Способ измерения кубатуры круглого леса



Способ измерения кубатуры круглого леса
Способ измерения кубатуры круглого леса
Способ измерения кубатуры круглого леса

 


Владельцы патента RU 2553714:

Общество с ограниченной ответственностью "Квинта" (RU)

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов и может быть использовано для определения объемов круглого леса. Согласно способу производят фотосъемку торцов штабеля бревен цифровым устройством. На основе полученного изображения строят модель штабеля бревен. На изображении распознают контуры торцов всех бревен. Из распознанных контуров торцов выбирают шаблонный объект с известными размерами и сравнивают известные размеры торца шаблонного бревна и размеры полученного изображения торца этого бревна. На основании полученных данных вычисляют калибровочные коэффициенты, с учетом которых находят площадь торцов всех бревен. Далее определяют ориентацию каждого бревна в штабеле сопоставлением полученных размеров торцов бревен, соответствующих комлю и вершине. С учетом длины штабеля рассчитывают объем каждого бревна и путем суммирования объемов всех бревен определяют кубатуру всего штабеля. Технический результат - повышение точности результатов измерения. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов, в частности к измерительным системам, предназначенным для определения объемов круглого леса.

Известен способ измерения объема круглого леса, заключающийся в том, что на стадии фотосъемки на торцы некоторых бревен и стволы некоторых наружных бревен штабеля прикрепляют эталоны известной площади и длины в количестве, достаточном для получения требуемой точности (Патент РФ 2362164, опубл. 20.07.2009, бюл. №20). Эталоны занимают часть соответствующего торца бревна и длины ствола бревна.

Осуществляется фотографирование обоих торцов и боковой поверхности штабеля. Полученные изображения оцифровываются и обрабатываются с помощью компьютера для определения точных границ контуров торцов бревен и эталонов. Далее определяют площадь торцов эталонов и длины штабеля на фотографиях и вычисляют поверхность значений коэффициентов подобия на основании сравнения полученных после обработки снимков размеров эталонов и истинных их размеров. Затем с учетом коэффициентов вычисляют площадь торцов и длину бревен, на основании которых по принятой модели определяется объем лесоматериалов.

Известный способ предполагает установку вручную по периметру штабеля бревен значительного количества шаблонов, что увеличивает трудоемкость способа, а определение объема лесоматериалов по суммарной площади торцов бревен и длине штабеля создает определенную погрешность в расчетах.

Техническим результатом является упрощение способа за счет уменьшения ручных операций на стадии подготовки к фотосъемке и повышение точности результатов измерения, основанных на определении объема каждого бревна в штабеле.

Технический результат достигается тем, что способ измерения кубатуры круглого леса заключается в фотосъемке торцов штабеля бревен цифровым устройством, получении изображений и построении модели штабеля бревен с использованием программного обеспечения. Отличительными особенностями способа является то, что на полученном изображении, по крайней мере, одного торца штабеля производят распознавание контуров торцов всех бревен в штабеле путем отбора объектов по признакам формы и пространственного расположения, а также разности их цветовых характеристик. Из распознанных контуров торцов выбирают, по крайней мере, один шаблонный объект с известными размерами и cpaвнивают известные размеры торца шаблонного бревна и размеры полученного изображения торца этого бревна. На основании полученных данных вычисляют калибровочные коэффициенты, с учетом которых находят площадь торцов всех бревен. Далее определяют ориентацию каждого бревна в штабеле сопоставлением полученных размеров торцов бревен, соответствующих комлю и вершине. С учетом длины штабеля рассчитывают объем каждого бревна и путем суммирования объемов всех бревен определяют кубатуру всего штабеля.

При фотосъемке штабеля бревен цифровое устройство располагают параллельно плоскостям торцов штабеля. Распознавание контуров торцов бревен путем отбора объектов на изображении по признакам формы и пространственного расположения производят с использованием программного обеспечения путем измерения вертикального и горизонтального диаметров и определения их среднеарифметического значения, в соответствии с которым уточняют границы объектов. При этом на основании разности цветовых характеристик объектов на изображении выделяют те из них, которые не относятся к штабелю. Ориентацию каждого бревна в штабеле осуществляют с учетом того, что торец бревна с большим размером принимается за комель, а с меньшим - за вершину.

Калибровочные коэффициенты вычисляют, сравнивая истинные размеры торца шаблонного бревна и размеры изображения торца соответствующего бревна на обработанной программным обеспечением модели штабеля бревен. Площадь торца каждого бревна вычисляют на основании полученных значений диаметров и калибровочных коэффициентов для каждого бревна, а объем каждого бревна определяют на основании полученных значений площади торца комля и торца вершины бревна и его длины.

Способ реализуют следующим образом.

На фиг.1 представлена схема расположения цифрового устройства для фотосъемки относительно штабеля бревен и модель штабеля; на фиг.2 - градиент изображения на фотоснимке; на фиг.3 - фотоснимок после обработки программным обеспечением, по которому уточняются границы каждого бревна.

Цифровое устройство для фотосъемки 1 ориентируют так, чтобы оптическая плоскость 2 соответствовала торцам штабеля, а главная оптическая ость 3 проходила через шаблонный объект 4 для получения изображений, приближенных к копиям торцов штабеля в уменьшенном масштабе, что позволяет построить точную модель штабеля в системе координат фотоснимка (фиг.1). При соблюдении таких условий фотосъемки точно рассчитываются калибровочные коэффициенты, определяющие соотношение единиц измерения объектов на модели, построенной с помощью программного обеспечения, и инструментально измеренных линейных размеров одного или нескольких (при необходимости) выбранных шаблонных элементов (бревен). Далее производят установку цифрового устройства 1, которым осуществляют фотосъемку торцов штабеля бревен. Полученные фотоснимки и результаты измерений шаблонных объектов вводятся в ЭВМ. В ходе обработки фотоснимков программным обеспечением торцы бревен распознаются по признакам формы, как обладающие радиальной симметрией, и по пространственному расположению (фиг.2). Далее по выделенным объектам уточняют границы их контуров на основе анализа градиента изображения с учетом разности цветовых характеристик торцов бревен и фона (фиг.3). Для каждого распознанного торца находится эллипс, который наиболее точно аппроксимирует данный контур и, следовательно, соответствует реальному торцу бревна. Для бревен, торцы которых по визуальной оценке имеют овальную форму, определяют два размера торца - горизонтальный и вертикальный, вычисляют их среднеарифметическое значение и по полученному эквиваленту диаметра вычисляют площадь торца бревна. Далее определяют ориентацию бревен в штабеле на основе построения пространственной модели штабеля, которая представляет собой совокупность отдельных бревен определенной длины и с двумя торцами, соответствующими комлю (нижний торец) и вершине (верхний торец). Выбор пространственного расположения (направления) бревна определяют сопоставлением и связыванием двух торцов, соответствующих одному бревну, на изображениях двух торцов штабеля. Из каждой выбранной пары торцов путем сопоставления и сравнения вычисленных площадей торцов бревен выбирают комель и вершину. Далее любым известным методом (методом усеченного конуса, методом верхнего диаметра и среднего сбега, методом концевых сечений или по таблицам ГОСТ 2708-75) вычисляют объем каждого бревна. Далее, суммируя объемы отдельных бревен, рассчитывают кубатуру штабеля.

При затрудненном доступе к штабелю бревен возможна фотосъемка одного торца штабеля. В этом случае пространственную ориентацию определяют с учетом принципа чередования направления бревен комель-вершина, используемого при укладке бревен в штабель. При этом, если видимый торец бревна распознается как комель, то для расчета площади торца бревна, соответствующего вершине, эквивалентный диаметр торца вычисляют с учетом коэффициента сбежистости:

d=D-s·L, где

d - диаметр торца вершины бревна;

D - диаметр торца комля бревна;

s - коэффициент сбежистости;

L - длина штабеля.

Кроме калибровочных коэффициентов, определяющих соответствие размерных характеристик бревен, применяют поправочные коэффициенты на объем коры и коэффициент сбежистости для всего штабеля бревен.

Предлагаемый способ упрощает процедуру формирования первичной информации, позволяет достаточно точно определить кубатуру круглого леса даже при ограниченной исходной информации (фотосъемка одного торца штабеля). Точность расчетов повышается за счет создания трехмерной модели каждого бревна в штабеле с учетом его пространственной ориентации (комель-вершина), геометрического объема (разности площадей торцов бревна) и сопоставления изображений двух торцов штабеля бревен.

1. Способ измерения кубатуры круглого леса, заключающийся в фотосъемке торцов штабеля бревен цифровым устройством, получении изображений и построении модели штабеля бревен с использованием программного обеспечения, отличающийся тем, что на полученном изображении, по крайней мере, одного торца штабеля производят распознавание контуров торцов всех бревен в штабеле путем отбора объектов по признакам формы и пространственного расположения, а также разности их цветовых характеристик; из них выбирают, по крайней мере, один шаблонный объект с известными размерами; сравнивают известные размеры торца шаблонного бревна и размеры полученного изображения торца этого бревна; вычисляют калибровочные коэффициенты, с учетом которых находят площадь торцов бревен; определяют ориентацию каждого бревна в штабеле сопоставлением полученных размеров торцов бревен, соответствующих комлю и вершине; с учетом длины штабеля рассчитывают объем каждого бревна; путем суммирования объемов всех бревен определяют кубатуру всего штабеля бревен.

2. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что цифровое устройство для фотосъемки штабеля бревен располагают параллельно плоскостям его торцов.

3. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что распознавание контуров торцов бревен путем отбора объектов на изображении по признакам формы и пространственного расположения производят с использованием программного обеспечения.

4. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.3, отличающийся тем, что распознавание объектов по признакам формы осуществляют по признаку радиальной симметрии путем измерения вертикального и горизонтального диаметров и определения их среднеарифметического значения, в соответствии с которым уточняют границы объектов.

5. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.3, отличающийся тем, что на основании разности цветовых характеристик объектов на изображении выделяют те из них, которые не относятся к штабелю.

6. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что калибровочные коэффициенты вычисляют, сравнивая истинные размеры торца шаблонного бревна и размеры изображения торца соответствующего бревна на обработанной программным обеспечением модели штабеля бревен.

7. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что ориентацию каждого бревна в штабеле осуществляют с учетом того, что торец бревна с большим размером принимается за комель, а с меньшим - за вершину.

8. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что площадь торца каждого бревна вычисляют на основании полученных значений диаметров и калибровочных коэффициентов для каждого бревна.

9. Способ измерения кубатуры круглого леса по п.1, отличающийся тем, что объем каждого бревна определяют на основании полученных значений площади торца комля и торца вершины бревна и его длины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического градиента в условиях локального пожара; выявление схемы огневого воздействия на составные элементы перекрытия; установление породы и сорта строительной древесины, показателей ее плотности и влажности в естественном состоянии, массивности элементов деревянного перекрытия, нахождение нормативного сопротивления строительной древесины на изгиб и скорости ее выгорания, отличающийся тем, что технический осмотр деревянного перекрытия здания дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров площади горения, назначают контрольную ячейку перекрытия в очаге пожара, измеряют площадь поперечного сечения проемов ячейки перекрытия, вычисляют показатель проемности ячейки перекрытия; определяют толщину слоя обугливания поперечного сечения элементов деревянного перекрытия; вычисляют величину горючей загрузки, массовую скорость выгорания строительной сосновой древесины в ячейке перекрытия и коэффициент снижения скорости выгорания сосновой древесины, затем выявляют длительность локального пожара и максимальную температуру локального пожара, которые вычисляют из заданных соотношений.

Изобретение может быть использовано для автоматического измерения объема пучка лесоматериалов, находящегося на движущемся объекте. В способе движущийся объект пропускают через измерительное устройство - измерительную рамку, оснащенную лазерными сканерами, которые измеряют внешний контур пучка, его длину и суммарную площадь торцов лесоматериалов.

Изобретение относится к способам определения содержания лигнина Класона. Способ определения лигнина заключается в том, что к лигноцеллюлозному материалу добавляют водно-диоксановый раствор, полученный смешением концентрированной азотной кислоты и 1,4-диоксана в соотношении 1:4 (по объему), реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 минут, затем добавляют 2 М раствор гидроксида натрия, объем реакционной смеси доводят дистиллированной водой и фильтруют, измеряют оптическую плотность фильтрата при 440 нм, и по величине оптической плотности судят о содержании лигнина в целлюлозном полуфабрикате.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прочности растительных материалов (соломы, зерен злаков, отходов древесины и др.) в условиях сдвига с целью обоснованного расчета и конструирования измельчающего оборудования.

Изобретение относится к дендрометрии при изучении роста и развития комля деревьев, преимущественно берез, и может быть использовано при фитоиндикации территорий и разработке мероприятий по защите земельных участков от водной эрозии, экологических и климатических технологий, а также в дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети и рационализации землепользования с учетом изменений формы комля растущих, в частности, березовых деревьев.

Изобретение относится к дендрометрии при изучении относительного сбега комля в ходе роста и развития деревьев, преимущественно берез, и может быть использовано при фитоиндикации качества территорий и разработке мероприятий по защите земельных участков от водной эрозии, а также в дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети с учетом изменений относительной формы комля растущих березовых деревьев.

Изобретение относится к способу ультразвукового испытания технической древесины в виде чураков, например специальных сортиментов в виде резонансных чураков, и может быть использовано при сертификации древесины в условиях лесозаготовок, лесного хозяйства и деревообработки при контроле качества чураков при различных условиях их хранения, а также в инженерной экологии при оценке экологического качества территории по значениям скорости ультразвука древесины чураков, заготовленных на данной территории.

(57) Изобретение относится к области лесной промышленности и предназначено для раннего выявления резонансных свойств древесины на корню. Образец зафиксирован с усилием затяжки 1,0 Нм через ленту из резины общего назначения твердостью в пределах 50-60 условных единиц, проложенную в зоне контактов кулачков зажима, с техническим зазором 1,0 между концами ленты 1,0-2,0 мм.

Изобретение относится к лесной, деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при сертификации древесины на корню в условиях лесного хозяйства и лесозаготовок, а также при сертификации древесины круглых и пиленых древесных материалов в условиях переработки древесного сырья и механической обработки древесины.

Группа изобретений касается способа измерения содержания влаги в биологическом материале. Для этого предоставляют справочную базу данных для множества различных типов материалов с известным содержанием влаги.

Изобретения относятся к области контрольно-измерительной техники и могут использоваться для определения геометрических параметров сечения тел квазицилиндрической формы, в частности саженцев и укорененных черенков садовых культур.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии и машиностроении. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе и способу дальнейшей обработки определяемого, преимущественно динамически, профиля твердого тела, в частности, с целью определения возникшего износа, причем предложено, что данные определяемого профиля твердого тела используют в качестве управляющей величины для управления, по меньшей мере, одним станком для обработки поверхности, в частности, для механической обработки поверхности, колеса транспортного средства.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим бесконтактным методам измерения диаметра тонких протяженных непрозрачных объектов, и может быть использовано при создании приборов для контроля тонких и сверхтонких нитей и, например, для контроля диаметра нитей накаливания осветительных ламп.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметров деталей, в частности на железнодорожном транспорте, для измерения диаметров рабочих поверхностей колесных осей транспортных средств.

Изобретение относится к устройствам механического перемещения объекта вдоль одной координаты. .

Изобретение относится к области техники - таксация леса и предназначено для измерения суммы площадей поперечных сечений древесных стволов древостоя в расчете на 1 га и их среднего диаметра.

Изобретение относится к области техники - таксация леса и предназначено для измерения суммы площадей поперечных сечений древостоя в расчете на 1 га (g) и их среднего диаметра (dcp).

Изобретение относится к измерительным системам для контроля геометрических размеров цилиндрических изделий и, в частности, для определения диаметра колесных пар железнодорожного подвижного состава в условиях его движения.

Устройство для измерения диаметра относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к средствам контроля диаметров легкодеформируемых тел, используемых для оценки их качества и диагностики состояния, преимущественно посадочного материала и плодов садовых культур. Устройство состоит из оптического теневого датчика с аналоговым выходным сигналом, конструктивно совмещенного с электронным блоком, содержащим аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, фиксатор пикового значения сигнала датчика и кнопку сброса, при этом первый вход фиксатора пикового значения сигнала датчика соединен с выходом оптического теневого датчика, второй и третий входы - с контактами кнопки сброса, а выход - с входом аналого-цифрового преобразователя. Технический результат заключается в повышении производительности контроля за счет обеспечения измерения диаметра объекта (штамба саженца, плода садовой культуры) в динамическом режиме, то есть в процессе перемещения устройства относительно объекта контроля. 2 ил.
Наверх