CN206695756U - 一种用于树木胸径测量的图像采集装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种用于树木胸径测量的图像采集装置和系统，所述图像采集装置包括：手持设备、拍摄图片设备和光源发射设备，其中，拍摄图片设备和光源发射设备设置在手持设备的图像采集支座上；拍摄图片设备的摄像头和光源发射设备的光源发射面朝向同一方向，光源发射设备用于在拍摄图片设备采集待测量树木的胸径图片时，向待测量树木发射水平光线，该水平光线垂直于待测量树木的生长延伸方向。所述系统包括处理器和上述图像采集装置。本实用新型实施例中用于树木胸径测量的图像采集装置，结构简单，方便携带，可以快速的获得待测量树木清晰的树木胸径图片，进一步提高了树木胸径的测量效率和精度。

Description

一种用于树木胸径测量的图像采集装置和系统

技术领域

本实用新型实施例涉及林业测量技术领域，具体涉及及一种用于树木胸径测量的图像采集装置和系统。

背景技术

在树木的各种参数中(例如胸径、高度、冠幅、树龄)，胸径是其中最重要也是最直观的一个参数，因此，在城市名贵树木的统计中，经常需要统计树木的直径。另外，在苗圃中，苗木的胸径也是衡量苗木价格的很重要的一个参数，因此在苗圃的树木胸径盘点中，苗木胸径的测量工作也特别重要。

现有技术中，树木胸径测量方法可以分为两大类，接触式测量与非接触式测量。接触式的测量方法，主要是通过胸径卡尺进行手工测量，一般测量过程中需要两个人同时进行，一人测量一人用笔记录，测量精度与测量效率都不能得到保障，并且测量效率很低，尤其是在苗圃这种动辄数万数十万的苗木数量情况下，苗木胸径的测量根本就难以完成。非接触式测量装置一般以光电、电磁等技术为基础，如RD1000激光技术测树仪，内置角规常数程序，可用来测量断面积、直径和树高，内置倾角传感器，用于倾斜校正测量，能够准确地采集到树干任何部位的直径。虽然非接触式测量装置方便携带，但是精度不能满足要求和实时测量的需求，测量速度相对也很慢，不能适用于苗圃这种大批量测量环境，同时造价也非常昂贵。

因此，如何提出一种方案，能够提高树木胸径的测量效率和精度，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了及一种用于树木胸径测量的图像采集装置和系统。

一方面，本实用新型实施例提供了一种用于树木胸径测量的图像采集装置，包括：手持设备、拍摄图片设备和光源发射设备，其中，所述拍摄图片设备和所述光源发射设备设置在所述手持设备的图像采集支座上；

所述拍摄图片设备的摄像头和所述光源发射设备的光源发射面朝向同一方向，且所述光源发射设备用于在所述拍摄图片设备采集待测量树木的胸径图片时，向所述待测量树木发射水平光线，以在获取的所述待测量树木的胸径图片中形成一条垂直于所述待测量树木生长延伸方向的水平线。

进一步地，所述图像采集装置还包括可伸缩式板状距离标定尺，所述可伸缩式板状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触。

进一步地，所述图像采集装置还包括带有遮光功能的喇叭状距离标定尺，所述喇叭状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触；

所述拍摄图片设备的摄像头和所述光源发射设备设置在所述喇叭状距离标定尺与所述图像采集支座相交的范围内，所述拍摄图片设备的摄像头的光心延长线和所述光源发射设备发出的光线与所述喇叭状距离标定尺的轴线平行。

进一步地，所述拍摄图片设备为图像采集处理设备或智能手机，所述图像采集处理设备包括摄像头和采集处理器。

进一步地，所述手持设备还包括手持支架，所述图像采集装置还包括电源，所述电源设置在所述手持支架的凹槽内，所述电源与所述拍摄图片设备和所述光源发射设备连接。

进一步地，所述光源发射设备为一字单色激光器，用于发射单色水平激光。

另一方面，本实用新型实施例提供一种用于树木胸径测量的系统，包括：处理器和上述图像采集装置，所述处理器和所述图像采集装置的拍摄图片设备连接，用于接收所述拍摄图片设备采集到的待测量树木的胸径图片，并根据所述胸径图片获取所述待测量树木的胸径。

进一步地，所述处理器包括图像分割模块和像素点计算模块，所述图像分割模块用于提取所述胸径图片中水平光线所在的图像区域；

所述像素点计算模块用于根据所述胸径图片中水平光线所在的图像区域，计算所述水平光线的像素点的数量，并根据所述像素点的数量获得所述待测量树木的胸径。

进一步地，所述图像采集装置与所述处理器无线连接或有线连接。

进一步地，所述系统还包括语音播报设备和显示设备，所述语音播报设备和显示设备都和处理器连接，分别用于语音播报和显示所述待测量树木的胸径。

本实用新型实施例提供的用于树木胸径测量的图像采集装置和系统，结构简单，方便携带，通过设置光源发射设备即一字单色激光器，为拍摄图片设备提供光源并能够在待测量树木上打出单色水平光线，使得获得的待测量树木的胸径图片更清晰。进一步地，将包括该水平光线的待测量树木的胸径图片发送至处理器，处理器可以快速准确的根据该胸径图片获得待测量树木的胸径，提高了树木胸径的测量效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中用于树木胸径测量的图像采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中又一用于树木胸径测量的图像采集装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中喇叭状距离标定尺的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例中用于树木胸径测量的图像采集装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的用于树木胸径测量的图像采集装置包括：

手持设备、拍摄图片设备20和光源发射设备30，其中，所述拍摄图片设备20和所述光源发射设备30设置在所述手持设备的图像采集支座11上；

所述拍摄图片设备20的摄像头和所述光源发射设备30的光源发射面朝向同一方向，且所述光源发射设备30用于在所述拍摄图片设备20采集待测量树木的胸径图片时，向所述待测量树木发射水平光线，以在获取的所述待测量树木的胸径图片中形成一条垂直于所述待测量树木生长延伸方向的水平线。

具体地，如图1所示，本实用新型实施例提供一种用于树木胸径测量的图像采集装置，其包括手持设备，手持设备上设置有图像采集支座11，用于放置拍摄图片设备20如摄像头和光源发射设备30如激光器。其中，拍摄图片设备20的摄像头和光源发射设备30的发光面朝向同一方向，以便拍摄图片设备20在拍照时，光源发射设备30发射出水平光线，该水平光线垂直于待测量树木的生长延伸方向。光源发射设备30在待测量树木上打出一条水平光线后，从而使拍摄图片设备20采集到包括该水平光线的待测量树木的胸径图片。可以将拍摄图片设备的拍照按键和光源发射设备发光控制键进行关联，拍摄图片设备拍照时，光源发射设备自动向待测量树木上发出水平光线。光源发射设备30发射出水平光线便于拍摄图片设备20识别，并且该水平光线可以用来表示待测量树木的胸径参数，因此，拍摄图片设备20能够在光源发射设备30的辅助下快速拍摄到待测量树木的清晰的胸径图片。如图1所示，其中，光源发射设备30可以设置在手持设备上的图像采集支座11上拍摄图片设备20的摄像头的四周，只要拍摄图片设备20的摄像头和光源发射设备30之间不相互遮挡，保证拍摄图片设备20能够拍摄到带有光源发射设备30在待测量树木上形成的水平光线即可，其具体位置本实用新型实施例不作具体限定。

此外，如图1所示，本实用新型实施例中所述手持设备还包括手持支架12，所述图像采集装置还包括电源13，所述电源13设置在所述手持支架12的凹槽内，所述电源13与所述拍摄图片设备20和所述光源发射设备30连接。即在手持设备上设置有手持支架12方便用户采集待测量树木的胸径图片，并在手持支架12上设置有凹槽，凹槽内用于放置电源13，电源13用于给拍摄图片设备20和光源发射设备30供电。当然根据需要，若拍摄图片设备20或光源发射设备30自身带有电源，则电源13也可以只给其中一个设备进行供电，或在拍摄图片设备20或光源发射设备30没电或电量不足时，为拍摄图片设备20或光源发射设备30进行供电。此外，如图1所示，在手持支架12上还可以设置开关14，当需要进行树木胸径的测量时，首先采集树木胸径图片，按压开关14后，光源发射设备30向待测量树木发射水平光线，在待测量树木上形成一条水平光线，拍摄图片设备20拍摄带有该水平光线的图片。该水平光线可以表示待测量树木的胸径参数，因此可以通过采集到的带有水平光线的待测量树木的胸径图片测量得到待测量树木的胸径。

本实用新型实施例中的拍摄图片设备为图像采集处理设备或智能手机，所述图像采集处理设备包括摄像头和采集处理器。其中采集处理器用于控制摄像头拍摄照片，并将拍摄到的照片发送至外接的处理器或其他设备。当然根据需要还可以是其他能够拍摄照片的设备如平板电脑、照相机等。其中智能手机体积小，携带方便，并且属于如今人们的必备设备，不需要特意准备，方便使用。本实用新型实施例中的所述光源发射设备为一字单色激光器，用于发射单色水平激光。因为，红色激光相对于树木的颜色比较明显，并且方便提取，在拍摄到待测量树木的胸径照片后，能够快速的根据该照片获取到树木的胸径，本发明实施例中可以使用一字红色激光器。当然根据需要也可以使用其他光源发射设备，如一字蓝色激光器等，本实用新型实施例不作具体限定。

本实用新型实施例提供的用于树木胸径测量的图像采集装置，结构简单，方便携带，通过设置光源发射设备在采集待测量树木的胸径照片时，不经可以提供光源还可以排除其他光线的干扰，使得采集到的待测量树木的胸径照片更清晰。此外，本实用型实施例提供的用于树木胸径测量的图像采集装置，通过光源发射设备在待测量树木的胸径出打出一条水平光线，如水平红色激光线，方便后期根据该带有水平红色激光线的待测量树木胸径图片，进一步准确获取到待测量树木的胸径，提高了树木胸径的测量效率和精度。

在上述实施例的基础上，图2为本实用新型实施例中又一用于树木胸径测量的图像采集装置的结构示意图，如图2所示，本实用新型实施例提供的图像采集装置还包括可伸缩式板状距离标定尺，所述可伸缩式板状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触。

具体地，如图2所示，本实用新型实施例将可伸缩式板状距离标定尺41垂直固定在图像采集支座11的外壁的顶部。实际应用时，可伸缩式板状距离标定尺41用于标定拍摄图片设备20的摄像头与待测量树木之间的距离。将可伸缩式板状距离标定尺41设置为固定长度如10cm或20cm等，使用时，将可伸缩式板状距离标定尺41的自由端与待测量树木接触，则可以标定拍摄图片设备20的摄像头与待测量树木之间的距离为可伸缩式板状距离标定尺41的长度。标定拍摄图片设备20与待测量树木之间的距离后，获取拍摄图片设备20拍摄出的待测量树木的照片中的水平光线的像素点，即可准确的获得待测量树木的胸径，提高了树木胸径的测量效率和精度。

在上述实施例的基础上，所述图像采集装置还包括带有遮光功能的喇叭状距离标定尺，所述喇叭状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触；

所述拍摄图片设备的摄像头和所述光源发射设备设置在所述喇叭状距离标定尺与所述图像采集支座相交的范围内，所述拍摄图片设备的摄像头的光心延长线和所述光源发射设备发出的光线与所述喇叭状距离标定尺的轴线平行。

具体地，如图1所示，本实用新型在图像采集支座11的外壁的顶端固定设置有喇叭状距离标定尺40，该喇叭状距离标定尺40具有遮光功能，其中，喇叭状距离标定尺的直径大于等于待测量树木的胸径，可以根据需要将喇叭状距离标定尺设置为可拆卸式，同时设置多个不同直径的套筒装距离标定尺，根据待测量树木的胸径选择适当尺寸的距离标定尺。还可以将该喇叭状距离标定尺设置为可伸缩式，实现多个距离的标定。图3为本发明实施例中喇叭状距离标定尺的结构示意图，如图1和图3所示，其中，拍摄图片设备20的摄像头和光源发射设备30设置在喇叭状距离标定尺40和图像采集支座11相交的圆环内，且拍摄图片设备20的摄像头的光心延长线和光源发射设备30发出的光线与喇叭状距离标定尺40的轴线平行。本发明实施例中的叭状距离标定尺40是扁平中空的喇叭状，方便将该叭状距离标定尺40的自由端与待测量树木接触。这样喇叭状距离标定尺40既可以实现遮光功能，避免其他光线对拍摄图片设备20和光源发射设备30的干扰，又可以避免喇叭状距离标定尺40遮挡住拍摄图片设备20的摄像头，导致拍摄图片设备20获取不到待测量树木的胸径照片，也可以避免喇叭状距离标定尺40遮挡住光源发射设备30的光线，导致光源发射设备30发出的光线打不到待测量树木上。

当然根据需要距离标定尺还可以是其他形状，如喇叭状或不能伸缩的圆筒状，只要能实现遮光和标定距离的功能即可，本发明实施例不作具体限定。

在上述实施例的基础上，本实用新型提供的用于树木胸径测量的系统包括上述实施例中的图像采集装置和处理器，如图1所示，可以将处理器50设置在图像采集装置的图像采集支座11上。其中所述处理器和所述图像采集装置的拍摄图片设备连接，用于接收所述拍摄图片设备采集到的待测量树木的胸径图片，并根据所述胸径图片获取所述待测量树木的胸径。

具体地，本实用新型提供一种用于树木胸径测量的系统，该系统包括上述实施例中的图像采集装置和处理器50，图像采集装置用于采集带有水平光线的待测量树木的胸径图片，并且将图像采集装置中的拍摄图片设备与系统中处理器50连接，将拍摄图片设备20采集到的带有水平光线的待测量树木的胸径图片发送至处理器50，处理器50根据接收到的胸径图片获得待测量树木的胸径。其中图像采集装置与处理器50无线连接，也可以是有线连接，此外，本实用新型提供的用于树木胸径测量的系统还可以包括语音播报设备和显示设备60，语音播报设备和显示设备60都和处理器50连接，语音播报设备用于播报测得的待测量树木的胸径，显示设备60用于显示测得的待测量树木的胸径。

在上述实施例的基础上，所述处理器包括图像分割模块和像素点计算模块，所述图像分割模块用于提取所述胸径图片中水平光线所在的图像区域；

所述像素点计算模块用于根据所述胸径图片中水平光线所在的图像区域，计算所述水平光线的像素点的数量，并根据所述像素点的数量获得所述待测量树木的胸径。

具体地，处理器包括图像分割模块和像素点计算模块，其中图像分割模块用于对接收到的待测量树木的胸径图片进行图像处理，提取到带有光源发射设备打在待测量树木上的水平光线的图像区域。具体进行图像分割的方法属于现有技术，不涉及方法的改进，本实用新型实施例不作具体介绍。提取到水平光线的图像区域后，像素点计算模块可以对该区域的图像进行进一步处理，如只提取水平光线的颜色对应的通道，方便获取水平光线的像素点的数量。像素点计算模块获取到水平光线对应的像素点的数量后，可以根据在拍摄待测量树木的胸径图片前进行的距离标定，获取到待测量树木的胸径值。根据拍摄图片设备和待测量树木的距离标定，可以确定待测量树木的胸径图片中一个像素点对应的实际距离值，这样可以将获取到的表示待测量树木胸径参数的水平光线对应的像素点的数量，乘以一个像素点对应的实际距离值，最终快速准确的获得待测量树木的胸径值。

需要说明的是，根据需要还可以将处理器和图片采集装置中的拍摄图片设备设置为一个整体，安装在图像采集装置的图像采集支座上，语音播报设备和显示设备也可以与处理器和图片采集装置中的拍摄图片设备设置为一个整体，共同安装在图像采集装置的图像采集支座上。拍摄图片设备采集到带有水平光线的树木胸径图片后，自动将该树木胸径图片发送至处理器，处理器接收到树木胸径的图片后可以自动获取到待测量树木的胸径，并通过语音播报设备进行播报，显示设备在显示屏上显示测得的树木的胸径的数值，方便用户查看和记录。显示设备还可以用来进行测量设置，如设置标定距离等。其中处理器可以是单片机、CPU或者其他设备，本实用新型不作具体限定。

如图1所示，可以将显示设备60设置在图像采集装置的图像采集支座11的后壁上，方便用户查看显示的树木的胸径值。点击开关14后，光源发射设备30即可发出水平光线，在待测量树木上打出一条单色水平光线(如水平红色光线)，之后拍摄图片设备20捕捉拍摄带有该水平光线的待测量树木的胸径图片。拍摄图片设备20将拍摄到的带有该水平光线的待测量树木的胸径图片发送至处理器50，处理器50根据该胸径图片可以获得待测量树木的胸径，并将获得的待测量树木的胸径的值显示在显示设备60上，或通过语音播报设备播报。

此外，本实用新型提供的用于树木胸径测量的系统还可以包括无线传输设备，用于将测得的待测量树木的胸径上传到云端，方便用户统计和分析。

本实用新型实施例提供的用于树木胸径测量的系统，主要通过光源发射设备向待测量树木发出水平光线，以便拍摄图片设备能够采集到带有表示树木胸径参数的水平光线的图片。处理器对该图片进行简单处理后，可以得到待测量树木的胸径。需要说明的是，本发明实施例提供的用于树木胸径测量的系统，不仅仅可以用于测量树木的胸径，还可以测量物体的宽度值，例如测量管道的直径或花盆的宽度等。采用相同的原理，只需要使用光源发射设备向待测量物体发射平行于物体宽度方向的光线，该光线可以用来表示待测量物体的宽度，拍摄图片设备拍摄到带有该光线的图片后，处理器可以根据该图片获得待测量物体的宽度或直径。需要注意的是，在测量物体宽度时，采集到的带有光线的图片，在进行图片处理时，可能需要区分前景和后景，提取能够表示物体宽度的光线的图像区域。

本实用新型实施例提供的用于树木胸径测量的图像采集装置和系统，结构简单，方便携带，通过设置光源发射设备即一字单色激光器，为拍摄图片设备提供光源并能够在待测量树木上打出水平光线，使得获得的待测量树木的胸径图片更清晰。进一步地，将包括该水平光线的待测量树木的胸径图片发送至处理器，处理器可以快速准确的根据该胸径图片获得待测量树木的胸径，提高了树木胸径的测量效率和精度。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于树木胸径测量的图像采集装置，其特征在于，包括：手持设备、拍摄图片设备和光源发射设备，其中，所述拍摄图片设备和所述光源发射设备设置在所述手持设备的图像采集支座上；

所述拍摄图片设备的摄像头和所述光源发射设备的光源发射面朝向同一方向，且所述光源发射设备用于在所述拍摄图片设备采集待测量树木的胸径图片时，向所述待测量树木发射水平光线，以在获取的所述待测量树木的胸径图片中形成一条垂直于所述待测量树木生长延伸方向的水平线。

2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置还包括可伸缩式板状距离标定尺，所述可伸缩式板状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触。

3.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置还包括带有遮光功能的喇叭状距离标定尺，所述喇叭状距离标定尺一端垂直固定在所述图像采集支座的外壁上，另一端用于在测量时与所述待测量树木接触；

所述拍摄图片设备的摄像头和所述光源发射设备设置在所述喇叭状距离标定尺与所述图像采集支座相交的范围内，所述拍摄图片设备的摄像头的光心延长线和所述光源发射设备发出的光线与所述喇叭状距离标定尺的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述拍摄图片设备为图像采集处理设备或智能手机，所述图像采集处理设备包括摄像头和采集处理器。

5.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述手持设备还包括手持支架，所述图像采集装置还包括电源，所述电源设置在所述手持支架的凹槽内，所述电源与所述拍摄图片设备和所述光源发射设备连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述光源发射设备为一字单色激光器，用于发射单色水平激光。

7.一种用于树木胸径测量的系统，其特征在于，包括处理器和如上述权利要求1-6任一项所述的图像采集装置，所述处理器和所述图像采集装置的拍摄图片设备连接，用于接收所述拍摄图片设备采集到的待测量树木的胸径图片，并根据所述胸径图片获取所述待测量树木的胸径。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器包括图像分割模块和像素点计算模块，所述图像分割模块用于提取所述胸径图片中水平光线所在的图像区域；

所述像素点计算模块用于根据所述胸径图片中水平光线所在的图像区域，计算所述水平光线的像素点的数量，并根据所述像素点的数量获得所述待测量树木的胸径。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置与所述处理器无线连接或有线连接。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括语音播报设备和显示设备，所述语音播报设备和显示设备都和处理器连接，分别用于语音播报和显示所述待测量树木的胸径。