CN101363723A - 一种测量草本植物的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量草本植物的方法和装置，通过测距仪测得测距仪与草本植物顶端之间的距离、测距仪的地面垂直线与测距仪和草本植物顶端之间连线的角度、测距仪与草本植物底端之间的距离以及测距仪的地面垂直线与测距仪和草本植物底端之间连线的角度；并发送给中央处理单元；中央处理单元根据距离信息和角度信息计算出草本植物的高度。采用了本发明的技术方案，可以快速、准确地对草本植物的高度和覆盖度进行无损伤测量。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制测量技术领域，尤其涉及一种测量草本植物的方法和装置。
背景技术
草本植物高度、覆盖度无损伤测量技术是我国广大牧民以及草地工作者非常关心的技术，也是精准农业的主要内容。其对于我国广大农牧民准确测量草地的高度、覆盖度，并且根据草地的高度、覆盖度及时调整畜牧业养殖数量，发展畜牧业生产，防止草地沙化，增加农牧民收入具有巨大的作用。
但是目前国内草本植物高度、覆盖度测量基本上是高度采用尺子手动测量，覆盖度测量采用目视估测的方法。这种方法不但比较慢，而且不准确，不便使用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种测量草本植物的方法和装置，可以快速、准确地对草本植物的高度和覆盖度进行无损伤测量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种测量草本植物的方法，包括以下步骤：
A、通过测距仪测得所述测距仪与所述草本植物顶端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物顶端之间连线的角度；
B、通过测距仪测得所述测距仪与所述草本植物底端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物底端之间连线的角度；
C、将步骤A和步骤B中获得的距离信息和角度信息发送给中央处理单元；
D、所述中央处理单元根据所述距离信息和角度信息计算出所述草本植物的高度。
还包括以下步骤：
E、通过摄像头拍摄预设面积内的草本植物图像；
F、将所述草本植物图像发送给图像处理单元；
G、所述图像处理单元将所述草本植物图像划分成预设数量的面积相同的单元块；
H、图象处理单元根据设定的绿色植物颜色阈值判断单元块中的图像是否为草本植物图像，并将结果信息发送给所述中央处理单元；
I、所述中央处理单元根据结果信息，计算出预设面积内的草本植物覆盖度。
还包括以下步骤：
所述中央处理单元将所述草本植物的高度和覆盖度信息发送到显示器显示。
一种测量草本植物的装置，包括测距仪、中央处理单元，所述测距仪和所述中央处理单元之间通过数据线连接，所述测距仪用于测量所述测距仪与所述草本植物顶端之间的距离、所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物顶端之间连线的角度、所述测距仪与所述草本植物底端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物底端之间连线的角度，并发送给所述中央处理单元，所述中央处理单元用于根据所述距离信息和角度信息计算出所述草本植物的高度。
还包括摄像头、图像处理单元，所述摄像头通过数据线与所述图像处理单元连接，所述图像处理单元与所述中央处理单元连接，所述摄像头用于拍摄预设面积内的草本植物图像，并发送给图像处理单元；所述图像处理单元用于将所述草本植物图像划分成预设数量的面积相同的单元块，根据设定的绿色植物颜色阈值判断单元块中的图像是否为草本植物图像，并将结果信息发送给所述中央处理单元；所述中央处理单元用于根据结果信息，计算出预设面积内的草本植物覆盖度。
还包括显示器，所述显示器与所述中央处理单元连接，所述显示器用于显示从所述中央处理单元接收的草本植物高度和覆盖度信息。
还包括支架，所述测距仪和所述摄像头安装在所述支架上。
所述支架是倒L型支架，所述摄像头安装在支架上端的伸出部分，位于所述草本植物的正上方。
采用了本发明的技术方案，能够降低由于人为主观原因或者偶然性而对草本植物的高度和覆盖度测量造成的误差，提高测量的准确性，同时因为采用自动控制设备，而提高测量的速度。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中测量草本植物装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式中测量草本植物高度的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式中测量草本植物装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括自动控制设备10、支架20、测距仪30和摄像头40，其中自动控制设备包括中央处理单元101、图像处理单元102和显示器103.
支架是倒L型支架，摄像头安装在支架上端的伸出部分，位于需要拍摄的草本植物的正上方，测距仪也安装在支架上端处。测距仪和中央处理单元之间通过数据线连接，摄像头通过数据线与图像处理单元连接，图像处理单元与中央处理单元连接，中央处理单元还与显示器连接。
测距仪用于测量测距仪与草本植物顶端之间的距离、测距仪的地面垂直线与测距仪和草本植物顶端之间连线的角度、测距仪与草本植物底端之间的距离以及测距仪的地面垂直线与测距仪和草本植物底端之间连线的角度，并通过数据线发送给中央处理单元。
摄像头用于拍摄预设面积内的草本植物图像，并发送给图像处理单元。
图像处理单元用于将草本植物图像划分成预设数量的面积相同的单元块，根据设定的绿色植物颜色阈值判断单元块中的图像是否为草本植物图像，并将结果信息发送给中央处理单元。
中央处理单元用于根据所述距离信息和角度信息计算出所述草本植物的高度；根据结果信息，计算出预设面积内的草本植物覆盖度；发送草本植物高度和覆盖度信息给显示器显示。
下面介绍如何使用该装置测量草本植物的高度和覆盖度，首先介绍如何测量草本植物的高度。
图2是本发明具体实施方式中测量草本植物高度的原理示意图。如图2所示，首先通过测距仪测量四个参数，一个参数是测距仪A点与草本植物顶端C点之间的距离；一个参数是测距仪的地面垂直线，即测距仪的A点和其在地面的映射点B点之间形成的AB线，与测距仪的A点和草本植物顶端C点之间形成的AC线，这两条线形成的角度α；一个参数是测距仪A点与草本植物底端D点之间的距离；另一个参数是测距仪的地面垂直线，即测距仪的A点和其在地面的映射点B点之间形成的AB线，与测距仪的A点和草本植物底端D点之间形成的AD线，这两条线形成的角度β。
其次，测距仪将这四个参数通过数据线发送给中央处理单元，中央处理单元根据角度α和角度β的差值就可以得知AD线和AC线之间的夹角。
然后根据AC线的长度、AD线的长度以及两条线的夹角，就能够计算出三角形的另一条边CD的长度，也就是草本植物的高度。
下面介绍如何测量草本植物的覆盖度。
首先由位于支架上端的摄像头拍摄预先设定面积的草本植物，为了提高准确性，需要将摄像头安装在草本植物正上方，比如该预先设定面积是1平方米。
其次，摄像头将拍摄下来的草本植物的图像通过数据线发送给图像处理单元。
再次，图像处理单元将该草本植物的图像分割成预先数量的面积相同的单元块，比如将1平方米分割成1万份面积为1平方厘米的单元块。
然后，图像处理单元根据设定的绿色植物颜色阈值对每个单元块的草本植物存在情况进行判断，如果介于阈值内，则将该单元块设置为1，如果在阈值外，则设置为0，再把这些结果信息发送给中央处理单元。
最后，中央处理单元根据收到的结果信息，来计算出在1平方米的样本中有多少单元块存在草本植物，从而获得草本植物的覆盖度。
中央处理单元计算处草本植物的高度和覆盖度后，发送给显示器显示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1、一种测量草本植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过测距仪测得所述测距仪与所述草本植物顶端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物顶端之间连线的角度；
B、通过测距仪测得所述测距仪与所述草本植物底端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物底端之间连线的角度；
C、将步骤A和步骤B中获得的距离信息和角度信息发送给中央处理单元；
D、所述中央处理单元根据所述距离信息和角度信息计算出所述草本植物的高度。
2、根据权利要求1所述的一种测量草本植物的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
E、通过摄像头拍摄预设面积内的草本植物图像；
F、将所述草本植物图像发送给图像处理单元；
G、所述图像处理单元将所述草本植物图像划分成预设数量的面积相同的单元块；
H、图象处理单元根据设定的绿色植物颜色阈值判断单元块中的图像是否为草本植物图像，并将结果信息发送给所述中央处理单元；
I、所述中央处理单元根据结果信息，计算出预设面积内的草本植物覆盖度。
3、根据权利要求1或者2所述的一种测量草本植物的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述中央处理单元将所述草本植物的高度和覆盖度信息发送到显示器显示。
4、一种测量草本植物的装置，其特征在于，包括测距仪、中央处理单元，所述测距仪和所述中央处理单元之间通过数据线连接，所述测距仪用于测量所述测距仪与所述草本植物顶端之间的距离、所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物顶端之间连线的角度、所述测距仪与所述草本植物底端之间的距离以及所述测距仪的地面垂直线与所述测距仪和所述草本植物底端之间连线的角度，并发送给所述中央处理单元，所述中央处理单元用于根据所述距离信息和角度信息计算出所述草本植物的高度。
5、根据权利要求4所述的一种测量草本植物的装置，其特征在于，还包括摄像头、图像处理单元，所述摄像头通过数据线与所述图像处理单元连接，所述图像处理单元与所述中央处理单元连接，所述摄像头用于拍摄预设面积内的草本植物图像，并发送给图像处理单元；所述图像处理单元用于将所述草本植物图像划分成预设数量的面积相同的单元块，根据设定的绿色植物颜色阈值判断单元块中的图像是否为草本植物图像，并将结果信息发送给所述中央处理单元；所述中央处理单元用于根据结果信息，计算出预设面积内的草本植物覆盖度。
6、根据权利要求4或者5所述的一种测量草本植物的装置，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述中央处理单元连接，所述显示器用于显示从所述中央处理单元接收的草本植物高度和覆盖度信息。
7、根据权利要求5所述的一种测量草本植物的装置，其特征在于，还包括支架，所述测距仪和所述摄像头安装在所述支架上。
8、根据权利要求7所述的一种测量草本植物的装置，其特征在于，所述支架是倒L型支架，所述摄像头安装在支架上端的伸出部分，位于所述草本植物的正上方。
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