[发明专利]一种立木胸径测量方法及装置

权利要求书

1.一种立木胸径测量装置，其特征在于，该立木胸径测量装置包括：左切臂、右切臂、中间尺臂、控制器、第一角度传感器、第二角度传感器；其中，所述左切臂与中间尺臂转动连接，在连接处形成有第一旋转关节；所述右切臂与中间尺臂转动连接，在连接处形成有第二旋转关节；

所述第一角度传感器集成在第一旋转关节中，用于测量左切臂与中间尺臂之间的第一角度；所述第二角度传感器集成在第二旋转关节中，用于测量右切臂与中间尺臂之间的第二角度；

所述中间尺臂上设置有一中顶尖；所述中顶尖距第一旋转关节的距离与中顶尖距第二旋转关节的距离相等；

所述控制器分别用于从第一角度传感器、第二角度传感器读取第一角度、第二角度，并根据第一角度和第二角度计算待测树木的胸径；

所述控制器根据第一角度和第二角度计算待测树木的胸径d的公式如下:

d＝r₁+r₂

其中，

其中，αi(i＝1,2)分别为第一角度、第二角度的测量值；s为第一旋转关节的转动中心与第二旋转关节的转动中心之间的距离的二分之一；第一旋转关节的转动中心距左切臂和中间尺臂的测量表面的垂直距离，以及第二旋转关节的转动中心距右切臂和中间尺臂的测量表面的垂直距离均为w；h为中顶尖的测量点距离第一旋转关节的转动中心与第二旋转关节的转动中心之间的连线的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的立木胸径测量装置，其特征在于，所述控制器设置在中间尺臂内。

3.根据权利要求1所述的立木胸径测量装置，其特征在于，所述中间尺臂上集成有显示屏，所述显示屏可用于显示测量到的树木胸径。

4.根据权利要求1所述的立木胸径测量装置，其特征在于，所述控制器中集成有蓝牙模块，用于将测量数据传输至上位机中。

5.根据权利要求1所述的立木胸径测量装置，其特征在于，所述控制器中还集成有存储卡，用于存储测量数据。

6.根据权利要求5所述的立木胸径测量装置，其特征在于，所述控制器还集成有GPS，用于记录测量地点的GPS信息。

7.根据权利要求1所述的立木胸径测量装置，其特征在于，第一角度传感器和第二角度传感器通过采样得到的电压信号计算角度，角度的计算公式如下：

式中，Un为角度传感器当前输入电压的AD采样值，U_ci为角度传感器信号线输出电压的AD采样值，V_zi为初始化时角度传感器在角度α_i＝0°的参考值，Vr为初始化时角度传感器输入电压的参考值。

8.一种立木胸径测量方法，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的立木胸径测量装置，其中，中间尺臂的中顶尖、左切臂、右切臂均相切于待测树木的一横截面的圆周表面上；所述立木胸径测量方法包括步骤：

从第一角度传感器读取第一角度，从第二角度传感器读取第二角度；其中，第一角度为第一角度传感器测量的左切臂与中间尺臂之间的角度，第二角度为第二角度传感器测量的右切臂与中间尺臂之间的角度；

根据第一角度、第二角度计算待测树木的胸径。