[发明专利]基于激光测距的立木胸径6点测量方法

权利要求书

1.一种基于激光测距的立木胸径6点测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤： 

步骤一、调节支撑腿（4）与地面的夹角θ，使在工作台（1）上安装的6个激光测距仪（2）处于距地面1.3m高的水平面内，调节激光测距仪（2）在工作台（1）上的位置使相邻的激光光路（3）夹角为60°； 

步骤二、分别测得6个激光测距仪（2）与立木（5）表面的距离di(i=1,2,3,4,5,6)； 

步骤三、将6个激光测距仪（2）所在圆周的圆心坐标设为原点O（0，0），由于激光测距仪（2）所在的圆周的直径D为已知，通过D和步骤二测得的di(i=1,2,3,4,5,6)，求得立木（5）表面被测6个点的坐标（x_i,y_i）（i=1,2,3,4,5,6）； 

步骤四、对上述所测得的立木（5）表面的6个点采用最小二乘椭圆拟合； 

步骤五、拟合所得椭圆长径和短径之和的一半即为被测立木（5）的胸径大小。 

2.根据权利要求1所述一种基于激光测距的立木胸径6点测量方法，其特征在于步骤二所述将6个激光测距仪（2）所在圆周的圆心坐标设为原点（0，0），求得立木（5）表面被测6个点的坐标（x_i,y_i）（i=1,2,3,4,5,6），该步骤中被测的6个点的坐标通过下式求得： 

3.根据权利要求1所述一种基于激光测距的立木胸径6点测量方法，其特征在于步骤四所述对所测得的立木（5）表面的6个点采用最小二乘椭圆拟合，该步骤的具体最小二乘椭圆拟合过程为： 

假设一般形式的椭圆方程为：Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1=0，直接将步骤三所测得的立木表面的6个点（x_i,y_i）（i=1,2,3,4,5,6）采用最小二乘原理，即对应于求目标函数 的最小值，再由极值原理，欲使F最小，必有 求解该方程组就可以得到方程中的各个系数A，B，C，D，E，完成对步骤三所测得的立木表面的6个点采用最小二乘椭圆拟合。其中拟合后所得椭圆的中心(x_c,y_c)可由下式求得： 

x_c=(BE-2CD)/(4AC-B²) 

y_c=(BD-2AE)/(4AC-B²) 

椭圆的长轴a和短轴b的长度由下式求得： 

。

4.根据权利要求1所述一种基于激光测距的立木胸径6点测量方法，其特征在于步骤五所述拟合后所得椭圆长径和短径之和的一半即为被测立木（5）的胸径大小，该步骤具体的计算过程为： 

设立木（5）的胸径为R，则R由公式求得，其中a和b分别为步骤四所求得的椭圆的长轴和短轴。