基于Arduino测树高检测系统平台设计文献综述
摘 要
树高是反映树木生长状态的重要指标，是树木材积、蓄积量、生长量、林分平均高等测量的重要参数，因此获取高精度的树高数据无论是对林业研究还是现实生产都具有重要的意义。基于Arduino测树高检测系统平台设计采用以往树高测量设备的工作原理，采用系统化设计，由智能避障小车、距离测量系统、角度测量系统、显示模块、数据存储模块以及激光定位等组成，并安装在移动平台上。采用Arduino UNO R3为控制器，超声波测距模块检测平台到树木底端的距离，采用激光定位器和角度精确测量仪器检测倾角，将检测到的模拟信号转化为夹角值，并根据距离检测系统进行运算获得目标的树高数值。数据显示系统立即输出测量数据，并将数据存储在Arduino中。测量树高时采用了与传统不同的算法，不需要去测量垂直距离，只要测水平距离，然后通过激光定位器定位树顶端，利用角度检测系统计算出角度，进而得到树高度。该系统平台所需硬件较少、便于搭建、操作简单并且成本不高，具有很高的使用价值。
关键词：智能小车；Arduino；测距；测倾角
1课题提出背景及意义
评估树高的基本标准是场地质量和林木生长，也是林业监测所必备的措施。林业监测需要在林业输出，林业研究，科学研究，林业表格编制和木材量计算中测量树高。随着人工智能科技，计算机科技和智能控制科技水平的快速提升，智能控制能够拥有广阔的未来前景。目前，树高监测中最常用的测量工具是钢尺和卷尺，被人们用来精确测量较小的树木。当环境情况不利于检测的时候，卷尺的测量数据的可靠性将会非常差。森林资源调查工具落后，不利于现代林业信息的检测方法的智能化、信息化。传统的森林测量工具有非常多的缺点，这些缺点影响了树木工具在林业管制和树木原料清查中的数据准确性的重要作用。对于树形仪表的发展，国内还处于起步阶段，更多的侧重于自动测量的场所，比如RD1200等多功能PDA，价格超过2万元。因为这个原因，本人设计了一种价格便宜，可以用来测量和记录的林木高度监测平台。制造的智能平台通过超声波测距模块监测障碍物，以Arduino为控制芯片，控制智能车的速度和转向，实现自动跟踪和避障功能到达目的地和使用超声波检测树高。
本次设计要求能设计出采用基于Arduino 为控制器能自运动的，适合复杂林地运动的智能小车平台，具体的要求在于选择合适的传感器作为测量的工具，同时各器件应有合理的空间布置，在结合人工林的实际地理位置的要求下设计出拥有合适的硬件电路和可靠的程序控制的智能小车平台来用于树高的测量。
基于Arduino测树高检测系统平台设计作为一种测树高的工具，与传统测量方法有所不同，既免去了繁琐的人工，提供了非常方便的测量方式，也提供了更加精确的数据。同时也是先进的软硬件技术的结合，紧随科技潮流，是智能时代的产物，为人们日常生活提供更大的便捷，这就是我选择该课题的目的。
2 国内外研究现状
