專利名稱：一種測量草本植物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動控制測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測量草本植物的方法和 裝置。
背景技術(shù)：
草本植物高度、覆蓋度無損傷測量技術(shù)是我國廣大牧民以及草地工作者非 常關(guān)心的技術(shù)，也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的主要內(nèi)容。其對于我國廣大農(nóng)牧民準(zhǔn)確測量草 地的高度、覆蓋度，并且根據(jù)草地的高度、覆蓋度及時調(diào)整畜牧業(yè)養(yǎng)殖數(shù)量， 發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)，防止草地沙化，增加農(nóng)牧民收入具有巨大的作用。
但是目前國內(nèi)草本植物高度、覆蓋度測量基本上是高度采用尺子手動測 量，覆蓋度測量采用目視估測的方法。這種方法不但比較慢，而且不準(zhǔn)確，不 便使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種測量草本植物的方法和裝置，可以快速、準(zhǔn)確 地對草本植物的高度和覆蓋度進行無損傷測量。 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種測量草本植物的方法，包括以下步驟
A、 通過測距儀測得所述測距儀與所述草本植物頂端之間的距離以及所述 測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物頂端之間連線的角度；
B、 通過測距儀測得所述測距儀與所述草本植物底端之間的距離以及所述 測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物底端之間連線的角度；
C、 將步驟A和步驟B中獲得的距離信息和角度信息發(fā)送給中央處理單元;
D、 所述中央處理單元根據(jù)所述距離信息和角度信息計算出所述草本植物 的高度。
還包括以下步驟
E、 通過攝像頭拍攝預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物圖像；
F、 將所述草本植物圖像發(fā)送給圖像處理單元；
G、 所述圖像處理單元將所述草本植物圖像劃分成預(yù)設(shè)數(shù)量的面積相同的 單元塊；
H、 圖象處理單元根據(jù)設(shè)定的綠色植物顏色閾值判斷單元塊中的圖像是否 為草本植物圖像，并將結(jié)果信息發(fā)送給所述中央處理單元；
I、 所述中央處理單元根據(jù)結(jié)果信息，計算出預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物覆蓋度。
還包括以下步驟
所述中央處理單元將所述草本植物的高度和覆蓋度信息發(fā)送到顯示器顯示。
一種測量草本植物的裝置，包括測距儀、中央處理單元，所述測距儀和所 述中央處理單元之間通過數(shù)據(jù)線連接，所述測距儀用于測量所述測距儀與所述 草本植物頂端之間的距離、所述測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本 植物頂端之間連線的角度、所述測距儀與所述草本植物底端之間的距離以及所 述測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物底端之間連線的角度，并 發(fā)送給所述中央處理單元，所述中央處理單元用于根據(jù)所述距離信息和角度信 息計算出所述草本植物的高度。
還包括攝像頭、圖像處理單元，所述攝像頭通過數(shù)據(jù)線與所述圖像處理單 元連接，所述圖像處理單元與所述中央處理單元連接，所述攝像頭用于拍攝預(yù) 設(shè)面積內(nèi)的草本植物圖像，并發(fā)送給圖像處理單元；所述圖像處理單元用于將
所述草本植物圖像劃分成預(yù)設(shè)數(shù)量的面積相同的單元塊，根據(jù)設(shè)定的綠色植物 顏色閾值判斷單元塊中的圖像是否為草本植物圖像，并將結(jié)果信息發(fā)送給所述
中央處理單元；所述中央處理單元用于根據(jù)結(jié)果信息，計算出預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草 本植物覆蓋度。
還包括顯示器，所述顯示器與所述中央處理單元連接，所述顯示器用于顯 示從所述中央處理單元接收的草本植物高度和覆蓋度信息。
還包括支架，所述測距儀和所述攝像頭安裝在所述支架上。
所述支架是倒L型支架，所述攝像頭安裝在支架上端的伸出部分，位于所
述草本植物的正上方。
采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠降低由于人為主觀原因或者偶然性而對草 本植物的高度和覆蓋度測量造成的誤差，提高測量的準(zhǔn)確性，同時因為采用自 動控制設(shè)備，而提高測量的速度。


圖l是本發(fā)明具體實施方式
中測量草本植物裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明具體實施方式
中測量草本植物高度的原理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 圖1是本發(fā)明具體實施方式
中測量草本植物裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，該裝置包括自動控制設(shè)備10、支架20、測距儀30和攝像頭40，其中 自動控制設(shè)備包括中央處理單元101、圖像處理單元102和顯示器103.
支架是倒L型支架，攝像頭安裝在支架上端的伸出部分，位于需要拍攝的 草本植物的正上方，測距儀也安裝在支架上端處。測距儀和中央處理單元之間
通過數(shù)據(jù)線連接，攝像頭通過數(shù)據(jù)線與圖像處理單元連接，圖像處理單元與中 央處理單元連接，中央處理單元還與顯示器連接。
測距儀用于測量測距儀與草本植物頂端之間的距離、測距儀的地面垂直線 與測距儀和草本植物頂端之間連線的角度、測距儀與草本植物底端之間的距離 以及測距儀的地面垂直線與測距儀和草本植物底端之間連線的角度，并通過數(shù) 據(jù)線發(fā)送給中央處理單元。
攝像頭用于拍攝預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物圖像，并發(fā)送給圖像處理單元。
圖像處理單元用于將草本植物圖像劃分成預(yù)設(shè)數(shù)量的面積相同的單元塊， 根據(jù)設(shè)定的綠色植物顏色閾值判斷單元塊中的圖像是否為草本植物圖像，并將 結(jié)果信息發(fā)送給中央處理單元。
中央處理單元用于根據(jù)所述距離信息和角度信息計算出所述草本植物的
高度；根據(jù)結(jié)果信息，計算出預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物覆蓋度；發(fā)送草本植物高 度和覆蓋度信息給顯示器顯示。
下面介紹如何使用該裝置測量草本植物的高度和覆蓋度，首先介紹如何測 量草本植物的高度。
圖2是本發(fā)明具體實施方式
中測量草本植物高度的原理示意圖。如圖2 所示，首先通過測距儀測量四個參數(shù)， 一個參數(shù)是測距儀A點與草本植物頂端 C點之間的距離； 一個參數(shù)是測距儀的地面垂直線，即測距儀的A點和其在地 面的映射點B點之間形成的AB線，與測距儀的A點和草本植物頂端C點之間 形成的AC線，這兩條線形成的角度a; —個參數(shù)是測距儀A點與草本植物底 端D點之間的距離；另一個參數(shù)是測距儀的地面垂直線，即測距儀的A點和其 在地面的映射點B點之間形成的AB線，與測距儀的A點和草本植物底端D點 之間形成的AD線，這兩條線形成的角度P。
其次，測距儀將這四個參數(shù)通過數(shù)據(jù)線發(fā)送給中央處理單元，中央處理單 元根據(jù)角度a和角度3的差值就可以得知AD線和AC線之間的夾角。
然后根據(jù)AC線的長度、AD線的長度以及兩條線的夾角，就能夠計算出三 角形的另一條邊CD的長度，也就是草本植物的高度。 下面介紹如何測量草本植物的覆蓋度。
首先由位于支架上端的攝像頭拍攝預(yù)先設(shè)定面積的草本植物，為了提高準(zhǔn) 確性，需要將攝像頭安裝在草本植物正上方，比如該預(yù)先設(shè)定面積是1平方米。 其次，攝像頭將拍攝下來的草本植物的圖像通過數(shù)據(jù)線發(fā)送給圖像處理單元。
再次，圖像處理單元將該草本植物的圖像分割成預(yù)先數(shù)量的面積相同的單 元塊，比如將1平方米分割成1萬份面積為1平方厘米的單元塊。
然后，圖像處理單元根據(jù)設(shè)定的綠色植物顏色閾值對每個單元塊的草本植 物存在情況進行判斷，如果介于閾值內(nèi)，則將該單元塊設(shè)置為l，如果在閾值 外，則設(shè)置為0，再把這些結(jié)果信息發(fā)送給中央處理單元。
最后，中央處理單元根據(jù)收到的結(jié)果信息，來計算出在l平方米的樣本中 有多少單元塊存在草本植物，從而獲得草本植物的覆蓋度。
中央處理單元計算處草本植物的高度和覆蓋度后，發(fā)送給顯示器顯示。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變 化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種測量草本植物的方法，其特征在于，包括以下步驟A、通過測距儀測得所述測距儀與所述草本植物頂端之間的距離以及所述測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物頂端之間連線的角度；B、通過測距儀測得所述測距儀與所述草本植物底端之間的距離以及所述測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物底端之間連線的角度；C、將步驟A和步驟B中獲得的距離信息和角度信息發(fā)送給中央處理單元；D、所述中央處理單元根據(jù)所述距離信息和角度信息計算出所述草本植物的高度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量草本植物的方法，其特征在于，還包 括以下步驟E、 通過攝像頭拍攝預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物圖像；F、 將所述草本植物圖像發(fā)送給圖像處理單元；G、 所述圖像處理單元將所述草本植物圖像劃分成預(yù)設(shè)數(shù)量的面積相同的 單元塊；H、 圖象處理單元根據(jù)設(shè)定的綠色植物顏色閾值判斷單元塊中的圖像是否 為草本植物圖像，并將結(jié)果信息發(fā)送給所述中央處理單元；I、 所述中央處理單元根據(jù)結(jié)果信息，計算出預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物覆蓋度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種測量草本植物的方法，其特征在于， 還包括以下步驟所述中央處理單元將所述草本植物的高度和覆蓋度信息發(fā)送到顯示器顯
4、 一種測量草本植物的裝置，其特征在于，包括測距儀、中央處理單元，所述測距儀和所述中央處理單元之間通過數(shù)據(jù)線連接，所述測距儀用于測量所 述測距儀與所述草本植物頂端之間的距離、所述測距儀的地面垂直線與所述測 距儀和所述草本植物頂端之間連線的角度、所述測距儀與所述草本植物底端之 間的距離以及所述測距儀的地面垂直線與所述測距儀和所述草本植物底端之 間連線的角度，并發(fā)送給所述中央處理單元，所述中央處理單元用于根據(jù)所述 距離信息和角度信息計算出所述草本植物的高度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測量草本植物的裝置，其特征在于，還包 括攝像頭、圖像處理單元，所述攝像頭通過數(shù)據(jù)線與所述圖像處理單元連接， 所述圖像處理單元與所述中央處理單元連接，所述攝像頭用于拍攝預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物圖像，并發(fā)送給圖像處理單元；所述圖像處理單元用于將所述草本 植物圖像劃分成預(yù)設(shè)數(shù)量的面積相同的單元塊，根據(jù)設(shè)定的綠色植物顏色閾值 判斷單元塊中的圖像是否為草本植物圖像，并將結(jié)果信息發(fā)送給所述中央處理單元；所述中央處理單元用于根據(jù)結(jié)果信息，計算出預(yù)設(shè)面積內(nèi)的草本植物覆生* 皿/又。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的一種測量草本植物的裝置，其特征在于， 還包括顯示器，所述顯示器與所述中央處理單元連接，所述顯示器用于顯示從 所述中央處理單元接收的草本植物高度和覆蓋度信息。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測量草本植物的裝置，其特征在于，還包 括支架，所述測距儀和所述攝像頭安裝在所述支架上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種測量草本植物的裝置，其特征在于，所述 支架是倒L型支架，所述攝像頭安裝在支架上端的伸出部分，位于所述草本植 物的正上方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量草本植物的方法和裝置，通過測距儀測得測距儀與草本植物頂端之間的距離、測距儀的地面垂直線與測距儀和草本植物頂端之間連線的角度、測距儀與草本植物底端之間的距離以及測距儀的地面垂直線與測距儀和草本植物底端之間連線的角度；并發(fā)送給中央處理單元；中央處理單元根據(jù)距離信息和角度信息計算出草本植物的高度。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以快速、準(zhǔn)確地對草本植物的高度和覆蓋度進行無損傷測量。
文檔編號G01B11/02GK101363723SQ20081022207
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者楊桂霞 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所