[发明专利]一种用机器人测定活立木树高和任一处直径的技术方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种在林业调查中郁闭环境下测量树高的方法，特别是一种用机器人测定活立木树干任意高度处直径的方法。

二、技术背景

到目前为止，树高主要用测高仪、激光测高仪、超声波测距仪或者是罗盘结合标杆等测量仪器进行测量。

测高仪则是林业上普遍采用的树高测定工具，但是这个工具有个不好的地方：仰角有限，要测量一棵树的高度必须退到距离该树一定远的距离方可。应用罗盘仪结合标杆也可以测量树高，但是要求坡度不要太大。而激光测高仪同样无法避免密林中树枝的视觉阻碍。因此，在森林资源调查过程中采用传统的侧高仪器测定树高不可避免地带来了很多麻烦与误差。

目前在林业方面尚没有方便实用的测量树高的仪器设备，本发明方法简单使用、精度高、方便操作，可望在林业调查上广泛使用，解决在密闭树林中，树梢被遮挡的情况下，用传统角规测树高方法无法测量树高时使用的一种方法，以全国数以万计的林业基层单位和技术人员、及至全球林业上的需要，前景实在可观。

三、发明内容

为了克服现有的测高仪器在测定树高过程中不可避免地带来的很多麻烦与误差，本发明的目的是提供一种测树机器人及其使用方法。

本发明的目的是这样实现的：

1.遥控携带测高仪的爬树型机器人到树梢部位，机器人自动测定离地面高度，并同时发出信号，地面仪器通过接收信号得到目标树树高H。

2.测量型机器人在活立木任意位置处测的同一高度平面上树干表面的四点坐标，运用已知三点坐标可以确定圆的理论依据，利用最小二乘原理推出计算该高度出树木直径的计算公式，计算方法如下：首先假设树根处坐标为(0，0，0)，由根据步骤1可以得到树高H，则树梢的坐标为(0，0，H)，机器人自树梢向下爬行，爬到任意高度j处树干表面坐标(X_i，Y_i，H_i)(i＝1，2，3，4)，根据已知圆表面三点坐标求的圆中心点坐标公式①②测得j点处树干中心点坐标(X_j，Y_j，H_j)，根据数模③D=24Σi=1,j=1n((xi-xj)2+(yi-yj)2)]]>求的树干任意点的直径。

本项发明具有以下优点：

①把最新的高科技成果机器人引入到树高测量中，利用机器人灵活便于操作的优点，测量了活立木的树高和任意高度处直径，可以方便准确的测量活立木任一点处直径，为活立木蓄积量的精确测定测定提供了相关数据；

②克服了各种自然环境和天气因素带来的测量误差，大大减少了测量人员的工作量和测量难度；

四、附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为测树机器人测量任意高度直径方法基本原理图；

五、具体实施方式：

1、选好目标树，将携带有测高仪的测树型机器人放在树干上，遥控其爬至树梢，通过控制机器人身上的测高仪信号发射装置，发出信号自动测得树高H。

2、利用测树型机器人的优点，遥控使机器人爬到目标树的任意高度，遥控机器人携带传感器，自动测得该高度四个点的坐标，假设树根处坐标为(0，0，0)，根据步骤1可以得到树高H，则树梢的坐标为(0，0，H)，机器人自树梢向下爬行，爬到任意高度j处树干表面坐标(X_i，Y_i，H_i)(i＝1，2，3，4)，根据已知圆表面三点坐标求的圆中心点坐标公式①②测得j点处树干中心点坐标(X_j，Y_j，H_j)，根据数模③D=24Σi=1,j=1n((xi-xj)2+(yi-yj)2)]]>求的树干任意点的直径。