[发明专利]基于光学相似三角形法的立木胸径测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及林木测量，尤其涉及一种基于光学相似三角形法的立木胸径测量方法。

背景技术

森林蓄积量是国家自然资源的重要组成部分，其消长动态是林业经济效益的主要标志，也是制定采伐培育计划的依据。传统的森林林木胸径测量方法如采用胸径测量围尺或轮尺，将长度转换为直径刻度，从而进行林木胸径估测，操作中受环境及人为因素影响大，结果误差极大。为了解决上述问题，发明人提供了一种基于光学相似三角形法的立木胸径测量方法。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足以及实际应用的需要，本发明提供一种基于光学相似三角形法的立木胸径测量方法，实现简单快速、无接触的立木胸径测量。

本发明是通过以下具体技术方案实现的：

本发明提供一种基于光学相似三角形法的立木胸径测量方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、对所拍摄的立木图像进行预处理，提取单像素的激光光斑骨架部分后，得到所述激光光斑在相平面的点(X’，Y’)；

步骤二、根据光学相似三角形原理，将上述激光光斑落在相平面的点(X’，Y’)向三维空间进行坐标转换得到点(X，Y，Z)；

步骤三、对上述所得三维空间点(X，Y，Z)进行处理后，向水平方向进行投影得点(X_投，Y_投)；采用最小二乘圆拟合方法对点(X_投，Y_投)进行圆拟合；

步骤四、上述拟合后所得圆半径参数即为被测立木的胸径大小；

步骤二中所述根据光学三角原理，将激光光斑落在相平面的坐标点(X’，Y’)向三维空间进行坐标转换得到点(X，Y，Z)包括：

由以下表达式：

实现立木图像相平面的坐标点(X’，Y’)向三维空间的坐标点(X，Y，Z)的转换；其中，f为实验设备中的焦距，b为激光源到摄像机光轴的距离，θ为激光源射出的光平面与COMS平面所成夹角。

步骤三中所述采用最小二乘圆拟合方法对点(X_投，Y_投)进行拟合包括(如下原理推导式中采用X，Y来表达X_投，Y_投)：

令：

C=(NΣXi2-ΣXiΣXi)]]>

D=(NΣXiYi-ΣXiΣYi)]]>