DE1182444B

DE1182444B - Method for the contactless measurement of the volume of an object that is at least approximately symmetrical to its axis of rotation, in particular a tree trunk

Info

Publication number: DE1182444B
Application number: DEL42029A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Renker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-05-21
Filing date: 1962-05-21
Publication date: 1964-11-26
Also published as: AT242379B

Description

Verfahren zur berührungslosen Messung des Rauminhaltes eines zu seiner Rotationsachse zumindest annähernd symmetrischen Gegenstandes, insbesondere eines Baumstammes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Messung des Rauminhaltes eines zu seiner Rotationsachse zumindest annähernd symmetrischen Gegenstandes, insbesondere eines Baumstammes.Method for the non-contact measurement of the volume of one to his Axis of rotation at least approximately symmetrical object, in particular one Tree trunk The invention relates to a method for non-contact measurement of the The volume of an object that is at least approximately symmetrical to its axis of rotation, especially a tree trunk.

Es ist bekannt, zur Messung der für die Bestimmung der Rauminhalte von zylindrischen Körpern, z. B. von Baumstämmen, erforderlichen Durchmesser sogenannte »Kluppen« zu verwenden, die aus einer Meßschiene bestehen, an deren Enden sich ein rechtwinklig angeordneter fester Arm befindet. Ein zweiter, ebenfalls rechtwinklig angeordneter Arm ist längs der Schiene verschiebbar. Die Durchmesser der zu messenden Körper können somit nach Art einer Schieblehre gemessen werden. Um aus den Durchmessermaßen zu Rauminhalten zu kommen, können mechanische Recheneinrichtungen verwendet werden, die aus den an verschiedenen Stellen gemessenen Durchmesserabmessungen und den Längenabmessungen der zylindrischen Körper den Rauminhalt errechnen. It is known to measure for the determination of the volume of cylindrical bodies, e.g. B. of tree trunks, so-called required diameter To use "clips", which consist of a measuring bar, at the ends of which a right-angled fixed arm is located. Another, also at right angles arranged arm is displaceable along the rail. The diameter of the to be measured Bodies can thus be measured in the manner of a caliper. To get out of the diameters mechanical computing devices can be used to obtain room contents, from the diameter dimensions measured at different points and the length dimensions the cylindrical body calculate the volume.

Es ist ferner bekannt, zur Bestimmung des Rauminhaltes von Baumstämmen deren Stärke an verschiedenen Stellen optisch zu messen und aus verschiedenen Schnittflächon und der Baumlänge den Rauminhalt zu errechnen. Die nach diesem Verfahren erforderliche Messung der Baumstämme kann auch mit Meßbändern durchgeführt werden. Es sind auch schon Geräte bekanntgeworden, die die Raummessung von Rundhölzern voll mechanisch vornehmen, indem mechanische Durchmesser- und Längentaster über Getriebe auf Zählwerke einwirken, die den gemessenen Rauminhalt unmittelbar anzeigen. It is also known to determine the volume of tree trunks to measure their thickness optically at different points and from different cut surfaces and the tree length to calculate the volume. The one required by this procedure Measurement of the tree trunks can also be carried out with measuring tapes. There are too Devices have already become known that measure the space of logs fully mechanically make mechanical diameter and length sensors via gears on counters which directly display the measured volume.

Die Bestimmung der Rauminhalte zylindrischer Körper aus Abmessungen, die auf mechanischem oder optischem Wege gewonnen sind, ist mit großem Zeitaufwand verbunden, wenn sie über die Messung der Durchmesser an verschiedenen Stellen und über Längenmessungen durchgeführt werden soll. Geräte, die mechanisch selbsttätig messen, sind teuer und empfindlich. Außerdem verlangen auch sie eine langsame und sorgfältige Führung, z. B. des zu messenden Baumstammes. The determination of the volume of cylindrical bodies from dimensions, which are obtained by mechanical or optical means is very time-consuming connected when they are about to measure the diameter at different points and should be carried out via length measurements. Devices that are mechanically automatic measure, are expensive and sensitive. They also require a slow and careful guidance, e.g. B. of the tree trunk to be measured.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur berührungslosen Messung des Rauminhaltes von zu seiner Rotationsachse symmetrischen Körpern, insbesondere Baumstämmen, bei dem die Meßeinrichtung keinem Verschleiß unterliegen soll. Ferner sollen auch schnell bewegte Meßobjekte sicher erfaßt werden können. The invention aims at a method for contactless measurement the volume of bodies symmetrical to its axis of rotation, in particular Tree trunks in which the measuring device should not be subject to wear. Further fast moving objects to be measured should also be able to be reliably detected.

Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß in einer vorgegebenen Lage des Gegenstandes ein Abbild der Projektion seines Mantels hergestellt wird, dem die zur Bestimmung des Rauminhaltes erforderlichen Maße entnommen werden. According to the invention, this is achieved in that in a predetermined Position of the object an image of the projection of its mantle is made, to the the dimensions required to determine the volume of the room can be taken.

Ein derartiges Abbild der Projektion des Mantels kann zweckmäßigerweise auf photographischem Wege hergestellt werden. Um Meßfehler, die z.B. durch leichte Krümmung des zylindrischen Gegenstandes oder durch nicht ganz kreisförmige Querschnitte hervorgerufen werden, klein zu halten, können mehrere photographische Aufnahmegeräte vorgesehen werden, die das Meßobjekt von verschiedenen Seiten aufnehmen. Aus den einzelnen Abmessungen werden dann bei der Auswertung Durchschnittswerte gebildet. Such an image of the projection of the jacket can expediently be produced by photographic means. To avoid measurement errors, e.g. due to slight Curvature of the cylindrical object or through cross-sections that are not perfectly circular can be caused to keep small, several photographic recording devices be provided that record the object to be measured from different sides. From the individual dimensions are then calculated average values during the evaluation.

Zur Steuerung des Verschlusses des Aufnahme gerätes in Abhängigkeit von der Lage des im allgemeinen bewegten Meßobjektes wird zweckmäßigerweise ein lichtempfindliches Element verwendet. Wo es die Betriebsverhälttiisse erlauben, kann die Steuerung jedoch auch mittels rnechanischer, von dem Meßobjekt betätigter Kontakte erfolgen. Um von Helligkeitsschwankungen und Störlicht unabhängig zu sein, wird der zu messende Gegenstand von einer impulsartiges Licht abgebenden Lichtquelle, z. B. einem Blitzlichtgerät, beleuchtet, das synchron mit dem Verschluß des Aufnahm tes betätigt wird, wenn sich der Gegenstand in seiner Meßlage befindet. To control the lock of the recording device as a function of the position of the generally moving object to be measured is expediently a photosensitive element used. Where the operating conditions permit, However, the control can also be operated by means of mechanical actuators that are actuated by the device under test Contacts take place. In order to be independent of fluctuations in brightness and stray light, the object to be measured is driven by a light source emitting pulsed light, z. B. a flashlight, illuminated synchronously with the shutter of the recording tes is actuated when the object is in its measuring position.

Der Rauminhalt des Gegenstandes kann aus dem Verhältnis des Flächenquadrates der Abbildung der Projektion des Mantels zu der Mantellänge von einer Recheneinrichtung selbsttätig errechnet werden. The volume of the object can be calculated from the ratio of the square of the area the mapping of the projection of the jacket to the jacket length from a computing device are calculated automatically.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nicht mehr wie bei bekannten Einrichtungen die Durchmesser der Baumlänge an der Meßstelle selbst in bestimmten Abständen gemessen werden müssen, um so annähernd das Volumen des gesamten Stammes bestimmen zu können. Die eigentliche Messung ist vom Meßort wegverlegt und kann daher mit größtmöglicher Schnelligkeit und Genauigkeit durchgeführt werden. Die Aufnahme der Abbildung kann auch bei bewegten Meßobjekten erfolgen und stört den Materialfiuß nicht. The advantage of the invention is that no longer as with known Facilities the diameter of the tree length at the measuring point itself in certain Distances must be measured so as to approximate the volume of the entire trunk to be able to determine. The actual measurement is moved away from the measurement location and can therefore with the greatest possible Speed and accuracy done will. The image can also be recorded with moving objects to be measured and does not disturb the material flow.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.

Die Zeichnung zeigt als Beispiel einen sogenannten Rollgang 1 mit den Rollen 2, wie er z. B. bei Holzverlade- oder Holzlagerplätzen Verwendung findet, um die Baumstämme 3 an- oder abzutransportieren. The drawing shows a so-called roller table 1 as an example the roles 2, as he z. B. is used in wood loading or wood storage areas, to transport the tree trunks 3 on or off.

An der Stelle 4 verengt er sich so weit, daß jeweils nur ein Stamm die enge Stelle passieren kann. An Stelle der Rollgänge können für den Transport andere geeignete Einrichtungen, wie z. B. Rutschen (schiefe Ebenen) od. dgl., dienen. Eine Lichtschranke, die aus Lichtsender 5 und Lichtempfänger 6 besteht, steuert das Aufnahmegerät 7 sowie eine impulsartiges Licht abgebende Lichtquelle 8, z. B. ein Blitzlichtgerät. Hat der Baumstamm 3 mit der Achse a dem Aufnahme gerät gegenüber eine definierte Lage eingenommen, was durch die Lichtschranke festgestellt wird, so gibt das lichtempfindliche Element 6 dem Blitzgerät und dem Aufnahmegerät einen Betätigungsimpuls. Dem Abbild des zu messenden Baumstammes 3 können nach beendigter Aufnahme an einem beliebigen Ort die zur Volumenbestimmung erforderlichen Maße entnommen werden. An einem Maßstab kann z. B. die Länge I entnommen werden, wobei optische Verzerrungen durch Eichung des Maßstabes ausge schlossen werden können, da die Abschlußkante 11 stets in einer definierten Entfernung zu dem Aufnahmegerät 7 liegt. Unter der Voraussetzung kreisförmiger Querschnitte kann aus der Mantellänge 1 und dem Flächeninhalt F der Projektion des Mantels, den man z. B. durch Ausplanimetrieren ermitteln kann, der Rauminhalt R ermittelt werden. Es gilt dafür folgende Beziehung: Der Übersichtlichkeit halber ist in der Zeichnung nur ein Aufnahmegerät dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, ein zusätzliches, ebenfalls von dem lichtempfindlichen Element 6 gesteuertes Gerät an der Meßstelle anzuordnen. Aus den Abmessungen der Abbildungen können dann Durchschnittswerte gebildet werden, die etwaige, durch Ungleichförmigkeiten der Baumstämme verursachte Meßfehler teilweise kompensieren. Die Errechnung des Rauminhaltes aus dem Verhältnis des Flächenquadrates der Abbildung der Projektion des Mantels und der Mantellänge kann von einer Recheneinrichtung, der die erforderlichen Maße eingegeben werden, gebildet werden, so daß eine sehr schnelle und genügend genaue Raumbestimmung erreicht wird.At point 4 it narrows so far that only one trunk can pass the narrow point at a time. Instead of the roller tables, other suitable facilities, such as B. Slides (inclined planes) or the like. Serve. A light barrier, which consists of light transmitter 5 and light receiver 6, controls the recording device 7 and a light source 8 emitting pulsed light, e.g. B. a flash unit. If the tree trunk 3 with the axis a has taken a defined position opposite the recording device, which is determined by the light barrier, the light-sensitive element 6 gives the flash device and the recording device an actuation pulse. After the recording is complete, the dimensions required for determining the volume can be taken from the image of the tree trunk 3 to be measured. On a scale z. B. the length I can be taken, optical distortions can be excluded by calibration of the scale, since the end edge 11 is always at a defined distance from the recording device 7. Assuming circular cross-sections, from the jacket length 1 and the area F of the projection of the jacket, which you z. B. can determine by Ausplanimetrieren, the volume R can be determined. The following relationship applies: For the sake of clarity, only one recording device is shown in the drawing. However, it is also possible to arrange an additional device, likewise controlled by the light-sensitive element 6, at the measuring point. Average values can then be formed from the dimensions of the images, which partially compensate for any measurement errors caused by irregularities in the tree trunks. The calculation of the volume from the ratio of the square of the area of the image of the projection of the jacket and the jacket length can be made by a computing device into which the required dimensions are entered, so that a very quick and sufficiently accurate spatial determination is achieved.

Die Erfindung weist noch den Vorteil auf, daß die Abbildungen der Meßobjekte als Belege dienen können, wenn die Zuordnung von Meßobjekten und Abbildungen durch gemeinsame Kennzeichen sichergestellt wird. The invention also has the advantage that the images of DUTs can serve as evidence when the assignment of DUTs and images is ensured by common identifiers.

Claims

Claims: 1. Method for contactless measurement of the volume an object that is at least approximately symmetrical to its axis of rotation, in particular of a tree trunk, d a du r c h marked that in a given position of the Object is made an image of the projection of his coat, which the the dimensions required to determine the volume of the room can be taken.

2. The method according to claim 1, characterized in that the image the projection of the mantle of the object produced by photographic means will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one or more recording devices controlled by a light-sensitive element that responds when the object is in the measuring position.

4. The method according to claim 1 or the following, characterized in that that at figure be. wegter objects synchronize the light-sensitive element controls a light source emitting pulsed light with the recording device.

5. The method according to claim 1 or the following, characterized in that that the volume of the object from the ratio of the square of the figure of the figure the projection of the jacket and the jacket length formed by a computing device will.

6. The method according to claim 5, characterized in that the surface the mapping of the projection of the mantle of the moving object - if necessary automatic - is planned out.

7. The method according to claim 1 or the following, characterized in that that, especially with serial measurements, the assignment of Messob projects and images is ensured by common identifiers.