JP4075824B2

JP4075824B2 - 木材寸法の計測方法

Info

Publication number: JP4075824B2
Application number: JP2004050797A
Authority: JP
Inventors: 克哉林; 昌太郎原野; 剛秀柴田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005241399A

Description

本発明は、木材寸法の計測、特に原木の寸法計測に好適な寸法計測方法に関する。

木材市場における各木材の価格は、木材の種類、及び、木材の寸法（木材径及び木材長）によって決定される。このため、木材市場に搬入された木材は種類別に分類されるとともに、その木材寸法に応じて選別される。この木材寸法に基づく木材の選別作業は、以前は、ベルトコンベア等の搬送装置により一本ずつ搬送される木材の断面径及び木材長を、物差し等を用いて手作業により計測していた。

そのため、多くの労力を必要とし、しかも、計測結果の正確性を期すことが難しく、選別作業における合理化と計測の正確性が求められていた。

このような要請のなかで、最近では、レーザ光等の光線を投光する投光器と前記光線を受光する受光器を、原木の直径を挟んで配置し、その原木の直径を計測する方法が知られている。

また、搬送されてきた木材の断面を撮像し、この撮像した画像に基づいて画像処理を行い、木材の断面を抽出し、この抽出した木材の断面における最小径を木材径とする方法が、特開平６−５５１４２号公報（特許文献１）に記載されている。
特開平６−５５１４２号公報

しかし、上記レーザ光等の光線を投光する投光器と前記光線を受光する受光器を原木の直径を挟んで配置し、その原木の直径を計測する方法は、例えば、樹皮の剥れ等があった場合に、樹皮の部分と原木部分とを区別できず、正確に直径を測ることができない。

また、上記特許文献１に記載された技術は、ＴＶカメラ等の撮像手段及び画像解析用の画像処理手段等の高額の装置が必要となり装置費が嵩み、また、画像処理のロジックが複雑化する。さらに、撮像する木材の断面が、予め切断された木材端部の断面であるため、計測された木材径をその原木の直径とすることの正確性に問題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、樹皮等の剥れがある場合でも正確な木材径を、任意の場所で測ることができ、さらに、設備費の増大を防止することが可能な木材寸法の計測方法を提供することを目的とする。

上記の課題は次の発明により解決される。
［１］略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサーを用い、木材をその径方向断面が前記距離センサー間を横切るよう、木材又は／及び距離センサーを相対移動させ、該木材が横切る際に、前記距離センサーにより計測される木材各部位との距離に基づいて、木材径を算出する木材寸法の計測方法であって、
前記距離センサーにより計測される連続する部位のそれぞれの位置で算出される木材厚さの差が、所定の値に満たない場合には、その部分は樹皮の部分であるとして、木材径を算出する際のデータから排除することを特徴とする木材寸法の計測方法。
［２］上記［１］において、さらに、略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサーを用い、木材をその長手方向断面が前記距離センサー間を横切るよう、木材又は／及び距離センサーを相対移動させ、該木材が横切る際に、前記距離センサーにより計測される木材各部位との距離に基づいて、木材長を算出することを特徴とする木材寸法の計測方法。

本発明によれば、樹皮等の剥れがある場合でも正確な木材径を、任意の場所で測ることができ、さらに、設備費の増大を防止することが可能な木材寸法の計測方法が提供される。

以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。

図１は、木材径を算出する方法の一例を説明するための図である。図１において、１ａ及び１ｂは略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサー、２ａは該距離センサー１ａ，１ｂからの計測データに基づき木材径を算出する算出装置、３は被計測物である木材、４は該木材３を搬送するベルトコンベアを示す。

木材３は、ベルトコンベア４上に、木材３の長手方向がベルトコンベア４の進行方向に対して略垂直となるように乗せられ、ベルトコンベア４の回転に伴って移動する。木材３が移動し、略直線上に対峙させて設けられた一対の距離センサー１ａ，１ｂの間を木材３が横切る際に、前記距離センサー１ａ，１ｂの木材３各部位との距離の計測データが算出装置２ａに送られる。この算出装置２ａでは、前記距離センサー１ａ，１ｂから送られてきた木材３各部位との距離の計測データに基づいて木材３の直径、つまり木材径を算出する。なお、前記算出装置２ａは、例えば、コンピュータ等を用いることができる。

ここで、前記算出装置２ａにおいては、距離センサー１ａによる木材３各部位との距離の計測データの変化量から、木材３断面の距離センサー１ａ側半面の形状を算出する。同様に、距離センサー１ｂによる木材３各部位との距離の計測データの変化量から、木材３断面の距離センサー１ｂ側半面の形状を算出する。

前記距離センサー１ａと１ｂとの相対距離、及び、前記距離センサー１ａ側半面の形状と距離センサー１ｂ側半面の形状とを前記算出装置２ａで合成することで、木材３の断面形状を算出することができ、これにより、木材３の木材径を算出できる。

前記木材径の算出においては、例えば、前記算出した木材３の断面形状から、その断面形状に最も合致する仮想円を計算により求め、その直径を木材径とする方法を用いることができる。また、前記算出した木材３の断面形状から、重心の位置を算出し、その重心を通る直径のうちで最短のものを木材径とする方法を用いることもできる。

前記距離センサー１ａ，１ｂの木材３長手方向の設置位置を調整することで、木材３の任意の位置での木材径を算出することができ、木材の選別で必要とする位置における木材径を正確に測定することが可能となる。なお、前記１対の距離センサー１ａ，１ｂは、木材３の搬送方向に対して垂直方向に対向させて設ける場合に限られず、木材３の搬送方向に対して斜めに角度を持たせて略直線上に対峙させることもできる。距離センサー１ａ，１ｂの設置位置は、図示しないベルトコンベアの補機等の位置により適宜選択され得る。

本実施形態においては、木材３を搬送しながら木材径の計測が可能であるので、例えば、木材選別作業等の能率を損なうことなく木材径の計測が可能となる。

以下、木材３に樹皮等の剥れがある場合の木材径の算出方法の一例を説明する。

図２に、樹皮の剥れた木材を計測した場合の、前記算出装置２ａで合成した木材３の断面形状の算出結果の一例を示す。図２の黒丸で示す間隔で前記距離センサー１ａ及び１ｂにより木材の各部位との距離が計測され、図２の１点鎖線で示す木材形状が算出される。

ここで、前記距離センサー１ａ及び１ｂの相対位置はわかっているので、各測定間隔での木材厚さの算出は可能である。樹皮の剥がれがある場合、その樹皮部分の木材厚さは、図２の点ａ１−ａ２間，ｂ１−ｂ２間，ｃ１−ｃ２間に示すように、ほぼ等しい厚さ（樹皮厚さ）で計測される。それに対し、木材部分の厚さは、点ｄ１−ｄ２間〜ｎ１−ｎ２間に示すように円周上の点間距離として予測される増減として計測される。この場合、直前に測定した点での厚さ、例えば、点ａ１−ａ２間の厚さと、今回測定した点での厚さ、例えば、点ｂ１−ｂ２間の厚さとの差が円周上の点間距離として予測される厚さの差より少ない場合には、その部分は樹皮の部分であるとして、木材径を算出する際のデータから排除する。これにより、樹皮の剥がれがある場合でも正確な木材径の算出が可能となる。

なお、上記実施形態では、木材３をベルトコンベヤ４で移動させながら、固定設置した一対の距離センサー１ａ，１ｂの間を横切らせる場合について説明したが、木材３を停止させた状態で、距離センサー１ａ，１ｂを動かし、木材３の径方向断面が前記距離センサー１ａ，１ｂ間を横切るようにしてもよい。さらに、木材３及び一対の距離センサー１ａ，１ｂを共に動かし、木材３の径方向断面が前記距離センサー１ａ，１ｂ間を横切るようにしてもよい。

図３は、木材長を算出する方法の一例を説明するための図である。図１において、１ｃ及び１ｄは略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサー、２ｂは該距離センサー１ｃ，１ｄからの計測データに基づき木材長を算出する算出装置、３は被計測物である木材、４は該木材３を搬送するベルトコンベアを示す。

木材３は、ベルトコンベア４上に、木材３の長手方向がベルトコンベア４の進行方向に対して略垂直となるように乗せられ、ベルトコンベア４の回転に伴って移動する。木材３が移動し、略直線上に対峙させて設けられた一対の距離センサー１ｃ，１ｄの間を木材３が横切る際に、前記距離センサー１ｃ，１ｄの木材３断面各部位との距離の計測データが算出装置２ｂに送られる。この算出装置２ｂでは、前記距離センサー１ｃ，１ｄから送られてきた木材３断面各部位との距離の計測データに基づいて木材３の長さ、つまり木材長を算出する。なお、前記算出装置２ｂは、図１で説明した算出装置２ａと同様に、例えば、コンピュータ等を用いることができる。

また、前記距離センサー１ｃ，１ｄで木材３断面各部位との距離を計測する場合、距離センサーの測定ポイントが、木材３断面の略中心を通るように計測することが好ましい。計測ポイントも多くとることができ、より正確なデータとなるからである。

ここで、前記算出装置２ｂにおいては、距離センサー１ｃと１ｄの相対距離、距離センサー１ｃと木材３断面各部位との距離の計測データ、及び、距離センサー１ｄと木材３断面各部位との距離の計測データから木材長を算出する。つまり、固定設置された既知の距離センサー１ｃと１ｄの相対距離から、距離センサー１ｃと木材３断面各部位との距離及び距離センサー１ｄと木材３断面各部位との距離を差し引くことで木材長が算出できる。

なお、前記、距離センサー１ｃに対面する木材３の断面又は距離センサー１ｄに対面する木材３の断面が、木材３の長手方向に対し斜めに切断されている場合には、前記算出された木材長は一定とはならず、ばらついた値となるが、この場合には、算出された木材長の最小の値を木材３の木材長とする。木材３として、有効に活用できるのは、最小の長さとなるからである。

本実施形態においては、前記距離センサー１ａ，１ｂのみを設置して木材径のみを算出してもよく、また、前記距離センサー１ｃ，１ｄのみを設置して木材長のみを算出するようにしてもよいが、前記距離センサー１ａ，１ｂ及び距離センサー１ｃ，１ｄのそれぞれを設置して、木材径及び木材長を同時に算出することで、木材の選別に必要な情報を短時間で計測することが可能となる。なお、この場合、前記算出装置２ａ及び２ｂは、同一の装置とすることができる。

また、木材径及び木材長を同時に算出する場合でも、２対の距離センサーと算出装置があれば算出可能であり、設備費の増大を防止することが可能となる。

本発明方法に係る、木材径を算出する方法の一例を説明するための図である。本発明方法に係る、樹皮の剥れた木材を計測した場合の算出装置で合成した木材の断面形状の算出結果の一例を示す図である。本発明方法に係る、木材長を算出する方法の一例を説明するための図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ距離センサー
２ａ，２ｂ算出装置
３木材
４ベルトコンベア

Claims

略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサーを用い、木材をその径方向断面が前記距離センサー間を横切るよう、木材又は／及び距離センサーを相対移動させ、該木材が横切る際に、前記距離センサーにより計測される木材各部位との距離に基づいて、木材径を算出する木材寸法の計測方法であって、
前記距離センサーにより計測される連続する部位のそれぞれの位置で算出される木材厚さの差が、所定の値に満たない場合には、その部分は樹皮の部分であるとして、木材径を算出する際のデータから排除することを特徴とする木材寸法の計測方法。
さらに、略直線上に対峙させて設けた一対の距離センサーを用い、木材をその長手方向断面が前記距離センサー間を横切るよう、木材又は／及び距離センサーを相対移動させ、該木材が横切る際に、前記距離センサーにより計測される木材各部位との距離に基づいて、木材長を算出することを特徴とする請求項１に記載の木材寸法の計測方法。