[发明专利]一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法

权利要求书

1.一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述方法包括：

在待测树林选取地面特征点作为三维坐标基准点建立三维坐标系；

携带内置激光雷达的终端对树木的胸径进行测量获取数据胸径数据；

将获取的所述胸径数据结合测量人员信息、时间信息、树种ID和所述三维坐标系确定最终的测量数据。

2.根据权利要求1所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述携带内置激光雷达的终端对树木的胸径进行测量获取数据胸径数据，包括：

构建树干模型和测量环境；

计算并识别树干上胸径测量位置；

确定树木胸径测量中的多个中间参量；

根据获取的中间测量确定最终的树木胸径。

3.根据权利要求2所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述构建测量环境，包括：

设定胸径测量值位置在树干干基以上纵向（生长方向）几何中轴线上1.3m横截面位置；

将树干横截面形状近似概括为圆形；

定义树干胸径待测横截面圆形半径；

确定手机激光雷达向拍摄方面垂直发射出的激光束与树干胸径待测横截面中心点所在的树干中心纵向几何中轴线在树干拍摄一侧的表面上的投影的交点所在的树干横截面圆形的半径；

定义树干干基（树干与地面相交位置所在的横截面位置）位置横截面圆形半径。

4.根据权利要求2或3所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述构建树干模型，包括：

确定手机激光雷达发射点和待测横截面中心点所在的树干中心纵向几何中轴线在树干拍摄一侧的表面上的投影；

确定拍摄方向右侧树干表面与激光雷达发射光束相切点的集合构成的第一轴线（激光雷达从拍摄点向树干方向扫描，能够识别的树干表面最外侧一排点构成的轴线）；

确定拍摄方向左侧树干表面与激光雷达发射光束相切点的集合构成的第二轴线（激光雷达从拍摄点向树干方向扫描，能够识别的树干表面最外侧一排点构成的轴线）；

分别确定树干与地面交接处横截面圆形、手机激光水平光束所在平面、待测树干1.3m处横截面圆形与上述投影的第一交点、第二交点和第三交点；

分别确定所述第一交点、第二交点和第三交点和所述第一轴线、第二轴线的交点。

5.根据权利要求4所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述计算并识别树干上胸径测量位置，包括：

通过激光雷达扫描和视觉算法自动建模、识别树木干基（树干与地面交接横截面所在位置）位置；

同时计算、识别树干被拍摄在取景器内部分的纵向（生长方向）几何中轴线在拍摄一侧树干表面的投影轴线；

通过三角函数正弦定理计算求得1.3米高树干横截面所在位置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，所述在待测树林选取地面特征点作为三维坐标基准点建立三维坐标系，包括：

任意选取方便测量、位置显著的待测林木地块内或者周边的便于识别、查找的地面特征点；

将所述地面特征点作为所有用户接下来数据采集的相对坐标体系的原点，同时也作为RTK设备将相对坐标校正转换为绝对坐标所需的坐标点之一；

同时后续选点尽量均匀分布于待测林地整个区域，以上所选所有基准点都需要手机采集相对三维坐标数据。

7.根据权利要求6所述的基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，其特征在于，测量人员站在待测树木任何方向，距离树干位置5米以内，保持手机相对垂直于地面，手机相机镜头对准树干高度1-1.5米之间位置，保证树木从干基到1.3米胸径测量部位全部落入相机镜头取景框，拍摄大致方向为沿竖直方向。