本發(fā)明涉及測距裝置領(lǐng)域，具體為智能測樹徑激光槍以及測量樹徑的方法。

背景技術(shù)：

樹徑是樹木生長中的重要因子，在樹木調(diào)查和樹木生長規(guī)律研究中占有舉足輕重的地位，在實(shí)際測量工作中，由于林地環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，導(dǎo)致測量樹徑一直是個(gè)難題，測量方法和測量工具都比較落后，因此需要研發(fā)使用方便、測量快速精準(zhǔn)的測量裝置。

中國專利庫中一種高精度電子樹徑測量儀及其方法(CN201310481170.1)，是關(guān)于樹木直徑的測量儀器和方法。根據(jù)平行原理在電子條碼尺上垂直安裝一個(gè)固定激光導(dǎo)向裝置和一個(gè)滑動(dòng)激光導(dǎo)向裝置；固定激光導(dǎo)向裝置垂直安裝在電子條碼尺起算點(diǎn)上；滑動(dòng)激光導(dǎo)向裝置垂直安裝在電子條碼尺滑動(dòng)軌道上；使用時(shí)將固定激光導(dǎo)向裝置指向樹干直徑左沿，將滑動(dòng)激光指向裝置移動(dòng)到樹干直徑右沿，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)制動(dòng)滾輪精確鎖定樹徑；最后操作鍵盤，利用內(nèi)置CCD條碼閱讀器自動(dòng)讀取當(dāng)前電子條碼尺樹徑數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度高成本低的特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確的測量任意樹高處的直徑。

中國專利庫中公開了一種折疊式樹徑生長量實(shí)時(shí)精密測量儀(CN201410551262.7)，該裝置能夠?qū)崟r(shí)精確地測量樹木直徑，且體積小巧可折疊，方便攜帶。測量裝置包括支架、柵類尺、傳感器夾具、微米級(jí)位移傳感器傳感器和信號(hào)傳輸處理電路。裝置采用多點(diǎn)定位、三點(diǎn)測量直徑的方式，由兩個(gè)部分組裝成夾角為90°至150°間的V型體，結(jié)合安裝在與V型角的對角線重合處的微位移傳感器，實(shí)現(xiàn)樹徑的測量。微米級(jí)位移傳感器及磁柵尺通過信號(hào)傳輸處理電路與上位機(jī)間進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明能夠穩(wěn)定實(shí)時(shí)地同時(shí)測量樹徑及其微變化量，減少測量誤差。該裝置采用可折疊式方便攜帶，而且使用方便并且質(zhì)量輕體積小，夾具對樹干傷害小。

現(xiàn)有的測樹徑工具存在一些問題，測量不精準(zhǔn)、體積大、使用不方便等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供智能測樹徑激光槍以及測量樹徑的方法，利用激光測徑原理，使用激光槍上的三個(gè)激光器分別測量激光點(diǎn)離樹的距離，由于三個(gè)激光器之間的角度一定，可以利用函數(shù)公式推算出樹徑，測量出結(jié)果后自動(dòng)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至移動(dòng)終端，工作人員在移動(dòng)終端上確定后自動(dòng)上傳至云端備份，移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)自動(dòng)同步更新。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，智能測樹徑激光槍，其包括，槍托1、槍體2、第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5、第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、處理器9、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、電源11、發(fā)聲器12、顯示屏13、確認(rèn)鍵14、歸零鍵15、電源鍵16、發(fā)電模塊17。

所述槍托1上設(shè)置有確認(rèn)鍵14、歸零鍵15、電源鍵16、發(fā)電模塊17，所述槍托1與槍體2一端固定連接，所述槍體2另一端設(shè)置有第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5，所述第一激光器3、第三激光器5都在一個(gè)平面上，所述第一激光器3與第三激光器5之間的夾角為60°，所述第二激光器4設(shè)置在第一激光器3、第三激光器5的等分平面上，所述槍體2外面設(shè)置有第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、發(fā)聲器12、顯示屏13，所述槍體2內(nèi)部設(shè)置有處理器9、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、電源11，所述處理器9分別與第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5、第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、發(fā)聲器12、顯示屏13連接，所述電源11分別與第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5、第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、處理器9、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、發(fā)聲器12、顯示屏13、發(fā)電模塊17連接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10與單獨(dú)設(shè)置的移動(dòng)終端無線連接。

優(yōu)選地，所述槍托1底部設(shè)置有充電接口和數(shù)據(jù)接口。

優(yōu)選地，所述槍體2上設(shè)置有照明裝置，以應(yīng)對林中光線不足的情況。

優(yōu)選地，所述第一指示燈6對應(yīng)第一激光器3，所述第一激光器3數(shù)值到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)亮，其他時(shí)間滅；所述第二指示燈7對應(yīng)第三激光器5，所述第三激光器5數(shù)值到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)亮，其他時(shí)間滅；當(dāng)?shù)谝恢甘緹?、第二指示燈7同時(shí)變亮且持續(xù)1s后第三指示燈8亮。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10為藍(lán)牙模塊，移動(dòng)終端中也設(shè)置有藍(lán)牙模塊，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10與移動(dòng)終端通過藍(lán)牙連接。

優(yōu)選地，所述顯示屏13為觸摸屏，可通過觸屏方式進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

優(yōu)選地，所述發(fā)電模塊17為握力發(fā)電裝置，依靠手部握力發(fā)電，為電源11充電。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，使用智能測樹徑激光槍測量樹徑的方法，包括以下步驟：

(1)打開按鍵區(qū)9中的電源鍵，根據(jù)預(yù)測的最大樹徑來設(shè)置激光器7的測量閾值，一般情況下設(shè)置閾值比最大樹徑大10cm；

(2)用激光槍槍口對準(zhǔn)待測樹中心，槍口與樹的距離不超過10cm；

(3)工作人員手持激光槍緩緩向后退，直到第一指示燈6變亮同時(shí)發(fā)聲器12發(fā)出提示音；

(4)站住位置，緩緩調(diào)整激光器的角度，直到第二指示燈7變亮同時(shí)發(fā)聲器12發(fā)出提示音；

(5)當(dāng)?shù)谝恢甘緹?、第二指示燈7同時(shí)亮且持續(xù)1s以上，第三指示燈8變亮，同時(shí)處理器9將根據(jù)此時(shí)第二激光器4的數(shù)據(jù)而計(jì)算出的樹徑顯示在顯示屏13上，發(fā)聲器12報(bào)出數(shù)據(jù)；

(6)工作人員確定無誤后按動(dòng)的確認(rèn)鍵14，樹徑數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10上傳到移動(dòng)終端，不進(jìn)行操作的話，3s后樹徑數(shù)據(jù)自動(dòng)通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10上傳到移動(dòng)終端；

(7)工作人員在移動(dòng)終端上確定后數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到云端，移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)自動(dòng)同步更新。

第一激光器3、第三激光器5在一個(gè)平面上且保證夾角為60度，第二激光器4不必要和第一激光器3、第三激光器5在一個(gè)平面上,但是要求在第一激光器3、第三激光器5的等分平面上，為了便于實(shí)際生產(chǎn)需要，設(shè)置為第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5都在一個(gè)平面上，第一激光器3與第三激光器5之間的夾角為60°，第一激光器3與第二激光器4之間的夾角為30°，第二激光器4與第三激光器5之間的夾角為30°。

工作原理

設(shè)定樹干半徑為R，第二激光器4測距的直線長度為L，由于所述第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5都在一個(gè)平面上，所述第一激光器3與第二激光器4之間的夾角為30°，所述第二激光器4與第三激光器5之間的夾角為30°，所以當(dāng)?shù)谝患す馄?和第三激光器5同時(shí)測量到樹干的兩側(cè)邊緣時(shí)，樹干半徑R、第一激光器3測距的直線、第二激光器4測距的直線加半徑三條直線形成一個(gè)直角三角形且頂角為30°，所以

由sin30＝R÷(R+L)＝0.5

推算出R＝L

樹徑d＝2×R＝2×L。

本發(fā)明的有益效果是：該裝置結(jié)構(gòu)合理，使用方便，測量精度高，激光器測量精度已經(jīng)是0.1mm級(jí)別,操作人員熟練后,基本上可以保證樹木直徑精度在1mm左右；操作簡易方便，測量樹徑時(shí)單人操作，按下測量按鍵就可自動(dòng)測量、液晶屏實(shí)時(shí)顯示并自動(dòng)記錄；操作熟練后，測量速度快，效率高；該裝置也可以運(yùn)用于其他領(lǐng)域的測量工作；測量樹徑時(shí)，數(shù)據(jù)同時(shí)保存在云端，既做了數(shù)據(jù)備份又方便遠(yuǎn)端的人員查看；移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)自動(dòng)同步更新，保證數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明工作原理示意圖；

圖3為本發(fā)明測樹徑的原理框圖。

圖1中，1-槍托、2-槍體、3-第一激光器、4-第二激光器、5-第三激光器、6-第一指示燈、7-第二指示燈、8-第三指示燈、9-處理器、10-數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、11-電源、12-發(fā)聲器、13-顯示屏、14-確認(rèn)鍵、15-歸零鍵、16-電源鍵、17-發(fā)電模塊。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖、實(shí)施例來對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請的一部分實(shí)施例，基于本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

如圖1所示，所述槍托1上設(shè)置有確認(rèn)鍵14、歸零鍵15、電源鍵16、發(fā)電模塊17，所述槍托1與槍體2一端固定連接，所述槍體2另一端設(shè)置有第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5，所述第一激光器3、第三激光器5都在一個(gè)平面上，所述第一激光器3與第三激光器5之間的夾角為60°，所述第二激光器4設(shè)置在第一激光器3、第三激光器5的等分平面上，所述槍體2外面設(shè)置有第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、發(fā)聲器12、顯示屏13，所述槍體2內(nèi)部設(shè)置有處理器9、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、電源11，所述處理器9分別與第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5、第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、發(fā)聲器12、顯示屏13連接，所述電源11分別與第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5、第一指示燈6、第二指示燈7、第三指示燈8、處理器9、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10、發(fā)聲器12、顯示屏13、發(fā)電模塊17連接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10與單獨(dú)設(shè)置的移動(dòng)終端無線連接。

如圖3所示，測量樹徑時(shí)，包括若干個(gè)智能測樹徑激光槍、移動(dòng)終端，移動(dòng)終端可以是手機(jī)或平板電腦，一臺(tái)移動(dòng)終端可配合多個(gè)智能測樹徑激光槍使用，當(dāng)智能測樹徑激光槍測出數(shù)據(jù)后，自動(dòng)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到移動(dòng)終端，移動(dòng)終端進(jìn)行初步整理后自動(dòng)上傳到云端備份，移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)自動(dòng)同步更新。

實(shí)施例1

林區(qū)為速生林，預(yù)估最大樹徑為50cm，設(shè)置激光器7的閾值為60cm，讀數(shù)為38.7cm。

實(shí)施例2

林區(qū)為速生林，預(yù)估最大樹徑為45cm，設(shè)置激光器7的閾值為55cm，讀數(shù)為42.4cm。

實(shí)施例3

測量樹徑的方法，包括以下步驟：

(1)打開按鍵區(qū)9中的電源鍵，根據(jù)預(yù)測的最大樹徑來設(shè)置激光器7的測量閾值，一般情況下設(shè)置閾值比最大樹徑大10cm；

(2)用激光槍槍口對準(zhǔn)待測樹中心，槍口與樹的距離不超過10cm；

(3)工作人員手持激光槍緩緩向后退，直到第一指示燈6變亮同時(shí)發(fā)聲器12發(fā)出提示音；

(4)站住位置，緩緩調(diào)整激光器的角度，直到第二指示燈7變亮同時(shí)發(fā)聲器12發(fā)出提示音；

(5)當(dāng)?shù)谝恢甘緹?、第二指示燈7同時(shí)亮且持續(xù)1s以上，第三指示燈8變亮，同時(shí)處理器9將根據(jù)此時(shí)第二激光器4的數(shù)據(jù)而計(jì)算出的樹徑顯示在顯示屏13上，發(fā)聲器12報(bào)出數(shù)據(jù)；

(6)工作人員確定無誤后按動(dòng)的確認(rèn)鍵14，樹徑數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10上傳到移動(dòng)終端，不進(jìn)行操作的話，3s后樹徑數(shù)據(jù)自動(dòng)通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊10上傳到移動(dòng)終端；

(7)工作人員在移動(dòng)終端上確定后數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到云端，移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)自動(dòng)同步更新。

第一激光器3、第三激光器5在一個(gè)平面上且保證夾角為60度，第二激光器4不必要和第一激光器3、第三激光器5在一個(gè)平面上,但是要求在第一激光器3、第三激光器5的等分平面上，為了便于實(shí)際生產(chǎn)需要，設(shè)置為第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5都在一個(gè)平面上，第一激光器3與第三激光器5之間的夾角為60°，第一激光器3與第二激光器4之間的夾角為30°，第二激光器4與第三激光器5之間的夾角為30°。

測樹徑的工作原理

如圖2所示，設(shè)定樹干半徑為R，第二激光器4測距的直線長度為L，由于所述第一激光器3、第二激光器4、第三激光器5都在一個(gè)平面上，所述第一激光器3與第二激光器4之間的夾角為30°，所述第二激光器4與第三激光器5之間的夾角為30°，所以當(dāng)?shù)谝患す馄?和第三激光器5同時(shí)測量到樹干的兩側(cè)邊緣時(shí)，樹干半徑R、第一激光器3測距的直線、第二激光器4測距的直線加半徑三條直線形成一個(gè)直角三角形且頂角為30°，所以

由sin30＝R÷(R+L)＝0.5

推算出R＝L

樹徑d＝2×R＝2×L。

本發(fā)明在剛開始使用時(shí)，由于操作不熟悉，調(diào)整激光器需要花費(fèi)一定的時(shí)間，導(dǎo)致開始階段測量效率較低，但操作熟練后，可大大提高測量效率，從實(shí)際效果來看，無論操作便利性還是測量速度，本發(fā)明都有較大優(yōu)勢。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。