JPH0655142A - 木材選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】木材径の測定及び測定した木材径に基づく選別
作業を自動化する。 【構成】搬送された木材の断面を暗色を背景として撮像
する撮像手段１と、撮像手段１が撮像した画像に基づい
てａ〜ｄのステップを含む画像処理を実行する画像処理
手段２と、画像処理手段２から出力された木材径に応じ
て木材の搬送位置を切り換える搬送位置切換手段３と、
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、木材市場において入
荷した木材をその断面の直径に基づいて選別する木材選
別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材市場における各木材の価格は、木材
の種類及び木材の断面径（木材径）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、その木材径に応じて選別される。こ
の木材径に基づく木材の選別作業は、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径を物差しを
用いて手作業により測定していた。また、測定された木
材径をラベルプリンタにキー入力し、ラベルプリンタは
入力された木材径や予め設定された生産者コード等をラ
ベルに印刷する。ラベルプリンタが印刷したラベルを木
材に貼付した後、木材径を木材選別装置にキー入力す
る。木材選別装置は入力された木材径に基づいてその搬
送位置を切り換える。このようにして木材径毎に木材を
選別して搬送している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
木材選別装置においては、木材径の測定及びラベルプリ
ンタや木材選別装置に対する木材径の入力を手作業によ
り行うこととしているため、多大なマンパワーが必要と
なり、作業が煩雑になる問題があった。特に、木材径を
物差し等を用いて人手により計測する作業は、木材の樹
皮を除いた部分の最小径が木材径とされることからその
作業に熟練を要し、人件費の高騰を招く問題かあった。

【０００４】このような問題を解決するものとして従来
より搬送された木材の一方の側面から光を照射し、これ
に対向する側面において照射された光を受光することに
より、受光部における影部を木材径とする方法が提案さ
れているが、このような方法では樹皮を含めた直径が測
定されてしまうとともに、全ての方向について直径を測
定することができないために最小径を求めることができ
ない問題がある。

【０００５】この発明の目的は、搬送された木材の断面
を撮像した画像を画像処理することにより、木材の断面
において樹皮を除いた部分の最小径を木材径として容易
に測定することができるとともに、この測定結果を搬送
位置切換手段に入力することによって木材径に応じた搬
送位置の切換を自動的に行うことができるようにし、木
材の選別作業の無人化を実現できる木材選別装置に提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の木材選別装置
は図１に示すように、木材をその断面の直径に基づいて
選別する木材選別装置において、搬送された木材の断面
を暗色を背景として撮像する撮像手段１と、撮像手段が
撮像した画像に基づいて下記のａ〜ｄのステップを含む
画像処理手段２と、 ａ 撮像手段が撮像した画像を２値化するステップ ｂ ２値化された画像において白色の閉範囲を抽出する
ステップ ｃ 抽出された閉範囲の内最大面積の閉範囲の中心位置
を求めるステップ ｄ 前記最大面積の閉範囲の直径を前記中心位置から放
射状に計測し、その最小値を木材径として出力するステ
ップ 画像処理手段から出力された木材径に応じて木材の搬送
位置を切り換える搬送位置切換手段３と、を設けたこと
を特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明においては、撮像手段１が暗色を背景
として撮像した木材の断面画像が画像処理手段２に入力
される。画像処理手段２はａ〜ｄのステップを順次実行
し、木材の断面における最小径を木材径と搬送位置切換
手段３に出力する。このとき、木材の断面において木材
径としての測定の対象とならない樹皮部分は、その他の
部分よりも黒く、暗色の背景と略同化する。したがっ
て、樹皮部分は画像処理手段２の画像の２値化処理によ
って背景とともに黒部とされて直径の測定範囲から除か
れ、樹皮部分以外の部分が木材径として測定される。搬
送位置切換手段３は画像処理手段２から出力された木材
径に応じて木材の搬送位置を切り換える。したがって、
搬送された木材をその木材径に基づいて選別する作業が
自動的に実行される。

【０００８】

【実施例】図２は、この発明の実施例である木材選別装
置を示す平面図である。木材選別装置１１は、木材置場
から木材２１を一本ずつ分離して搬送する搬送ベルト１
２、搬送された木材の一端部を切断するカッタ１３、木
材２１の撮像位置への接近を検出する位置センサ１４、
木材２１の端面を撮像するＴＶカメラ１５、ＴＶカメラ
１５の撮像画像を画像処理する画像処理装置１６、画像
処理装置１６の出力に基づいて木材に貼付するラベルを
印字するラベルプリンタ１７、画像処理装置１６の出力
に基づいてアクチュエータ１９を動作させる選別機１
８、及び撮像位置を通過した木材２１を選別機１８に対
向する位置に搬送する選別用搬送ベルト２０によって構
成されている。木材２１は搬送ベルト１２により一本ず
つ分離して矢印Ａ方向に搬送される。搬送ベルト１２上
において矢印Ａ方向に搬送された木材２１はカッタ１３
に近接すると、図外の移動ローラを介して搬送方向に直
角にＴＶカメラ１５に近づけられる。次いで、カッタ１
３によりＴＶカメラ１５に対向する端面の一部が切断さ
れる。これによってＴＶカメラ１５は木材２１の汚損の
ない断面を撮像する。なお、ＴＶカメラ１５は暗色を背
景として木材の断面を撮像する。

【０００９】画像処理装置１６は位置センサ１４の検出
データにしたがってＴＶカメラ１５の撮像画像を取り込
み、後述する画像処理によって木材２１の木材径を測定
する。この測定結果がラベルプリンタ１７および選別機
１８に入力される。選別機１８は複数のアクチュエータ
１９を備えており、画像処理装置１６から入力された木
材径に応じて適当なアクチュエータ１９を駆動する。駆
動されたアクチュエータ１９は、選別用搬送ベルト２０
上を矢印Ｂ方向に移動する木材２１に当接し、木材２１
を所定の集積位置に導く。この選別機１８によるアクチ
ュエータ１９の駆動は、ＴＶカメラ１５により撮像され
た木材２１が駆動されるアクチュエータ１９に対向する
位置に達したタイミングで行われる。なお、木材２１が
ＴＶカメラ１５に対向する位置からアクチュエータ１９
に対向する位置に意図をするまでの間において、ラベル
プリンタ１７により印字されたラベルが、作業者により
木材２１に貼付される。従来より、このラベルの印字作
業は省略される場合がある。

【００１０】図３は、上記木材選別装置の構成を示すブ
ロック図である。ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３及びＧＲＡＭ
３４を備えたＣＰＵ３１には、インタフェース回路３５
〜４０を介してＴＶカメラ１５、位置センサ１４、ラン
プドライバ４０、キーコントローラ４１、アクチュエー
タドライバ４２およびラベルプリンタ１７が接続されて
いる。ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に予め書き込まれたプロ
グラムにしたがってこれら入出力機器を統括制御する。
この間に入出力されるデータがＲＡＭ３３の所定のメモ
リエリアに一時格納される。また、ＣＰＵ３１はＴＶカ
メラ１５の撮像した画像データを位置センサ１４の検出
データの入力タイミングにしたがってＧＲＡＭ３４に取
り込む。ランプドライバ４０にはランプ４１が接続され
ている。

【００１１】このランプ４１はＴＶカメラ１５の撮像位
置において木材２１の断面を照明する。キーコントロー
ラ４１にはキーボード４４が接続されている。このキー
ボード４４からはラベルプリンタ１７に供給される生産
者コード等のデータが入力される。アクチュエータドラ
イバ４２には複数のアクチュエータ１９が接続されてい
る。アクチュエータドライバ４２は選別機１８内に設け
られており、ＣＰＵ３１からインタフェース回路３９を
介して入力された駆動データにしたがってアクチュエー
タ１９を択一的に駆動する。

【００１２】図４は、上記木材選別装置の制御部の処理
手順を示すフローチャートである。

【００１３】木材選別装置１１のＣＰＵ３１は、電源が
投入されると、ランプドライバ４０に駆動データを出力
してランプ４３により木材２１の断面を照明するととも
に、位置センサ１４からの検出データの入力を待機する
（ｎ１）。位置センサ１４から検出データが入力される
と、ＴＶカメラ１５の撮像画像をＧＲＡＭ３４に取り込
む（ｎ２）。ＣＰＵ３１はＧＲＡＭ３４に取り込んだ画
像データの画像濃度について面積ヒストグラムを作成し
（ｎ３）、このヒストグラムに基づいて画像データを濃
度補正する（ｎ４）。すなわち、図５（Ａ）に示すよう
に入力されたＴＶカメラ１５の撮像画像のヒストグラム
が図６（Ａ）に示す状態に表れた場合、画像濃度の谷部
ｖが後述する２値化処理のしきい値ｔｈに一致するよう
に図６（Ｂ）の如く正規化される。このように画像濃度
を補正することにより外部環境の変化によってＴＶカメ
ラ１５の撮像画像の濃度が濃淡変化した場合であって
も、常に一定の濃度レベルで２値化画像を得ることがで
きる。なお、このｎ４，ｎ５の処理は２値化処理におけ
るしきい値を加減することによって置き換えることがで
きる。

【００１４】ＣＰＵ３１は濃度補正後の画像データを２
値化し（ｎ５）、２値化された画像データの白色の閉範
囲を抽出する（ｎ６）。すなわち、図５（Ｃ）に示す状
態で得られた２値化画像において白色で且つ閉じた領域
を抽出する。この抽出された白色の閉範囲のうちで最大
面積の閉範囲を選択し（ｎ７）、選択した閉範囲の内側
を白化、外側を黒化する（ｎ８）。この処理によって図
５（Ｄ）に示す画像データが得られ、木材の中心に位置
する暗部及びノイズ成分が画像データ上から除去され
る。

【００１５】この後、閉範囲の重心位置を算出し（ｎ
９）、この重心位置を通過する閉範囲の境界線までの距
離を放射上に測定する（ｎ１０）。ＣＰＵ３１はこの測
定結果の最小値を木材径としてラベルプリンタ１７に出
力し（ｎ１１）、この木材径に対応するアクチュエータ
１９の駆動データをアクチュエータドライバ４２に出力
する（ｎ１２）。

【００１６】以上のようにしてこの実施例によれば、Ｔ
Ｖカメラ１５が撮像した木材の断面を画像処理すること
により、木材選別に用いられる木材径を自動的に算出
し、この算出結果をラベルにプリントするとともに、こ
の算出結果に応じた駆動データをアクチュエータドライ
バ４２に出力することによって木材２１をその木材径に
応じた位置に選別して集積することができる。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、木材の断面を画像処
理することによって木材径を自動的に計測し、この計数
結果に応じて木材の搬送位置を自動的に切り換えること
ができ、木材径に基づく選別作業を自動化し、選別作業
の人件費を低廉に維持することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示す図である。

【図２】この発明の実施例である木材選別装置を示す平
面図である。

【図３】同木材選別装置の制御部の構成を示すブロック
図である。

【図４】同制御部の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】同木材選別装置における画像処理の各段階にお
ける画像データを示す図である。

【図６】同画像処理に用いられるＴＶカメラの撮像デー
タの画像濃度についてのヒストグラムを示す図である。

【符号の説明】

１１−木材選別装置 １５−ＴＶカメラ（撮像手段） １６−制御装置（画像処理手段） １８−選別機（搬送位置切換手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木材をその断面の直径に基づいて選別する
   木材選別装置において、 搬送された木材の断面を暗色を背景として撮像する撮像
   手段と、 撮像手段が撮像した画像に基づいて下記のａ〜ｄのステ
   ップを含む画像処理手段と、 ａ 撮像手段が撮像した画像を２値化するステップ ｂ ２値化された画像において白色の閉範囲を抽出する
   ステップ ｃ 抽出された閉範囲の内最大面積の閉範囲の中心位置
   を求めるステップ ｄ 前記最大面積の閉範囲の直径を前記中心位置から放
   射状に計測し、その最小値を木材径として出力するステ
   ップ 画像処理手段から出力された木材径に応じて木材の搬送
   位置を切り換える搬送位置切換手段と、 を設けたことを特徴とする木材選別装置。