CN112097659A - 一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，包括无人机主体，无人机主体的下表面装配有可调连接架，可调连接架的底端装配有识别设备，本发明采用了一种由航拍摄像头添加图像识别算法的识别设备和识别器的无人机测量器，在使用时，利用识别设备和识别器内部程序算法迅速得出树木结构与外部空间颜色的区别，识别后得出图像中最高位置，并且悬浮在该位置后，利用测距器结合无人机内部高度识别模块得出的信息利用三角函数得出树木的垂直高度信息，有效的解决了现有的树木高度测量时采用树影对比、平视辅助测量以及三角测量法等方式测量结果不准确的问题，结构简单、适配性高、测量过程简便快捷的问题。

Description

一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法及装置

技术领域

本发明涉及园林树木高度测量领域，具体为一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法及装置。

背景技术

园林树木，指在园林中栽植应用的木本植物而言的，又可说成是适于在城市园林绿地及风景区栽植应用的木本植物，包括各种乔木、灌木和藤木，很多园林树木是花、果、叶、枝或树形美丽的观赏树木，园林树木也包括那些虽不以美观见长，但在城市与工矿区绿化及风景区建设中能起卫生防护和改善环境作用的树种因此，园林树木所包括的范围要比观赏树木更为宽广，在园林树木的养护过程中，对于树木高度的测量记录是园林未来维护过程重要信息，但是现有的树木测量需要多人配合，采用树影对比、平视辅助测量以及三角测量法等方法进行测量或者估计测量，测量方法比较麻烦，鉴于以上问题，特提出一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，包括无人机主体，所述无人机主体的下表面装配有可调连接架，所述可调连接架的底端装配有识别设备，所述可调连接架包括固定板，所述固定板的外侧端开设有第一滑槽，所述第一滑槽的外侧端上表面开设有第二滑槽，所述第二滑槽的内表面装配有滑轴，所述滑轴的上表面装配有固定架，所述固定板的下表面外侧端均匀开设有卡槽，所述卡槽的内表面套接有卡条，所述卡条的下表面装配有夹持片，所述夹持片的中心处装配有滑钮，所述滑钮的内表面套接有固定钮，所述固定钮的上表面装配在固定架的下表面。

优选的，所述无人机主体包括主控机，所述主控机的外侧端装配有支撑轴，所述支撑轴的外侧端装配有固定轴，所述固定轴的内表面装配有电机，所述电机的顶端装配有桨叶。

优选的，所述固定轴的外表面装配有防护罩。

优选的，所述主控机的上表面装配有基于摄像头的识别器，所述主控机的下表面后端装配有测距器。

优选的，所述固定板的中心处开设有固定孔。

优选的，所述滑钮套接在第一滑槽的内表面，所述固定钮的下表面装配有挡片，所述挡片的上表面套接有弹簧，所述弹簧的顶端装配在滑钮内部顶端，所述夹持片的下表面装配有扳手。

优选的，所述第一滑槽的下表面开设有凹槽。

优选的，所述识别设备包括转盘，所述转盘的底端装配有吊架，所述吊架的底端装配有识别摄像头，所述识别摄像头的外侧端和转盘的底端与吊架的连接处均装配有旋转舵机，所述转盘的上表面中心处装配有螺杆，所述螺杆套接在固定孔的内表面，所述螺杆的顶端螺接有定位钮。

优选的，一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法，包括以下方法：

第一步，根据树根的基准位置，将测距器收发器固定，确定测量位置的起点；

第二步，启动无人机，识别器、测距器、识别设备接电启动；

第三步，利用无人机遥控器控制无人机升起，测距器与地面的测距器收发器实时测量距离和角度；

第四步，识别设备利用图像分析系统得出树木最高处的点位，遥控器自动移动到该高度，测距器与测距器收发器得出具体数值，并结合无人机内部高度数据计算得出最后的树木高度数据，显示于遥控器的显示屏；

第五步，控制无人机落地，关闭设备，结束测量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用了一种由航拍摄像头添加图像识别算法的识别设备和识别器的无人机测量器，在使用时，识别设备中的识别摄像头和识别器分别识别所拍摄的相对于无人机主体的前端和顶部图像，利用内部程序算法迅速得出树木结构与外部空间颜色的区别，识别后得出图像中最高位置，并且悬浮在该位置后，利用测距器结合无人机内部高度识别模块得出的信息利用三角函数得出树木的垂直高度信息，有效的解决了现有的树木高度测量时采用树影对比、平视辅助测量以及三角测量法等方式测量结果不准确的问题，结构简单、适配性高、测量过程简便快捷的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的装配示意图；

图3为本发明的识别设备装配示意图；

图4为本发明的可调连接架剖切装配示意图；

图5为本发明的调节钮剖切装配示意图；

图6为本发明的可调连接架侧置结构示意图。

图中：1、无人机主体，11、主控机，12、支撑轴，13、固定罩，14、电机，15、桨叶，16、防护罩，17、识别器，18、测距器，2、可调连接架，21、固定板，22、固定孔，23、第一滑槽，24、第二滑槽，25、滑轴，26、固定架，27、固定钮，28、挡片，29、弹簧，210、滑钮，211、夹持片，212、扳手，213、卡条，214、卡槽，215、凹槽，3、识别设备，31、转盘，32、螺杆，33、吊架，34、旋转舵机，35、识别摄像头，36、定位钮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，包括无人机主体1，无人机主体1的下表面装配有可调连接架2，可调连接架2的底端装配有识别设备3，可调连接架2包括固定板21，固定板21的外侧端开设有第一滑槽23，第一滑槽23的外侧端上表面开设有第二滑槽24，第二滑槽24的内表面装配有滑轴25，滑轴25的上表面装配有固定架26，固定板21的下表面外侧端均匀开设有卡槽214，卡槽214的内表面套接有卡条213，卡条213的下表面装配有夹持片211，夹持片211的中心处装配有滑钮210，滑钮210的内表面套接有固定钮27，固定钮27的上表面装配在固定架26的下表面；

本发明采用了一种由航拍摄像头添加图像识别算法的识别设备3和识别器17的无人机测量器，在使用时，识别设备3中的识别摄像头35和识别器17分别识别所拍摄的相对于无人机主体1的前端和顶部图像，利用内部程序算法迅速得出树木结构与外部空间颜色的区别，识别后得出图像中最高位置，并且悬浮在该位置后，利用测距器结合无人机内部高度识别模块得出的信息利用三角函数得出树木的垂直高度信息，有效的解决了现有的树木高度测量时采用树影对比、平视辅助测量以及三角测量法等方式测量结果不准确的问题，结构简单、适配性高、测量过程简便快捷的问题。

具体而言，无人机主体1包括主控机11，主控机11的外侧端装配有支撑轴12，支撑轴12的外侧端装配有固定轴13，固定轴13的内表面装配有电机14，电机14的顶端装配有桨叶15，本发明中使用到的无人机主体1、遥控器、识别器17、测距器18以及识别设备3均为现有技术中常用的模块设备，无人机主体1和遥控器是现有技术常用的并且带有一键升降功能的无人机设备，测距器18是一种配套的收发模块通信沟通的测距设备，常用于自动跟随设备中，利用该设备中收发信号的测试距离，而得出无人机与测试点的直线距离，结合无人机的行走轨迹信息和海拔高度信息，计算得出最终树木的高度数值，测量速度快，不受高度限制，测量方法方便快捷，结果准确。

具体而言，固定轴12的外表面装配有防护罩16，通过防护罩16的防护作用避免桨叶15撞击到树叶，提高无人机的稳定性。

具体而言，主控机11的上表面装配有基于摄像头的识别器17，主控机11的下表面后端装配有测距器18，顶部的识别器17的作用在于在无人机升起的过程中，自动设置路径躲避树叶，并且无人机在躲避后会记录行动轨迹，便于计算数据。

具体而言，固定板21的中心处开设有固定孔22，便于装配底部的识别设备3。

具体而言，滑钮210套接在第一滑槽23的内表面，固定钮27的下表面装配有挡片28，挡片28的上表面套接有弹簧29，弹簧29的顶端装配在滑钮210内部顶端，夹持片211的下表面装配有扳手212，通过滑钮210与固定钮27的伸缩套接作用便于夹持片211、扳手212、和卡条213上下移动，并且利用弹簧29带动其自动归位，在使用时，转动扳手212，带动夹持片211转动，在转动时，表面倾斜的卡条213在卡槽214的内部滑动并且，被动的向下拉伸，使得卡条213离开卡槽214，弹簧29归位后，夹持片211的上表面紧密贴合在卡槽214的下表面，卡条213最后在凹槽215的中部，转动完成后，移动固定架26，滑轴25和滑钮210分别在第二滑槽24和第一滑槽23的内部滑动，进而实现调节固定架26的位置，实现调节可调连接架2的间距，进而实现利用可调连接架2可以适应不同的尺寸的无人机，便于安装而且适应性高。

具体而言，第一滑槽23的下表面开设有凹槽215，通过凹槽215存放卡条213，在解锁状态下，不会影响卡条213的移动，在锁定时，仅需要转动扳手212或者拔出扳手212转动滑钮210实现卡条213卡接在卡槽214或者离开卡槽214的目的。

具体而言，识别设备3包括转盘31，转盘31的底端装配有吊架33，吊架33的底端装配有识别摄像头35，识别摄像头35的外侧端和转盘31的底端与吊架33的连接处均装配有旋转舵机34，转盘31的上表面中心处装配有螺杆32，螺杆32套接在固定孔22的内表面，螺杆32的顶端螺接有定位钮36，本发明中使用到的识别设备3是一种带有图像识别算法的航拍摄像头。

具体而言，第一步，根据树根的基准位置，将测距器收发器固定，确定测量位置的起点；

第二步，启动无人机，识别器17、测距器18、识别设备3接电启动；

第三步，利用无人机遥控器控制无人机升起，测距器18与地面的测距器收发器实时测量距离和角度；

第四步，识别设备3利用图像分析系统得出树木最高处的点位，遥控器自动移动到该高度，测距器18与测距器收发器得出具体数值，并结合无人机内部高度数据计算得出最后的树木高度数据，显示于遥控器的显示屏；

第五步，控制无人机落地，关闭设备，结束测量。

工作原理：在使用时，首先，根据树根的基准位置，将测距器收发器固定，确定测量位置的起点；

然后，启动无人机，识别器17、测距器18、识别设备3接电启动；

其次，利用无人机遥控器控制无人机升起，测距器18与地面的测距器收发器实时测量距离和角度，识别设备3中的识别摄像头35和识别器17分别识别所拍摄的相对于无人机主体1的前端和顶部图像，利用内部程序算法迅速得出树木结构与外部空间颜色的区别，识别后得出图像中最高位置，并且悬浮在该位置；

再次，利用测距器结合无人机内部高度识别模块得出的信息利用三角函数得出树木的垂直高度信息，显示于遥控器的显示屏；

第五步，控制无人机落地，关闭设备，结束测量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：包括无人机主体(1)，所述无人机主体(1)的下表面装配有可调连接架(2)，所述可调连接架(2)的底端装配有识别设备(3)，所述可调连接架(2)包括固定板(21)，所述固定板(21)的外侧端开设有第一滑槽(23)，所述第一滑槽(23)的外侧端上表面开设有第二滑槽(24)，所述第二滑槽(24)的内表面装配有滑轴(25)，所述滑轴(25)的上表面装配有固定架(26)，所述固定板(21)的下表面外侧端均匀开设有卡槽(214)，所述卡槽(214)的内表面套接有卡条(213)，所述卡条(213)的下表面装配有夹持片(211)，所述夹持片(211)的中心处装配有滑钮(210)，所述滑钮(210)的内表面套接有固定钮(27)，所述固定钮(27)的上表面装配在固定架(26)的下表面。

2.根据权利要求1所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述无人机主体(1)包括主控机(11)，所述主控机(11)的外侧端装配有支撑轴(12)，所述支撑轴(12)的外侧端装配有固定轴(13)，所述固定轴(13)的内表面装配有电机(14)，所述电机(14)的顶端装配有桨叶(15)。

3.根据权利要求2所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述固定轴(12)的外表面装配有防护罩(16)。

4.根据权利要求2所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述主控机(11)的上表面装配有基于摄像头的识别器(17)，所述主控机(11)的下表面后端装配有测距器(18)。

5.根据权利要求2所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述固定板(21)的中心处开设有固定孔(22)。

6.根据权利要求2所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述滑钮(210)套接在第一滑槽(23)的内表面，所述固定钮(27)的下表面装配有挡片(28)，所述挡片(28)的上表面套接有弹簧(29)，所述弹簧(29)的顶端装配在滑钮(210)内部顶端，所述夹持片(211)的下表面装配有扳手(212)。

7.根据权利要求2所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述第一滑槽(23)的下表面开设有凹槽(215)。

8.根据权利要求5所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量装置，其特征在于：所述识别设备(3)包括转盘(31)，所述转盘(31)的底端装配有吊架(33)，所述吊架(33)的底端装配有识别摄像头(35)，所述识别摄像头(35)的外侧端和转盘(31)的底端与吊架(33)的连接处均装配有旋转舵机(34)，所述转盘(31)的上表面中心处装配有螺杆(32)，所述螺杆(32)套接在固定孔(22)的内表面，所述螺杆(32)的顶端螺接有定位钮(36)。

9.根据权利要求8所述的一种利用无人机测量园林树木高度的测量方法，其特征在于以下方法：

第一步，根据树根的基准位置，将测距器收发器固定，确定测量位置的起点；

第二步，启动无人机，识别器(17)、测距器(18)、识别设备(3)接电启动；

第三步，利用无人机遥控器控制无人机升起，测距器(18)与地面的测距器收发器实时测量距离和角度；

第四步，识别设备3利用图像分析系统得出树木最高处的点位，遥控器自动移动到该高度，测距器18与测距器收发器得出具体数值，并结合无人机内部高度数据计算得出最后的树木高度数据，显示于遥控器的显示屏；

第五步，控制无人机落地，关闭设备，结束测量。

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