JP2010112811A - 原木の3次元形状測定装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仮軸芯TSに平行な線状光線LB1,LB2を照射した状態で原木RWをカメラ20で撮影する。そして、長手方向のどこの箇所をとっても原木RWの外周面に接して写っている線状光線LB1,LB2の撮影画像を用いて所定の演算を行うことにより、仮軸芯TS上に所定間隔毎に定めた複数の位置から、原木RWの外周面上で線状光線LB1,LB2が当たっている位置までの各距離をそれぞれ算出する。これにより、従来は見落とされていた表面の凹凸を含めて、仮軸芯TSから原木RWの外周面までの正確な距離を原木RWの全長にわたって細かく求めることができるようにする。
【選択図】 図3
Description
xd/(D−R・cos(θ))=xp/f ・・・(1)
xd=R・sin(θ) ・・・(2)
が成り立つ。よって、
R=xp・D/(f・sin(θ)+xp・cos(θ)) ・・・(3)
となり、原木RWの外周面上で線状光線LB1が当たっている箇所のxy平面上での位置(R,θ)を求めることができる。
zd=(zp/f)(D−R・cos(θ)) ・・・(4)
となる。この式(4)に式(3)で求めた距離Rを代入することにより、原木RWの外周面上で線状光線LB1が当たっている箇所のz軸方向の位置zdを求めることができる。これにより、原木RWの外周面上で線状光線LB1が当たっている箇所のxyz平面上での3次元位置(R,θ,zd)を確定することができる。
20 カメラ
30 コンピュータ
31 光線画像位置検出部
32 装置位置情報記憶部
33 距離算出部
34 輪郭検出部
35 画像合成部
36 補正値記憶部
37 画像補正部
Claims (7)
- 仮軸芯を中心として回転可能に支持された原木の長手方向に連続する光線であって上記仮軸芯に平行な線状光線を複数の視点から上記仮軸芯の方向に照射する発光装置と、
上記発光装置から発せられた線状光線が当たっている状態の原木を撮影する撮像装置と、
上記発光装置および上記撮像装置の上記仮軸芯に対する相対位置を表す装置位置情報を記憶した装置位置情報記憶部と、
上記撮像装置により撮影された画像上で上記線状光線が写っている箇所を特定し、その特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出する光線画像位置検出部と、
上記装置位置情報記憶部に記憶されている上記装置位置情報および上記光線画像位置検出部により検出された上記光線画像位置情報を用いて所定の演算を行うことにより、上記仮軸芯上に所定間隔毎に定めた複数の位置から、上記原木の外周面上で上記線状光線が当たっている位置までの各距離をそれぞれ算出する距離算出部と、
上記原木が上記仮軸芯を中心として1回転する間に、上記撮像装置による撮影、上記光線画像位置検出部による上記光線画像位置情報の検出および上記距離算出部による上記距離の算出を複数回行うことによって求めた複数回分の距離情報に基づいて、上記仮軸芯と直交する断面での上記原木の輪郭を上記原木の長手方向の上記所定間隔毎に求める輪郭検出部とを備えたことを特徴とする原木の3次元形状測定装置。 - xyz座標空間において上記仮軸芯をz軸とした場合、上記撮像装置をy軸上の所定位置に設置するとともに、2つの上記発光装置をyz平面からx軸方向に対して±θの角度を成す位置にそれぞれ配置した3次元形状測定装置であって、
上記撮像装置は、上記2つの発光装置から発せられた2つの線状光線が異なる場所に当たっている状態の原木を撮影し、
上記光線画像位置検出部は、上記撮像装置により撮影された画像上で上記2つの線状光線が写っている箇所をそれぞれ特定して、それらの特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出し、
上記距離算出部は、上記装置位置情報記憶部に記憶されている上記装置位置情報および上記光線画像位置検出部により上記2つの線状光線のそれぞれについて検出された上記光線画像位置情報を用いて所定の演算を行うことにより、上記仮軸芯上に所定間隔毎に定めた複数の位置から、上記原木の外周面上で上記2つの線状光線が当たっている位置までの各距離をそれぞれ算出することを特徴とする請求項1に記載の原木の3次元形状測定装置。 - xyz座標空間において上記仮軸芯をz軸とした場合、上記撮像装置をy軸上の所定位置に設置するとともに、2つの上記発光装置をyz平面からx軸方向に対して±θの角度を成す位置にそれぞれ配置し、上記原木が2θ回転するのに要する時間間隔と上記撮像装置の撮影時間間隔とが同期するようにした3次元形状測定装置であって、
上記撮像装置により撮影された画像を上記z軸に平行な線を境界線として第1の領域と第2の領域とに等分し、あるタイミングで撮影された上記第1の領域の画像と、上記あるタイミングから上記原木が2θ回転したときに撮影された上記第2の領域の画像とを、何れか一方の画像を上記境界線を対称軸として線対称に反転させた状態で合成する画像合成部を更に備え、
上記撮像装置は、上記2つの発光装置から発せられた2つの線状光線が異なる場所に当たっている状態の原木を撮影し、
上記光線画像位置検出部は、上記画像合成部により生成された合成画像上で上記線状光線が写っている箇所を特定し、その特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出することを特徴とする請求項1に記載の原木の3次元形状測定装置。 - 上記撮像装置が備えるレンズの歪曲に起因する撮影画像の歪みを補正するための補正値を記憶した補正値記憶部と、
上記撮像装置により撮影された画像を上記補正値記憶部に記憶されている補正値によって補正する画像補正部とを更に備え、
上記光線画像位置検出部は、上記画像補正部により補正された撮影画像上で上記線状光線が写っている箇所を特定し、その特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の原木の3次元形状測定装置。 - xyz座標空間において上記仮軸芯をz軸とした場合、yz平面上において上記仮軸芯の方向に沿って上記撮像装置を複数備え、当該複数の撮像装置はそれぞれ、上記発光装置から発せられた線状光線が当たっている状態の原木を上記仮軸芯の方向に領域分割して撮影することを特徴とする請求項1に記載の原木の3次元形状測定装置。
- 発光装置が、仮軸芯を中心として回転する原木の長手方向に連続する光線であって上記仮軸芯に平行な線状光線を複数の視点から上記仮軸芯の方向に照射する第1のステップと、
撮像装置が、上記発光装置から発せられた線状光線が当たっている状態の原木を所定時間間隔毎に撮影する第2のステップと、
コンピュータが、上記撮像装置により所定時間間隔毎に撮影された複数の画像を入力し、上記複数の画像のそれぞれ毎に、当該画像上で上記線状光線が写っている箇所を特定し、その特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出する第3のステップと、
上記コンピュータが、上記発光装置および上記撮像装置の上記仮軸芯に対する相対位置を表す情報として記憶媒体にあらかじめ記憶されている装置位置情報および上記第3のステップで上記複数の画像のそれぞれ毎に検出された複数の上記光線画像位置情報を用いて所定の演算を行うことにより、上記複数の画像のそれぞれ毎に、上記仮軸芯上に所定間隔毎に定めた複数の位置から、上記原木の外周面上で上記線状光線が当たっている位置までの各距離をそれぞれ算出する第4のステップと、
上記コンピュータが、上記原木が上記仮軸芯を中心として1回転する間に上記撮像装置により上記所定時間間隔毎に複数回撮影された画像を用いて上記コンピュータにより上記複数の画像のそれぞれ毎に求められた複数回分の距離情報に基づいて、上記仮軸芯と直交する断面での上記原木の輪郭を上記原木の長手方向の上記所定間隔毎に求める第5のステップとを有することを特徴とする原木の3次元形状測定方法。 - xyz座標空間において上記仮軸芯をz軸とした場合、上記撮像装置がy軸上の所定位置に設置されるとともに、2つの上記発光装置がyz平面からx軸方向に対して±θの角度を成す位置にそれぞれ配置されており、
上記第2のステップでは、上記撮像装置が、上記2つの発光装置から発せられた2つの線状光線が異なる場所に当たっている状態の原木を撮影し、
上記第3のステップでは、上記第2のステップで上記撮像装置により上記所定時間間隔毎に撮影された画像のそれぞれを上記z軸に平行な線を境界線として第1の領域と第2の領域とに等分し、あるタイミングで撮影された上記第1の領域の画像と、上記あるタイミングから上記原木が2θ回転したときに撮影された上記第2の領域の画像とを、何れか一方の画像を上記境界線を対称軸として線対称に反転させた状態で合成し、得られた合成画像上で上記線状光線が写っている箇所を特定し、その特定箇所の撮影画像上での位置を表す光線画像位置情報を検出することを特徴とする請求項6に記載の原木の3次元形状測定方法。
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