樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系統的制作方法
【專利摘要】樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系統，涉及林業系統中測量數據胸徑的裝置。本發明為了解決現有林業系統中測量樹木胸徑的方法存在的浪費人力、測量精度低以及測量效率低的問題。本發明所述的樹木胸徑測量方法突破了現有測量樹木胸徑的固有思路，不是采用去直接測量數據胸徑方法，而是采用平面幾何的原理，采用一個擺動的測量激光光束來實現測量，進而使得其不受被測樹木胸徑大小的限制。當本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統增加條碼掃描裝置，在測量樹木胸徑的同時，還能夠獲取測量樹木的標記，該標記為固定在樹木上的一維碼標牌或二維碼標牌。本發明所述的樹木胸徑測量方法和測量系統適用于對任意胸徑的樹木進行測量。
【專利說明】樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及林業系統中測量數據胸徑的裝置。
【背景技術】
[0002]現階段在林業二類、三類資源清查過程中，樹木胸徑的測量是其清查的最重要的 一個環節，現階段在我國在測量作業過程中主要還是采用人工接觸式的測量方法，主要是 通過胸徑卡尺進行手工測量，一般測量過程中需要兩個人同時進行，一人測量一人記錄，測 量精度與測量效率都不能得到保障，并且測量效率很低。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有林業系統中測量樹木胸徑的方法存在的浪費人力、測量精度 低以及測量效率低的問題，本發明提供一種樹木胸徑測量方法及便攜式樹木胸徑測量系 統。
[0004]本發明所述的一種樹木胸徑測量方法為:首先，在距離待測樹木50cm至150cm的 位置，采用激光測距儀朝向待測樹木，并使得激光測距儀發出的測距激光束與待測樹木的 樹干相垂直；然后，以激光測距儀的測距發射端作為原點O、在水平面內擺動激光測距儀， 使得測距激光儀發射的測距激光所形成的平面覆蓋待測樹木的斷面，并在擺動過程中實時 存儲距離信息和對應的測距激光束的擺動角度；最后，對比所有距離信息，獲得兩個最大的 距離信息L1、L2和一個最小的距離信息L3，以及對應的三個擺動角度al、a2和a3，根據上 述數據在原點0處繪制三根線段，跟據所述三根線段的末端的三個端點繪制圓2，計算獲得 該圓2的直徑D，該直徑D即為待測樹木的胸徑。
[0005]上述方法還可以包括:在待測樹木上固定二維碼標志，在測量待測樹木胸徑之前 或之后，采用二位碼掃描裝置掃描固定在待測樹木上的二維碼，并將測量獲得的編碼與待 測樹木的直徑作為一組數據存儲。
[0006]本發明還提供另一種樹木胸徑測量方法，所述樹木胸徑測量方法是基于下述樹木 胸徑測量系統實現的，樹木胸徑測量系統包括控制器、激光測距裝置、擺動控制裝置、角度 傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安裝在擺動驅動裝置的擺 動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝置以其激光發射端為原 點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角度傳感器輸出角度信號 給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出測距啟動或停止信號給 激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量啟動開關輸出測量啟動 信號給控制器；
[0007]所述樹木胸徑測量方法是由嵌入在控制器內部的軟件實現的，所述方法為:
[0008]步驟一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的步驟；
[0009]步驟二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動步驟三，否則啟動
步驟一；[0010]步驟三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的步驟；
[0011]步驟四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的步驟；
[0012]步驟五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步 驟，當判斷為是時啟動步驟四，否則啟動步驟六；
[0013]步驟六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的步驟；
[0014]步驟七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信 息，并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中 的步驟；
[0015]步驟八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步 驟，當判斷為是時啟動步驟七，否則啟動步驟九；
[0016]步驟九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的步驟；
[0017]步驟十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據 的步驟；
[0018]步驟十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點0的線 段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑， 將該直徑作為待測樹木的胸徑的步驟。
[0019]上述樹木胸徑測量方法中，所述樹木胸徑測量系統還包括條碼掃描裝置，所述條 碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述 樹木胸徑測量方法還包括:
[0020]步驟十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼 的步驟；
[0021]步驟二中，在判斷為是時，還啟動步驟十二。
[0022]上述樹木胸徑測量方法中，所述樹木胸徑測量系統還包括鍵盤電路，所述鍵盤電 路發送按鍵信息給控制器，所述樹木胸徑測量方法還包括鍵盤信息讀取的步驟。
[0023]本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統包括控制器、激光測距裝置、擺動控制裝 置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安裝在擺動驅動裝 置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝置以其激光發射 端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角度傳感器輸出角 度信號給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出測距啟動或停止 信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量啟動開關輸出測 量啟動信號給控制器；
[0024]所述控制器內部嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0025]單元一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的單元；
[0026]單元二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動單元三，否則啟動 單元一；
[0027]單元三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的單元；
[0028]單元四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的單元；[0029]單元五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單 元，當判斷為是時啟動單元四，否則啟動單元六；
[0030]單元六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的單元；
[0031]單元七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信 息，并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中 的單元；
[0032]單元八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單 元，當判斷為是時啟動單元七，否則啟動單元九；
[0033]單元九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的單元；
[0034]單元十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據 的單元；
[0035]單元十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點0的線 段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑， 將該直徑作為待測樹木的胸徑單元。
[0036]上述便攜式樹木胸徑測量系統還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描 信號給控制器，所述控制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述控制器內部嵌入的控 制模塊還包括如下單元:
[0037]單元十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼 的單元；
[0038]單元二還用于在判斷為是時，啟動單元十二。
[0039]上述便攜式樹木胸徑測量系統還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路發送按鍵信息給控 制器。
[0040]上述便攜式樹木胸徑測量系統還包括顯示電路，所述控制器發送顯示信號給顯示 器；所述控制器內部嵌入的控制模塊還包括如下顯示單元:用于將獲得的數據胸徑數據發 送給顯示器。
[0041]本發明所述的樹木胸徑測量方法突破了現有測量樹木胸徑的固有思路，不是采用 去直接測量數據胸徑方法，而是采用平面幾何的原理，采用一個擺動的測量激光光束來實 現測量，進而使得其不受被測樹木胸徑大小的限制。
[0042]本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統的原理簡單，體積能夠做的很小，便于攜 帶，一個人就能夠完成測量工作，并且測量精度高，測量一棵樹木的直徑只需要幾秒鐘的時 間，測量效率高。
[0043]當本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統增加條碼掃描裝置，在測量樹木胸徑的 同時，還能夠獲取測量樹木的標記，所述標記為固定在樹木上的一維碼標牌或二維碼標牌。
[0044]本發明所述的樹木胸徑測量方法和測量系統適用于對任意胸徑的樹木進行測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]圖1是本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統的結構示意圖。[0046]圖2是本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統的電氣原理示意圖。
[0047]圖3是本發明所述的便攜式樹木胸徑測量系統的測量原理。
【具體實施方式】
[0048]【具體實施方式】二、本實施方式所述的樹木胸徑測量方法為:首先，在距離待測樹木 50cm至150cm的位置，采用激光測距儀朝向待測樹木，并使得激光測距儀發出的測距激光 束與待測樹木的樹干相垂直；然后，以激光測距儀的測距發射端作為原點O、在水平面內擺 動激光測距儀，使得測距激光儀發射的測距激光所形成的平面覆蓋待測樹木的斷面，并在 擺動過程中實時存儲距離信息和對應的測距激光束的擺動角度；最后，對比所有距離信息， 獲得兩個最大的距離信息L1、L2和一個最小的距離信息L3，以及對應的三個擺動角度al、 a2和a3，根據上述數據在原點0處繪制三根線段，跟據所述三根線段的末端的三個端點繪 制圓2，計算獲得該圓2的直徑D，該直徑D即為待測樹木的胸徑。
[0049]本實施方式所述的樹木胸徑測量方法采用激光測距儀測量獲得待測樹木的一段 圓弧，然后跟據該圓弧計算獲得表示待測樹木斷面的圓，最終獲得待測樹木的胸徑。所述原 理但見圖3所示:原點0為激光測距儀的激光發射端，跟據三個擺動角度獲得兩個最大距離 信息之間的角度差為a I以及其中一個最大距離信息與最小距離信息之間的角度差a 2， 然后根據這些信息，繪制最大距離信息LI對應的線段進而獲得一個端點A、繪制最大距離 信息L2對應的線段進而獲得一個端點C、繪制最小距離信息L3對應的線段進而獲得一個端 點B ;采用平面幾何的方法，根據獲得的三個端點A、B、C繪制擬合圓2，該擬合圓2可以認 為待測樹木的胸部截面，因此，可以將該擬合圓2的直徑D作為待測樹木的胸徑。
[0050]為了增加測量準確性，對于同一個待測樹木，可以采用站在不同位置測量多次，然 后取多次測量的平均值作為測量結果。
[0051]【具體實施方式】三、本實施方式與【具體實施方式】一所述的樹木胸徑測量方法的區別 在于，所述方法還包括:在待測樹木上固定二維碼標志，在測量待測樹木胸徑之前或之后， 采用二位碼掃描裝置掃描固定在待測樹木上的二維碼，并將測量獲得的編碼與待測樹木的 直徑作為一組數據存儲。
[0052]本實施方式在待測樹木上固定二維碼作為樹木的標記，進而方便數據記錄。
[0053]【具體實施方式】四、參見圖1說明本實施方式。便攜式樹木胸徑測量系統包括控制 器、激光測距裝置、擺動控制裝置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測 距裝置固定安裝在擺動驅動裝置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅 動激光測距裝置以其激光發射端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的 擺動角度，角度傳感器輸出角度信號給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置， 控制器輸出測距啟動或停止信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控 制器，測量啟動開關輸出測量啟動信號給控制器；
[0054]所述控制器內部嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0055]單元一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的單元；
[0056]單元二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動單元三，否則啟動 單元一；
[0057]單元三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的單元；[0058]單元四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的單元；
[0059]單元五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單 元，當判斷為是時啟動單元四，否則啟動單元六；
[0060]單元六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的單元；
[0061]單元七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信 息，并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中 的單元；
[0062]單元八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單 元，當判斷為是時啟動單元七，否則啟動單元九；
[0063]單元九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的單元；
[0064]單元十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據 的單元；
[0065]單元十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點0的線 段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑， 將該直徑作為待測樹木的胸徑單元。
[0066]【具體實施方式】五、本實施方式與【具體實施方式】三所述的便攜式樹木胸徑測量系統 的區別在于，它還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控制 器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述控制器內部嵌入的控制模塊還包括如下單元:
[0067]單元十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼 的單元；
[0068]單元二還用于在判斷為是時，啟動單元十二。
[0069]本實施方式增加了條碼掃描裝置，進而在控制器中的控制模塊增加相應單元，進 而實現對條碼的掃描。
[0070]在實際應用中，所述條碼是固定在待測樹木上的、用于表示待測樹木的標記，本實 施方式所述的便攜式樹木胸徑測量系統在測量樹木胸徑之前，先記錄樹木的標記，然后與 測量結果存儲在一起，進而完全不用人工記錄任何信息，提高了工作效率。
[0071]【具體實施方式】六、本實施方式與【具體實施方式】三所述的便攜式樹木胸徑測量系統 的區別在于，它還包括通信電路，所述通信電路與控制電路的串行通信端口連接。
[0072]本實施方式增加了通信電路，進而實現與外部設備時間數據交換的功能，例如:可 以叫測量結果上傳給計算機、掌上電腦等設備。
[0073]所述通信電路為串行通信電路或者無線通信電路均可。
[0074]【具體實施方式】七、本實施方式與【具體實施方式】三所述的便攜式樹木胸徑測量系統 的區別在于，它還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路發送按鍵信息給控制器。
[0075]本實施方式中，所述控制器內部嵌入的控制模塊還包括鍵盤信息讀取單元，用于 讀取鍵盤輸入的信息。
[0076]本實施方式中，所述控制器內部嵌入的控制模塊還可以包括測量結果組合單元， 用于將鍵盤信息讀取單元獲得的信息與樹木直徑信息組合到一起作為測量結果。[0077]本實施方式增加了鍵盤電路，進而實現給控制器輸入數據的功能，在實際應用中， 該鍵盤能夠輸入待測樹木德的信息，進而不用人工手動記錄數據信息，提高了工作效率。
[0078]【具體實施方式】八、本實施方式與【具體實施方式】三所述的便攜式樹木胸徑測量系統 的區別在于，它還包括存儲器讀寫電路，所述存儲器讀寫電路通過串行端口與控制器的串 行端口連接。
[0079]本實施方式增加了存儲器讀寫電路，進而實現將控制器內部存儲的所有測量結果 輸出并存儲到存儲器的功能。
[0080]【具體實施方式】九、本實施方式與【具體實施方式】三所述的便攜式樹木胸徑測量系統 的區別在于，它還包括顯示電路，所述控制器發送顯示信號給顯示器；所述控制器內部嵌入 的控制模塊還包括如下顯示單元:用于將獲得的數據胸徑數據發送給顯示器。
[0081]本實施方式增加了顯示電路，進而實現將測量結果實時輸出的功能。
[0082]【具體實施方式】十、參見圖3說明本實施方式。本實施方式所述的樹木胸徑測量方 法是基于下述樹木胸徑測量系統實現的，所述樹木胸徑測量系統包括控制器、激光測距裝 置、擺動控制裝置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安 裝在擺動驅動裝置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝 置以其激光發射端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角 度傳感器輸出角度信號給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出 測距啟動或停止信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量 啟動開關輸出測量啟動信號給控制器；
[0083]所述樹木胸徑測量方法是由嵌入在控制器內部的軟件實現的，所述方法為:
[0084]步驟一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的步驟；
[0085]步驟二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動步驟三，否則啟動
步驟一；
[0086]步驟三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的步驟；
[0087]步驟四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的步驟；
[0088]步驟五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步 驟，當判斷為是時啟動步驟四，否則啟動步驟六；
[0089]步驟六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的步驟；
[0090]步驟七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信 息，并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中 的步驟；
[0091]步驟八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步 驟，當判斷為是時啟動步驟七，否則啟動步驟九；
[0092]步驟九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離 和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的步驟；
[0093]步驟十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據 的步驟；
[0094]步驟十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點0的線段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑， 將該直徑作為待測樹木的胸徑的步驟。
[0095]【具體實施方式】十一、本實施方式與【具體實施方式】九所述的便攜式樹木胸徑測量系 統的區別在于，它還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控 制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述樹木胸徑測量方法還包括:
[0096]步驟十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼 的步驟；
[0097]步驟二中，在判斷為是時，還啟動步驟十二。
[0098]本實施方式增加了條碼掃描裝置，進而在控制器中的控制模塊增加相應單元，進 而實現對條碼的掃描。
[0099]在實際應用中，所述條碼是固定在待測樹木上的、用于表示待測樹木的標記，本實 施方式所述的便攜式樹木胸徑測量系統在測量樹木胸徑之前，先記錄樹木的標記，然后與 測量結果存儲在一起，進而完全不用人工記錄任何信息，提高了工作效率。
[0100]【具體實施方式】十二、本實施方式與【具體實施方式】九所述的便攜式樹木胸徑測量系 統的區別在于，它還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路發送按鍵信息給控制器，所述樹木胸徑測 量方法還包括鍵盤信息讀取的步驟。
[0101]【具體實施方式】十三、本實施方式與【具體實施方式】九所述的便攜式樹木胸徑測量系 統的區別在于，它還包括顯示電路，所述控制器發送顯示信號給顯示器；所述樹木胸徑測量 方法用于將獲得的數據胸徑數據發送給顯示器的步驟。
【權利要求】
1.樹木胸徑測量方法，其特征在于，所述方法為:首先，在距離待測樹木50cm至150cm 的位置，采用激光測距儀朝向待測樹木，并使得激光測距儀發出的測距激光束與待測樹木的樹干相垂直；然后，以激光測距儀的測距發射端作為原點O、在水平面內擺動激光測距儀，使得測距激光儀發射的測距激光所形成的平面覆蓋待測樹木的斷面，并在擺動過程中實時存儲距離信息和對應的測距激光束的擺動角度；最后，對比所有距離信息，獲得兩個最大的距離信息L1、L2和一個最小的距離信息L3，以及對應的三個擺動角度al、a2和a3，根據上述數據在原點O處繪制三根線段，跟據所述三根線段的末端的三個端點繪制圓2，計算獲得該圓2的直徑D，該直徑D即為待測樹木的胸徑。
2.根據權利要求1所述的樹木胸徑測量方法，其特征在于，所述方法還包括:在待測樹木上固定二維碼標志，在測量待測樹木胸徑之前或之后，采用二位碼掃描裝置掃描固定在待測樹木上的二維碼，并將測量獲得的編碼與待測樹木的直徑作為一組數據存儲。
3.便攜式樹木胸徑測量系統，其特征在于它包括控制器、激光測距裝置、擺動控制裝置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安裝在擺動驅動裝置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝置以其激光發射端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角度傳感器輸出角度信號給控制器，控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出測距啟動或停止信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量啟動開關輸出測量啟動信號給控制器；所述控制器內部嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:單元一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的單元；單元二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動單元三，否則啟動單元單元三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的單元；單元四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的單元；單元五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單元，當判斷為是時啟動單兀四，否則啟動單兀TK ;單元六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的單元；單元七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信息， 并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中的單元；單元八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的單元，當判斷為是時啟動單元七，否則啟動單元九；單元九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的單元；單元十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據的單元;單元十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點O的線段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓， 計算獲得該擬合圓的直徑，將該直徑作為待測樹木的胸徑單元。
4.根據權利要求3所述的便攜式樹木胸徑測量系統，其特征在于，它還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述控制器內部嵌入的控制模塊還包括如下單元:單元十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼的單元;單元二還用于在判斷為是時,啟動單元十二。
5.根據權利要求3所述的便攜式樹木胸徑測量系統，其特征在于，它還包括通信電路， 所述通信電路與控制電路的串行通信端口連接。
6.根據權利要求3所述的便攜式樹木胸徑測量系統，其特征在于，它還包括鍵盤電路， 所述鍵盤電路發送按鍵信息給控制器。
7.根據權利要求3所述的便攜式樹木胸徑測量系統，其特征在于，它還包括顯示電路， 所述控制器發送顯示信號給顯示器；所述控制器內部嵌入的控制模塊還包括如下顯示單元:用于將獲得的數據胸徑數據發送給顯示器。
8.樹木胸徑測量方法，其特征在于，所述樹木胸徑測量方法是基于下述樹木胸徑測量系統實現的，樹木胸徑測量系統包括控制器、激光測距裝置、擺動控制裝置、角度傳感器、測量啟動開關和擺動驅動裝置；所述激光測距裝置固定安裝在擺動驅動裝置的擺動部位，擺動控制裝置用于控制驅動擺動驅動裝置驅動激光測距裝置以其激光發射端為原點做一維擺動，角度傳感器用于測量激光測距裝置的擺動角度，角度傳感器輸出角度信號給控制器， 控制器輸出擺動控制信號給擺動控制裝置，控制器輸出測距啟動或停止信號給激光測距裝置，激光測距裝置輸出測量的距離信號給控制器，測量啟動開關輸出測量啟動信號給控制器；所述樹木胸徑測量方法是由嵌入在控制器內部的軟件實現的，所述方法為:步驟一、用于檢測測量啟動開關發送的啟動信號的步驟；步驟二、用于判斷是否有啟動信號的單元，當判斷為是時，啟動步驟三，否則啟動步驟步驟三、用于發送啟動信號給擺動控制裝置和激光測距裝置的步驟；步驟四、用于讀取激光測距裝置反饋的距離和角度傳感器反饋的角度的步驟；步驟五、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步驟，當判斷為是時啟動步驟四，否則啟動步驟六；步驟六、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為起始數據存儲在存儲器中的步驟；步驟七、用于實時采集激光測距裝置反饋的距離信息和角度傳感器反饋的角度信息， 并將同時采集的距離信息和角度信息作為一組數據按照數據采集時間存儲在存儲器中的步驟；步驟八、用于判斷本次采集的距離與前一次采集的距離的差是否大于50cm的步驟，當判斷為是時啟動步驟七，否則啟動步驟九；步驟九、用于發送反向擺動控制信號給擺動控制裝置，同時將前一次采集的距離和對應的角度作為終止數據存儲在存儲器中的步驟；步驟十、用于對比存儲器中的所有距離，將最小距離和對應的角度作為中間數據的步驟；步驟十一、用于根據起始數據、終止數據和中間數據，繪制三條交于原點O的線段，根據所述三條線段另一側的三個端點A、B和C繪制擬合圓，計算獲得該擬合圓的直徑，將該直徑作為待測樹木的胸徑的步驟。
9.根據權利要求8所述的樹木胸徑測量方法，其特征在于，所述樹木胸徑測量系統還包括條碼掃描裝置，所述條碼掃描裝置輸出掃描信號給控制器，所述控制器輸出掃描控制信號給條碼掃描裝置，所述樹木胸徑測量方法還包括:步驟十二、用于發送啟動信號給條碼掃描裝置，并接收條碼掃描裝置發送的條碼的步驟；步驟二中，在判斷為是時，還啟動步驟十二。
10.根據權利要求8所述的樹木胸徑測量方法，其特征在于，所述樹木胸徑測量系統還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路發送按鍵信息給控制器，所 述樹木胸徑測量方法還包括鍵盤信息讀取的步驟。
【文檔編號】G01B11/08GK103604380SQ201310625995
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】李丹, 王霓虹, 潘華, 高萌, 戴巍, 林峰 申請人:東北林業大學