JPH10325706A - 木材切断面の寸法形状の計測方法 - Google Patents

木材切断面の寸法形状の計測方法

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JPH10325706A
JPH10325706A JP9148592A JP14859297A JPH10325706A JP H10325706 A JPH10325706 A JP H10325706A JP 9148592 A JP9148592 A JP 9148592A JP 14859297 A JP14859297 A JP 14859297A JP H10325706 A JPH10325706 A JP H10325706A
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JP
Japan
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wood
light
boundary
saw blade
laser light
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JP9148592A
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English (en)
Inventor
Hiroyasu Ono
博康 小野
Yoshiro Sugiyama
芳朗 杉山
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Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 木材を切断加工して製材する場合に太陽光等
の外乱光が入射されてもこれら外乱光の影響を排除し
て、木材と鋸刃との境界面のコントラストが明瞭とな
り、切断面の寸法形状を高精度で測定できる計測方法を
提供する。 【解決手段】 木材を鋸挽きにより切断加工する際に、
木材と鋸刃の境界部に斜め方向からレ−ザ光を照射し
て、その反射光のうち光源近傍の反射強度をレーザ光の
みを透過する干渉フィルタを装着したCCDカメラによ
り撮影し、映像信号を画像処理装置に入力して演算処理
することにより木材と鋸刃の境界座標を算出し、算出さ
れた境界座標点を連結することにより鋸挽面の寸法形状
を測定する木材切断面の寸法形状の計測方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原木等の円
柱状の木材を製材して角柱材等に切断加工する場合に、
その切断面の寸法形状を非接触方式により高精度で、自
動計測することのできる、木材切断面の寸法形状の計測
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋸挽きにより原木等を切断して角柱材や
板材に製材する場合、従来から目視により切断面を認識
しながら切断加工をしている。したがって、人の主観的
観察に頼る要素が大きく、客観的に精確な木取りが困難
であり、歩留りや生産能率が低下する欠点がある。
【0003】そのため、木材の鋸挽面の形状を光学的に
迅速精確に認識する方法が開発されており、例えば、鋸
盤にその木材通路を目掛けて木材の鋸挽面を斜め方向か
ら照射する照明灯と鋸挽面に正面対向するビデオカメラ
とを設け、木材の後退移動に同期して所定間隔毎に前記
ビデオカメラにより木材鋸挽面を撮影し、鋸挽面と木材
丸身部分との境界点座標を計測し、この計測座標点の多
数を連結することにより、木材の鋸挽面の形状を判別す
る木材鋸挽面の形状認識方法(特開平7−88801 号公
報)が提案されている。この方法は鋸挽面だけに照明が
当たり、木材の丸身部分には照明が当たらず影となるよ
うに、鋸挽面を斜め方向から照射することにより木材の
丸身部分と鋸挽平面との境界線のコントラストが明瞭と
なるものである。
【0004】一般的に被加工物体の寸法形状を光学的に
測定する方法として照射光の正反射パターンを検知する
方法が知られている。しかしながら、反射光の反射状態
は物体の種類や表面状態によって異なり、例えば表面平
滑で鏡面反射が保たれる鋸面と、表面における拡散反射
成分が強い木材面とでは、反射強度の角度依存性が大き
く異なるために正反射光の測定によっては鋸面と木材面
との境界を精確に識別することができない。
【0005】そこで、本出願人は鋸等の加工機械により
木材等の被加工物体を切断加工する際に、被加工物体の
寸法形状を非接触方式で連続的かつ高精度に自動計測で
きる測定方法として、光源から加工機械と被加工物体と
の境界部に光を照射して、該境界部における反射光のう
ち光源近傍の反射強度を計測センサーで検出し、検出信
号を画像処理装置に入力、演算処理することを特徴とす
る被加工物体の寸法形状の測定方法(特開平8−145640
号公報)を開発、提案した。
【0006】この特開平8−145640号公報の測定
方法によれば、物体の種類や表面状態によって反射光の
指向性、すなわち反射角度と反射強度の分布状態が異な
ることを利用して、特定角度の反射強度(具体的には光
源近傍の反射強度)を検出するものである。その結果、
例えば木材面は明るく、鋸面は暗く観測され、切断面の
寸法形状を精確に測定することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源と
反対方向から例えば太陽光等の光の入射があると、鋸面
及び木材面ともに明るくなり、両者の識別が困難とな
り、木材の切断面を精確に認識することができなくなる
問題点がある。この問題点は、上記の特開平7−888
01号公報の方法においても同じであり、鋸挽面の形状
を精確に認識することができず誤計測が生じる難点があ
る。
【0008】本発明者らは、この問題点を解消するため
に上記特開平8−145640号公報の技術を基に研究
を進めて、照射光としてレーザ光を用い、光源近傍にお
けるレーザ光の反射光強度のみを検出し、画像処理して
木材と鋸刃との境界座標を算出することにより木材切断
面の寸法形状を精確に測定できることを見出した。
【0009】本発明はこの知見に基づいて完成したもの
であり、その目的とするところは、太陽光等が入射され
てもこれら外乱光の影響を排除して、木材と鋸刃との境
界面のコントラストが明瞭であり、高精度で測定するこ
とのできる木材切断面の寸法形状の計測方法を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による木材切断面の寸法形状の計測方法は、木
材を鋸挽きにより切断加工する際に、木材と鋸刃の境界
部に斜め方向からレーザ光を照射して、その反射光のう
ち光源近傍の反射強度をレーザ光のみを透過する干渉フ
ィルタを装着したCCDカメラにより撮影し、映像信号
を画像処理装置に入力して演算処理することにより木材
と鋸刃の境界座標を算出し、算出された境界座標点を連
結することにより鋸挽面の寸法形状を測定することを構
成上の特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】木材と鋸刃の境界部である木材の
鋸挽面に斜めの方向からレーザ光を照射すると、木材と
鋸刃とでは反射光角度と反射強度との関係、すなわち反
射強度の角度依存性が異なるために反射角度と反射強度
の分布状況に顕著な相違が生じる。表面平滑で鏡面反射
する鋸面では、入射面の法線に対して入射角θi と反射
角θoとが等しい方向に最も強い反射強度を示す。これ
に対して拡散反射成分が強い木材面では反射強度の角度
依存性が小さく、反射角度が変わっても反射強度の変化
は僅かである。
【0012】したがって、入射光とほぼ同じ位置である
入射角θi と略等しい角度θs の位置で反射光を観測す
ると、鋸面からの反射光は殆ど観測されないが木材面か
らの反射光はある程度観測されることとなる。すなわ
ち、反射光のうち光源近傍の反射強度を観測すれば鋸面
は暗く、木材面は明るく、両者のコントラストが明瞭に
観測される。
【0013】この光源近傍の反射光の反射強度をレーザ
光のみを透過する干渉フィルタを装着したCCDカメラ
により撮影すると、木材面からの反射光は拡散反射して
CCDカメラへ入射するが、拡散反射成分が殆どない鋸
面からの反射光はCCDカメラに入射しない。その結
果、木材面は明るく、鋸面は暗く、両者の境界部の輝度
差を精度よく検出することができ、木材切断部の木材と
鋸刃の境界部のコントラストを明瞭に観測することが可
能となる。また、CCDカメラに装着した干渉フィルタ
によりレーザ光と同じ波長域の光のみが透過可能である
から、レーザ光源と反対位置に太陽光等の外乱光源があ
っても、その影響を排除することが可能となる。
【0014】なお、レーザ光源によるレーザ光の照射
は、木材を鋸挽きして切断加工する際の木材と鋸刃の境
界部が大きいので、レーザ光のビーム径を大きくして照
射することは実際的には不可能であるために、境界部に
レーザ光を照射しながら走査させる方式により行う。そ
して、その軌跡を光源近傍から干渉フィルタを装着した
CCDカメラにより撮影する。
【0015】CCDカメラにより撮影された映像信号
は、画像処理装置に入力され、所定の演算処理をするこ
とにより、木材切断面の木材と鋸刃の境界部の座標点が
算出される。この境界座標点の多数点を連結することに
より鋸挽面の寸法形状を測定することができるので、木
材切断面の寸法形状を高精度で計測することが可能とな
る。
【0016】このように本発明は、木材と鋸刃の境界部
に斜め方向(入射角θi )からレーザ光を照射して、そ
の反射光をレーザ光の光源近傍(角度θs )からレーザ
光のみを透過する干渉フィルタを装着したCCDカメラ
により撮影するものであるから、限定された波長領域の
レーザ光のみが検出され、太陽光等の外乱光が照射され
てもその影響を排除することができる。
【0017】したがって、木材面と鋸面が明瞭なコント
ラストを示し、境界部における映像信号を画像処理装置
に入力し、演算処理して木材と鋸刃の境界座標を算出し
てこの座標点を連結すると、鋸挽面、すなわち木材切断
面の寸法形状を精確に計測することが可能となる。
【0018】
【実施例】以下に本発明の実施例を、円柱状の木材を帯
鋸により切断加工した場合を例に説明する。
【0019】図1は本発明の計測方法に用いた装置を例
示した全体構成図であり、円柱状木材1を長さ方向に帯
鋸2により切断加工している状態を示している。円柱状
木材1の切断部位A及びBにレーザ光源3から入射角θ
i でレーザ光を照射して円柱状木材1と帯鋸2の境界部
を走査し、その軌跡の反射光のうちレーザ光源3の近傍
に設置した干渉フィルタ4を装着したCCDカメラ5に
より反射角θs の反射強度を撮影する。干渉フィルタ4
はレーザ光と同じ波長域の光のみを透過するので太陽光
等の外乱光が存在しても、CCDカメラ5に外乱光が入
射することは抑止される。
【0020】木材表面に照射したレーザ光は拡散反射す
るので、角度θs の反射光がCCDカメラ5に入射する
が、帯鋸面からの反射光には拡散反射成分が殆ど存在し
ないのでCCDカメラ5には入射されない。したがっ
て、木材表面は明るく、帯鋸面は暗く、木材面と帯鋸面
の境界部における輝度差を明確に撮影することができる
ので、明暗のコントラストを明瞭に観測することが可能
となる。
【0021】CCDカメラ5で撮影した映像信号は画像
処理装置6に入力されて所定の演算処理が施され、切断
部位A及びBの境界座標が算出される。このようにして
算出された境界座標点をパソコン7により連結すること
により鋸挽面の寸法形状が測定され、測定結果をCRT
8に表示して木材切断面の寸法形状を計測することが可
能となる。更に、監視画面をモニタ9に出力表示するこ
とも可能であり、木材切断面の寸法形状を計測するばか
りでなく所定の寸法形状に制御しながら切断することも
できる。
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の木材切断面の寸
法形状の計測方法によれば、木材を鋸挽きして切断加工
する際に、木材と鋸刃の境界部に斜め方向の位置からレ
ーザ光源により入射角θi でレーザ光を照射して走査
し、レーザ光源の近傍に設置したCCDカメラにより角
度θs の反射光を撮影し、またCCDカメラに装着した
レーザ光のみを透過する干渉フィルタによりレーザ光以
外の外乱光の入射が阻止されるので、太陽光等の外乱光
による計測への影響を排除することが可能となり、かつ
木材面と鋸面のコントラストを明瞭に撮影することがで
きる。したがって、木材と鋸刃の境界座標を算出し、こ
れらの境界座標点を連結することにより木材の切断面の
寸法形状を高精度で迅速に自動計測することができ、更
に所定の寸法形状に制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いた測定装置を示した全体構成図で
ある。
【符号の説明】 1 円柱状木材 2 帯鋸 3 レーザ光源 4 干渉フィルタ 5 CCDカメラ 6 画像処理装置 7 パソコン 8 CRT 9 モニタ A、B 木材の切断部位 θi レーザ光の入射角 θs レーザ光の反射角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 木材を鋸挽きにより切断加工する際に、
    木材と鋸刃の境界部に斜め方向からレーザ光を照射し
    て、その反射光のうち光源近傍の反射強度をレーザ光の
    みを透過する干渉フィルタを装着したCCDカメラによ
    り撮影し、映像信号を画像処理装置に入力して演算処理
    することにより木材と鋸刃の境界座標を算出し、算出さ
    れた境界座標点を連結することにより鋸挽面の寸法形状
    を測定することを特徴とする木材切断面の寸法形状の計
    測方法。
JP9148592A 1997-05-22 1997-05-22 木材切断面の寸法形状の計測方法 Pending JPH10325706A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2159267A1 (es) * 2000-02-17 2001-09-16 Ecoforestal Iberica De Maderas Sistema de cubicaje y analisis geometrico de madera en rollo para aserrado de la misma
JP2007505297A (ja) * 2003-09-12 2007-03-08 オー−プン・アンパルトセルスカブ 放射の散乱/反射要素の位置測定のシステム及び方法
CN110657749A (zh) * 2019-10-12 2020-01-07 山东师范大学 一种基于成像的微距测量装置、方法及设备

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