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

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段，對(duì)于控制果樹樹形的枝條整形修剪工作是靠人工經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)而保證果樹每年掛果承載量一致，實(shí)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(zhǎng)物候期及病蟲害發(fā)生時(shí)節(jié)進(jìn)行及時(shí)作業(yè)；果實(shí)采摘作業(yè)是根據(jù)果實(shí)成熟度及貯藏條件進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。

隨著勞動(dòng)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(jī)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(zhǎng)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(shí)采摘需要明確掛果枝條分布位置。

由此可見，對(duì)果樹在不同時(shí)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(shí)采摘作業(yè)的前提，果實(shí)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(cè)量，將果樹枝條分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與整理后，形成果樹生長(zhǎng)參數(shù)庫(kù)，根據(jù)果樹生長(zhǎng)情況和果樹生長(zhǎng)參數(shù)庫(kù)進(jìn)行果樹枝條的優(yōu)化分布控制，為實(shí)現(xiàn)果樹枝條機(jī)械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機(jī)械采摘提供理論數(shù)據(jù)支持。然而，如何對(duì)果樹樹形進(jìn)行測(cè)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(bào)道。

因此，提供一種能夠?qū)麡錁湫芜M(jìn)行測(cè)量的測(cè)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(shí)現(xiàn)要素：

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

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提供的果樹樹形測(cè)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(duì)一級(jí)枝條上選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行高度測(cè)量的高度測(cè)量?jī)x，所述高度測(cè)量?jī)x包括豎直設(shè)置的高度測(cè)量尺，以及滑動(dòng)設(shè)置在所述高度測(cè)量尺上的高度測(cè)量桿；

設(shè)置在所述底色板上，且用于對(duì)一級(jí)枝條上選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行幅寬測(cè)量的幅寬測(cè)量?jī)x，所述幅寬測(cè)量?jī)x包括水平設(shè)置的幅寬測(cè)量尺，以及滑動(dòng)設(shè)置在所述幅寬測(cè)量尺上的幅寬測(cè)量桿。

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

優(yōu)選的，還包括設(shè)置在所述底色板上，且用于對(duì)果樹種植點(diǎn)進(jìn)行定位的經(jīng)緯度測(cè)量?jī)x。

優(yōu)選的，所述高度測(cè)量尺上設(shè)置有高度滑塊，所述高度測(cè)量桿與所述高度滑塊鉸接相連；所述幅寬測(cè)量尺上設(shè)置幅寬滑塊，所述幅寬測(cè)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(cè)量?jī)x，所述角度測(cè)量?jī)x被平行于地面的橫軸以及垂直于地面的縱軸分成四個(gè)90°范圍的角度測(cè)量區(qū)域，每個(gè)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(cè)量桿以及所述幅寬測(cè)量桿均為伸縮桿。

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

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中所公開的果樹樹形測(cè)量方法流程圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中所公開的果樹樹形測(cè)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(cè)量桿，5為高度測(cè)量尺，6為經(jīng)緯度測(cè)量?jī)x，7為幅寬測(cè)量桿，8為幅寬測(cè)量尺，9為角度測(cè)量?jī)x。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的核心是提供一種果樹樹形測(cè)量裝置，以便能夠?qū)⒐麡渲l分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與整理，形成果樹生長(zhǎng)參數(shù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)果樹枝條機(jī)械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機(jī)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(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中所公開的果樹樹形測(cè)量方法流程圖。

本實(shí)用新型中所公開的果樹樹形測(cè)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?yàn)樗椒较颍c地面2垂直的方向?yàn)樨Q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(jí)測(cè)量點(diǎn)

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

S3)擬合一級(jí)枝條的枝條曲線

根據(jù)上述一級(jí)測(cè)量點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，可以擬合出一級(jí)測(cè)量點(diǎn)所在的曲線。通過一條曲線上的離散點(diǎn)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(qǐng)文件對(duì)具體的擬合計(jì)算過程不再贅述。擬合過程可以為人工計(jì)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(jī)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(duì)于一條一級(jí)枝條而言，選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)越多，那么枝條曲線的擬合就越接近于實(shí)際，但選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)越多，測(cè)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(jí)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)當(dāng)控制在10-20個(gè)，并且根據(jù)枝條的具體長(zhǎng)度，相鄰兩個(gè)一級(jí)測(cè)量點(diǎn)的間距應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適應(yīng)性變化，以便使所有的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)能夠反映出該一級(jí)枝條的整體走向。

S4)得出一級(jí)枝條樹形分布

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

采用上述方法對(duì)各個(gè)物候期果樹樹形進(jìn)行測(cè)量，就可以形成果樹生長(zhǎng)參數(shù)庫(kù)，從而為機(jī)械化修剪、精準(zhǔn)施藥和機(jī)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(diǎn)可以任意選取，考慮到方便數(shù)據(jù)的記錄以及重復(fù)測(cè)量時(shí)容易達(dá)到相同的測(cè)量條件，本實(shí)施例中的直角坐標(biāo)系中的原點(diǎn)為果樹主干1與地面2的交點(diǎn)。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述實(shí)施例中的技術(shù)方案，本實(shí)施例中還對(duì)二級(jí)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(jí)枝條相連的一條二級(jí)枝條上選取多個(gè)二級(jí)測(cè)量點(diǎn)并投影至上述坐標(biāo)系上；

S6)根據(jù)二級(jí)測(cè)量點(diǎn)在直角坐標(biāo)系上的坐標(biāo)擬合出二級(jí)枝條的枝條曲線；擬合所采用的方法與一級(jí)枝條曲線擬合時(shí)完全相同，本申請(qǐng)文件對(duì)此不再進(jìn)行贅述。對(duì)二級(jí)枝條所在的曲線擬合后可以使果樹樹形更接近于實(shí)際，對(duì)于后續(xù)的機(jī)械化作業(yè)的指導(dǎo)意義更大。

在本實(shí)施例中，還增加了對(duì)平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)緯度測(cè)量的操作，該操作位于步驟S1)中，通過對(duì)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(zhǎng)參數(shù)庫(kù)中可以對(duì)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(shí)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(shí)用新型實(shí)施例中公開的果樹樹形測(cè)量裝置，如圖2中所示，該果樹樹形測(cè)量裝置包括底色板3、高度測(cè)量?jī)x和幅寬測(cè)量?jī)x，其中，底色板3用于與枝條顏色形成對(duì)照，便于分辨枝條的分布走向，并且底色板3還可為高度測(cè)量?jī)x以及幅寬測(cè)量?jī)x提供安裝基礎(chǔ)，高度測(cè)量?jī)x實(shí)際上是用于測(cè)量一級(jí)枝條上所選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)的縱坐標(biāo)，其包括豎直設(shè)置的高度測(cè)量尺5，以及滑動(dòng)設(shè)置在高度測(cè)量尺5上的高度測(cè)量桿4，幅寬測(cè)量?jī)x實(shí)際上是用于測(cè)量一級(jí)枝條上所選取的一級(jí)測(cè)量點(diǎn)的橫坐標(biāo)，其包括說明設(shè)置的幅寬測(cè)量尺8，以及滑動(dòng)設(shè)置在幅寬測(cè)量尺8上的幅寬測(cè)量桿7。

實(shí)際測(cè)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(jí)枝條上選取多個(gè)一級(jí)測(cè)量點(diǎn)，滑動(dòng)高度測(cè)量桿4以及幅寬測(cè)量桿7，使兩個(gè)測(cè)量桿分別與各個(gè)測(cè)量點(diǎn)接觸后測(cè)得各個(gè)一級(jí)測(cè)量點(diǎn)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(gè)一級(jí)測(cè)量點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行曲線擬合，得到一級(jí)枝條的枝條曲線。通過一條曲線上的離散點(diǎn)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(qǐng)文件對(duì)具體的擬合計(jì)算過程不再贅述，常見擬合軟件包括但不限于機(jī)械制圖常用的CAD軟件，UG軟件等，將各個(gè)一級(jí)枝條的枝條曲線全部擬合出來后，就得到了整個(gè)果樹的樹形。

更進(jìn)一步的，高度測(cè)量尺5上設(shè)置有高度滑塊，高度測(cè)量桿4與高度滑塊鉸接，以便使得高度測(cè)量桿4可以在底色板3平面內(nèi)繞高度滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)，從而方便一級(jí)測(cè)量點(diǎn)縱坐標(biāo)的測(cè)量；同理，幅寬測(cè)量尺8上設(shè)置有幅寬滑塊，幅寬測(cè)量桿7與幅寬滑塊鉸接，以便使得幅寬測(cè)量桿7可以在底色板3平面內(nèi)繞幅寬滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)，從而方便一級(jí)測(cè)量點(diǎn)橫坐標(biāo)的測(cè)量，高度測(cè)量桿4和幅寬測(cè)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(cè)量要求。

為了進(jìn)一步提高測(cè)量的便利性，本實(shí)施例中所公開的果樹樹形測(cè)量裝置中，高度測(cè)量尺5與幅寬測(cè)量尺8在各自的零點(diǎn)刻度位置處相交，并且兩者交點(diǎn)與底色板3上的坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)施例中，在底色板3上還增加了經(jīng)緯度測(cè)量?jī)x6，經(jīng)緯度測(cè)量?jī)x6對(duì)果樹的種植地點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)緯度的測(cè)量，通過對(duì)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(zhǎng)參數(shù)庫(kù)中可以對(duì)后續(xù)的果樹種植提供參考。

請(qǐng)參考圖2，為了對(duì)一級(jí)枝條任意一段的傾斜角度進(jìn)行測(cè)量，本實(shí)施例中還在底色板3上設(shè)置了角度測(cè)量?jī)x9，角度測(cè)量?jī)x9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(gè)90°范圍的角度測(cè)量區(qū)域，每個(gè)角度測(cè)量區(qū)域均是由縱軸起始，至橫軸為止。

在圖2中，若要測(cè)量A點(diǎn)(X_A，Y_A為A點(diǎn)坐標(biāo))和B點(diǎn)(X_B，Y_B為B點(diǎn)坐標(biāo))之間的枝條傾斜角，那么就連接A點(diǎn)和B點(diǎn)，然后通過角度測(cè)量?jī)x9的中心點(diǎn)，做一條與直線AB平行的射線OC，射線OC所對(duì)應(yīng)的傾斜角即為A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的枝條傾斜角。

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