СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОТДЕЛЬНОГО БРЕВНА Российский патент 2015 года по МПК B07C5/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу идентификации отдельного бревна, охарактеризованному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, в котором измеряют характеристику для отдельного бревна и идентифицируют отдельное бревно на основании указанной измеренной характеристики.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Из уровня техники известны различные способы сортировки бревен. Бревна могут быть отсортированы по различным категориям на основании, например, размера, части ствола, качества бревна и внутренних и внешних дефектов.

Из уровня техники известно осуществление сортировки бревен способами машинного зрения. В связи с сортировкой бревен выполняют классификацию на основании внешних характеристик, например, на основании размеров, коэффициента асимметрии и овальности, или цвета, или их комбинаций.

Кроме того, из уровня техники известна идентификация бревен на основании изображения торца, полученного для одного из концов бревна.

Кроме того, из уровня техники известно осуществление идентификации отдельного бревна посредством метки радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification tag, RFID tag).

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является раскрытие нового типа способа идентификации и сортировки отдельных бревен. Кроме того, целью настоящего изобретения является раскрытие способа использования на последующем этапе характеристик, измеренных ранее для отдельного бревна, в особенности в связи с распиловкой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ в соответствии с настоящим изобретением охарактеризован в пунктах формулы изобретения.

Изобретение основывается на способе идентификации отдельного бревна, в котором измеряют характеристику для отдельного бревна и идентифицируют отдельное бревно на основании указанной измеренной характеристики. В соответствии с настоящим изобретением, для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации измеряют по меньшей мере одну заранее заданную характеристику для определения по меньшей мере одного параметра по существу в связи с сортировкой бревен; сохраняют указанный параметр, определенный для отдельного бревна первым устройством идентификации, и, предпочтительно, измеренные характеристики; в одном предпочтительном варианте осуществления перед распиловкой для указанного отдельного бревна определяют тот же самый заранее заданный параметр, который был определен первым устройством идентификации, в связи с распиловкой с помощью второго устройства идентификации; параметр, определенный вторым устройством идентификации, сравнивают с сохраненным параметром, на основании чего идентифицируют отдельное бревно; после идентификации отдельного бревна собирают характеристики, сохраненные для отдельного бревна, и используют собранные данные при планировании распиловки отдельного бревна, и в особенности при проведении распиловки.

В данном случае под планированием распиловки подразумевается оптимальный способ выполнения распиловки каждого отдельного бревна.

Более конкретно изобретение основывается на идентификации отдельного бревна на основании внутренних и/или внешних характеристик. Отдельное бревно, измеренное в связи с сортировкой бревен, может быть идентифицировано перед распиловкой, и в этом случае характеристики и данные, измеренные при сортировке бревен, могут быть использованы при распиловке бревна и оптимизации распиловки бревна. Кроме этого, может быть идентифицирован обработанный лесоматериал, полученный при распиловке. Таким образом, процесс распиловки может быть осуществлен значительно более эффективным способом посредством использования измеренных на более ранних этапах обработки данных, например данных о внутренних характеристиках бревна. Кроме этого, не требуется повторно определять те же самые характеристики для отдельного бревна в связи с распиловкой и во время выполнения процесса распиловки.

В этой связи под отдельным бревном подразумевается любой ствол или его часть, предназначенные для распиловки с использованием процесса сортировки бревен, такого как сортировка вершинных бревен, срединных бревен или комлевых бревен.

В данном случае под сортировкой бревен подразумевается любая сортировка бревен либо перед традиционным попаданием на лесопилку и на самой лесопилке, либо уже на этапе, связанном с рубкой бревна в лесу, и в этом случае обеспечивается подходящий измерительный инструмент совместно с лесохозяйственным оборудованием. В связи с сортировкой бревен измеряют требуемые характеристики отдельного бревна и определяют параметр.

В одном варианте осуществления происходит измерение более одной заранее заданной характеристики для отдельного бревна с помощью устройства идентификации. Предпочтительно измеренные характеристики сохраняют, например, в базе данных или ее эквиваленте, откуда измеренные характеристики могут быть собраны и использованы. В одном варианте осуществления требуемые характеристики для отдельного бревна измеряют с помощью каждого устройства идентификации или с помощью некоторых из них.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения измеряют более одной заранее заданной характеристики для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации. Предпочтительно измеренные характеристики сохраняют, например, в базе данных или ее эквиваленте, откуда измеренные характеристики могут быть собраны и использованы.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения измеряют более одной заранее заданной характеристики для отдельного бревна с помощью второго устройства идентификации. В одном варианте осуществления измеренные характеристики сохраняют, например, в базе данных или ее эквиваленте, откуда измеренные характеристики могут быть собраны и использованы.

В одном варианте осуществления с помощью устройства идентификации измеряют по меньшей мере одну характеристику, выбранную из следующей группы характеристик: длина отдельного бревна, диаметр отдельного бревна, овальность отдельного бревна, конусность отдельного бревна и коэффициент асимметрии отдельного бревна или их комбинации.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения определяют более одного параметра, на основании чего осуществляют идентификацию отдельного бревна с помощью других устройств идентификации.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения выбирают параметр из группы, включающей размеры отдельного бревна, различные комбинации размеров, внешние характеристики отдельного бревна, различные комбинации внешних характеристик, изображения торца и характеристики, извлеченные из него, и/или кривую центров тяжести или различных комбинаций вышеперечисленного. Также могут быть использованы другие подходящие параметры. В одном предпочтительном варианте осуществления в качестве параметра используется кривая центров тяжести.

В этом отношении под кривой центров тяжести подразумевается непрерывная кривая, формируемая множеством центров тяжести плотно измеренных поверхностей поперечного сечения. Под кривой центров тяжести может также подразумеваться непрерывная кривая, формируемая центрами поперечных сечений.

В одном варианте осуществления изобретения второе устройство идентификации по существу аналогично первому устройству идентификации. В альтернативном варианте осуществления второе устройство идентификации является устройством, отличающимся от первого устройства идентификации, однако с помощью второго устройства идентификации может быть с достаточной степенью надежности определен тот же самый параметр, который был определен с помощью первого устройства идентификации.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один параметр определяют на основе распознавания изображений. Под распознаванием изображений подразумевается идентификация и классификация зависящих от приложения объектов на основании заданных характеристик внешней формы. Здесь распознавание изображений осуществляется посредством машинного зрения, при котором изображение объекта формируется и анализируется фотокамерой.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один параметр определяют с помощью прибора для измерения бревна на основе технологии машинного зрения.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения для обработанного лесоматериала, полученного в результате распиловки, определяют тот же самый заранее заданный параметр, который был определен для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации, и указанный определенный параметр сравнивают с сохраненным параметром, определенным первым устройством идентификации, на основании чего осуществляется идентификация. В одном варианте осуществления в качестве устройства идентификации может использоваться второе устройство идентификации для определения указанного параметра для обработанного лесоматериала, полученного в результате распиловки. В альтернативном варианте осуществления в качестве устройства идентификации используется третье устройство идентификации для определения параметра для обработанного лесоматериала, полученного в результате распиловки. В одном варианте осуществления для обработанного лесоматериала, полученного в результате распиловки, с помощью третьего устройства идентификации определяют тот же самый заранее заданный параметр, который был определен для отдельного бревна с помощью первого или второго устройства идентификации, и параметр, определенный третьим устройством идентификации, сравнивают с ранее определенным и сохраненным параметром, на основании чего осуществляется идентификация. В одном варианте осуществления в качества указанного параметра используется изображение торца. В альтернативном варианте осуществления в качестве указанного параметра может быть использован любой параметр, упомянутый в связи с данной заявкой.

В одном варианте осуществления указанный параметр для отдельного бревна может быть определен в связи с сортировкой бревен, такой как рубка отдельного бревна в лесу и/или при попадании на лесопилку, в связи с распиловкой и/или в связи с идентификацией обработанного лесоматериала, или в связи с их различными комбинациями. В одном варианте осуществления указанный параметр может быть определен для отдельного бревна в связи с сортировкой бревен и их распиловкой. В одном варианте осуществления указанный параметр может быть определен для отдельного бревна в связи с сортировкой бревен, в связи с распиловкой и в связи с получением обработанного лесоматериала. В одном варианте осуществления указанный параметр может быть определен для отдельного бревна в связи с сортировкой бревен по меньшей мере при двух различных моментах, например, в связи с рубкой отдельного бревна в лесу и в связи с попаданием на лесопилку. В одном варианте осуществления требуемые характеристики могут быть измерены для отдельного бревна в связи с любым этапом идентификации и сохранены в базе данных.

В одном варианте осуществления устройство идентификации выбирают из группы, включающей: устройства на основе технологии фотокамеры, технологии рентгеновских лучей, лазерной технологии, звуковых волн, микроволн, анализа изображений, устройства на основе анализа текстуры для идентификации индивидуальных особенностей дерева и их различные комбинации. В одном варианте осуществления устройство идентификации включает линейное лазерное устройство и ПЗС - камеру (ПЗС - прибор с зарядовой связью). Первое устройство идентификации предпочтительно используется в связи с сортировкой бревен, а второе устройство идентификации предпочтительно используется при идентификации отдельного бревна для распиловки перед распиловкой, например, перед очисткой от коры, после очистки от коры, в связи с процессом поворота бревна, в связи с процессом распиловки и/или в качестве альтернативы - при идентификации обработанного лесоматериала.

В одном варианте осуществления требуемые характеристики для отдельного бревна измеряют с помощью по меньшей мере одного измерительного прибора по существу в связи с идентификацией отдельного бревна.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения требуемые характеристики для отдельного бревна измеряют с помощью по меньшей мере одного измерительного прибора по существу в связи с сортировкой бревен или одним или более этапов сортировки бревен.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения измерительным прибором является измерительный прибор на основе технологии рентгеновских лучей. В одном варианте осуществления измерительным прибором является устройство на основе технологии рентгеновских лучей, лазерной технологии, звуковых волн, микроволн, формирования цифрового изображения или анализа изображений или их комбинации.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одну характеристику измеряют с помощью измерительного прибора и выбирают из группы, включающей: плотность, распределение плотности, расстояние между древесными кольцами, доля коры, диаметр без коры, форма без коры, места расположения сучьев, расстояние между сучьями, живые/омертвевшие сучья, доля сердцевины, доля заболони, качество дерева, прочность дерева, количество смолы, гнили, повреждений и их комбинации. Предпочтительно, чтобы требуемые характеристики измерялись для отдельного бревна с помощью измерительного прибора по существу в связи с сортировкой бревен.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения характеристики, измеряемые для отдельного бревна, в связи с процессом идентификации, например, при сортировке бревен, сохраняют, например, в системе данных или в базе данных. Измеренные характеристики могут быть использованы на последующем этапе, например, когда отдельное бревно идентифицируют для осуществления распиловки.

В одном варианте осуществления характеристики, измеренные для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации, и параметр, определенный на основании этого, сохраняют, например, в системе данных или в базе данных, и указанный параметр, определенный на основании характеристик, измеренных с помощью второго устройства идентификации, сравнивают с ранее сохраненным параметром, на основании чего осуществляют идентификацию отдельного бревна.

В одном варианте осуществления характеристики и измеренные данные, сохраненные для отдельного бревна, собирают, например, из базы данных после идентификации отдельного бревна, и собранные данные используют при планировании и выполнении распиловки отдельного бревна. В одном варианте осуществления позицию распиловки отдельного бревна в начале процесса распиловки определяют при планировании распиловки, и вращение бревна осуществляется на основании этого. В одном варианте осуществления управление вращением бревна совмещается с управлением планирования распиловки.

Кроме того, устройство в соответствии с настоящим изобретением включает первое устройство идентификации, предоставляемое по существу в связи с сортировкой бревен для измерения по меньшей мере одной заранее заданной характеристики для отдельного бревна, чтобы определить по меньшей мере один параметр, и второе устройство идентификации, используемое перед процессом распиловки для определения такого же заранее заданного параметра, и систему данных для хранения, обработки и/или анализа измеренных характеристик и указанного определенного ранее параметра и для идентификации отдельного бревна на основании указанного параметра.

В одном варианте осуществления система данных включает компьютерное программное обеспечение и базу данных для хранения, обработки и/или анализа измеренных и/или определенных данных и для идентификации отдельного бревна. Предпочтительно, чтобы сохраненные данные использовались в процессе распиловки и при его планировании и, как в одном варианте осуществления, при идентификации обработанного лесоматериала. Используемая база данных может быть по существу любой известной базой данных, которая подходит для целей использования. Сбор, хранение, обработка, анализ и повторное использование измеренных характеристик может находиться под управлением по существу любого известного компьютерного программного обеспечения, которое подходит для настоящих целей использования.

Предпочтительно, чтобы способ в соответствии с настоящим изобретением использовался в связи с процессом сортировки и распиловки бревен, предпочтительно для оптимизации распиловки. Настоящее изобретение может быть использовано при производстве и идентификации различных продуктов обработанного лесоматериала.

Настоящее изобретение обеспечивает достижение важных преимуществ по сравнению с известным уровнем техники.

Посредством использования настоящего изобретения отдельное бревно может быть идентифицировано легко и быстро и в то же время для отдельного бревна может быть определено множество характеристик.

Благодаря изобретению обеспечивается оптимальное использование сырьевого материала и каждого отдельного бревна в процессе распиловки. Кроме этого, данные, определенные для отдельного бревна, соответствуют отдельному бревну от сортировки бревен до процесса распиловки и, благодаря данному изобретению, указанные характеристики не нужно определять повторно.

Изобретение предусматривает ассоциирование сырьевого материала партии с ранее известным источником сырьевого материала, что может улучшить прослеживаемость процесса. Прослеживаемость всей цепи предлагает новые возможности для качества наблюдения, качества обратной связи и нужд типа сертификации леса и для анализа выполнения процесса.

Посредством использования настоящего изобретения достигается применяемый в промышленности легкий, быстрый и полезный способ сортировки отдельных бревен и их идентификации на последующем этапе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее изобретение будет описано с использованием примеров осуществления, которые приводятся со ссылкой на сопровождающий чертеж, показанный на фиг.1.

Пример 1

На фиг.1 представлен процесс в соответствии с настоящим изобретением для идентификации отдельного бревна.

На шаге 1, показанном на фиг.1, измеряют заранее заданные характеристики для отдельного бревна в связи с сортировкой бревен с помощью первого устройства идентификации, в роли которого в данном варианте осуществления используется 3D-устройство. Измеренные характеристики сохраняют в системе 8 данных. В системе 8 данных на основе измеренных характеристик определяют кривую центров тяжести в качестве параметра, который также сохраняется в системе данных.

На шаге 2, показанном на фиг.1, измеряют другие требуемые характеристики для отдельного бревна с помощью измерительного прибора, которым в данном варианте осуществления является устройство на основе технологии рентгеновских лучей. Измеренные характеристики сохраняют в системе 8 данных.

На шаге 3, показанном на фиг.1, отдельное бревно отправляют на временное хранение.

На шаге 4, показанном на фиг.1, измеряют такие же заранее заданные характеристики для отдельного бревна с помощью второго устройства идентификации перед распиловкой, чтобы определить тот же самый параметр, который был определен первым устройством идентификации в связи с сортировкой бревен. В данном варианте осуществления в качестве второго устройства идентификации также используется 3D-устройство. Измеренные характеристики сохраняют в системе 8 данных и используют в качестве основы для определения кривой центров тяжести, которую также сохраняют в системе 8 данных. Кривую центров тяжести, определенную вторым устройством идентификации, сравнивают с кривой центров тяжести, сохраненной на шаге 1, на основании чего идентифицируют отдельное бревно.

Таким способом данные и характеристики для бревна, которые были измерены в связи с сортировкой бревен на шаге 2 и сохранены в системе 8 данных, могут быть использованы на шаге 5, показанном на фиг.1, в процессе распиловки бревна и/или при планировании и оптимизации распиловки бревна. Отдельное бревно размещается в корректном для распиловки положении посредством вращения бревна.

На шаге 6, показанном на фиг.1, осуществляется распиловка отдельного бревна в соответствии с шагом 5 для получения обработанного лесоматериала 7.

Пример 2

В данном примере части обработанного лесоматериала и отдельное бревно, которому они принадлежат, идентифицируют посредством системы фотокамер, расположенной по торцам, на основании изображения торца.

Ранее было невозможно идентифицировать в связи с процессом распиловки, из какого отдельного бревна получены в результате распиловки различные части обработанного лесоматериала, такие как центральные части и боковые доски. Текущими способами прослеживание может быть реализовано лишь конкретно для каждой партии распиловки. В одном случае прослеживание и части, принадлежащие одному конкретному бревну, в лучшем случае могли быть определены посредством ручной маркировки, что может быть выполнено лишь при меньшем уровне производительности, чем при обычном производстве.

В способе в соответствии с настоящим изобретением с помощью первого устройства идентификации формируют изображение торца отдельного бревна, то есть бревна, до процесса распиловки, а уровень распиловки и угол поворота добавляют к изображению торца, или формирование изображения торца бревна выполняют только после поворота, например, с помощью второго устройства идентификации. Данный параметр сохраняют в базе данных. Аналогичное формирование изображения торца выполняют после процесса распиловки для торцов частей обработанного лесоматериала, на основании чего выполняется идентификация. В связи с определением параметров могут быть одновременно определены и сохранены в базе данных другие требуемые характеристики для бревна. Изображения торцов продуктов распиловки, их индивидуальные характеристики или параметры, вычисленные на их основе, сравнивают с аналогичными данными для того же самого момента времени, которые были получены для изображений торца бревна, и используются в качестве основы для определения того, какая часть обработанного лесоматериала принадлежит к какому бревну.

Способ в соответствии с настоящим изобретением подходит для использования в виде различных вариантов осуществления, используемых во множестве различных идентификаций, сортировок и/или контроля производства в деревообрабатывающей промышленности.

Настоящее изобретение не ограничено лишь примерами, представленными выше; напротив, возможны различные варианты в рамках изобретения, ограниченного формулой изобретения.

Изобретение относится к способу идентификации отдельного бревна, в котором измеряют характеристику для отдельного бревна и идентифицируют отдельное бревно на основании измеренной характеристики. В соответствии с настоящим изобретением, для отдельного бревна измеряют по меньшей мере одну заранее заданную характеристику с помощью первого устройства идентификации для определения по меньшей мере одного параметра по существу в связи с сортировкой бревен; сохраняют указанный параметр, определенный для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации, и измеренные характеристики; для указанного отдельного бревна определяют тот же самый заранее заданный параметр, который был определен с помощью первого устройства идентификации, с помощью второго устройства идентификации в связи с распиловкой; указанный параметр, определенный с помощью второго устройства идентификации, сравнивают с сохраненным параметром, на основании чего идентифицируют отдельное бревно; после идентификации бревна собирают характеристики, сохраненные для отдельного бревна, и используют собранные данные при планировании распиловки отдельного бревна. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ идентификации отдельного бревна, в котором измеряют характеристику отдельного бревна и идентифицируют отдельное бревно на основании измеренной характеристики так, что
- по меньшей мере одну заранее заданную характеристику измеряют для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации для определения по меньшей мере одного параметра в связи с сортировкой бревен;
- сохраняют измеренные характеристики и параметр, определенный для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации;
- определяют тот же самый параметр, который был определен с помощью первого устройства идентификации, для указанного отдельного бревна с помощью второго устройства идентификации; и
- указанный параметр, определенный с помощью второго устройства идентификации, сравнивают с сохраненным параметром, на основании чего идентифицируют отдельное бревно;
отличающийся тем, что
- измеряют по меньшей мере одну характеристику с помощью устройства идентификации, при этом характеристику выбирают из группы, включающей: длину отдельного бревна, диаметр отдельного бревна, овальность отдельного бревна, конусность отдельного бревна, коэффициент асимметрии отдельного бревна и их комбинации;
- в качестве параметра используют кривую центров тяжести;
- определяют тот же самый параметр, который был определен с помощью первого устройства идентификации, для указанного отдельного бревна с помощью второго устройства идентификации перед распиловкой и идентифицируют отдельное бревно, и
- собирают характеристики, сохраненные для отдельного бревна, после идентификации отдельного бревна, и используют указанные собранные данные при планировании распиловки отдельного бревна и оптимизации распиловки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заранее заданные характеристики измеряют для отдельного бревна с помощью первого устройства идентификации и выбирают указанные характеристики из группы, включающей: длину отдельного бревна, диаметр отдельного бревна, овальность отдельного бревна, конусность отдельного бревна, коэффициент асимметрии отдельного бревна и их комбинации.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что заранее заданные характеристики измеряют для отдельного бревна с помощью второго устройства идентификации и выбирают указанные характеристики из группы, включающей: длину отдельного бревна, диаметр отдельного бревна, овальность отдельного бревна, конусность отдельного бревна, коэффициент асимметрии отдельного бревна и их комбинации.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что определяют более одного параметра, на основании чего идентифицируют отдельное бревно.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный параметр выбирают из группы, включающей размеры отдельного бревна, внешние характеристики отдельного бревна, изображение торца, кривую центров тяжести и их комбинации.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один параметр определяют с помощью измерительного прибора на основе технологии машинного зрения.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство идентификации выбирают из группы, включающей: устройства на основе технологии фотокамеры, технологии рентгеновских лучей, лазерной технологии, звуковых волн, микроволн, анализа изображений, устройства на основе анализа текстуры для идентификации индивидуальных особенностей дерева и их различные комбинации.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что второе устройство идентификации по существу аналогично первому устройству идентификации.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что требуемые характеристики измеряют для отдельного бревна с помощью по меньшей мере одного измерительного прибора по существу в связи с сортировкой бревен.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что характеристики, измеренные для отдельного бревна в связи с сортировкой бревен, сохраняют.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что требуемые характеристики измеряют для отдельного бревна с помощью измерительного прибора, который представляет собой устройство на основе технологии рентгеновских лучей, лазерной технологии, звуковых волн, микроволн, формирования цифрового изображения или анализа изображений или их комбинации.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что требуемые характеристики измеряют для отдельного бревна с помощью измерительного прибора на основе технологии рентгеновских лучей.

13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что с помощью измерительного прибора измеряют по меньшей мере одну характеристику, выбранную из группы, включающей плотность, распределение плотности, расстояние между древесными кольцами, долю коры, диаметр без коры, форму без коры, места расположения сучьев, расстояние между сучьями, живые/омертвевшие сучья, долю сердцевины, долю заболони, качество дерева, прочность дерева, количество смолы, гнили, повреждений и их комбинации.

14. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что тот же самый заранее заданный параметр, который был определен с помощью первого устройства идентификации, определяют для обработанного лесоматериала, полученного в результате распиловки, и указанный определенный параметр сравнивают с сохраненным параметром, на основании чего производят идентификацию.