一種物體高度測量儀及其測量方法
2023-10-23 20:55:22 2
專利名稱：一種物體高度測量儀及其測量方法
技術領域：
本發明涉及一種物體高度測量儀及其測量方法，主要測量樹木的高度。
背景技術：
林業調查中，樹高是一個非常重要的參數，幾乎所有的林業調查中都有樹高測定一項，傳統的樹高測量方式有:目測、雷射測高儀、超聲波測高儀等。這些傳統的測量方法用於森林這一特殊環境中，普遍表現為測量精度差，因此有必要發展一種精度高，同時簡便的檢測方法。光學測量樹高技術是將數位相機中的凸透鏡成像原理與CCD圖像傳感器技術以及顏色提取技術相結合的一種技術，它具有測量精度高、針對性強，適合於特殊環境中樹木等目標物聞度測量的特點。
發明內容
為解決上述背景技術問題，本發明提出了一種測量方便、測量精度高、針對性強、同時能適合特殊環境中樹木高度測量的一種物體高度測量儀。本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現。一種物體高度測量儀及其測量方法，該測量儀包括測量儀殼體，所述測量儀殼體底部設有三角架，在所述的測量儀殼體內設有數位相機，其特徵在於:所述測量儀殼體內的數位相機連接有顏色提取器和CCD圖像傳感器，所述數位相機還與運算器相連，並通過數位相機所呈現的圖像傾斜角和像距信息傳輸給運算器進行運算，所述運算器連接有儲存器和控制面板顯示屏幕，通過控制面板顯示屏幕將運算器所運算的結果通過顯示器顯示出來，供工作人員進行參考，運算的結果通過儲存器進行存儲。
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所述的控制面板顯示屏幕還與顏色提取器相連，並通過控制面板顯示屏幕來實施控制數位相機所要提取的顏色。一種物體高度測量方法如下:將數位相機水平對準被測樹木，並通過控制面板顯示屏幕獲取被測目標的圖像，選取特徵顏色，根據顏色的光譜特性選定顏色範圍，或者光的波長範圍；將鏡頭對準被測量樹木的最低端，進行低點測量，然後按照同樣的方式，對準被測量樹木的頂部，進行高點測量，數位相機算得高點時與低點時的相距VpV2，物距SUpU2，根據1/u+l/v = 1/f，其中f為相機的鏡頭，即凸透鏡的焦距，為固定值；當CXD將所選定顏色的點選定後，UpU2及角度a可以由數位相機內置軟體進行計算並顯示在照相機面板上。根據三角形的餘弦定理，通過運算器計算，可以求出:樹高 H = [!^+U22J=KU1=KU2=Kcos ( a + 運)]1/2。綜上所述本發明的有益效果具有以下幾點:將數位相機中的凸透鏡成像原理與CCD圖像傳感器技術以及顏色提取技術相結合的一種技術，它具有測量精度高、針對性強，適合於特殊環境中樹木等目標物高度測量的特點。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明測量原理圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。如圖1所示，一種物體高度測量儀及其測量方法，該測量儀包括測量儀殼體1，測量儀殼體I底部設有三角架2，測量儀殼體I內設有數位相機，測量儀殼體I內的數位相機連接有顏色提取器和CCD圖像傳感器，數位相機還與運算器相連，並通過數位相機所呈現的圖像傾斜角和像距信息傳輸給運算器進行運算，運算器連接有儲存器和控制面板顯示屏幕，通過控制面板顯示屏幕將運算器所運算的結果通過顯示器顯示出來，供工作人員進行參考，運算的結果通過儲存器進行存儲。控制面板顯示屏幕還與顏色提取器相連，並通過控制面板顯示屏幕來實施控制數位相機所要提取的顏色。如圖2所示，一種物體高度測量方法如下:將數位相機水平對準被測樹木，並通過控制面板顯示屏幕獲取被測目標的圖像，選取特徵顏色，根據顏色的光譜特性選定顏色範圍，或者光的波長範圍。將鏡頭對準被測量 樹木的最低端，進行低點測量，然後按照同樣的方式，對準被測量樹木的頂部，進行高點測量，數位相機算得高點時與低點時的相距VpV2，物距SUpU2，根據1//u+1/v = 1/f，其中f為相機的鏡頭，即凸透鏡的焦距，為固定值。
當CXD將所選定顏色的點選定後，UpU2及角度α、β可以由數位相機內置軟體進行計算並顯示在照相機面板上。根據三角形的餘弦定理，通過運算器計算，可以求出:樹高H = [!^+U22J=KU1=KU2=Kcos ( α + β ) ]1/2。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種物體高度測量儀，該測量儀包括測量儀殼體，所述測量儀殼體底部設有三角架，在所述的測量儀殼體內設有數位相機，其特徵在於:所述測量儀殼體內的數位相機連接有顏色提取器和CCD圖像傳感器，所述數位相機還與運算器相連，並通過數位相機所呈現的圖像傾斜角和像距信息傳輸給運算器進行運算，所述運算器連接有儲存器和控制面板顯示屏幕，通過控制面板顯示屏幕將運算器所運算的結果通過顯示器顯示出來，供工作人員進行參考，運算的結果通過儲存器進行存儲。
2.根據權利要求1所述一種物體高度測量儀，其特徵在於:所述的控制面板顯示屏幕還與顏色提取器相連，並通過控制面板顯示屏幕來實施控制數位相機所要提取的顏色。
3.—種權利要求1所述的一種物體高度測量方法，其特徵在於:將數位相機水平對準被測樹木，並通過控制面板顯示屏幕獲取被測目標的圖像，選取特徵顏色，根據顏色的光譜特性選定顏色範圍，或者光的波長範圍； 將鏡頭對準被測量樹木的最低端，進行低點測量，然後按照同樣的方式，對準被測量樹木的頂部，進行高點測量，數位相機算得高點時與低點時的相距W2，物距SUpU2，根據I/u+1/v = Ι/f，其中f為相機的鏡頭，即凸透鏡的焦距，為固定值； 當CCD將所選定顏色的點選定後，UpU2及角度α、β可以由數位相機內置軟體進行計算並顯示在照相機面板上，通過運算器計算，可以求出:樹高 H = [U12+U22-2*U1* U2*c os ( α + β ) ]1/2。
全文摘要
一種物體高度測量儀及其測量方法，該測量儀包括測量儀殼體，所述測量儀殼體底部設有三角架，在所述的測量儀殼體內設有數位相機，其特徵在於所述測量儀殼體內的數位相機連接有顏色提取器和CCD圖像傳感器，所述數位相機還與運算器相連，所述運算器連接有儲存器和控制面板顯示屏幕，運算的結果通過儲存器進行存儲；所述的控制面板顯示屏幕還與顏色提取器相連。該測量方法將鏡頭對準被測量樹木的最低端，進行低點測量，然後按照同樣的方式，對準被測量樹木的頂部，進行高點測量，數位相機算得高點時與低點時的相距，根據三角形的餘弦定理，通過運算器計算。本發明測量方便、測量精度高、針對性強、同時能適合特殊環境中樹木高度測量。
文檔編號G01B11/02GK103148786SQ20131003110
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者張金池, 郭曉平, 郝明灼, 張波 申請人:南京林業大學