NO168271B - Anordning for optisk maaling av langstrakte gjenstander. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører anordning i samsvar med innledningen til krav 1, for optisk måling av langstrakte gjenstander.

Når formen på de langstrakte gjenstandene, eksempelvis bord, måles optisk, er det en vanskelighet som består i det geometriske fakta at formen på gjenstandene som skal måles er vesentlig forskjellig fra formen på bildeområdet (f.eks. kvadrat) til måleinstrumentet. Dersom hele gjenstanden som skal måles passer inn i bildeområdet, er den relative dimensjonene nøyaktigheten av dens bredde en grad lavere enn den relative dimensjonene nøyaktigheten av lengde-dimensjonen.

Det er gjort forsøk på å løse dette problemet, f.eks. slik at flere kameraer er passet inn i en linje i lengderetning for gjenstanden som skal måles. Ulemper ved denne løsningen er imidlertid det store antallet apparat som er nødvendig,samt vanskeligheten med å føye bildene sammen.

En annen tidligere kjent løsning er å avbilde gjenstanden som beveger seg i synsfeltet som flere etter-følgende bilder. En ulempe ved denne løsningen er igjen vanskeligheten med å gi et tilstrekkelig langt uforstyrret forløp for gjenstanden.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å fjerne ulempene som finnes i tidligere kjente løsninger og å frambringe en ny anordning for optisk måling av langstrakte gjenstander.

Oppfinnelsen er basert på at bildet blir fordreid ved hjelp av et speil eller en linse med en forskjellig kurve-radius i de forskjellige retningene slik at målekameraet "ser" lengde og breddedimensjonene av gjenstanden som skal måles som om de er av samme størrelse og skarpheten av bildet opprettholdes ved å bruke en spalteformet åpning i den optiske måledelen av kameraet.

Mer spesielt er anordningen i samsvar med oppfinnelsen karakterisert ved det som er angitt i den karakteriserende delen av krav 1.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås betraktelige fordeler. Slik kan også en lang gjenstand bli opptatt i bildeområdet for målekameraet. Videre kan, p.g.a forminskningen som finner sted ved hjelp av et speil, den relative dimensjonene nøyaktigheten gjøres like stor i bredderetningen for gjenstanden og i dens lengderetning (dvs. 1% av bredden og 1% av lengden selv om lengden er 10 ganger så stor som bredden).

Oppfinnelsen blir i det følgende nærmere beskrevet ved hjelp av en eksemplifiserende utførelsesform i samsvar med de vedlagte tegningene, der

fig. 1 viser delvis et skjematisk perspektivriss av anordningen i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser skjematisk i snitt sett fra siden en del av anordningen vist i fig. 1,

fig. 3 viser skjematisk i snitt sett ovenfra en del av anordningen vist i fig. 1,

fig. 4 viser en spalteskive som skal passes inn foran kameraet, sett forfra,

fig. 5 viser et bilde av gjenstanden som skal måles, redusert i lengderetning, i bildeplanet for kameraet,

fig. 6 viser en praktisk profil av speilflaten.

Som vist i fig. 1, omfatter anordningen i samsvar med oppfinnelsen et måleunderlag 2, til hvilket sagete stykker av tømmer 1 føres en etter en. Over måleunderlaget 2, er det innpasset et speil 5, som skal reflektere bilde av stykket 1 plassert på måleunderlaget 2 til den optiske delen 6 av kameraet 3. Kameraet 3, fortrinnsvis et videokamera, er forbundet med den bildebehandlende anordningen 4 for å omdanne bildeinformasjonen mottatt fra kameraet 3 til styredata, dvs. for optimalisering av sagingen. Den reduserte formen på stykket 1 kan ses fra en observasjons-monitor 8.

Den reflekterende flata av speilet 5 har forskjellig krumning i lengde og bredderetning slik at bildet av stykket 1 som reflekteres til den optiske delen 6 av kameraet 3 er redusert i lengderetning sammenliknet med bredderetning

(jfr. fig. 3 og 5). Dette er basert på at profilen av den reflekterende flata av speilet 5 i lengderetning av stykket 1 som skal måles, er konvekst mot stykket 1 som skal måles, mens profilen av den ref- lekterende flata i bredderetning av stykket 1 som skal måles er lineært. Dette forårsaker at lengden av stykket 1 som skal måles på bildeplanet av kameraet 3 er redusert slik at dens størrelsesorden blir lik bredden av stykket 1.

For å opprettholde nøyaktigheten av målingen, er en smal spalteformet åpning 7 inkludert i den optiske delen 6 av kameraet 3, hvis åpning i den eksemplifiserende utførelsesformen er plassert horisontalt og på tvers av lengderetningen 1 av stykket 1 som skal måles. Denne åpningen 7 er slik at komponentene av lysstrålene som avbilder lengden av stykket 1 som skal måles, kan passere gjennom den optiske delen 6 bare innen et område som tilsvarer bredden av åpningen 7. Derimot kan komponentene avlystrålene som avbilder bredden av stykket 1 passere gjennom den optiske delen 6 innen et område som tilsvarer hele lengden av åpningen 7.

Eksempelvis vil ved skjæring av trelast bordet 1 havne ved undersøkelsesstedet i tverrstilling og går derfra etter justering til kantfasen. Ved hjelp av det krumme speilet 5, dekker bildeområdet av målekameraet 3 hele bordet 1. Bildeområdet kan eksempelvis være 600 mm x 6000 mm, hvor kameraet 3 lager et videobilde som er 4/3 av dette, og dette bildet sees i monitor 8. Videosignalet som inneholder samme informasjon blir digitalisert og overført til kontroll-computeren, som analyserer formen av stykket ut fra bildet, optimaliserer sageposisjonen og gir tilstrekkelig data til justering.

Prinsippet for å opprettholde skarpheten av bildet er vist i fig. 2 og 3. I disse figurene er ut fra stykket 1 som skal måles, avbildingen av noen punkter gjennom speilet 5 på bildeplanet 9 av kameraet 3 illustrert. For klargjøring er et speil 5, krummet i bare en hovedretning brukt som eksempel. Slik vil speilet 5 være krummet i planet YZ og

lineært i planet XY.

Som vist i fig. 3 møter alle lystrålene som passerer planet XY den lineære speilflaten og er, i samsvar med kjente optikk-lover, avbildet på en skarp måte på bildeplanet, dvs. alle lysstrålene som kommer fra et punkt langs forskjellige ruter havner i det samme punktet, på bildeplanet 9. Fig. 3 viser strålene som kommer fra punktene Al og A2, og disse strålene passerer langs følgende ruter: punkt Al: Al, Pil, LII, Bl og Al, P12, L12, Bl;

punkt A2: A2, P21, L21, B2 og A2, P22, L22, B2.

Punktene A3 og A4" er avbildet på tilsvarende måte på bildeplanet 9.

I planet YZ vil, på grunn av krumningen av speilet 5, lystrålene som går langs forskjellige ruter ikke lenger møtes i bildeflata 9 på samme stedet, men punktene avbildes som linjer. Fig. 2 viser rutene for tre lystråler som kommer fra punkt Al eller A2: Al, Pli, Bl, som ender i det samme punktet som lyset avbildet i planet XY i fig. 3, så vel som rutene som passerer til siden: Al, P12, B13, og Al, P14, B14.

Ved å ved hjelp av spalteskiva 10 å hindre adkomsten av de sistnevnte strålene til bildeflata 9, kan hvert punkt A bringes til å avbildes i bare ett punkt B, slik at krumningen av speilet 5 ikke forringer skarpheten.

Under disse forholdene kan det sies at kameraet det dreier seg om prinsipielt er et kamera utstyrt med normal linse i X-retningen og et hullkamera i Y-retningen. På denne måten oppnås tilstrekkelig følsomhet til tross for hull-egenskapene.

Effekten av krumningsgraden av speilet 5 på differentieringskapasiteten er tilnærmet:

hvor R=høyden av spalten 7

HY= høyden av speilet 5 (sett fra kameraet 3) LPA= avstanden fra speilet 5 til gjenstanden LLA= avstanden fra linsa 6 til gjenstanden.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er det også mulig å frambringe løsninger som er forskjellig fra den eksemplifiserende utførelsesformen beskrevet ovenfor. Slik kan om nødvendig speilet være krummet i begge retninger, f.eks. konkavt i en retning og konvekst i den andre retningen, eller konvekst i begge retninger. Når små gjenstander måles, kan en tenke på å tilpasse speilet slik at det reflekterer bildet av stykket som skal måles i tverretningen, og videokameraet plassert på siden av måleunderlaget. I et slikt tilfelle, vil speilet være hensikts-messig f.eks. konkavt i en retning og lineært i den andre retningen. Hovedidéen i samsvar med oppfinnelsen omfatter også som en ekvivalent løsning at det istedenfor et speil benyttes en linse som f.eks. er konveks i en retning og konkav i retningen vinkelrett på denne retningen.

Claims (3)

1. Anordning for optisk måling av langstrakte gjenstander (1), idet anordningen omfatter et måleunderlag (2) eller liknende for gjenstanden (1) som skal måles, et kamera (3) eller liknende for avbilding av gjenstanden (1) som skal måles, bildebehandlingsanordning (4) forbundet med kameraet (3), for behandling av bildeinformasjon mottatt fra kameraet (3) til styredata, og et speil (5) plassert i en avstand fra planet for måleunderlaget (2) for reflektering av bildet av gjenstanden (1) plassert på måleunderlaget (2) til den optiske delen (6) av kameraet (3), hvor den reflekterende flata av speilet (5) har en krumning som er forskjellig i lengde- og bredderetning, slik at bildet av gjenstanden (1), reflektert til den optiske delen (6) av kameraet (3) er forminsket i lengderetning "i forhold til bredderetningen, og karakterisert ved at ei spalteskive (10) er plassert i den optiske delen (6) av speilet (5), og denne spalteskiva er utstyrt med en trang spalteformet åpning (7), som er tilpasset slik at komponenter av lysstrålen, som avbilder lengden av gjenstanden (1) som skal måles, kan passere gjennom den optiske delen (6) bare innenfor et område som tilsvarer bredden av åpningen (7), mens de komponentene av lysstrålen som avbilder bredden av gjenstanden (1) kan passere gjennom den optiske delen (6) innenfor et område som tilsvarer lengden av hele åpningen (7).

2. Anordning i samsvar med krav 1, der underlaget (2) ligger horisontalt, karakterisert ved at den spalteformete åpningen (7) er horisontal og på tvers av lengderetningen av gjenstanden (1) som skal måles.

3. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at spalteskiva (10) er tilpasset på utsiden av den optiske delen (6) av kameraet (3).