用于测量木料的方法和设备的制造方法_2

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。以此方式,能够显著减少有价值的林业机械的停机和空闲时间从而以此提高机器的成本效益。
[0021]由于与在地面上完成的常规校准相比较而言,控制室与机器周围物之间的移动显著减少,因此本发明的解决方案还改善了木材处理机的操作者的工作安全性和人体工程学。应注意的是,在机械伐木中工伤事故的主要部分是从作业机械的台阶或者其他人行道滑到或者在木材处理机周围的地面上姅倒。
[0022]通过该方法和设备,木料的取样、各种测量以及测量装置的校准测量将通常以基本上相同的方式进行,这意味着消除了大部分由进行测量的人导致的人为误差。
[0023]与正常的工作过程相比,通过本发明的系统,其包括测量试样中单独的树干,系统不导致额外的问题并且几乎不导致额外的处理时间。对于一些木料块或者树干,仅仅向常规的砍伐和横切锯以及进给和除枝增加了一个工作阶段。同时,能够完全消除已经在校准中导致不确定性的任何系统误差和随机误差,或者至少显著减小了这些误差的影响。
[0024]甚至能够提供这样的设备:其自动地且基本上连续地监测测量装置的精确度。在测量结果不一致的情况下或者如果有其它理由怀疑测量的精确性,设备就会在没有单独要求的状态下开始进行校准测量或者至少通知机器的操作者树干可能存在质量问题。
[0025]本发明的设备和方法还能够基于其已经测量和分析的数据而建议操作者动作,通过建议,能够降低树干中的质量缺陷--诸如扭曲--对工作质量的负面影响。设置在林业机械中的系统能够例如通知操作者基于切割指令的原本待被切割的树干或者原木应该在哪个切断点处被分开,以消除或至少尽量减小由扭曲导致的问题。切断点优选定位在原本用于切割的原木最大程度扭曲的点处,认为这样能够在切断点的两侧上产生对于木材处理工业而言尽可能有用并且有价值的木料块。以本身已知的方式进行横切的采伐机械的测量装置和信息系统能够完成上述工作,只要其被告知由于质量原因而偏离原始横切点的偏离量即可。当前,这个工作阶段通常由机器的操作者完成。
[0026]本发明的设备和相关的方法易于学习和使用,并且能够安装在新的木材处理机和已经使用的木材处理机中。如果期望的话,这种类型的校准系统能够自然地集成为林业机械中的信息系统的独立部分或者固定部分。
[0027]当木材处理机的测量装置总是被校准且可靠时,能够进一步改善木料原材料的使用。因此,能够在树林中将树干切割到尽可能精确的测量值,由此,能够避免当前的、部分不必要的大的修剪容差。以此方式,能够容易地计算节省的木料原材料的量,并且已发现节省的木料原材料的量在数量上相当大。在长度和直径测量上的高的精确度是快速和成功的价值造材的先决条件,价值造材是选择树干的切断点以实现木料原材料的尽可能高的价值的常规方式。
[0028]在下文中公开本发明的其他优点,其中详细地描述本发明的特定实施方式。
【附图说明】
[0029]在下文中,将参考附图更详细地描述本发明的一些优选实施方式,在附图中:
[0030]图1示出与木料的测量相关的方法的框图,
[0031]图2示意性地示出本发明的操作原理,
[0032]图3示意性地示出本发明的另一实施方式的操作原理,
[0033]图4示出由针对木料块的头部的测量做出的测量点,
[0034]图5至图7示出由针对木料块的长度的测量做出的测量点,以及
[0035]图8示出通过木料块的测量点的计算的过程获得的测量数据。
【具体实施方式】
[0036]附图并非按比例示出用于测量木料的方法和设备,而是附图是示意性地并且大体上示出优选实施方式的结构和操作。附图标记所表示的结构部件则对应于在本说明书中设有附图标记的结构部件。
[0037]图2和图3示出本身已知的木材处理机I,木材处理机I包括通过一组吊杆2移动的木材处理装置。在这个实施方式中,该装置由切割头3形成,通过切割头3砍伐并且加工树木以由所处理的树干4形成一块或者多块木料。这个切割头3具有本身已知的常规测量装置,常规测量装置沿着木料块的表面接触木料块,以在处理期间测量木料块的直径和长度并且在本文中没有详细示出常规测量装置。
[0038]图2和图3进一步示出木材处理机I中的第二监测装置5,通过第二监测装置5,能够优选地通过摄影测量方法非接触地确定木料块的性质。通过这些监测装置,能够确定木料块的端部横截面的直径和形状、甚至在木料块的纵向轴线的其他部分处的木料块横截面的直径和形状、以及木料块的长度。换言之,该解决方案能够基本上限定由切割头3保持并且被进给以从切割头延伸的树干4的三维几何形状以及树干的尺寸。这种类型的非接触式测量能够例如通过激光操作的测量装置或者诸如立体相机或者距离相机的合适的摄像系统完成。能够利用这些装置产生二维和三维测量数据。
[0039]可以利用可见光的波长来完成测量,并且根据需要,可以根据所需要的测量结果利用其他电磁波一一诸如红外线、紫外线或者X射线波长一一完成测量。
[0040]虽然图2和图3示出了监测装置在木材处理机的一组吊杆2附近,这并不将监测装置的位置限制于仅仅这个位置。考虑到监测装置的灵敏度,更优选的是,将监测装置安装在木材处理机的控制室(未示出)中,在这里可以保护监测装置免受在其它情况下可能遭受的碰撞。在这个位置,在保证监测装置不受阻碍地接近待测量区域的同时,还保持监测装置清洁。这种类型的监测装置5以这样的方式操作:将一个或多个测量光束6引向被测量的对象,其在这个示例中为待被砍伐的树。在图2中,这种测量光束通过光束1:和12表示,并且在图3中,这种测量光束通过圆锥形测量空间6表示。根据测量目的,通过沿着(follow)测量光束而获得目标的二维或者三维点云7,在图4至图8中通过示例的方式示出了二维或三维点云7的情形(likes)。获得的点云可以具有最多用途的形状。因此,点云可以由监测装置的观察点或者充满点的空间形成。例如,点云还可以以这样的方式获得:首先监测装置以较粗糙的分辨率检测待测量的关注的目标,此后,以更高的分辨率、或者通过利用监测装置的至少一个运动轴线的更缓慢移动而再次将测量光束引向这个有限的局部空间。
[0041]当使用近距离激光扫描器时,例如,监测装置5从零点发出激光光束6,通过激光束6测量目标与监测装置的距离。在基于光的传播时间的近距离激光扫描器中,在光信号从测量装置传播到目标和返回测量装置的期间测量距离。以此方式,可以获得每个测量点的单独的坐标。除了坐标以外,该系统还能够基于返回信号的强度而储存每个点的强度值。基于该强度,例如,能够以已知的方式区分被测量的目标的表面纹理。作为测量的结果,产生三维点云7,由三维点云7形成树干的数字三维表面模型或者三角网。被检测的块可以被以上述的方式扫描一次,但也可以进行若干次扫描从而更好地收集被检测的块的每一侧的信息。然后可以将由此获得的单独的点云结合为一个整体。
[0042]在这种类型的户外测量中,基于激光技术的装置的良好品质在于,与例如基于相机的计算机可
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