碼器(5)，并且編碼器(5)的軸與旋轉臂(I) 一起旋轉，編碼器(5)用于記錄旋轉臂(I)的旋轉角度。3.根據權利要求I或2所述的裝置，其特征在于立桿(7)與底座(9)保持垂直，底座(9)裝有水平儀(8)用于調整底座(9)保持水平。全文摘要本專利技術公開了一種基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，激光光束經過準直擴束后照射到需要測量樹徑的樹干(10)上，用攝像機(3)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，用激光光斑的實際尺寸作為標尺，根據激光光斑在圖像中的像素數測量樹徑，用編碼器(5)測量激光光束的旋轉角度，用激光測距儀(4)測量立桿(7)與樹干(10)之間的直線距離，根據幾何關系計算出樹干的高度。文檔編號G01B11/02GK102878934SQ201210355389公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日專利技術者程朋樂, 劉晉浩, 李曉慧 申請人:北京林業大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于信息融合技術的立木綜合檢測裝置，其特征在于：旋轉臂(1)上裝有攝像機(3)、激光發射器(2)和激光測距儀(4)，激光發射器(2)內置擴束鏡頭，激光發射器(2)發出的激光經過擴束鏡頭擴束以后照射到被測樹干(10)上，由于激光發射器(2)與樹干(10)不垂直，故被測樹干(10)上的激光光斑為橢圓形，其短軸作為測量樹徑的標尺；在旋轉臂(1)保持水平時，激光測距儀(4)用于測量立桿(7)與樹干(10)之間的直線距離。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：程朋樂，劉晉浩，李曉慧，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：
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