JP2023148921A - 材積推定システム及び材積推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】丸太の材積の推定を簡便に精度高く行う方法を提供する。【解決手段】算出制御部１０４は、複数の丸太の一端側において各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する。繰り返し制御部１０５は、各丸太の他端側で処理を繰り返す。関連付け制御部１０６は、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太の一方の木口円の中心点の三次元座標と、当該基準丸太の他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを用いて、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける。推定制御部１０７は、各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径と、関連付けられた他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とに基づいて、各丸太毎の材積を推定する。【選択図】図１

Description

本発明は、材積推定システム及び材積推定方法に関する。

森や林から丸太（木材、立木等）が伐採され、複数の丸太が収集された場合、収集された複数の丸太の価値は、その材積（体積、実積）で評価される。そのため、複数の丸太の体積（実積）を精度高く算出することは、丸太の価値を見極める上で極めて重要である。

従来から、丸太の評価方法に関する技術は存在する。例えば、特表２０１７－５２７０５７号公報（特許文献１）には、丸太の積載物（丸太積載物）を走査するための丸太走査システムであって、丸太積載物におけるそれぞれの個々の丸太は、少なくとも１つの丸太端面上に一意の丸太ＩＤデータを含むＩＤ要素を備える丸太走査システムが開示されている。このシステムは、丸太積載物の積載物端面上での操作者による自由形式の走査のためのハンドヘルドスキャナユニットであり、スキャナユニットと、データプロセッサ（複数を含む）とを備える。スキャナユニットは、積載物端面走査の間、積載物端面の一連の深度画像をキャプチャするように構成される深度センサーと、積載物端面走査の間、積載物端面の一連のテクスチャ画像をキャプチャするように構成されるテクスチャセンサとを備える。データプロセッサは、走査からキャプチャされた一連の深度画像及びテクスチャ画像を受信し、深度画像を積載物端面のデータモデルに融合し、データモデルを処理することにより、積載物端面において視認され得る個々の丸太の丸太端部境界を決定する。又、このデータプロセッサは、走査された積載物端面において視認され得る任意のＩＤ要素を識別及び復号化し、丸太積載物における個々の丸太に対する個々の丸太ＩＤデータを抽出するために、テクスチャ画像を処理し、決定された丸太端部境界及び抽出された丸太ＩＤデータに基づいて、丸太積載物を表す出力データを生成するように構成される。これにより、丸太の山もしくは丸太積載物における個々の丸太を識別、測定及び／もしくは計数することが容易になるとしている。

特表２０１７－５２７０５７号公報

国によって丸太の評価方法は、多種多様に存在するものの、日本では、例えば、日本農林規格（ＪＡＳ）に基づく評価方法により算出されている。ＪＡＳに基づく評価方法では、具体的には、丸太の末口（丸太の小端部、丸太の細い方の小口、丸太の先端に近い端部）の直径と丸太全体の長さとを測定し、末口の直径を二乗した値に丸太全体の長さを乗算した値を算出し、この値を丸太の材積として推定している。この評価方法を末口二乗法とも称する。

このような評価方法では、丸太評価者が、メジャー等を用いて、積載された複数の丸太の一つ一つを手作業で丸太の両端の木口（丸太Ｌの材軸に直角な断面）と丸太全体の長さとを測定して、小さい木口を末口として丸太の材積を算出するため、非常に時間と手間が掛かるという課題がある。例えば、木材運搬トラックに積載された複数の丸太を一人の丸太評価者が評価する場合、数日を要することもある。一方で、丸太評価者が手作業で行えば、人的ミスも発生する可能性もあり、算出した材積の精度にもバラつきが生じ、材積の精度にも限界があるという課題がある。

特許文献１に記載の技術では、深度センサーとテクスチャセンサとを組み合わせることで、丸太の端部境界を決定して丸太ＩＤを抽出し、丸太積載物の出力データを生成するが、丸太の材積を具体的に算出する方法が不明である。

又、近年、丸太の一端部を画像で撮影することで、丸太の一端部の直径を測定することが出来るソフトウェアも登場してきているが、画像だけによる寸法測定では、その精度に限界があるという課題がある。又、複数の丸太が積載されている場合、全ての丸太が撮影された画像を取得する必要があり、画像の繋ぎ合わせが困難であったり、寸法精度が悪化したりするという課題がある。

一方、近年、レーザースキャナーやカメラ付き携帯端末装置の普及により、点群の三次元座標と二次元撮影画像とを並行して取得することで、リアルタイムに対象物を確認しながら対象物の所定点を三次元測量することが出来るようになってきている。このようなレーザースキャナーやカメラ付き携帯端末装置を活用することで、丸太の材積の推定を簡便に、且つ、精度高く行うことが出来る可能性がある。

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、丸太の材積の推定を簡便に、且つ、精度高く行うことが可能な材積推定システム及び材積推定方法を提供することを目的とする。

本発明に係る材積推定システムは、三次元レーザースキャナーとカメラとが同等の方向を向いて付属された携帯端末装置を備えた材積推定システムであって、第一の取得制御部と、第二の取得制御部と、変換制御部と、算出制御部と、繰り返し制御部と、関連付け制御部と、推定制御部と、を備える。第一の取得制御部は、前記三次元レーザースキャナーによって、複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を取得する。第二の取得制御部は、前記カメラによって、前記複数の丸太の一端側における二次元撮影画像を取得する。変換制御部は、前記取得された複数の丸太の一端側における点群の三次元座標の三次元座標系を、前記二次元撮影画像のカメラ座標系に対応付けることで、前記複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を二次元座標に変換する。算出制御部は、前記変換された複数の丸太の一端側における点群の二次元座標のうち、各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する。繰り返し制御部は、前記複数の丸太の他端側における点群の三次元座標の取得と、二次元撮影画像の取得と、点群の二次元座標の変換と、各丸太毎の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径との算出とを繰り返す。関連付け制御部は、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太の一方の木口円の中心点の三次元座標と、当該基準丸太の他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを用いて、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける。推定制御部は、各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径と、当該一方の木口円に関連付けられた他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とに基づいて、各丸太毎の材積を推定する。

本発明に係る材積推定方法は、三次元レーザースキャナーとカメラとが同等の方向を向いて付属された携帯端末装置を備えた材積推定システムの材積推定方法であって、第一の取得制御工程と、第二の取得制御工程と、変換制御工程と、算出制御工程と、繰り返し制御工程と、関連付け制御工程と、推定制御工程と、を備える。材積推定方法の各制御工程は、材積推定システムの各制御部に対応する。

本発明によれば、丸太の材積の推定を簡便に、且つ、精度高く行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係る材積推定システムの一例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る材積推定方法の実行手順を示すためのフローチャートである。 スキャン開始画面とＲＴＫ受信機の一例を示す図（図３Ａ）と、丸太評価者が三次元レーザースキャナーとカメラとを複数の丸太の一端側に向けて処理している場合の一例を示す図（図３Ｂ）と、である。 点群の三次元座標の三次元座標系と、二次元撮影画像のカメラ座標系との関係を示す場合の一例を示す図である。 二次元撮影画像から各丸太毎の一方の木口の画像を検出する場合の一例を示す図（図５Ａ）と、丸太の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に円をあてはめる場合の一例を示す図（図５Ｂ）と、である。 各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に円をあてはめる場合の一例を示す図（図６Ａ）と、丸太評価者が三次元レーザースキャナーとカメラとを複数の丸太の他端側に向けて処理している場合の一例を示す図（図６Ｂ）と、である。 二次元撮影画像から各丸太毎の他方の木口の画像を検出する場合の一例を示す図（図７Ａ）と、各丸太毎の他方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に円をあてはめる場合の一例を示す図（図７Ｂ）と、である。 一方の木口円の中心点の三次元座標と他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを作成する場合の一例を示す図（図８Ａ）と、基準ベクトルを用いて、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける場合の一例を示す図（図８Ｂ）と、である。 関連付けた一方の木口円と他方の木口円との一組に識別番号を付与する場合の一例を示す図（図９Ａ）と、リストの一例を示す図（図９Ｂ）と、である。 実施例におけるスキャン開始画面の一例を示す図（図１０Ａ）と、実施例における三次元レーザースキャナーとカメラとにより取得された複数の丸太の一端側の点群と二次元撮影画像の一例を示す図（図１０Ｂ）と、である。 実施例における各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に円をあてはめる場合の一例を示す図（図１１Ａ）と、実施例における三次元レーザースキャナーとカメラとにより取得された複数の丸太の他端側の点群と二次元撮影画像の一例を示す図（図１１Ｂ）と、である。 実施例における各丸太毎の他方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に円をあてはめる場合の一例を示す図（図１２Ａ）と、実施例における各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円の一例を示す図（図１２Ｂ）と、である。 実施例における一方の木口円の中心点の三次元座標と他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを作成する場合の一例を示す図（図１３Ａ）と、実施例において基準ベクトルを用いて各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける場合の一例を示す図（図１３Ｂ）と、である。 実際の現場における所定数の丸太が積載された場所の一例を示す図（１４Ａ）と、実施例において実際の現場における各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付けた場合の一例を示す図（図１４Ｂ）と、である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明に係る材積推定システム１は、図１に示すように、携帯端末装置１０と、三次元レーザースキャナー１１と、カメラ１２と、位置通信装置１３とから基本的に構成される。ここで、図１では、三次元レーザースキャナー１１と、カメラ１２と、位置通信装置１３とは、携帯端末装置１０に付属（内蔵）の形態であるが、各部が別体としてそれぞれ携帯端末装置１０に接続された形態であっても構わない。

ここで、携帯端末装置１０は、画面を表示する表示部と、ユーザの操作により所定の指示キーの入力を受け付ける受付部（入力部）と、データを記憶させる記憶部と、各部を制御する制御部と、データを出力する出力部と、通信部と、を備えている。携帯端末装置１０は、例えば、タブレット型端末装置、携帯用のノートパソコン、タッチパネル付きの携帯端末装置（スマートフォン）等を挙げることが出来る。

又、三次元レーザースキャナー１１は、レーザー照射部と、散乱光検出部と、点群算出部と、を備える。ここで、レーザー照射部は、対象物にパルス状のレーザーを発光する。散乱光検出部は、対象物に照射したレーザーに対する散乱光を検出する。点群算出部は、検出された散乱光に基づいて、三次元レーザースキャナー１０から対象物までの距離や対象物の表面における散乱光が散乱した位置の点群の三次元データを算出する。三次元レーザースキャナー１０は、例えば、Ｌｉｄａｒ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサーを挙げることが出来る。三次元レーザースキャナー１１で取得される点群の三次元座標（位置情報）は、複数の三次元位置情報の集合体である。

又、カメラ１２は、可視光カメラを基本とし、デジタル写真を撮影することが出来れば、どのような種類のカメラでも良い。又、位置通信装置１３は、携帯端末装置１０の世界座標系の三次元座標を取得することが出来れば、どのような種類の位置通信装置１３でも良いが、例えば、ＧＰＳ受信装置（１周波ＧＮＳＳ受信機）や２周波マルチＧＮＳＳ受信機を挙げることが出来る。

ここで、三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とは同等の方向を向いて携帯端末装置１０に付属されている。そのため、三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とを所定の対象物に向けると、三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とが同一の計測対象領域に対する三次元点群データと二次元画像の撮影画像とを得ることが出来る。

さて、携帯端末装置１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等を内蔵しており、ＣＰＵは、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用し、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等に記憶されているプログラムを実行する。又、後述する各部についても、ＣＰＵがプログラムを実行することで当該各部を実現する。

次に、図１－図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。先ず、丸太評価者が、携帯端末装置１０を携帯して、複数の丸太Ｌが積載（はい積み）された場所に訪れ、携帯端末装置１０を起動させる。そして、丸太評価者は、携帯端末装置１０の三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とを、複数の丸太Ｌの長手方向の両端側のうち、一端側Ｌａ（複数の丸太Ｌの長手方向の一方の領域）へ向けて、携帯端末装置１０に測定キーを入力する。

すると、携帯端末装置１０の第一の取得制御部１０１は、スキャン開始画面を携帯端末装置１０（表示部）に表示させる。スキャン開始画面３００は、図３Ａに示すように、三次元レーザースキャナー１１によるスキャンを開始する旨のメッセージ３０１（「スキャンの開始」）と、データを保存するための保存名を入力するためのメッセージ３０２（「保存名」）と、保存名の入力欄３０３と、三次元レーザースキャナー１１による点群の取得を自動的に行うためのオートキー３０４と、三次元レーザースキャナー１１による点群の取得をシャッターの選択により行うためのマニュアルキー３０５とが表示される。ここで、オートキー３０４と、マニュアルキー３０５とは、いずれかが選択される。

丸太評価者は、例えば、入力欄３０３に保存名（「ａａａ」）を入力し、オートキー３０４を選択すると、第一の取得制御部１０１が、保存名（「ａａａ」）の入力とオートキー３０４の選択を受け付け、三次元レーザースキャナー１１によって、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標を取得する（図２：Ｓ１０１）。

ここで、第一の取得制御部１０１の取得方法に特に限定は無い。例えば、丸太評価者は、図３Ｂに示すように、三次元レーザースキャナー１１のレーザー照射部を複数の丸太Ｌの一端側Ｌａに向けると、第一の取得制御部１０１は、三次元レーザースキャナー１１のレーザーを照射する。照射されたレーザーは、三次元レーザースキャナー１１に対向する複数の丸太Ｌの一端側Ｌａの一部で反射して散乱光として散乱する。そして、三次元レーザースキャナー１１の散乱光検出部は、散乱光を検出し、三次元レーザースキャナー１１の点群算出部は、散乱光が散乱した位置の点群の三次元座標を取得する。

ここで、点群の三次元座標は、散乱光が三次元レーザースキャナー１１に戻ってきた位置の点を含み、散乱光が三次元レーザースキャナー１１に戻ってこなかった位置の点は含まれない。又、点群のうち、任意の点Ｐ１の三次元座標（ｘｐ１、ｙｐ１、ｚｐ１）は、携帯端末装置１０の位置を基準（原点）とした端末座標系で表現される。

さて、第一の取得制御部１０１が点群の三次元座標を取得すると、次に、携帯端末装置１０の第二の取得制御部１０２は、カメラ１２によって、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける二次元撮影画像Ｉａを取得する（図２：Ｓ１０２）。

ここで、第二の取得制御部１０２の取得方法に特に限定は無い。例えば、丸太評価者は、図３Ｂに示すように、カメラ１２を複数の丸太Ｌの一端側Ｌａに向けているため、第二の取得制御部１０２は、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａを撮影して、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａを示した二次元画像の撮影画像Ｉを取得する。

ここで、三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とは同等の方向を向いているため、三次元レーザースキャナー１１により取得された点群の三次元座標は、カメラ１２により取得された二次元撮影画像Ｉａに含まれる複数の丸太Ｌの一端側Ｌａの一部に対応することになる。

尚、丸太評価者が、マニュアルキー３０５を選択した場合は、シャッターキーを選択することで、第一の取得制御部１０１が、三次元レーザースキャナー１１によって、点群の三次元座標を取得し、第二の取得制御部１０２が、カメラ１２によって、二次元撮影画像を取得することになる。そのため、この場合は、丸太評価者が、取得のタイミングを調整することが出来る。

さて、第二の取得制御部１０２が二次元撮影画像を取得すると、次に、携帯端末装置１０の変換制御部１０３は、取得された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標の三次元座標系を、二次元撮影画像Ｉａのカメラ座標系に対応付けることで、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標を二次元座標に変換する（図２：Ｓ１０３）。

ここで、変換制御部１０３の変換方法に特に限定は無い。例えば、変換制御部１０３は、先ず、携帯端末装置１０に付属の位置通信装置１３で取得した地理座標系の携帯端末装置１０の三次元座標を取得し、その携帯端末装置１０の三次元座標を用いて、端末座標系の点群の三次元座標を、地理座標系の点群の三次元座標に変換する。具体的には、変換制御部１０３は、図３Ｂに示すように、携帯端末装置１０に付属（内蔵）の位置通信装置１３を介して、携帯端末装置１０の現地点Ｐ０における地理座標系の三次元座標（ｘｐ０、ｙｐ０、ｚｐ０）を取得する。次に、変換制御部１０３は、端末座標系の点群の任意の点Ｐ１の三次元座標（ｘｐ１、ｙｐ１、ｚｐ１）から、携帯端末装置１０の現地点Ｐ０における地理座標系の三次元座標（ｘｐ０、ｙｐ０、ｚｐ０）を減算して、その減算値（ｘｐ１－ｘｐ０、ｙｐ１－ｙｐ０、ｚｐ１－ｚｐ０）を、地理座標系を基準とした点群の任意の点Ｐ２の三次元座標（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）として算出する。つまり、変換制御部１０３は、端末座標系の点群の各点の三次元座標の基準点を、携帯端末装置１０の現地点Ｐ０の基準点から地理座標系の基準点に変更することで、端末座標系の点群の各点の三次元座標を地理座標系の点群の各点の三次元座標に変換する。これにより、携帯端末装置１０の現地点Ｐ０を基準とする端末座標系の三次元座標を、地理座標系の三次元座標（一般的なデータ）として取り扱うことが可能となる。

ここで、位置通信装置１３に特に限定は無いが、例えば、図３Ａに示すように、位置通信装置１３が、携帯端末装置１０に付属のＧＰＳ受信装置（１周波ＧＮＳＳ受信機）である場合、変換制御部１０３が取得する携帯端末装置１０の現地点Ｐ０における地理座標系の三次元座標（ｘｐ０、ｙｐ０、ｚｐ０）の精度（測定限界）は、一般的に、１０ｍ程度になる。一方、携帯端末装置１０にＲＴＫ受信機４０を取り付けて、位置通信装置１３が、ＲＴＫ受信機４０の２周波マルチＧＮＳＳ受信機である場合は、第一の変換制御部１０４が取得する携帯端末装置１０の現地点Ｐ０における地理座標系の三次元座標（ｘｐ０、ｙｐ０、ｚｐ０）の精度は、数ｃｍ程度になり、極めて向上する。この場合、変換される複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける地理座標系の三次元座標の精度も向上するため、材積の推定結果の精度を向上させることが出来る。

次に、変換制御部１０３は、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標の地理座標系を、二次元撮影画像Ｉａのカメラ座標系に対応付ける。ここで、図４に示すように、地理座標系での複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の任意の点Ｐ２の三次元座標（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）と、カメラ座標系での二次元撮影画像Ｉａ内に示された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける対応点Ｑ２の二次元座標（ｖｑ２、ｕｑ２）とは、三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２の撮影位置や姿勢情報、カメラ１２の焦点距離ｆ、キャリブレーションマトリックスなどの変換情報に基づいて対応付けることが出来る。

地理座標系は、地理座標における特定の点を原点として、横軸をｘ軸とし、縦軸をｙとし、奥行軸（視野軸）をｚ軸とする。ｚ軸は、ここでは、三次元レーザースキャナー１１から複数の丸太Ｌの一端側Ｌａに向かった方向の軸を意味する。又、カメラ座標系は、二次元撮影画像Ｉａにおける所定の点を原点として、横軸をｖ軸とし、縦軸をｕ軸とする。そして、二次元撮影画像Ｉａは、カメラ１２の中心から複数の丸太Ｌの一端側Ｌａに向かってｚ軸方向に焦点距離ｆだけ離れた位置で、ｚ軸に対して垂直に位置する。ここで、ｘ軸方向は、例えば、地理座標系の横方向（左右方向）であり、ｚ軸方向は、地理座標系の奥行方向（前後方向）であり、ｙ軸方向は、地理座標系の上下方向（垂直方向）である。

変換制御部１０３は、変換情報を用いて、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の各点Ｐ２の三次元座標（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）の地理座標系を、二次元撮影画像Ｉａのカメラ座標系に対応付けることで、地理座標系における点群の各点Ｐ２の三次元座標（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）を、カメラ座標系における点群の各点Ｑ２の二次元座標（ｖｑ２、ｕｑ２）に変換する。これにより、点群の三次元座標をカメラ座標系の二次元座標で取り扱うことが可能となる。

さて、変換制御部１０３が三次元座標を二次元座標に変換すると、次に、携帯端末装置１０の算出制御部１０４は、変換された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の二次元座標のうち、各丸太Ｌ毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太Ｌ毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太Ｌ毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する（図２：Ｓ１０４）。

ここで、算出制御部１０４の算出方法に特に限定は無い。例えば、算出制御部１０４は、図５Ａに示すように、基準となる丸太Ｌの基準木口画像５００を用いて、二次元撮影画像Ｉａのうち、丸太Ｌの木口画像５０１を検出する。丸太Ｌの木口画像５０１の検出方法に特に限定は無いが、例えば、人工知能５０２を活用することが出来る。人工知能５０２とは、学習用の基準画像の特徴量（数値データ、パラメータ等）に基づいて、入力された入力画像の特徴量が基準画像の特徴量に同一又は近似する場合に、入力画像を基準画像として分類し、検出するツールであり、いわば、分類器として機能する。人工知能５０２は、例えば、機械学習や深層学習を採用しても良いし、サポートベクターマシーン、ニューラルネットワーク等を採用しても良い。

本発明では、図５Ａに示すように、人工知能５０２に、検出対象となる丸太Ｌの基準木口画像５００を教師データとして予め入力しておくことで、人工知能５０２が、基準木口画像５００の特徴量を抽出し、その特徴量を学習する。そして、算出制御部１０４が、二次元撮影画像Ｉａを人工知能５０２に入力すると、人工知能５０２によって二次元撮影画像Ｉａの内部の所定の対象画像から、対象画像の特徴量を抽出し、抽出した対象画像の特徴量が、学習させた基準木口画像５００の特徴量に一致又は近似する場合、対象画像を丸太Ｌの木口画像５０１として分類して検出する。一方、対象画像の特徴量が基準木口画像５００の特徴量に一致又は近似しない場合、何ら物体を検出しない。ここで、算出制御部１０４は、二次元撮影画像Ｉａの内部における対象画像のサイズを適宜変更することで、どんなサイズの丸太Ｌの木口画像５０２であっても検出することが出来る。

尚、丸太Ｌの木口画像５０１の検出方法は、人工知能５０２の活用の他に、単純に、二次元撮影画像Ｉａの内部の所定の対象画像と基準木口画像５００とを比較することで、丸太Ｌの木口画像５０１を検出する方法を採用しても構わない。

さて、算出制御部１０４が、丸太Ｌの木口画像５０１を検出すると、図５Ｂに示すように、検出した丸太Ｌの木口画像５０１のうち、第一の木口画像５０１ａを選択し、選択した第一の木口画像５０１ａの周辺に存在する点群の二次元座標を配置させ、配置させた点群の二次元座標を抽出する。点群の二次元座標の抽出方法に特に限定は無いが、例えば、算出制御部１０４は、第一の木口画像５０１ａの内部に存在する（第一の木口画像５０１ａと重なり合った）点群の二次元座標を、一方の木口における点群の二次元座標として抽出する。これにより、一方の木口を構成する点群のみを抽出することが出来る。算出制御部１０４は、このような処理を、検出した全ての丸太Ｌの木口画像５０１について行うことで、各丸太Ｌ毎の一方の木口画像５０１内に含まれる点群の二次元座標を、各丸太Ｌ毎の一方の木口における点群の二次元座標として抽出することが出来る。

尚、算出制御部１０４は、第一の木口画像５０１ａの内部に存在する点群の二次元座標のみを抽出する必要は無く、第一の木口画像５０１ａに関係する点群の二次元座標を抽出出来れば、どのような抽出方法でも構わない。

さて、算出制御部１０４が点群の二次元座標を抽出すると、次に、抽出した丸太Ｌの一方の木口における点群の二次元座標にあてはめた円を、丸太Ｌの一方の木口を示す木口円として算出する。

ここで、算出制御部１０４の算出方法に特に限定は無い。例えば、算出制御部１０４は、図５Ｂに示すように、抽出された丸太Ｌの一方の木口における点群の二次元座標のうち、一方の木口の画像の境界付近に存在する点群の二次元座標に、円の式をあてはめる（フィッティングする）ことで、点群の二次元座標にあてはめることが可能な円Ｃａ１を見つけ出す。そして、算出制御部１０４は、見つけ出した円Ｃａ１を、丸太Ｌの一方の木口を示す木口円Ｃａ１として算出する。

一方の木口の画像の境界付近に存在する点群の二次元座標に特に限定は無いが、例えば、一方の木口画像５０１内に含まれる点群のうち、最も外側に存在する点群の二次元座標を挙げることが出来る。あてはめる方法に特に限定は無いが、例えば、点群の二次元座標に対して円の最小二乗法を適用する方法を挙げることが出来る。

そして、算出制御部１０４は、木口円Ｃａ１を算出すると、上述した変換情報を用いて、算出した丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１における中心点ＯＣａ１の二次元座標（ｖｃａ１、ｕｃａ１）のカメラ座標系を、三次元座標の地理座標系に対応付けることで、カメラ座標系における中心点ＯＣａ０の二次元座標（ｖｃａ１、ｕｃａ１）を、地理座標系における中心点ＯＣａ０の三次元座標（ｘｃａ１、ｙｃａ１、ｚｃａ１）に変換する。又、算出制御部１０４は、算出した丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１から、その直径ＲＣａ１を算出する。これにより、丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１における中心点ＯＣａ１の三次元座標（ｘｃａ１、ｙｃａ１、ｚｃａ１）と直径ＲＣａ１とを算出することが出来る。算出制御部１０４は、このような処理を、抽出された全ての丸太Ｌの一方の木口における点群の二次元座標について行うことで、図６Ａに示すように、二次元撮影画像Ｉａの丸太Ｌの木口画像５０１から、各丸太Ｌ毎の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、を算出し、各丸太Ｌ毎の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、における中心点ＯＣａ１、ＯＣａ２、、、の三次元座標と、各丸太Ｌ毎の一方の木口Ｃａ１、Ｃａ２、、、の直径ＲＣａ１、ＲＣａ２、、、とを算出することが出来る。

尚、算出制御部１０４が、各丸太Ｌ毎の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、を算出すると、算出した各丸太Ｌ毎の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、を二次元撮影画像Ｉａの丸太Ｌの木口画像５０１に重ねて表示させることで、丸太評価者に一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、のサイズや位置を知らせるようにしても構わない。

さて、算出制御部１０４が中心点の三次元座標と直径とを算出すると、携帯端末装置１０の繰り返し制御部１０５は、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標の取得と、二次元撮影画像の取得と、点群の二次元座標の変換と、各丸太毎の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径との算出とを繰り返す（図２：Ｓ１０５）。

ここで、繰り返し制御部１０５の繰り返し方法に特に限定は無い。例えば、繰り返し制御部１０５は、丸太Ｌの他方の木口について処理を行ったか否かを判定する（図２：Ｓ１０５）。

判定の結果、現時点では、丸太Ｌの一方の木口について処理が完了しており、他方の木口について処理は行われていない。そのため、繰り返し制御部１０５は、丸太Ｌの他方の木口について処理を行っていないと判定し（図２：Ｓ１０５ＮＯ）、例えば、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂをスキャンする旨のメッセージを携帯端末装置１０（表示部）に表示させる。これにより、丸太評価者に複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂのスキャンを促すことが可能となる。

ここで、丸太評価者は、携帯端末装置１０を携帯して、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂに周り込んで、図６Ｂに示すように、携帯端末装置１０の三次元レーザースキャナー１１とカメラ１２とを、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂへ向ける。すると、第一の取得制御部１０１は、三次元レーザースキャナー１１によって、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標を取得する（図２：Ｓ１０１）。続いて、第二の取得制御部１０２は、カメラ１２によって、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける二次元撮影画像Ｉｂを取得する（図２：Ｓ１０２）。

次に、変換制御部１０３は、取得された複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標の三次元座標系を、二次元撮影画像Ｉのカメラ座標系に対応付けることで、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標を二次元座標に変換する（図２：Ｓ１０３）。又、算出制御部１０４は、変換された複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の二次元座標のうち、各丸太Ｌ毎の他方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太Ｌ毎の他方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太Ｌ毎の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する（図２：Ｓ１０４）。

ここで、算出制御部１０４は、図７Ａに示すように、二次元撮影画像Ｉｂのうち、丸太Ｌの木口画像７００を検出し、各丸太Ｌ毎の木口画像７００の周辺に存在する点群の二次元座標を、各丸太Ｌ毎の他方の木口における点群の二次元座標として抽出する。そして、算出制御部１０４は、図７Ｂに示すように、抽出された各丸太Ｌ毎の他方の木口における点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太Ｌ毎の他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、として算出し、算出した各丸太毎の他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、における中心点ＯＣｂ１、ＯＣｂ２、、、の三次元座標と直径ＲＣｂ１、ＲＣｂ２、、、とを算出する。そして、繰り返し制御部１０５は、丸太Ｌの他方の木口について処理を行ったか否かを判定する（図２：Ｓ１０５）。

判定の結果、現時点では、丸太Ｌの他方の木口について処理が完了しているため、繰り返し制御部１０５は、丸太Ｌの他方の木口について処理を行っていると判定する（図２：Ｓ１０５ＹＥＳ）。

さて、繰り返し制御部１０５が繰り返しを完了すると、携帯端末装置１０の関連付け制御部１０６は、各丸太Ｌ毎の一方の木口円と他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太Ｌの一方の木口円の中心点の三次元座標と、当該基準丸太Ｌの他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを用いて、各丸太Ｌ毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける（図２：Ｓ１０６）。

ここで、関連付け制御部１０６の関連付け方法に特に限定は無い。例えば、関連付け制御部１０６は、複数の丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、と他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、とを選択可能に表示させる。丸太評価者は、複数の丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、と他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、とのうち、一本の丸太Ｌの両端に対応すると考えられる手前側の第一の一方の木口円Ｃａ１と手前側の第一の他方の木口円Ｃｂ１とをそれぞれ選択すると、関連付け制御部１０６は、基準となる丸太Ｌの一方の木口と他方の木口との選択を確定する旨のメッセージ（例えば、「径級の両端合わせをしますか？」）を表示させる。そこで、丸太評価者は、ＯＫキーを選択すると、関連付け制御部１０６は、選択された第一の一方の木口円Ｃａ１と第一の他方の木口円Ｃｂ１とを両端部とする丸太Ｌを基準丸太Ｌとし、基準丸太Ｌの第一の一方の木口円Ｃａ１における中心点ＯＣａ１の三次元座標と、基準丸太Ｌの第一の他方の木口円Ｃｂ１における中心点ＯＣｂ１の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルＶを作成する。ここで、基準ベクトルＶの始点を第一の一方の木口円Ｃａ１における中心点ＯＣａ１とし、基準ベクトルＶの終点を第一の他方の木口円Ｃｂ１における中心点ＯＣｂ１とする。

尚、丸太評価者が、第一の一方の木口円Ｃａ１と第一の他方の木口円Ｃｂ１とをそれぞれ選択して、キャンセルキーを選択すると、第一の一方の木口円Ｃａ１と第一の他方の木口円Ｃｂ１との選択が解除され、丸太評価者が、再度、任意の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、と他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、とを選択することが可能となる。

さて、基準ベクトルＶが作成されると、関連付け制御部１０６は、第二の一方の木口円Ｃａ２を選択する。関連付け制御部１０６の選択方法に特に限定は無いが、例えば、関連付け制御部１０６は、第一の一方の木口円Ｃａ１に最も近接する第二の一方の木口円Ｃａ２を選択する。そして、関連付け制御部１０６は、選択された第二の一方の木口円Ｃａ２における中心点ＯＣａ２に、基準ベクトルＶの始点を合せるように、基準ベクトルＶを平行移動させる。そして、関連付け制御部１０６は、平行移動した基準ベクトルＶの終点又は基準ベクトルＶの終点から延長した延長線が含まれる第二の他方の木口円Ｃｂ２を、第二の一方の木口円Ｃａ２と関連付ける。ここでは、平行移動した基準ベクトルＶの終点は、第一の他方の木口円Ｃｂ１に近接する第二の他方の木口円Ｃｂ２に含まれるため、第二の一方の木口円Ｃａ２と第二の他方の木口円Ｃｂ２とが関連付けられる。

ここで、一方の木口のサイズ（直径）と他方の木口のサイズ（直径）とは、多少異なるものの、複数の丸太Ｌが積載されている場合は、各丸太Ｌ毎の材軸は、相互にほぼ平行に配置される。そのため、一本の丸太Ｌを基準丸太Ｌにして、その基準丸太Ｌで作成される基準ベクトルＶは、各丸太Ｌ毎の材軸に方向にほぼ一致することから、基準ベクトルＶを使うことで、複数の一方の木口円と複数の他方の木口円とが存在したとしても、特定の一方の木口円に対応する他方の木口円を一義的に関連付けることが可能となる。

そして、関連付け制御部１０６は、このような処理を、存在する全ての一方の木口円と他方の木口円とについて行うことで、複数の丸太Ｌの一方の木口円のそれぞれと、複数の丸太Ｌの他方の木口円のそれぞれとを関連付けることが出来る。

ここで、関連付け制御部１０６は、基準ベクトルＶの一方の木口円と他方の木口円と、一度関連付けた一方の木口円と他方の木口円とを、関連付け対象から除外する。例えば、第二の一方の木口円Ｃａ２と第二の他方の木口円Ｃｂ２とを関連付けた後は、関連付け制御部１０６は、第一と第二の一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２以外の一方の木口円と、第一と第二の他方の木口円とを関連付け対象にする。これにより、一度関連付けた一方の木口円と他方の木口円とが再度重複して関連付けられることを防止することが出来る。

さて、関連付け制御部１０６が関連付けを完了すると、携帯端末装置１０の推定制御部１０７は、関連付けられた丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１、Ｃａ２、、、における中心点ＯＣａ１、ＯＣａ２、、、の三次元座標と直径ＲＣａ１、ＲＣａ２、、、と、他方の木口円Ｃｂ１、Ｃｂ２、、、における中心点ＯＣｂ１、ＯＣｂ２、、、の三次元座標と直径ＲＣｂ１、ＲＣｂ２、、、とに基づいて、各丸太Ｌ毎の材積を推定する（図２：Ｓ１０７）。

ここで、推定制御部１０７の推定方法に特に限定は無い。例えば、推定制御部１０７は、図９Ａに示すように、関連付けた一方の木口円と他方の木口円との一組に識別情報（識別番号）を付与する。例えば、推定制御部１０７は、基準ベクトルＶとなった第一の一方の木口円Ｃａ１と第一の他方の木口円Ｃｂ１との一組に第一の識別番号（「１」）を付与し、次に関連付けた第二の一方の木口円Ｃａ２と第二の他方の木口円Ｃｂ２との一組に第二の識別番号（「２」）を付与する。推定制御部１０７は、このような処理を、関連付けた全ての一方の木口円と他方の木口円との一組について識別番号を順番に付与することで、一方の木口円と他方の木口円との一組の数に対応する丸太Ｌの数を簡単に把握することが可能となる。ここでは、８つの一組が存在するため、それぞれの一組に対して第一の識別番号（「１」）から第八の識別番号（「８」）までの識別番号が付与される。

次に、推定制御部１０７は、特定の識別番号（例えば、「１」）が付与された特定の一組に対応する特定の丸太Ｌの一方の木口円Ｃａ１と他方の木口円Ｃｂ１とにおいて、一方の木口円Ｃａ１の直径ＲＣａ１と、他方の木口円Ｃｂ１の直径ＲＣｂ１とを比較して、小さい直径を特定の丸太Ｌの末口（丸太の小端部）の直径として選択する。尚、推定制御部１０７は、大きい直径をと特定の丸太Ｌの元口（丸太の大端部）の直径とする。又、推定制御部１０７は、一方の木口円Ｃａ１における中心点ＯＣａ１の三次元座標と他方の木口円Ｃｂ１における中心点ＯＣｂ１の三次元座標との距離を特定の丸太Ｌの長さとして算出する。そして、推定制御部１０７は、特定の丸太Ｌの末口の直径を二乗した値に、特定の丸太Ｌの長さを乗算した値を算出し、この値を特定の丸太Ｌの材積として推定する。推定制御部１０７は、このような処理を、識別番号が付与された全ての一組の一方の木口円と他方の木口円とについて、丸太Ｌの材積を算出して推定することで、各丸太Ｌ毎の材積を推定することが出来る。

ここで、推定制御部１０７の各丸太Ｌ毎の材積の出力方法に特に限定は無いが、例えば、推定制御部１０７は、保存名（「ａａａ」）に対してリスト（例えば、木材検収一覧）を作成し、当該作成したリストに、識別番号の順番に、識別番号の元口の直径と末口の直径と丸太の長さと丸太の材積とを関連付けて記憶させる。リスト９００には、図９Ｂに示すように、識別番号９０１と、元口の直径９０２と、末口の直径９０３と、丸太の長さ９０４と、丸太の材積９０５とが記憶されている。推定制御部１０７は、この保存名（「ａａａ」）のリストを携帯端末装置１０（表示部）に表示させる。これにより、丸太評価者は、複数の丸太Ｌの材積を簡便に確認することが可能となる。

このように、本発明では、複数の丸太Ｌの両端側Ｌａ、Ｌｂをそれぞれスキャンすることで、各丸太Ｌ毎の材積を簡便に推定することが可能となる。又、本発明では、丸太Ｌの木口に関係する木口円を用いて、丸太Ｌの材積を算出しているものの、本発明による材積の値と、従来の方法による材積の値とを比較すると、本発明による材積の値の誤差は、従来の方法による材積の値に対して５％以下であった。従って、本発明では、従来の方法に近い材積の値を推定することが可能であり、丸太Ｌの材積を精度高く推定することが可能となる。

さて、本発明に係る実施例について説明する。図１－図２に示す材積推定システム１及び材積推定方法を携帯端末装置１０に具現化し、複数の丸太Ｌについて各丸太Ｌ毎の材積を推定した。先ず、丸太評価者は、携帯端末装置１０を起動すると、携帯端末装置１０は、カメラ１２での二次元撮影画像Ｉを表示するとともに、二次元撮影画像Ｉの右上に設けられ、三次元レーザースキャナー１１で取得した点群の三次元座標を表示する小型ウィンドウＷを表示する。現時点では、点群の三次元座標が取得されていないため、小型ウィンドウＷには何も表示されない。又、携帯端末装置１０は、図１０Ａに示すように、スキャン開始画面１０００を表示する。スキャン開始画面１０００には、所定のメッセージ１００１と、保存名の入力欄１００２と、オートキー１００３と、マニュアルキー１００４と、キャンセルキー１００５とが表示される。

丸太評価者は、所定の保存名を入力欄１００２にキーボードキーで入力し、オートキー１００３を選択すると、携帯端末装置１０は、図１０Ｂに示すように、三次元レーザースキャナー１１によって、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標を取得するとともに、カメラ１２によって、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける二次元撮影画像Ｉａを取得する。ここで、三次元レーザースキャナー１１によって取得された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群は小型ウィンドウＷに表示される。

次に、携帯端末装置１０は、取得された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標の三次元座標系を、二次元撮影画像Ｉａのカメラ座標系に対応付けることで、複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の三次元座標を二次元座標に変換する。

そして、携帯端末装置１０は、変換された複数の丸太Ｌの一端側Ｌａにおける点群の二次元座標のうち、各丸太Ｌ毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太Ｌ毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する。

ここで、携帯端末装置１０は、図１１Ａに示すように、二次元撮影画像Ｉａの複数の丸太Ｌの上に、算出した木口円Ｃａ１、、、を表示させるが、特定の色（例えば、赤色）で表示させる。これにより、丸太評価者は、木口円Ｃａ１、、、が算出されたことを確認することが出来る。

さて、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂについて処理は行われていないため、携帯端末装置１０は、丸太Ｌの他方の木口について処理を行っていないと判定する。丸太評価者は、携帯端末装置１０を携帯して、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂに周り込むと、携帯端末装置１０は、図１１Ｂに示すように、三次元レーザースキャナー１１によって、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標を取得するとともに、カメラ１２によって、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける二次元撮影画像Ｉｂを取得する。ここでも、三次元レーザースキャナー１１によって取得された複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群は小型ウィンドウＷに表示される。

そして、携帯端末装置１０は、取得された複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標の三次元座標系を、二次元撮影画像Ｉｂのカメラ座標系に対応付けることで、複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の三次元座標を二次元座標に変換する。

次に、携帯端末装置１０は、変換された複数の丸太Ｌの他端側Ｌｂにおける点群の二次元座標のうち、各丸太Ｌ毎の他方の木口の画像内に含まれる点群の二次元座標にあてはめた円を、丸太Ｌの他方の木口を示す木口円として算出し、算出した丸太の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する。

ここで、携帯端末装置１０は、図１２Ａに示すように、二次元撮影画像Ｉｂの複数の丸太Ｌの上に、算出した木口円Ｃｂ１、、、を表示させるが、一方の木口円の色（赤色）と異なる他方の木口円の色（例えば、青色）で表示させる。これにより、丸太評価者は、一方の木口円と他方の木口円とを見分けることが可能となる。

さて、丸太Ｌの他方の木口について処理が完了すると、携帯端末装置１０は、図１２Ｂに示すように、複数の丸太Ｌの一方の木口円と、複数の丸太Ｌの他方の木口円とを選択可能に表示させる。ここでは、複数の丸太Ｌの一方の木口円と、複数の丸太Ｌの他方の木口円とには、それぞれの直径と、順次付与された識別番号とが表示される。

次に、丸太評価者は、複数の丸太Ｌの一方の木口円と、複数の丸太Ｌの他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太Ｌの一方の木口円と他方の木口円の中心点とを選択すると、携帯端末装置１０は、図１３Ａに示すように、選択された一方の木口円の中心点の三次元座標と他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルＶを作成する。そして、携帯端末装置１０は、図１３Ｂに示すように、基準ベクトルＶを用いて、複数の丸太Ｌの一方の木口円のそれぞれと、複数の丸太Ｌの他方の木口円のそれぞれとを関連付ける。

そして、携帯端末装置１０は、関連付けられた丸太Ｌの一方の木口円における中心点の三次元座標と直径と、他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とに基づいて、各丸太Ｌ毎の材積を推定する。

さて、実施例を用いて、従来法と本発明とを比較した。丸太評価者は、具体的には、実際の現場において、図１４Ａに示すように、所定数（例えば、１０６本）の丸太Ｌが積載された場所へ行って、これらの丸太Ｌの材積を従来法により算出するとともに、本発明により算出し、両者の結果を比較した。従来法により算出した所定数の各丸太Ｌ毎の材積を合計した合計値は、２２，１０７ｍ^３であった。一方、本発明により算出した所定数の各丸太Ｌ毎の材積を合計した合計値は、２２，６１１ｍ^３であった。従来法に対する本発明の誤差を算出すると、｛（２２６１１／２２，１０７）－１｝×１００＝２．３％となり、本発明の結果が、従来法の結果に極めて近いことが分かった。これにより、本発明では、丸太の材積の推定を簡便に、且つ、精度高く行うことが可能となることが分かった。

尚、本発明の実施形態では、携帯端末装置１０が各制御部を備えるよう構成したが、当該各部を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、プログラムを装置に読み出させ、当該装置が各制御部を実現する。その場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。さらに、各制御部が実行する工程をハードディスクに記憶させる方法として提供することも可能である。

以上のように、本発明に係る材積推定システム及び材積推定方法は、計測分野、測量分野、土木分野、建築分野等、丸太の材積に関係するあらゆる分野に有用であり、丸太の材積の推定を簡便に、且つ、精度高く行うことが可能な材積推定システム及び材積推定方法として有効である。

１ 材積推定システム
１０ 携帯端末装置
１１ 三次元レーザースキャナー
１２ カメラ
１３ 位置通信装置
１０１ 第一の取得制御部
１０２ 第二の取得制御部
１０３ 変換制御部
１０４ 算出制御部
１０５ 繰り返し制御部
１０６ 関連付け制御部
１０７ 推定制御部

Claims (4)

1. 三次元レーザースキャナーとカメラとが同等の方向を向いて付属された携帯端末装置を備えた材積推定システムであって、
   前記三次元レーザースキャナーによって、複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を取得する第一の取得制御部と、
   前記カメラによって、前記複数の丸太の一端側における二次元撮影画像を取得する第二の取得制御部と、
   前記取得された複数の丸太の一端側における点群の三次元座標系を、前記二次元撮影画像のカメラ座標系に対応付けることで、前記複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を二次元座標に変換する変換制御部と、
   前記変換された複数の丸太の一端側における点群の二次元座標のうち、各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する算出制御部と、
   前記複数の丸太の他端側における点群の三次元座標の取得と、二次元撮影画像の取得と、点群の二次元座標の変換と、各丸太毎の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径との算出とを繰り返す繰り返し制御部と、
   各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太の一方の木口円の中心点の三次元座標と、当該基準丸太の他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを用いて、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける関連付け制御部と、
   各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径と、当該一方の木口円に関連付けられた他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とに基づいて、各丸太毎の材積を推定する推定制御部と、
   を備える材積推定システム。
2. 前記算出制御部は、基準となる丸太の基準木口画像を用いて、前記二次元撮影画像のうち、各丸太毎の一方の木口の画像を検出し、前記変換された複数の丸太の一端側における点群の二次元座標のうち、前記検出した各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標に、円をあてはめることで、あてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出する、
   請求項１に記載の材積推定システム。
3. 前記関連付け制御部は、前記基準丸太の第一の一方の木口円における中心点を前記基準ベクトルの始点とし、前記基準丸太の第一の他方の木口円における中心点を前記基準ベクトルの終点とし、第二の一方の木口円を選択し、前記選択された第二の一方の木口円における中心点に、前記基準ベクトルの始点を合せるように、前記基準ベクトルを平行移動させ、前記平行移動した基準ベクトルの終点又は前記基準ベクトルの終点から延長した延長線が含まれる第二の他方の木口円を、前記第二の一方の木口円と関連付ける、
   請求項１に記載の材積推定システム。
4. 三次元レーザースキャナーとカメラとが同等の方向を向いて付属された携帯端末装置を備えた材積推定システムの材積推定方法であって、
   前記三次元レーザースキャナーによって、複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を取得する第一の取得制御工程と、
   前記カメラによって、前記複数の丸太の一端側における二次元撮影画像を取得する第二の取得制御工程と、
   前記取得された複数の丸太の一端側における点群の三次元座標の三次元座標系を、前記二次元撮影画像のカメラ座標系に対応付けることで、前記複数の丸太の一端側における点群の三次元座標を二次元座標に変換する変換制御工程と、
   前記変換された複数の丸太の一端側における点群の二次元座標のうち、各丸太毎の一方の木口の画像に関係する点群の二次元座標にあてはめた円を、各丸太毎の一方の木口を示す木口円として算出し、当該算出した各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径とを算出する算出制御工程と、
   前記複数の丸太の他端側における点群の三次元座標の取得と、二次元撮影画像の取得と、点群の二次元座標の変換と、各丸太毎の他方の木口円における中心点の三次元座標と直径との算出とを繰り返す繰り返し制御工程と、
   各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とのうち、基準となる基準丸太の一方の木口円の中心点の三次元座標と、当該基準丸太の他方の木口円の中心点の三次元座標とを結ぶ基準ベクトルを用いて、各丸太毎の一方の木口円と他方の木口円とを関連付ける関連付け制御工程と、
   各丸太毎の一方の木口円における中心点の三次元座標と直径と、当該一方の木口円に関連付けられた他方の木口円における中心点の三次元座標と直径とに基づいて、各丸太毎の材積を推定する推定制御工程と、
   を備える材積推定方法。