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专利号: 2019106930929
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机林业资源调查方法,其特征在于包括以下步骤:

1)林场地面扫描建模

a、首先选取一架无人机,在无人机上安装CCD相机,并做好扫描前的调试;

b、然后将无人机按设计的飞行路线和方向飞行,并利用CCD相机采用镜头向下的拍摄方式对林场的地面进行连续拍照采集;

c、接着通过计算机对无人机传回的照片进行建模,并根据每张照片的地理位置建立整片林场的区域面积;

2)区块化扫描

a、首先选取四架尺寸相同的无人机,在每架无人机的底部支架上水平安装横梁,将横梁焊接固定在无人机上,沿着横梁的中点底面上垂直安装支撑柱,并将支撑柱通过加强杆与无人机的底部支架进行固定连接;

b、然后将四架无人机两两进行分组,将两架无人机的支撑柱底部之间安装截面为矩形状的滑轨,并备选两个相同尺寸的滑轨,在每个滑轨上分别安装激光雷达扫描器;

c、接着根据林场的区域面积和滑轨的长度在林场的区域面积上确定测量的单位区域,将两组无人机按设定路线飞行至设定的区域边界上,使无人机和支撑柱的总长度位于树木高度的1/3~2/3之间,同时使两组滑轨保持平行,待两组无人机确定位置后,通过人工将剩余的两个备选的滑轨安装至两个支撑柱之间,使四个滑轨形成矩形结构;

d、通过启动激光雷达扫描器,使各个激光雷达扫描器沿着相应的滑轨水平移动,实现对单位区域内树木的扫描,在扫描的过程中保证相对的两个激光雷达扫描器同步向同一侧移动,直至将整个单位区域扫描完毕,然后将扫描的数据传回计算机的模型上相应的区域内,当出现局部模糊的情况时,通过激光雷达扫描器进行二次扫描,使最终在计算机的模型上显示的图形清晰完整;

e、待一个单位区域内的林木扫描完毕后,通过人工拆除两个备选的滑轨,将无人机飞行至下一个单位区域,通过上述步骤进行单位区域内林木数据的采集,直至整个林场的区域面积内的单位区域扫描完毕;

3)林业资源统计

首先通过每个单位区域内的林木参数计算出单个树木的直径,再根据相应单位区域的面积计算出该单位区域内林木的密度,接着把林场的区域面积内的所有单位区域林木的密度进行平均,最后乘以整个林场的区域面积即可得到该林场区域内的林业资源密度。

2.根据权利要求1所述的一种无人机林业资源调查方法,其特征在于:步骤1)过程b中拍摄的照片满足相邻两张照片采集的地面景物无重叠。

3.根据权利要求1所述的一种无人机林业资源调查方法,其特征在于:步骤2)过程a中的支撑柱的长度为1~1.5m。

4.根据权利要求1所述的一种无人机林业资源调查方法,其特征在于:步骤2)过程b中的所述激光雷达扫描器包括壳体、套环和激光头,所述激光头连接在所述壳体一侧的端面中心处,所述套环固定连接在所述壳体的底面中心处,所述壳体的内部设置有蓄电池组、图像处理器、雷达、信号发射器、信号接收器和驱动机构,所述蓄电池组分别与所述图像处理器、所述雷达、所述信号发射器、所述信号接收器和所述驱动机构电性连接,所述信号发射器和所述信号接收器连接有天线。

5.根据权利要求4所述的一种无人机林业资源调查方法,其特征在于:所述套环上设置有卡槽,所述卡槽与所述滑轨相匹配,所述滑槽的两侧面和底面上均设置有辅助轮,所述辅助轮抵住所述滑轨的侧面。

6.根据权利要求4所述的一种无人机林业资源调查方法,其特征在于:所述驱动机构包括电机和驱动轮,所述电机通过锥齿轮组连接所述驱动轮,所述驱动轮位于所述壳体的底面中心处,且所述驱动轮抵住所述滑轨的顶面。