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专利号: 2013106259956
申请人: 东北林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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。

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。

5.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,它还包括通信电路,所述通信电路与控制电路的串行通信端口连接。

6.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,它还包括键盘电路,所述键盘电路发送按键信息给控制器。

7.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。

8.树木胸径测量方法,其特征在于,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的步骤。

9.根据权利要求8所述的树木胸径测量方法,其特征在于,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。

10.根据权利要求8所述的树木胸径测量方法,其特征在于,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。