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JPH07110218A - 対象物の直径測定装置 - Google Patents

対象物の直径測定装置

Info

Publication number
JPH07110218A
JPH07110218A JP25461693A JP25461693A JPH07110218A JP H07110218 A JPH07110218 A JP H07110218A JP 25461693 A JP25461693 A JP 25461693A JP 25461693 A JP25461693 A JP 25461693A JP H07110218 A JPH07110218 A JP H07110218A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diameter
tree
bright
dark portions
dark
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP25461693A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Shimizu
秀雄 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP25461693A priority Critical patent/JPH07110218A/ja
Publication of JPH07110218A publication Critical patent/JPH07110218A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】樹木の直径を遠隔的にかつ高精度に求め、さら
に装置の小形,軽量化を図る。 【構成】樹木9に相対して、結像レンズ1を前置した光
センサアレイ3と、結像レンズ2を前置した光センサア
レイ4とが並設される。樹木9の正面側に設定された3
個の位置検出に適した明暗部分M1,M2,M3 の位置(座
標)が、各光センサアレイ3,4の信号に基づき、位置
演算回路5によって求められる。この明暗部分は、放射
状にスリット状レーザ光を投射したときの樹木9表面の
照射部分である。次に明暗部分の位置に基づき、つまり
各明暗部分が共通な円上に位置することに基づき、樹径
演算回路6によって樹径が求められる。求められた樹径
のデータは、メモリ7に格納され、たとえばコンピュー
タ8によって表示されたり、またはデータ処理される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、円柱状対象物たとえ
ば森林に実際に生えている樹木の直径を、遠隔的に非接
触で測定する装置であって、とくに三角測量の原理に基
づいて距離測定する方式をとり、高制度が得られ、かつ
小形,軽量化が図れる対象物の直径測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、樹木の直径(以下、樹径という)
の測定方法として、一つには、大形のノギスを用いる方
法が知られている。この方法においては、測定者が森林
でノギスにより樹径を測定した後、そのデータを手書き
によって帳票化し、さらに事務所でコンピュータなどに
入力して、集計処理をおこなう。二つには、電子ノギス
を用いて樹径を測定し記憶させ、事務所でコンピュータ
と接続してデータの集計処理をおこなう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】大形のノギスを用いる
方法では、現場での帳票作成や、事務所でのデータ入力
など、データ処理に伴う作業時間が多くかかるという問
題があった。電子ノギスを用いる方法では、電子ノギス
が重いので、測定者に対する負担が大きく、測定効率を
低下させるという問題があった。また共通に言えること
は、いずれの方法も原理上、樹径と同程度の大きさのノ
ギスが必要であるから、持ち運びには不都合で、さら
に、測定の際には樹木と接触する必要があるから、とく
に斜面上の樹木などの測定のとき不便である。
【0004】この発明が解決すべき課題は、従来の技術
が持つ以上の問題点を解消し、円柱状対象物たとえば森
林に実際に生えている樹木の直径を、遠隔的に非接触で
高精度に求めることが可能で、かつ小形,軽量化が図れ
る対象物の直径測定値を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る対象物の
直径測定装置は、円柱状対象物の直径を遠隔的に測定す
る装置であって、結像レンズを前置した光センサアレイ
の2個が対象物に対向して並設されてなる検出部と;そ
の各光センサアレイから、その上に結像する、対象物表
面に設定された少なくとも3個の位置検出用明暗部分の
各像の位置に応じて出力される信号に基づき、各位置検
出用明暗部分と検出部との相対位置をそれぞれ求める位
置演算部と;この位置演算部によって求められた各相対
位置に係るデータに基づき、対象物の直径を求める直径
演算部と;を備える。
【0006】請求項2に係る対象物の直径測定装置は、
請求項1に記載の装置において、位置検出用明暗部分
が、測定側から放射状にかつ隣り合う同士が一定中心角
度で対象物に投射された3個の、対象物の軸線に長手方
向が平行なスリット光による対象物表面の照射部分であ
る。請求項3に係る対象物の直径測定装置は、請求項1
または2に記載の装置において、対象物が、樹木であ
る。
【0007】
【作用】請求項1ないし3のいずれかの項に係る対象物
の直径測定装置では、位置演算部によって、検出部の各
光センサアレイから、その上に結像する、対象物表面に
設定された少なくとも3個の位置検出用明暗部分の各像
の位置に応じて出力される信号に基づき、各位置検出用
明暗部分と検出部との各相対位置が求められる。次に、
直径演算部によって、位置演算部によって求められた各
相対位置に係るデータに基づき、対象物の直径が求めら
れる。
【0008】とくに請求項2に係る対象物の直径測定装
置では、位置検出用明暗部分が、測定側から放射状に、
かつ隣り合う同士が一定中心角度で対象物に投射された
3個の、対象物の軸線に長手方向が平行なスリット光に
よる対象物表面の照射部分である。したがって、その各
照射部分が、位置検出部による相対位置の検出に適切な
ように、遠隔的,非接触に、かつ自由に設定可能であ
る。
【0009】
【実施例】この発明に係る対象物の直径測定装置の実施
例について、以下に図を参照しながら説明する。図1は
実施例の構成を示すブロック図である。図1において、
対象物としての樹木9に対向して、結像レンズ1を前置
した光センサアレイ3と、結像レンズ2を前置した光セ
ンサアレイ4とが並設される。なお、各結像レンズ1,
2と、各光センサアレイ3,4とは、それぞれ同じもの
である。5は位置演算回路で、詳しく後述する各光セン
サアレイ3,4からの信号に基づいて、樹木9の正面側
に選定,設定された位置検出に適する明暗部M1,M2,M
3 の、各結像レンズ1,2の中央位置を原点としたとき
の位置座標を演算する。明暗部分M1,M2,M3 は、位置
検出のために樹木9の適切な箇所に選定,設定される特
徴的な3箇所以上の明暗部分で、たとえば垂直方向のス
リット光としてのレーザ光ビームの3個を一定中心角で
放射状に樹木9の表面に投射したときの3本の細帯状照
射部分である。さらに簡単には、3本の白い細帯状の印
を明暗部分として付けることもある。また、明暗部分を
細帯状にする理由は、一対の光センサアレイ3,4で適
正方向に狙いやすくするためである。一般に、光ビーム
による照射部分を位置検出用明暗部分にするのは、適切
な箇所が、遠隔的,非接触に、かつ自由に設定できるた
めである。
【0010】6は樹径演算回路で、各光センサアレイ
3,4の出力によって、詳しく後述する樹木表面の3個
以上の明暗部分の位置を検出する。7は樹径Dに係るデ
ータを格納するメモリで、破線表示したコンピュータ8
と接続される。ところで、ここでは位置演算回路5,樹
径演算回路6は、いずれもハードウェアとして表現した
が、実際にはソフトウェア、つまりマイクロコンピュー
タのプログラムとして構成される。
【0011】位置演算回路5の機能について、図2の位
置検出の原理を示す模式図を参照しながら説明する。図
2において、各結像レンズ1,2の中点を原点Oとし
て、横軸X,縦軸Yを設定し、樹木9に設定された明暗
部分をM(x,y)とする。各結像レンズ1,2の光軸
間隔をB、共通な焦点距離をfとすると、結像レンズ2
の中心点OR の座標:(B/2,0)、明暗部分Mから
X軸に下ろした垂線とX軸との交点Nの座標(x,
0)、点OR から光センサアレイ4に下ろした垂線の位
置R0 の座標:(B/2,−f)、光センサアレイ4上
の明暗部分Mの結像位置R1 の座標:(aR1,−f)。
ΔMOR NとΔOR 1 0 とは相似であるから、
【0012】
【数1】 (x−B/2)f=(−aR1+B/2)y …(1) 同様に、結像レンズ1の中心OL の座標:(−B/2,
0)、点OL から光センサアレイ3に下ろした垂線の位
置L0 の座標:(−B/2,−f)、光センサアレイ3
上の点Mの結像位置L1 の座標:(aL1,−f)。ΔM
L NとΔOL 1 0 とは相似であるから、
【0013】
【数2】 (x+B/2)f=(−aL1−B/2)y …(2) 式(1),(2) から
【0014】
【数3】 x=−B(aR1+aL1)/2(aR1−aL1) …(3)
【0015】
【数4】 y=B・f/(aR1−aL1−B) …(4) となり、各式(3),(4) に基づき、各光センサアレイ3,
4上の樹木9の各結像点L1 ,R1 の位置から、明暗部
分Mの位置(x,y)が求まる。この各式(3),(4) の演
算が、位置演算回路5によっておこなわれる。図1にお
ける3個の明暗部分M1,M2,M3 の位置が、同様に位置
演算回路5によって求められる。
【0016】図3は樹径測定の原理を示す模式図であ
る。図において、樹木9の明暗部分をM1(x1,y1)、M
2(x2,y2)、M3(x3,y3)、樹木9の中心をO0(x0,y
0)、半径をrとすると、各明暗部分M1,M2,M3 が同一
円上に位置することから、次の三つの式が得られる。
【0017】
【数5】 (x1 −x0)2 + (y1 −y0)2 = r2 …(5)
【0018】
【数6】 (x2 −x0)2 + (y2 −y0)2 = r2 …(6)
【0019】
【数7】 (x3 −x0)2 + (y3 −y0)2 = r2 …(7) さらに簡単のために、x2 =x0 =0、x1 =−x3
すると、y1 = y3 、である。したがって、各式(5)
, (7) から次の式(8) が、また式(6) から次の式(9)
が得られる。
【0020】
【数8】 x1 2 + (y1 −y0)2 = r2 …(8)
【0021】
【数9】 y2 −y0 = r …(9) 式(8) , (9) から、樹木9 の直径Dは次式で表される。
【0022】
【数10】 D= 2r =〔x1 2 + (y1 −y2)2 〕/ (y1 −y2) …(10) つまり位置演算回路5によって、各明暗部分の位置、M
1(x1,y1)、M2(x2,y2)、M3(x3,y3)が求められ、
樹径演算回路6によって式(10)の演算がおこなわれ、樹
径Dが得られる。
【0023】
【発明の効果】請求項1ないし3のいずれかの項に係る
対象物の直径測定装置では、位置演算部によって、検出
部の各光センサアレイから、その上に結像する、対象物
表面に設定された少なくとも3個の位置検出用明暗部分
の各像の位置に応じて出力される信号に基づき、各位置
検出用明暗部分と検出部との各相対位置が求められる。
次に、直径演算部によって、位置演算部によって求めら
れた各相対位置に係るデータに基づき、対象物の直径が
求められる。 したがって、円柱状対象物の直径を遠隔
的に、非接触で、しかも光センサアレイの分解能に応じ
て高精度に求めることができる。また、光センサアレイ
や、位置演算回路、直径演算回路などは小形,軽量に製
作できるから、装置の小形・軽量化が図れる。
【0024】とくに請求項2に係る対象物の直径測定装
置では、位置検出用明暗部分が、測定側から放射状に、
かつ隣り合う同士が一定中心角度で対象物に投射された
3個の、対象物の軸線に長手方向が平行なスリット光に
よる対象物表面の照射部分である。したがって、その各
照射部分が位置検出に適切なように、遠隔的,非接触
に、かつ自由に設定可能で、それだけ使用上便利であ
り、かつ演算処理が簡単になってその迅速化が図れる。
【0025】とくに請求項3に係る対象物の直径測定装
置では、対象物が樹木であるから、森林での遠隔的で非
接触な測定が可能なこと、装置が小形,軽量なことは、
樹径測定作業を非常に便利にし、作業の効率や安全性の
向上が図れ、さらには作業者の士気向上、作業コストの
低減、作業の省力化などにつながる。請求項1に係るで
は、
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る実施例の構成を示すブロック図
【図2】位置検出の原理を示す模式図
【図3】樹径測定の原理を示す模式図
【符号の説明】
1,2 結像レンズ 3,4 光センサアレイ 5 位置演算回路 6 樹径演算回路 7 メモリ 9 樹木

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円柱状対象物の直径を遠隔的に測定する装
    置であって、結像レンズを前置した光センサアレイの2
    個が対象物に対向して並設されてなる検出部と;その各
    光センサアレイから、その上に結像する、対象物表面に
    設定された少なくとも3個の位置検出用明暗部分の各像
    の位置に応じて出力される信号に基づき、各位置検出用
    明暗部分と検出部との相対位置をそれぞれ求める位置演
    算部と;この位置演算部によって求められた各相対位置
    に係るデータに基づき、対象物の直径を求める直径演算
    部と;を備えることを特徴とする対象物の直径測定装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の装置において、位置検出
    用明暗部分は、測定側から放射状にかつ隣り合う同士が
    一定中心角度で対象物に投射された3個の、対象物の軸
    線に長手方向が平行なスリット光による対象物表面の照
    射部分であることを特徴とする対象物の直径測定装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の装置において、
    対象物は、樹木であることを特徴とする対象物の直径測
    定装置。
JP25461693A 1993-10-13 1993-10-13 対象物の直径測定装置 Pending JPH07110218A (ja)

Priority Applications (1)

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JP25461693A JPH07110218A (ja) 1993-10-13 1993-10-13 対象物の直径測定装置

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JPH07110218A true JPH07110218A (ja) 1995-04-25

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JP25461693A Pending JPH07110218A (ja) 1993-10-13 1993-10-13 対象物の直径測定装置

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JP (1) JPH07110218A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040047135A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 대우조선해양 주식회사 데이터값을 저장할 수 있는 저장수단이 구비된 레이저측정장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040047135A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 대우조선해양 주식회사 데이터값을 저장할 수 있는 저장수단이 구비된 레이저측정장치

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