本實用新型涉及果樹種植技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可測量果樹枝條伸展量和方位角分布特征的樹形測量裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段，對于控制果樹樹形的枝條整形修剪工作是靠人工經(jīng)驗來進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)而保證果樹每年掛果承載量一致，實現(xiàn)果樹連年豐產(chǎn)的效果；果園植保打藥也是根據(jù)果樹生長物候期及病蟲害發(fā)生時節(jié)進(jìn)行及時作業(yè)；果實采摘作業(yè)是根據(jù)果實成熟度及貯藏條件進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。

隨著勞動力成本的上升，在果樹整形修剪、植保打藥等用工較多的環(huán)節(jié)逐漸由機械作業(yè)來代替。在枝條整形修剪環(huán)節(jié)，枝條是否修剪及修剪量大小需要根據(jù)果樹生長情況進(jìn)行確定；防止果樹病蟲害的植保打藥也需要根據(jù)樹冠層及其阻力分布來確定噴藥壓力；果實采摘需要明確掛果枝條分布位置。

由此可見，對果樹在不同時期的樹形進(jìn)行掌握是進(jìn)行合理的枝條整形修剪、植保打藥以及果實采摘作業(yè)的前提，果實樹形主要是果樹枝條分布，果樹枝條分布包括果樹枝條的高度分布、水平分布、角度分布，通過果樹每年各物候期的測量，將果樹枝條分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計與整理后，形成果樹生長參數(shù)庫，根據(jù)果樹生長情況和果樹生長參數(shù)庫進(jìn)行果樹枝條的優(yōu)化分布控制，為實現(xiàn)果樹枝條機械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。然而，如何對果樹樹形進(jìn)行測量和記錄，目前仍沒有相關(guān)方法或裝置進(jìn)行使用，也未見公開或者報道。

因此，提供一種能夠?qū)麡錁湫芜M(jìn)行測量的測量裝置是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的之一是提供一種果樹樹形測量裝置，以便能夠?qū)⒐麡渲l分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計與整理，形成果樹生長參數(shù)庫，為實現(xiàn)果樹枝條機械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。

為達(dá)到上述目的，本實用新型所提供的果樹樹形測量裝置，包括：

帶有坐標(biāo)系的底色板；

設(shè)置在所述底色板上，且用于對一級枝條上選取的一級測量點進(jìn)行高度測量的高度測量儀，所述高度測量儀包括豎直設(shè)置的高度測量尺，以及滑動設(shè)置在所述高度測量尺上的高度測量桿；

設(shè)置在所述底色板上，且用于對一級枝條上選取的一級測量點進(jìn)行幅寬測量的幅寬測量儀，所述幅寬測量儀包括水平設(shè)置的幅寬測量尺，以及滑動設(shè)置在所述幅寬測量尺上的幅寬測量桿。

優(yōu)選的，所述高度測量尺與所述幅寬測量尺在各自的零點刻度位置相交，且兩者交點與所述底色板上的坐標(biāo)原點重合。

優(yōu)選的，還包括設(shè)置在所述底色板上，且用于對果樹種植點進(jìn)行定位的經(jīng)緯度測量儀。

優(yōu)選的，所述高度測量尺上設(shè)置有高度滑塊，所述高度測量桿與所述高度滑塊鉸接相連；所述幅寬測量尺上設(shè)置幅寬滑塊，所述幅寬測量桿與所述幅寬滑塊鉸接相連。

優(yōu)選的，還包括設(shè)置在所述底色板上的角度測量儀，所述角度測量儀被平行于地面的橫軸以及垂直于地面的縱軸分成四個90°范圍的角度測量區(qū)域，每個所述角度區(qū)域均是由所述縱軸起始至所述橫軸為止。

優(yōu)選的，所述高度測量桿以及所述幅寬測量桿均為伸縮桿。

可以看出，本實用新型中所公開的果樹樹形測量裝置中，底色板的作用在于與枝條顏色形成對照，便于分辨枝條的分布走向，高度測量儀和幅寬測量儀可以測量一級枝條上所選定的一級測量點的橫縱坐標(biāo)，然后根據(jù)測量得知的一級測量點的橫縱坐標(biāo)可以擬合出單條一級枝條生長延伸的枝條曲線，通過該果樹樹形測量裝置對所有一級枝條進(jìn)行測量并對數(shù)據(jù)擬合后，就可以得到整棵果樹一級枝條分布的樹形圖，對各個物候期果樹樹形進(jìn)行測量，就可以形成果樹生長參數(shù)庫，從而為機械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中所公開的果樹樹形測量方法流程圖；

圖2為本實用新型實施例中所公開的果樹樹形測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為果樹主干，2為地面，3為底色板，4為高度測量桿，5為高度測量尺，6為經(jīng)緯度測量儀，7為幅寬測量桿，8為幅寬測量尺，9為角度測量儀。

具體實施方式

本實用新型的核心是提供一種果樹樹形測量裝置，以便能夠?qū)⒐麡渲l分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計與整理，形成果樹生長參數(shù)庫，為實現(xiàn)果樹枝條機械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1，圖1為本實用新型實施例中所公開的果樹樹形測量方法流程圖。

本實用新型中所公開的果樹樹形測量方法中，包括如下步驟：

S1)建立平面直角坐標(biāo)系

建立垂直于地面2的平面直角坐標(biāo)系，該平面直角坐標(biāo)系中與地面2平行的方向為水平方向，與地面2垂直的方向為豎直方向，建立平面直角坐標(biāo)系的目的是為了將枝條進(jìn)行合適的投影；

S2)選取一級測量點

在本步驟中，涉及到一級枝條以及一級測量點，所謂一級枝條就是指從果樹主干1上分支出來的枝條，而由一級枝條再次分支出來的枝條稱為二級枝條，從二級枝條分支出來的枝條稱為三級枝條以此類推。實際上，果樹主干1以及一級枝條就構(gòu)成了整個果樹的基本骨架，完成對一級枝條的測量基本也就完成了整個樹形的測量。在本步驟中，在一條一級枝條上選取多個一級測量點，并將一級測量點投影到上述坐標(biāo)系中。

S3)擬合一級枝條的枝條曲線

根據(jù)上述一級測量點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，可以擬合出一級測量點所在的曲線。通過一條曲線上的離散點來擬合該曲線目前已經(jīng)成為本領(lǐng)域公知的方法，本申請文件對具體的擬合計算過程不再贅述。擬合過程可以為人工計算擬合，也可采用目前的常用擬合軟件進(jìn)行擬合，這些常見擬合軟件包括但不限于機械制圖常用的CAD軟件，UG軟件等。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，對于一條一級枝條而言，選取的一級測量點越多，那么枝條曲線的擬合就越接近于實際，但選取的一級測量點越多，測量和擬合的工作量也就越大。因此，在確保擬合準(zhǔn)確度的前提下，為了盡量減少工作量，一根枝條上選取的一級測量點應(yīng)當(dāng)控制在10-20個，并且根據(jù)枝條的具體長度，相鄰兩個一級測量點的間距應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適應(yīng)性變化，以便使所有的一級測量點能夠反映出該一級枝條的整體走向。

S4)得出一級枝條樹形分布

選取另外一條一級枝條，并重復(fù)上述的步驟S2)和S3)，直至所有的一級枝條測量完成為止，最后整理數(shù)據(jù)得出果樹的一級枝條分布所構(gòu)成的樹形。

采用上述方法對各個物候期果樹樹形進(jìn)行測量，就可以形成果樹生長參數(shù)庫，從而為機械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。

不難理解的是，坐標(biāo)系的原點可以任意選取，考慮到方便數(shù)據(jù)的記錄以及重復(fù)測量時容易達(dá)到相同的測量條件，本實施例中的直角坐標(biāo)系中的原點為果樹主干1與地面2的交點。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述實施例中的技術(shù)方案，本實施例中還對二級枝條所在的枝條曲線進(jìn)行了擬合，具體的，在上述步驟S4)之后還包括步驟：

S5)在與一級枝條相連的一條二級枝條上選取多個二級測量點并投影至上述坐標(biāo)系上；

S6)根據(jù)二級測量點在直角坐標(biāo)系上的坐標(biāo)擬合出二級枝條的枝條曲線；擬合所采用的方法與一級枝條曲線擬合時完全相同，本申請文件對此不再進(jìn)行贅述。對二級枝條所在的曲線擬合后可以使果樹樹形更接近于實際，對于后續(xù)的機械化作業(yè)的指導(dǎo)意義更大。

在本實施例中，還增加了對平面直角坐標(biāo)系原點進(jìn)行經(jīng)緯度測量的操作，該操作位于步驟S1)中，通過對果樹種植位置的經(jīng)緯度進(jìn)行記錄，然后錄入到果樹生長參數(shù)庫中可以對后續(xù)的果樹種植提供參考。

不難理解的是，平面直角坐標(biāo)系可以為與地面2垂直的任意平面，但是為了使平面直角坐標(biāo)系具有更容易確定，本實施例中的平面直角坐標(biāo)系的平面與東西方向平行或者與南北方向平行。

本實用新型實施例中公開的果樹樹形測量裝置，如圖2中所示，該果樹樹形測量裝置包括底色板3、高度測量儀和幅寬測量儀，其中，底色板3用于與枝條顏色形成對照，便于分辨枝條的分布走向，并且底色板3還可為高度測量儀以及幅寬測量儀提供安裝基礎(chǔ)，高度測量儀實際上是用于測量一級枝條上所選取的一級測量點的縱坐標(biāo)，其包括豎直設(shè)置的高度測量尺5，以及滑動設(shè)置在高度測量尺5上的高度測量桿4，幅寬測量儀實際上是用于測量一級枝條上所選取的一級測量點的橫坐標(biāo)，其包括說明設(shè)置的幅寬測量尺8，以及滑動設(shè)置在幅寬測量尺8上的幅寬測量桿7。

實際測量過程中，首先確定底色板3的方向，例如使底色板3為東西方向，或者南北方向，然后在與果樹主干1相連的一級枝條上選取多個一級測量點，滑動高度測量桿4以及幅寬測量桿7，使兩個測量桿分別與各個測量點接觸后測得各個一級測量點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，然后通過人工或者軟件，根據(jù)各個一級測量點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行曲線擬合，得到一級枝條的枝條曲線。通過一條曲線上的離散點來擬合該曲線目前已經(jīng)成為本領(lǐng)域公知的方法，本申請文件對具體的擬合計算過程不再贅述，常見擬合軟件包括但不限于機械制圖常用的CAD軟件，UG軟件等，將各個一級枝條的枝條曲線全部擬合出來后，就得到了整個果樹的樹形。

更進(jìn)一步的，高度測量尺5上設(shè)置有高度滑塊，高度測量桿4與高度滑塊鉸接，以便使得高度測量桿4可以在底色板3平面內(nèi)繞高度滑塊轉(zhuǎn)動，從而方便一級測量點縱坐標(biāo)的測量；同理，幅寬測量尺8上設(shè)置有幅寬滑塊，幅寬測量桿7與幅寬滑塊鉸接，以便使得幅寬測量桿7可以在底色板3平面內(nèi)繞幅寬滑塊轉(zhuǎn)動，從而方便一級測量點橫坐標(biāo)的測量，高度測量桿4和幅寬測量桿7優(yōu)選的為可伸縮桿件，這樣既方便收納，又能滿足測量要求。

為了進(jìn)一步提高測量的便利性，本實施例中所公開的果樹樹形測量裝置中，高度測量尺5與幅寬測量尺8在各自的零點刻度位置處相交，并且兩者交點與底色板3上的坐標(biāo)原點重合，這可以最大限度的方便數(shù)據(jù)的讀取和記錄。

在本實施例中，在底色板3上還增加了經(jīng)緯度測量儀6，經(jīng)緯度測量儀6對果樹的種植地點進(jìn)行經(jīng)緯度的測量，通過對果樹種植位置的經(jīng)緯度進(jìn)行記錄，然后錄入到果樹生長參數(shù)庫中可以對后續(xù)的果樹種植提供參考。

請參考圖2，為了對一級枝條任意一段的傾斜角度進(jìn)行測量，本實施例中還在底色板3上設(shè)置了角度測量儀9，角度測量儀9被平行于地面2的橫軸以及垂直于地面2的縱軸分成四個90°范圍的角度測量區(qū)域，每個角度測量區(qū)域均是由縱軸起始，至橫軸為止。

在圖2中，若要測量A點(X_A，Y_A為A點坐標(biāo))和B點(X_B，Y_B為B點坐標(biāo))之間的枝條傾斜角，那么就連接A點和B點，然后通過角度測量儀9的中心點，做一條與直線AB平行的射線OC，射線OC所對應(yīng)的傾斜角即為A點和B點之間的枝條傾斜角。

以上對本實用新型中的果樹樹形測量裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。