專利名稱：基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器視覺技術(shù)和樹木檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用激光和機(jī)器視覺技術(shù)對立木進(jìn)行綜合檢測的技術(shù)。
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺是一項(xiàng)集合了數(shù)字圖像處理、機(jī)械、控制、光學(xué)、計算機(jī)等技術(shù)的綜合技術(shù)。機(jī)器視覺系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行無接觸檢測，可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，因此，機(jī)器視覺技術(shù)作為一種重要的檢測技術(shù)已經(jīng)引起人們的重視，并在檢測領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在森林資源調(diào)查中，樹徑和樹高的測量是非常重要的內(nèi)容。國內(nèi)在測量單株立木直徑時，大多是靠操作人員用卷尺測量樹木的周長，然后計算出樹木的直徑值，或采用按圓 周長等于η倍直徑關(guān)系和卷尺一樣在尺上刻畫刻度的測徑圍尺來直接讀取樹木的直徑值，作業(yè)過程需要人工讀取、記錄測量數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，測量速度慢，勞動強(qiáng)度大，而且不便于對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和管理。在進(jìn)行樹高測量時通常采用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，調(diào)試非常繁瑣。采用機(jī)器視覺的方法進(jìn)行立木的非接觸測量能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測量方法的不足，目前已經(jīng)越來越受到重視。北京林業(yè)大學(xué)工學(xué)院提出一種基于圖像的樹徑檢測方法(程朋樂，李曉慧，基于圖像的樹徑檢測方法，中國專利201010503306. 0，2012-01-25.)，這種方法利用激光的定向性好，發(fā)散角極小的特點(diǎn)將激光光束準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到立木直徑上，利用照射到立木上的光斑作為圖像檢測的標(biāo)尺，對立木直徑進(jìn)行檢測，這種方法不需放置標(biāo)尺，檢測效率高。但是，實(shí)際測量中不能保證激光光束與樹干一定垂直，如果激光光束與樹干不垂直，激光照射在樹干上實(shí)際是一個橢圓形的光斑，這種情況下將光斑作為圓形處理，檢測出的立木直徑就會產(chǎn)生很大的誤差，造成這種檢測方法失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)，該技術(shù)能夠準(zhǔn)確地檢測出樹木的真實(shí)直徑值和樹干高度值。本發(fā)明提供的基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)，激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測量樹徑的樹干上，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，根據(jù)激光光斑在圖像中的像素數(shù)測量樹徑，該方法按以下步驟進(jìn)行，(I)激光器發(fā)射的光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后直徑為的光束照射到需要測量樹徑的樹干上，(2)用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，(3)由于所測樹徑高于或低于激光發(fā)射器所在位置，激光光斑在樹干上的形狀為橢圓形，(4)所拍攝的數(shù)字圖像上激光光斑長徑沿樹干高度方向上所占的像素數(shù)為II1，激光光斑短徑沿樹干直徑方向所占的像素數(shù)為H2，樹干沿直徑方向上所占像素數(shù)為n3，(5)計算所需測量的樹干直徑d
權(quán)利要求
1.基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)，激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測量樹徑的樹干上，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，根據(jù)激光光斑在圖像中的像素數(shù)測量樹徑，其特征在于，該方法按以下步驟進(jìn)行， (1)激光器發(fā)射的光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后直徑為的光束照射到需要測量樹徑的樹干上， (2)用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像， (3)由于所測樹徑高于或低于激光發(fā)射器所在位置，激光光斑在樹干上的形狀為橢圓形， (4)所拍攝的數(shù)字圖像上激光光斑長徑沿樹干高度方向上所占的像素數(shù)為Ii1，激光光斑短徑沿樹干直徑方向所占的像素數(shù)為H2，樹干沿直徑方向上所占像素數(shù)為n3， (5)計算所需測量的樹干直徑d
2.如權(quán)利要求I所述的基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)，其特征在于，用激光光束照射到樹干的頂端，照射在樹干頂端的橢圓形光斑長軸沿樹干高度方向在數(shù)碼照片中所占的像素數(shù)為N1，橢圓形光斑短軸沿樹徑方向在數(shù)碼照片中所占的像素數(shù)為N;旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器，照射樹干底部樹干，照射在樹干底部的橢圓形光斑長軸沿樹干高度方向在數(shù)碼照片中所占的像素數(shù)為N2，橢圓形光斑短軸沿樹徑方向在數(shù)碼照片中所占的像素數(shù)同樣為N;激光發(fā)射器距離樹干的距離為D m，則樹干高H
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于信息融合技術(shù)的立木綜合檢測技術(shù)，激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測量樹徑的樹干上，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹干的圖像，根據(jù)激光光斑的實(shí)際尺寸和圖像上的像素數(shù)測量樹干的直徑，根據(jù)光斑長徑和短徑的像素數(shù)測量激光光束與樹干的夾角，進(jìn)而測量出樹干的高度。
文檔編號G01B11/08GK102901454SQ20121035541
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者程朋樂, 劉晉浩, 李曉慧 申請人:北京林業(yè)大學(xué)