SK500392021A3 - Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu - Google Patents

Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu Download PDF

Info

Publication number
SK500392021A3
SK500392021A3 SK500392021A SK500392021A SK500392021A3 SK 500392021 A3 SK500392021 A3 SK 500392021A3 SK 500392021 A SK500392021 A SK 500392021A SK 500392021 A SK500392021 A SK 500392021A SK 500392021 A3 SK500392021 A3 SK 500392021A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
log
model
points
scanning
volume
Prior art date
Application number
SK500392021A
Other languages
English (en)
Inventor
Ing. MA Halm Lukáš
Original Assignee
VALASAHA Group, a. s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VALASAHA Group, a. s. filed Critical VALASAHA Group, a. s.
Priority to SK500392021A priority Critical patent/SK500392021A3/sk
Priority to PCT/SK2021/050012 priority patent/WO2023287365A1/en
Publication of SK500392021A3 publication Critical patent/SK500392021A3/sk

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/08Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0035Measuring of dimensions of trees
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/60Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10028Range image; Depth image; 3D point clouds
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30161Wood; Lumber

Abstract

Vynález sa týka spôsobu stanovenia vonkajších parametrov drevenej guľatiny (dĺžka, priemer čiel, stredový priemer, objem, tvar) na sklade drevenej guľatiny v procese prebierky. Parametre sa stanovujú pomocou dostupných smart zariadení (12) ako tabletov/smartfónov s LiDAR – laserovým skenerom, doplneným o 3D hĺbkové skenovacie zariadenie (13) s technológiou duálnych IR kamier a navrhnutého softvéru. Vynález opisuje postup skenovania súboru (10) guľatiny uloženého na podložkách (11) a spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu. Objem drevenej guľatiny je zisťovaný na základe detailnejšieho skenovania čiel guľatiny a automatického dopočítania štandardizovanej dĺžky guľatiny. V druhej alternatíve je objem zisťovaný z kompletného skenu guľatiny, kedy je zisťovaný priemer v niekoľkých rezoch guľatiny kolmých na jej pozdĺžnu os. Všetky získané parametre sú odosielané do centrálnej databázy (24), z ktorej možno priamo na mieste pomocou prenosnej tlačiarne (25) vytlačiť list so všetkými získanými údajmi. Vynález je určený hlavne na rýchle a presné stanovenie objemu guľatiny s možnosťou uchovania 3D modelu skenovanej guľatiny. Výsledkom procesu je vytvorená unikátna digitálna stopa drevenej guľatiny.

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka lýchleho stanovenia vonkajších parametrov drevenej guľatiny (dĺžka, priemer tenšieho konca, priemer hrubšieho konca, stredový priemer, objem, tvar, dĺžka) na sklade guľatiny v procese jej prebierky pri dodávateľsko-odberateľských vzťahoch obchodu s drevom. Vynález umožňuje stanovenie uvedených parametrov drevenej guľatiny bez použitia manuálnych meracích zariadení (meracie pásmo, priemerka). Parametre sú stanovené pomocou dostupných smart zariadení ako tabletov/smartfónov s LiDAR laserovým skenerom, doplneným o skenovacie zariadenie (3D hĺbkový skener s technológiou duálnych IR kamier) a softvéru s implementovanou metodikou spracovania trojdimenzionálneho obrazu drevenej guľatiny.
Doterajší stav techniky
Drevená guľatina je časť stromov, ktorá sa má použiť na výrobu výrobkov z dreva ako je rezivo vo forme dosák a hranolov, dyha, preglejka, drevotriesková doska a iné. V dnešnom konkurenčnom prostredí je dôležité aby stanovovanie objemu guľatiny bolo presné a poskytovalo kvalitný základ pre odhad výnosov. Dôležitým faktorom je aj jednoduchosť stanovenia objemu guľatiny z hľadiska užívateľov.
Pri predaji drevenej guľatiny je nutné vytvoriť záznam o každom kuse, kde sú uvedené jeho vonkajšie parametre (rozmery a objem), druh dreviny, prípadne lokalita ťažby. Pre merame rozmerov a zisťovanie objemu guľatiny sa vo svete využíva niekoľko štandardizovaných metód. Veľké množstvo metód vnáša do medzinárodného obchodu s drevom zmätok, pri ktorom vznikajú nezrovnalosti v zisťovaní objemu guľatiny. Pre slovenských obchod s drevom je odporúčané využívať normu STN EN 1309-2 Guľatina a rezivo. Metóda merania rozmerov. Časť 2: Guľatina. Požiadavky na pravidlá merania a výpočet objemu.
Pravidlá výpočtu objemu guľatiny sa pokúšajú odhadnúť celkový objem dreva bez zohľadnenia predpokladanej formy následného spracovania guľatiny (ale existujú výnimky). Použitím rôznych výpočtových metód vznikajú významné rozdiely v stanovení objemu guľatiny. Väčšina výpočtov vychádza z predpokladu, že kmeň zodpovedá geometrickému tvaru valca, kužeľa alebo paraboloidu a kmeň má kruhový priemer. Dĺžka guľatiny je udaná ako menovitá hodnota a nie zaokrúhlená hodnota. To spôsobuje ďalšie nepresnosti pri stanovení objemu guľatiny, pretože v niektoiých prípadoch má tvar guľatiny značné odchýlky od ideálneho geometrického tvaru.
Na výpočet objemu guľatiny, ako základného parametra pri obchodovaní guľatiny, je potrebné získať jej parametre (koncové a stredový priemer a jej dĺžku). Tieto rozmery sa najčastejšie merajú manuálne pomocou lesníckej pricmcrky a pásma, čo je veľmi časovo a personálne náročné a merame do veľkej miery závisí od osoby, ktorá meranie uskutočňuje.
Proces získavania potrebných parametrov je možné urýchliť použitím digitálnych prístrojov, ktoré odosielajú rozmery do špeciálnej aplikácie na smartfóne. To však výrazne nezrýchľuje celý proces, ani neznižuje nároky na personál, ale znižuje sa riziko chyby pomocou automatizácie prenosu údajov pri meraní.
Tieto skutočnosti v praxi prinášajú veľké množstvo problémov, ktoré je možné eliminovať stanovením objemu guľatiny modernými digitálnymi metódami. Dnes sú vyvíjané najrôznejšie digitálne systémy na zisťovanie rozmerov drevenej guľatiny, najčastejšie založené na technológii obrazového a laserového snímania. Tieto skenery sú lýchle, presné a dokážu vytvoriť vďaka trojrozmernej rekonštrukcii obrazu snímaného objektu počítačový model, s ktoiým možno ďalej pracovať, napríklad zisťovať rozmery, objem, tvar a v obmedzenej miere aj povrchové chyby drevenej guľatiny. Tieto skenery sú väčšinou veľké stacionárne prístroje, ktoré pomocou sústavy kamier a laserových meracích systémov hodnotia vonkajšie parametre guľatiny. Zariadenia tohto typu sú bežne komerčne dostupné. Väčšina týchto zariadenia sú opísané v patentových prihláškach. Napríklad v patentových prihláškach US 6219585 a US 6463402. Zariadenia tohto typu sú skôr určené pre veľké a stredné drevospracovateľské závody, kde sú používané hlavne pre optimalizáciu porežú guľatiny.
Na lýchle a efektívne zisťovanie vonkajších parametrov guľatiny dreva, pri dodávateľsko- odberateľských vzťahoch j e alternatívou riešenie podľa vynálezu opísaného v prihláške CL2009000088A1. Tento produkt je veľká brána vybavená skenovacím zariadením, ktorá skenuje celý náklad umiestený na nákladnom automobile, prípadne vlaku. Hlavnou výhodou tohto zariadenia je lýchle zistenie väčšieho objemu guľatiny naraz. Nevýhodou je menšia presnosť zisťovaní objemu vnútorných vrstiev.
Všetky tieto zariadenia majú nevýhodu vo svojich veľkých rozmeroch, čo nedovoľuje zisťovať objem guľatiny in situ kdekoľvek na skladoch.
Tieto problémy rieši napríklad systém opísaný v patentovej prihláške US 10590222. Tento systém obsahuje meraciu jednotku využívajúcu technológiu stereo-videnia umiestnenú na vozidle. Táto sústava krúženia okolo uloženej guľatiny naskenuje kompletný priestorový model guľatiny. Výsledný model sa ďalej počítačovo spracuje pre zistenie objemu. Opísaná metóda má veľké nároky na priestor okolo uloženej guľatiny, preto ju nie je možné realizovať kdekoľvek.
SK 50039-2021 A3
Problém s lepšou mobilitou zariadenia rieši systém opísaný v patentovej prihláške US 10503943. Je to prenosné, mčné zariadenie pre skenovanie guľatiny in situ. Obsahuje ručnú skenovaciu jednotku so stereo kamerami pre snímanie hĺbky a textúry čelných plôch guľatiny. Ďalšou časťou je opasok s batériou, jednotkou pre spracovanie dát a mobilný telefón zobrazujúci aktuálnu skenovaciu oblasť. Zariadenie je tiež navrhnuté na čítame QR kódu, pre registráciu jednotlivých kusov guľatiny. Nevýhodou tohto zariadenia j e menšia kompaktnosť, vďaka tomu, že sa skladá z viaceíých častí prepojených káblom. Zariadenie rovnako neobsahuje žiadnu vnútornú pamäť ani operačný systém, preto získané dáta spracováva v externom zariadení. Ďalšou nevýhodou tohto riešenia je určovanie objemu guľatiny len pomocou naskenovaných čiel a dopočítania dĺžky, čo znižuje celkovú presnosť.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené navrhnutým metodologickým postupom pre stanovenie vonkajších parametrov drevenej guľatiny s pomocou na trhu bežne dostupného zariadenia. Tým je prenosné smart zariadenie (tablet alebo mobilný telefón) obsahujúci technológiu LiDAR skenera s pripojeným skenovacím zariadením (STRUCTURE senzor MARK II). Vynález je určený hlavne na presné a lýchle zistenie objemu dreva pri dodávateľsko-odberateľských vzťahoch obchodu s drevom.
Určovanie objemu dreva sa vykonáva vždy pri kontrole, resp. prebierke guľatiny pred nakládkou kamiónov, lodných kontajnerov, železničných vagónov prípadne iných typov dopravných prostriedkov. Celkový objem suroviny je podstatný pre výslednú cenu a hmotnosť nákladu. Obchodné spoločnosti a kontrolné orgány kladú dôraz na čoraz väčšiu presnosť zisťovania objemu a hmotnosti guľatiny. Preto je pre zvýšenie presnosti skenovania guľatiny technológia IR skenera kombinovaná s kamerovým systémom prenosného zariadenia obsahujúci technológiu LiDAR laserového skenera.
Na realizovanie spôsobu je potrebné prenosné smart zariadenie s LiDAR laserovým skenerom, zadným kamerovým systémom, operačným systémom. K nemu je pripojené skenovacie zariadenie. Toto skenovacie zariadenie obsahuje vysoko kvalitnú inerciálnu meraciu jednotku (IMU) obsahujúcu gyroskopy a akcelerometre, ktorá zabezpečuje sledovanie polohy senzora v priestore. Skenovacie zariadenie (13) skenuje na báze hĺbkového IR skenovania, je vybavené dvomi IR kamerami a jednou širokouhlou kamerou a držiakom.
Celé výpočtové zariadenie A je doplnené o softvér na spracovanie naskenovaného 3D modelu, výpočet objemu guľatiny, registráciu údajov a tvorbu databázy skenovanej guľatiny. Smart zariadenie je pomocou bezdrôtovej technológie prepojené s prenosnou tlačiarňou na tlačenie štítkov s informáciami o skenovanej guľatine. Databáza informácií je prepojená so zariadením A pomocou bezdrôtových technológií Wi-Fi alebo mobilných sietí.
Skenovanie prebieha s cieľom zistiť parametre guľatiny (vonkajšie rozmery, objem a tvar). Postup skenovania je schematicky znázornený na obr. 1 a obr. 2. Pracovník pomocou hydraulického nakladača rozloží do radu vedľa seba 1 až 5 kusov guľatiny do súboru. Na zaistenie lepšieho skenovania sú guľatiny umiestnené na podložke, napríklad hranol s prierezom 100 x 150 mm. Pracovník označí čelá štítkami s QR kódom. Štítky sú vygenerované pomocou softvéru, ktoiý následne tvorí aj databázu s údajmi o guľatine. Pracovník prenosným smart zariadením so skenovacím zariadením naskenuje kompletný súbor guľatín (1-5 kusov). Pomocou vytvorenej aplikácie vloží do požadovanej oblasti vyobrazenej na displeji naskenovaný súbor a za pokynov aplikácie obchádza celý súbor guľatiny v naznačenom smere. Kombináciou LiDAR laserového skenera a štrukturálneho senzoru naskenuje kompletný súbor guľatiny a vytvorí priestorový 3D model každého kusu guľatiny s veľkým množstvom bodov. S vytvoreným priestorovým modelom sa ďalej pracuje podľa navrhnutého postupu znázorneného v diagrame na obr. 4.
Spôsob je možné realizovať dvomi rovnocennými alternatívami. V prvej alternatíve je objem zisťovaný na základe detailného skenovania čiel guľatiny a automatického dopočítania štandardizovanej dĺžky guľatiny. V dmhej alternatíve je objem zisťovaný z kompletného skenu guľatiny, kedy je zisťovaný priemer guľatiny v niekoľkých rezoch kolmých na pozdĺžnu os guľatiny. DÍžka guľatiny sa určí pomocou dvoch bodov najďalej vzdialených v pozdĺžnej osi guľatiny. Navrhnuté postupy sú bližšie opísané v príkladoch uskutočnenia vynálezu.
Vstupujúcim parametrom procesu spracovania je naskenovaný model guľatiny. Pomocou naprogramovaného algoritmu sú kategorizované body povrchu modelu na body čiel guľatiny a na body povrchu guľatiny. Potom sú tieto body aproximované resp. filtrované na zjednodušenie a prácu s bodovým poľom modelu. Potom sú určené orientácie bodov povrchu a čiel v priestore a ďalej sú určené roviny rezu čiel a zároveň sú určené n-počty rezov rovín pre dĺžku povrchu modelu guľatiny, pričom roviny sú umiestnené kolmo na os modelu, ktoiý pripomína zrezaný kužeľ a tieto roviny slúžia pre detekciu bodov, v týchto rovinách, ďalej na zistenie obsahu opísaných bodov 2D telesa v rovinách prebieha detekcia bodov v rovinách, resp. v n-rovinách, pričom odstupmi koncových rovín v osi modelu sú určené dĺžky modelov guľatiny, kedy na základe získaných obsahov telies vo všetkých rovinách a dĺžky modelu guľatiny je vypočítaný konečný objem modelu gu
SK 50039-2021 A3
Patiny, potom sú všetky parametre následne odoslané do centrálnej databázy.
Rozmery medzi jednotlivými bodmi, sú získané odvodením od vzdialenosti skenovacieho zariadenia od objektu, kedy sa pomocou času odrazu svetelného signálu (IR žiarenie, laser) odrazeného od povrchu skenovaného telesa určí vzdialenosť. Kalibráciu skenovacej sústavy je nutné vykonávať v pravidelných intervaloch, ktoiý sleduje softvér. Kalibrácia prebieha naskenovaním známeho preddefinovaného objektu. Pre verifikáciu údajov je potrebné vykonávať náhodnú kontrolu rozmerov ručne, pomocou priemerky a meracieho pásma. Výstupom z aplikácie je dĺžka, rozmery čiel ale hlavne presný objem guľatiny potrebný pre určenie konečnej ceny guľatiny. Výstupom môže byť tiež zjednodušený 3D model guľatiny. Ten môže byť významným dôkazom pri reklamačnom procese, alebo zaujímavým prvkom pre zvýšenie konkurencieschopnosti v rámci obchodu s drevom. Veľkou výhodou navrhovaného riešenia je možnosť vykonávať merania priamo v teréne (na skladoch guľatiny), v reálnom čase. Navrhnuté riešenie môže výrazne spresniť zisťovanie objemu guľatiny a zabezpečiť pridanú hodnotu výstupu v podobe 3D modelu guľatiny. Model možno použiť ako vstupný údaj pre automatizované píly. Tiež je možné lepšie lokalizovať a prípadne objasniť akékoľvek chyby v meraní, napríklad v procese reklamácie tovam.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obr. 1 znázorňuje pracovníka, ktoiý skenuje pomocou skenovacej sústavy súbor guľatiny dreva ležiaci na podložkách. Obr. 2 znázorňuje rovnakú situáciu ako na obr. 1 v pôdorysnom pohľade so znázornenou trasou skenovania súboru guľatiny. Obr. 3 znázorňuje detailnejšie zobrazenie skenovacej sústavy. Obr. 4 znázorňuje diagram postupu spracovania naskenovaného 3D modelu guľatiny pre príklad 1, kedy prebieha skenovanie so zameraním na skenovanie čiel guľatiny. Obr. 5 znázorňuje diagram postupu spracovania naskenovaného 3D modelu guľatiny pre príklad 2, kedy je detailne skenovaná kompletná guľatina. Tieto diagramy zjednodušene opisujú použité algoritmy a iné operácie pre spracovanie naskenovaného obrazu (bodového 3D priestorového modelu) v navrhovanej aplikácii.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na realizovanie spôsobu je potrebné prenosné smart zariadenie 12 s LiDAR laserovým skenerom, zadným kamerovým systémom 17, operačným systémom 21. K nemu je pripojené skenovacie zariadenie 13. Toto skenovacie zariadenie 13 obsahuje vysoko kvalitnú inerciálnu meraciu jednotku (IMU) obsahujúcu gyroskopy a akcelerometre, ktorá zabezpečuje sledovanie polohy senzora v priestore. Skenovacie zariadenie 13 skenuje na báze hĺbkového IR skenovania, je vybavené dvomi IR kamerami a jednou širokouhlou kamerou a držiakom 16.
Celé výpočtové zariadenie A je doplnené o softvér 22 na spracovanie naskenovaného 3D modelu, výpočet objemu guľatiny, registráciu údajov a tvorbu databázy 24 skenovanej guľatiny. Smart zariadenie 12 je pomocou bezdrôtovej technológie 26 prepojené s prenosnou tlačiarňou 25 na tlačenie štítkov s informáciami o skenovanej guľatine. Databáza 24 informácií je prepojená so zariadením A pomocou bezdrôtových technológií Wi-Fi alebo mobilných sietí 23.
Skenovanie prebieha s cieľom zistiť parametre guľatiny (vonkajšie rozmery, objem a tvar). Postup skenovania je schematicky znázornený na obr. 1 a obr. 2. Pracovník 14 pomocou hydraulického nakladača rozloží do radu vedľa seba 1 až 5 kusov guľatiny do súboru 10. Na zaistenie lepšieho skenovania sú guľatiny umiestnené na podložke 11, napríklad hranol s prierezom 100 x 150 mm. Pracovník 14 označí čelá štítkami s QR kódom. Štítky sú vygenerované pomocou softvéru, ktoiý následne tvorí aj databázu 24 s údajmi o guľatine. Pracovník 14 prenosným smart zariadením 12 so skenovacím zariadením 13 naskenuje kompletný súbor 10 guľatín (1-5 kusov). Pomocou vytvorenej aplikácie 22 vloží do požadovanej oblasti vyobrazenej na displeji naskenovaný súbor 10 a za pokynov aplikácie 22 obchádza celý súbor 10 guľatiny v smere 15. Kombináciou LiDAR laserového skenera a štrukturálneho senzoru 13 naskenuje kompletný súbor 10 guľatiny a vytvorí priestorový 3D model každého kusu guľatiny s veľkým množstvom bodov. S vytvoreným priestorovým modelom sa ďalej pracuje podľa navrhnutého postupu znázorneného v diagrame na obr. 4.
Príklad 1 - prvá alternatíva
Pracovník 14 pomocou hydraulického nakladača rozloží do radu vedľa seba 3 ks guľatiny do súboru 10. Pre zaistenie lepšieho skenovania je guľatina umiestnená na podložke 11. Pracovník 14 označí čelá guľatiny štítkami s QR informačným kódom, vygenerovaným z aplikácie 22. Pracovník 14 uchopí prenosné smart zariadenie 12 so skenovacím zariadením 13 a naskenuje kompletný súbor 10 guľatiny. Pomocou vytvorenej aplikácie 22 vloží do požadovanej oblasti vyobrazenej na displeji kompletný skenovaný súbor 10 a za pokynov aplikácie 22 obchádza celý súbor 10 guľatiny podľa danej trasy 15. Skenovanie prebieha s dôrazom na na
SK 50039-2021 A3 skenovanie čiel guľatiny. Tie sú naskenované s väčšou presnosťou pre určenie presnejšieho obsahu čiel guľatiny. Skenovaním sa vytvorí priestorový 3D model každého kusu guľatiny s veľkým množstvom bodov čiel guľatiny a obmedzeným počtom bodov pri povrchu guľatiny.
Pre spracovanie 3D modelu guľatiny na určenie objemu guľatiny je znázornený postup v diagrame (obr. 5) zameraný na úkony týkajúce sa čiel guľatiny. Zo vstupujúceho naskenovaného modelu sú pomocou naprogramovaného algoritmu kategorizované body modelu. V prvom rade body čiel a v druhom rade body povrchu modelu guľatiny určené len na určenie umiestnenia bodov v priestore. Ďalej prebieha aproximácia (filtrovanie) bodov čela pre zjednodušenie práce s bodmi v rovinách rezov čiel modelu guľatiny. Tieto body sú umiestnené kolmo na zistenú os modelu v častí užšieho aj širšieho čela modelu guľatiny. Následne sú zistené obsahy opísaných 2D objektov rezu čiel. Výsledný objem guľatiny je vypočítaný z obsahu oboch čiel modelu guľatiny a štandardné preddefinované dĺžky guľatiny. Všetky získané parametre sú následne odoslané do centrálnej databázy 24. Po naskenovaní požadovaného objemu sa pomocou bezdrôtovej prenosnej tlačiarne 25 vytlačí dodací list aj s údajmi o jednotlivých kusoch guľatiny získaných z databázy 24.
Príklad 2 - druhá alternatíva
Postup prípravy skenovania sa nelíši od postupu v príklade 1. Skenovanie prebieha tiež rovnako, s rozdielom precíznejšieho naskenovania nielen čiel ale celej guľatiny. Skenovaním sa vytvorí priestorový 3D model každého kusu guľatiny s veľkým množstvom bodov čiel guľatiny aj povrchu guľatiny. Spracovanie 3D modelu guľatiny je znázornené v diagrame (obr. 4).
Z naskenovaného modelu guľatiny sú kategorizované body modelu. Body sú rozdelené na body čiel guľatiny. Ďalej prebieha aproximácia (filtrovanie) bodov čela pre zjednodušenie práce s bodovým poľom modelu, potom sa určí smer a umiestnenie bodov modelu guľatiny v priestore. Určenie bodov a osi modelu napomáha k presnému umiestneniu rovín rezu čiel pre dĺžku povrchu modelu guľatiny. Tieto roviny slúžia pre detekciu bodov v rovine, z ktoiých sa zisťuje obsah opísaných bodov vytvorených 2D objektov. Z dvoch 2D objektov čiel a dĺžke modelu guľatiny je následne zostavený zjednodušený 3D model guľatiny. Z neho je pomocou určenia vzdialenosti dvoch koncových rovín v osi modelu odvodená výsledná dĺžka modelu guľatiny. Pomocou všetkých získaných obsahov telies vo všetkých rovinách a dĺžky je vypočítaný konečný objem modelu guľatiny.
Všetky získané parametre sú následne odoslané do centrálnej databázy 24. Po naskenovaní požadovaného objemu sa pomocou bezdrôtovej prenosnej tlačiarne 25 vytlačí dodací list aj s údajmi o jednotlivých kusoch guľatiny získaných z databázy 24.
Priemyselná využiteľnosť
Opísaný spôsob stanovenia vonkajších parametrov drevenej guľatiny rekonštrukciou trojdimenzionálneho obrazu, získaného pomocou smartľónu alebo tabletu so špecifickým kamerovým systémom, je využiteľný všade tam, kde je potrebné stanoviť objem guľatiny. Jeho využiteľnosť je určená pre producentov ako aj nákupcov drevenej guľatiny. Konkrétne na lesných skladoch, ktoré sú založené pri ťažbe dreva ako aj manipulačných skladoch, kde dochádza k predaju guľatiny. Zavedením tohto systému sa výrazne ziýchli a spresni evidencia konkrétnych kusov guľatiny v reťazci toku dreva v drevospracujúcom priemysle, pretože ku každému kusu guľatiny je vytvorený jeho trojdimenzionálny digitálny záznam s potrebnými parametrami.

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu, vyznačujúci sa tým, že súbor (10) na skenovanie je umiestnený na podložke (11), čelá guľatiny sa označia štítkami s QR informačným kódom, a následne je tento súbor (10) naskenovaný prenosným smart zariadením (12) so skenovacím zariadením (13), pričom skenovanie prebieha s dôrazom na naskenovanie čiel guľatiny, potom zo vstupujúceho naskenovaného modelu sú kategorizované body modelu, v prvom rade body čiel a v druhom rade body povrchu modelu guľatiny určené len na určenie umiestnenia bodov v priestore, ďalej prebieha aproximácia (filtrovanie) bodov čela pre zjednodušenie práce s bodmi v rovinách rezov čiel modelu guľatiny, kde tieto body sú umiestnené kolmo na zistenú os modelu v časti užšieho aj širšieho čela modelu guľatiny, následne sú zistené obsahy opísaných 2D objektov rezu čiel, pričom výsledný objem guľatiny je vypočítaný z obsahu oboch čiel modelu guľatiny a štandardné preddefinované dĺžky guľatiny, potom sú všetky získané parametre následne odoslané do centrálnej databázy (24).
  2. 2. Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu, vyznačujúci sa tým, že súbor (10) na skenovanie je umiestnený na podložke (11), čelá guľatiny sa označia štítkami s QR informačným kódom, a následne je tento súbor (10) naskenovaný prenosným smart zariadením (12) so skenovacím zariadením (13), s dôrazom na naskenovanie celej guľatiny, potom z naskenovaného modelu guľatiny sú kategorizované body modelu, pričom body sú rozdelené na body čiel guľatiny, ďalej prebieha aproximácia (filtrovanie) bodov čela pre zjednodušenie práce s bodovým poľom modelu, potom sa určí smer a umiestnenie bodov modelu guľatiny v priestore, pričom určenie bodov a osi modelu napomáha k presnému umiestneniu rovín rezu čiel pre dĺžku povrchu modelu guľatiny, kde tieto roviny slúžia pre detekciu bodov v rovine, z ktorých sa zisťuje obsah opísaných bodov vytvorených 2D objektov, potom z dvoch 2D objektov čiel a dĺžke modelu guľatiny je následne zostavený zjednodušený 3D model guľatiny a z neho je pomocou určenia vzdialenosti dvoch koncových rovín v osi modelu odvodená výsledná dĺžka modelu guľatiny, pričom zo všetkých získaných obsahov telies vo všetkých rovinách a dĺžky je vypočítaný konečný objem modelu guľatiny, potom získané parametre sú následne odoslané do centrálnej databázy (24).
SK500392021A 2021-07-13 2021-07-13 Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu SK500392021A3 (sk)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK500392021A SK500392021A3 (sk) 2021-07-13 2021-07-13 Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu
PCT/SK2021/050012 WO2023287365A1 (en) 2021-07-13 2021-09-24 Method of determination of the external parameters of the round timber using three-dimensional image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK500392021A SK500392021A3 (sk) 2021-07-13 2021-07-13 Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK500392021A3 true SK500392021A3 (sk) 2021-09-29

Family

ID=77892824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK500392021A SK500392021A3 (sk) 2021-07-13 2021-07-13 Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu

Country Status (2)

Country Link
SK (1) SK500392021A3 (sk)
WO (1) WO2023287365A1 (sk)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1745279A1 (en) * 2004-02-20 2007-01-24 Dralle ApS A system for grading of industrial wood
US20130144568A1 (en) * 2011-08-31 2013-06-06 Rodrigo A. Palma-Amestoy System and Method for Variable Detection in Objects
JP6648135B2 (ja) * 2014-08-13 2020-02-14 シー スリー リミテッド 丸太走査システム
US20200279389A1 (en) * 2017-11-17 2020-09-03 C 3 Limited Object measurement system
CN114413761A (zh) * 2018-09-17 2022-04-29 数据储存有限责任公司 原木检尺系统及相关方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023287365A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8463079B2 (en) Method and apparatus for geometrical measurement using an optical device such as a barcode and/or RFID scanner
US10060724B2 (en) Method, computer program product and measuring system for operating a triangulation laser scanner to identify properties of a surface of a workpiece to be measured
US7660433B2 (en) Method and a system for automatic measurement and tracking of logs, industrial wood and boards
KR102211785B1 (ko) 통나무 검척 시스템 및 관련 방법
CA1329265C (en) Log measuring apparatus and method
CA2641437A1 (en) Image data recording method, working result recording method using image data, image data recording device, and working result recording system using image data
US11938649B2 (en) Flitch tracking
de Araujo et al. Computer vision system for workpiece referencing in three-axis machining centers
CN106123789A (zh) 一种木质板材毛边的识别装置和识别方法
CN105264330A (zh) 用于测量木料的方法和设备
US5960413A (en) Portable system for inventory identification and classification
CS90092A3 (en) Opto-electronic method of checking dimensions of a prismatic object
CN113610933A (zh) 一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法
CN115376000A (zh) 一种水下测量方法、设备及计算机可读存储介质
SK500392021A3 (sk) Spôsob stanovenia vonkajších parametrov guľatiny dreva pomocou trojdimenzionálneho obrazu
CN116972754A (zh) 一种钢筋焊缝检测方法及系统
TWM538181U (zh) 用於cnc加工之監控設備
RU2538047C2 (ru) Способ автоматического измерения объема пучка лесоматериалов
CN114608458A (zh) 装片胶厚度检测装置及方法
KR101475742B1 (ko) 사진 계측 장치 및 방법
CN116681751B (zh) 一种吊装石材体积识别方法、装置及终端
KR101888363B1 (ko) 물체의 3차원 형상을 센싱하기 위한 센서 테스트 베드, 물체 센싱 장치 및 물체 센싱 방법
JP7478998B2 (ja) 木材切断端面直径の撮像計測方法及び装置
GB2550404A (en) Measurement System
SE531765C2 (sv) System och förfarande för form- och dimensionsmätning av timmerstock