[发明专利]树木测量系统

说明书

背景信息

技术领域

本公开一般涉及森林的度量学，并且尤其涉及进行林冠下方的森林测量。仍更具体地，本公开涉及使用传感器系统进行树木测量的方法和装置。

背景技术：

森林管理是森林学的分支，其包括许多不同的方面。这些方面可包括管理森林的环境、经济、行政、法律和社会方面。森林管理可由各种技术组成，比如木材回收、植树、重栽树木(replanting tree)、割出通过森林的道路和路径、预防森林火灾、维护森林健康以及其它合适的活动。

当针对森林管理进行这些及其它操作时，可进行森林清查(inventory)以收集关于森林的可期望的信息。森林清查是鉴定关于森林的信息，用于评估或分析。

例如，对森林的森林清查提供分析森林状态以及鉴定可进行的操作的能力。该信息可用于鉴定事物，比如树木的类型、树木的高度、树龄、树木价值和关于森林中树木的其他合适信息。例如，可通过森林清查鉴定每英亩的树木数量。另外，森林清查也可用于鉴定其他信息，比如森林中的植被、野生生物或二者。

可使用森林清查进行的这些操作可包括，例如，下述的至少之一：重栽树木、收获树木、进行木材直立改善活动比如修剪和处理树木、进行驱虫、对潜在起火条件产生警告和其他合适的操作。如本文所使用，短语“至少之一”，当与一系列项目一起使用时，意思是可以使用一个或多个所列项目的不同组合并且可以只需列表中每个项目的一个。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少之一”可以包括，但不限于，项目A或项目A和项目B。该实例也可以包括项目A、项目B、和项目C、或项目B和项目C。在其他实例中，“至少之一”可以是，例如，但不限于，两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；和其他合适的组合。

其中可获得作为森林清查一部分的关于森林的信息的一种方式是进行空中勘测。尽管使用有人操作或无人驾驶飞行器可提供关于森林的信息，但是该类型的森林测量可能不能提供如期望那么多的信息。空中勘测通常不能产生关于低于冠部(canopy)的森林部分的信息。林冠是森林中的最上方叶子。可通过森林中的树冠形成林冠。信息比如树木高度和树木计数可使用空中勘测进行。但是，其他信息比如关于树木直径、树木锥度、树木缺陷和树木损伤的信息可能无法容易使用空中勘测测量。

目前，工作人员被送至森林以针对冠部下方树木部分进行树木直径的测量以及其他测量。利用工作人员收集关于森林中所有树木的信息可能及其昂贵并且就到达不同类型地形上树木的时间和困难而言是不允许的。结果，仅仅对一些树木进行测量，以产生森林中树木的取样。其他树木的直径可能通过从地面样品推断，或通过使用经验回归模型就从空中勘测测量的树龄和树木高度进行估计。

输送工作人员至场地以测量树木的直径可能是耗费时间的并且是昂贵的。使用树木高度信息估计树木直径可能导致不准确。为了收获目的或养护目的，这些不准确可能无法提供期望水平的信息，以评估森林中树木的价值质量。

在一些说明性的实例中，树木的更高取样可使用从地面使用由人操作员操作的陆地光探测与测距系统进行的陆地勘测进行。这些类型的系统是需要从光探测与测距系统至正测量树木的视线的视线系统。结果，工作人员仍需要进入场地并且步行穿过森林进行测量。该类型的测量仍需要大量的时间并且可能比期望的更昂贵，以获得期望质量的关于树木的信息。

所以，期望具有考虑上面讨论的至少一些问题，以及其他可能的问题的方法和装置。

发明内容

在一种说明性的实施方式中，装置包括无人驾驶飞行器、传感器系统和控制器。传感器系统与无人驾驶飞行器相关联并且配置为产生障碍信息和树木测量信息。控制器配置为当无人驾驶飞行器飞行通过树丛(group of trees)以产生树丛的树木测量信息时，从由传感器系统产生的障碍信息鉴定障碍，并且控制无人驾驶飞行器的移动以避开障碍。

在另一说明性的实施方式中，树木测量系统包括无人驾驶飞行器、照相机系统、光探测与测距系统以及控制器。照相机系统与无人驾驶飞行器相关联并且配置为产生图像。光探测与测距系统与无人驾驶飞行器相关联。光探测与测距系统配置为产生从无人驾驶飞行器到树丛上的点的距离测量。控制器配置为当无人驾驶飞行器飞行通过树丛以产生树丛的直径信息时，从由照相机系统产生的图像鉴定障碍。控制器进一步配置为控制无人驾驶飞行器移动通过树丛以避开障碍，同时光探测与测距系统产生直径信息。