[发明专利]一种树木根系立体扫描系统及方法

权利要求书

1.一种树木根系立体扫描系统，其特征在于：包括无人树根探测车、树根立体扫描模块、树木定位模块；

所述的无人树根探测车包括车体、驱动轮、自主导航模块、RTK—GPS模块、数传模块、中控系统和供能系统；所述车体底部安装有驱动轮，所述驱动轮与车体之间通过可伸缩的轴连接，每个驱动轮配有单独电机；所述无人树根探测车上装载有用于控制运动轨迹的自主导航模块、用于无人树根探测车林间定位的RTK—GPS模块和用于无人树根探测车与地面站通信的数传模块，所述自主导航模块、RTK—GPS模块、数传模块连接中控系统；

所述树根立体扫描模块包括探地雷达、云台，所述探地雷达及云台安装在车体下部，用于扫描下方的树木根系；所述树根立体扫描模块连接中控系统，通过中控系统所连的数传模块将探地信号发送至地面站；

所述树木定位模块包括二维激光测距仪和图像传感器，所述图像传感器安装在激光测距仪上部，所述树木定位模块连接中控系统。

2.根据权利要求1所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述供能系统包括太阳能板和蓄电池，所述太阳能板安装在无人树根探测车上部，所述蓄电池安装在车体内部并连接太阳能板。

3.根据权利要求1所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述无人树根探测车的车体四周安装有超声波避障模块。

4.根据权利要求1所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述探地雷达数目为3～6个。

5.根据权利要求1所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述自主导航模块包括自主导航和手控两种模式。

6.根据权利要求1所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述二维激光测距仪为可伸缩旋转式激光测距仪。

7.权利要求1所述的树木根系立体扫描系统的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述无人树根探测车由自主导航模块控制先按照预定主运动轨迹沿着树林边缘行驶，树木定位模块开始检测；

当图像传感器发现树木的存在时，自主导航模块切换到树根探测模式，按照趋近式螺旋轨迹行驶，由外向内的向着树根中心自动行驶；

进行树根探测时，无人树根探测车每行驶一段距离，车身下方的树根立体扫描模块即实时扫描正下方土壤中的树根部分，并将采集的树根立体信息和定位信息通过数传模块传输至地面站；

当无人树根探测车完成整棵树木根部范围扫描时，切换回主运动轨迹，继续进行下一棵树木的根部立体扫描，直到完成所有树木的根部立体扫描。

8.根据权利要求7所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：当无人树根探测车切换到树根探测模式行驶时，树木定位模块的二维激光测距仪实时探测树木和无人树根探测车的相对位置关系，始终确保车辆侧面正对树木中心，保证车身按照螺旋线匀速行驶。

9.根据权利要求7所述的树木根系立体扫描系统，其特征在于：所述树木定位模块以树干为原点建立三维坐标系，以便探地雷达设备按照坐标位置对树木根系数据进行探测和记录。