[go: up one dir, main page]

WO2014019682A1 - Apparatus for determining a diameter of a tree trunk - Google Patents

Apparatus for determining a diameter of a tree trunk Download PDF

Info

Publication number
WO2014019682A1
WO2014019682A1 PCT/EP2013/002254 EP2013002254W WO2014019682A1 WO 2014019682 A1 WO2014019682 A1 WO 2014019682A1 EP 2013002254 W EP2013002254 W EP 2013002254W WO 2014019682 A1 WO2014019682 A1 WO 2014019682A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tree trunk
distance
diameter
tree
light beams
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/002254
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Wieneke
Johannes Winkler
Friedbert Bombosch
Wolfgang Viöl
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.)
Hochschule fur Angewandte Wissenschaft und Kunst (hawk) Hildesheim
Original Assignee
Hochschule fur Angewandte Wissenschaft und Kunst (hawk) Hildesheim
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 Hochschule fur Angewandte Wissenschaft und Kunst (hawk) Hildesheim filed Critical Hochschule fur Angewandte Wissenschaft und Kunst (hawk) Hildesheim
Publication of WO2014019682A1 publication Critical patent/WO2014019682A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608Height gauges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0035Measuring of dimensions of trees

Definitions

  • the invention relates to a device for determining a diameter of a tree trunk.
  • Such devices are known in various embodiments from the prior art and are used, for example, to measure existing in a forest or forest wood. This is particularly important in order to determine the economic and environmental performance of a forest, for the determination of which wood stock in the forest concerned is one of the important parameters.
  • the tree trunk diameter is measured at a fixed height from the ground.
  • the so-called breast height diameter is measured, which is defined as a tree trunk diameter at a height of 1.30 m above the ground.
  • tree trunk diameters are determined by so-called calipers or clips. These are in the simplest embodiment, large calipers.
  • two sliding elements are arranged, which are arranged on two sides of the tree trunk to be measured. The sliding elements are pushed towards each other until they rest against the tree trunk to be measured. The distance between the two sliding elements and thus the diameter of the tree can then be easily read.
  • an electronic measurement of the distance is already provided, so that a tedious reading of a possibly contaminated scale is eliminated.
  • the disadvantage of such a clip is that on the one hand it is large and unwieldy and on the other hand it is necessary to approach very close to this tree for measuring a tree. This is especially true for forests on a slope or other
  • WO 2006/127265 A1 discloses a clip in which the sliding elements, which are displaceable along the measuring rail, no longer have to be applied to the tree. Instead, a laser is located on both sliding elements, the two lasers being arranged so that they emit parallel laser beams. The distance of these parallel laser beams can be changed by the sliding elements and is now adapted so that the two laser beams tangentially abut the tree to be measured. Since the laser beams are emitted parallel to each other, the distance of the laser beams on the clip corresponds to the distance of the laser beams to the tree to be measured, so that the distance to the clip can be easily read.
  • the so-called breast height diameter is determined.
  • the height in which the diameter is determined must therefore be determined for an exact measurement of the respective tree. This is very difficult to achieve with a laser cable according to WO 2006/107265 A1, since at most it can be estimated how high the laser beams are tangentially against the tree to be measured.
  • the measuring device has a measuring window in which clamping elements are shown.
  • the person who wants to measure a tree looks through this measurement window and aligns the meter so that the tree appears exactly between two of these measuring clamps. For example, it may be necessary to change the distance to the tree. From this distance and the known distance of the measuring clamps in the measuring window then the diameter of the tree can be determined.
  • the disadvantage is that even in this case it is very difficult to determine the height at which the diameter of the tree is determined.
  • the distance to the tree must be determined in another way, which is done for example via a tape measure, so that even with this method, the person measuring the tree trunk often has to approach close to the tree.
  • a so-called electronic one-hand clip which emits a laser beam, which is pivotable over a certain angular range.
  • the clip also has a measuring arm which is rigidly connected to the clip and attached to the tree trunk for measuring a log diameter.
  • the distance between the tree and the clip is clearly defined, so that from the angle by which the laser must be pivoted once to pivot over the entire tree, and the known distance of the diameter of the tree can be determined.
  • Another disadvantage is that the measuring arms, to make them manageable, have a length of 30 to 50 cm, so that even in this case must be approached close to the surveying tree.
  • the height too determine in which the diameter of the tree trunk is determined.
  • the determination of the diameter of the tree trunk is not only important for standing trees. Also in example felled or fallen trees or stacked and already cut into pieces of certain length tree trunks, so-called rumbling or polders the determination of the diameter of the tree trunks or tree trunk parts is important in order to estimate the volume of wood can.
  • the invention is therefore based on the object, a generic device for determining a diameter of a tree trunk so that it can be made small and compact and yet that the diameter of the tree trunk can be determined easily and safely, without having to approach the tree trunk ,
  • the invention achieves the stated object by a device for determining a diameter of a tree trunk, which has a light emitting unit for emitting at least two light beams and a distance determining device for non-contact determination of a distance of the device from the tree trunk, wherein there is an angle between the two light beams is different from 0 °.
  • the device To determine the tree trunk diameter, the device is now aligned so that the two light beams that are not parallel to each other, both tangent to each opposite sides of the tree trunk. About the distance determination device, the distance of the tree trunk is determined without contact, so that the diameter of the tree trunk can be calculated from the data obtained in this way.
  • the device also has an electrical control, which is set up to calculate the diameter of the tree trunk from the angle between the two light beams and the distance of the device to the tree trunk.
  • Such a configured device can thus be made very small and compact and yet is able to determine contactlessly over relatively large distances away the diameter of the tree trunk. It is therefore handy and easy to transport and especially in difficult to access area, such as forests that are on slopes, advantageously used.
  • the tree trunk is assumed to be provided with a circular average. This means that the distance between the point of impact of the light rays on the tree trunk and the device is slightly larger than the distance between the device and the tree trunk itself.
  • the electrical control is also arranged to calculate from the angle between the two light beams and the distance of the device from the tree trunk, how far the two light beams are at a distance from the device from each other, the distance of the device corresponds to the tree trunk. To determine the diameter of the tree trunk, this size is not necessary. However, if the electrical control is set up to calculate this size, the device can also be used to measure, for example, the height of the location at which the diameter of the log was determined. This is not possible with clips from the prior art.
  • the device Align direction so that the two light rays tangent to the two sides of the tree trunk, the device is now aligned so that one of the rays of light hits the bottom of the tree trunk as close to the ground on the tree trunk.
  • the device is aligned so that at the same time the second light beam hits in height on the tree in which the diameter of the log has been determined or is to be determined.
  • the electrical control now only has to determine from the angle between the two light beams and the distance of the device to the tree trunk, the distance that lies between the two points of impact of the two light beams on the tree trunk.
  • the height is determined quickly, safely and easily, in which the diameter of the tree trunk is determined.
  • the tree trunk is, for example, on a slope or excretes, for example by Verbiss or abnormal growth forms a measurement in a standard height of, for example, 1, 30 m above the ground.
  • the diameter can be determined in a well-defined other height and then converted into a breast height diameter using tables available in the prior art.
  • the distance from the device to the tree trunk can be known, for example, from a first measurement in which the diameter of the tree trunk was determined. Alternatively, it can also be determined within the framework of the height measurement, how far away the tree trunk is from the device. For this purpose, it should be ensured that, for example, a beam emitted by a radiation source of the distance determination device hits the tree trunk as perpendicularly as possible. Therefore, it may be advantageous if the angle between the two light beams is adjustable in that both light beams can be moved separately from each other. In this way, it is not necessary that, for example, a beam of a given radiation emitted by a distance-determining device always has the power of bisector of this angle forms. Instead, it is also possible that the two light beams are at different distances from this beam, which is particularly advantageous for this application.
  • the light emitting device has a light source for emitting a primary light beam and a splitting device which can be used for splitting the primary light beam into the two light beams.
  • a light source for emitting a primary light beam
  • a splitting device which can be used for splitting the primary light beam into the two light beams.
  • This can be for example a prism, a lens system or another arrangement of optical components.
  • one light source which may be a laser or a laser diode
  • the necessary space for the device is further reduced, so that a particularly handy and small design of the device is achieved.
  • laser diodes is still a very small size and only a very low power and power consumption achievable, so that the device is convenient, easy and usable over a relatively long period of time.
  • the angle between the two light beams is adjustable. This makes it possible to adjust the angle of the between the two light beams at a fixed location of the device so that the light rays hit the tree trunk in the desired manner.
  • the angle can thus be changed in order to determine the diameter be that the light rays tangentially abut on opposite sides of the tree trunk, while for the determination of the height in which the diameter is determined, the two light beams are directed in the manner described above on the tree trunk.
  • An adjustable angle between the two beams thus results in the person missing the log not having to change its position.
  • the angle may be formed fixed and not adjustable.
  • the device for optimally adjusting the light beams on the log must be moved toward or away from the log. It has been found to be advantageous if a plurality of light emitting devices and / or splitting devices are provided, which are easily and simply interchangeable with each other. Thus, it is possible, for example, and as an accessory to the device, to offer a plurality of splitting devices which ensure splitting of the two light beams at different angles between the two light beams.
  • the optimal for the current distance of the device to the tree trunk splitting devices are used in the device, so that possibly only a small change in the distance of the device to the tree trunk is necessary to achieve an optimal alignment of the light beams to the tree trunk.
  • splitting devices which can each be brought into an active state in which they are arranged in the beam path of the primary light beam and into a passive position. In this way it is ensured that no splitting device can be lost because they are not available as separate components.
  • the distance determination device preferably has a radiation source and a detector.
  • the radiation source is advantageous legally a laser, an infrared radiation source or an ultrasonic transmitter.
  • the radiation source advantageously emits radiation pulses which are directed onto the tree trunk to be measured and reflected by it.
  • the detector of the distance determining device By means of the detector of the distance determining device, the radiation pulses thus reflected are detected.
  • the transit time measurement ie the time that the emitted radiation pulses from the radiation source to the tree trunk and back to the detector and the known speed of the respective radiation pulses so the distance of the device to the tree trunk can be determined.
  • the speed of sound depends strongly on the current temperature and the humidity of the ambient air, so that it may be useful in the event that an ultrasonic transmitter is used as a radiation source, to determine the temperature and humidity.
  • a speed of sound adapted to these values is then used to calculate the distance of the device from the tree trunk.
  • This speed of sound may for example be stored in the form of tables in a storage device of the device.
  • a reference path whose length is known, and at one end of which is an ultrasonic transmitter, while the other end is provided with an ultrasonic receiver. Since the distance between these two elements is known, the current speed of sound can be determined by a transit time measurement over this distance, so that in this case a measurement of the temperature and the humidity would not be necessary.
  • the device has a memory device for storing data and / or a data transmission device.
  • the stored data of different trees and tree trunks can first be stored in the memory device and at a later time, for example after completion of the measurement. gene, be transferred to a corresponding data processing device, such as a laptop or computer.
  • a corresponding data processing device such as a laptop or computer.
  • the described device can not only determine the diameter of the tree trunk in standing trees, but can also be used for surveying lying or stacked wood, Hoizstämmen, assortments or rumbling or polders. Especially in the case of the latter, the diameter measured, for example, in the middle or at one of the ends of the trunk or assortment, and the length of the respective strain are of interest.
  • an optionally reusable reflector is provided, for example, for the length measurement, which is attached to one of the trunks of the assortment or the patter. In this way, the beam emitted by the radiation source of the distance determining device can be reflected particularly well and recovered by the detector.
  • the device comprises a power source, in particular a capacitor, a rechargeable battery or a battery. This ensures an independent energy supply, in particular of the light emitting device and the distance determining device, so that the device can also be operated, for example, in a forest in which conventionally no external power supply is available.
  • FIG. 1 shows the schematic illustration of the measurement of a tree trunk diameter
  • Figure 2 is a schematic representation of the measurement of the height of a measuring point
  • Figure 3 is a schematic representation of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows the schematic representation of the measurement of a diameter of a tree trunk 2.
  • Figure 1 only the cross section of the tree trunk 2 is shown, which is assumed to be circular in determining the diameter.
  • a device 4 is shown which emits two light beams 6, between which an angle ⁇ is included which differs from 0 °.
  • the two light beams 6 are tangentially in contact points 8 on the tree trunk 2. From these investment points 8 to the center 10 auxiliary lines 12 are located, each including a right angle with the light beams 6 and the half of the diameter of the tree trunk 2 correspond. From the device 4, a further laser beam 16 is emitted via a distance determining device 14, not shown, which strikes the tree trunk 2 at an impact point 18, is reflected by the latter and is collected by a detector 20 (not shown) in the device 4. Also from the impact point 18 to the center 10, an auxiliary line 12 is shown, whose length corresponds to half the diameter of the tree trunk 2.
  • the diameter of the tree trunk 2 can be determined by simple trigonometric relationships.
  • the sine of the half angle ⁇ is calculated as half the diameter of the tree trunk 2 divided by the sum of half the diameter of the tree trunk 2 and the distance of the tree trunk 2 from the device. 4
  • the diameter of the tree trunk 2 can be determined without contact.
  • Figure 2 shows the device 4 used to determine a height H.
  • the tree trunk 2 is shown in the left part of Figure 2, the diameter of which tapers towards the top.
  • the device 4 emits the two light beams 6, between which again the angle ⁇ is included.
  • the distance between the device 4 and the log 2 is determined via an additional laser beam 16 emitted by the distance determining device 14 included in the device 4.
  • the height H can be determined by simple trigonometric relationships.
  • FIG. 3 shows the schematic representation of the device 4 according to an embodiment of the present invention.
  • the device has a light emitting device 22, which in the illustrated embodiment, a light source 24, which may be a laser, for example, and a splitter 26 includes.
  • the light source 24 emits a primary light beam 28, which penetrates into the splitting device 26 and is split thereby into the two light beams 6.
  • the device 4 also has the distance determining device 14, which has a radiation source 30, which in the embodiment shown. Example is also designed as a laser and emits the laser beam 16. In order to catch a laser beam 16 reflected by the tree trunk 2, the distance determination device also has the detector 20. By measuring the transit time of the light emitted by the radiation source 30, the distance between the device 4 and the tree trunk 2 can be determined.
  • the device 4 has an electrical control 32, which is connected to both the distance determining device 14 and the splitter 26 and so from the distance between the device 4 and the log 2 and the angle ⁇ between the two light beams 6, the diameter of Tree trunk or the height H can determine a measuring point.
  • the electrical controller 32 has a memory device 34 in which the collected data and certain diameters and heights can be stored.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Vorrichtung zum Bestimmen eines Durchmessers eines Baumstammes  Device for determining a diameter of a tree trunk

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Durchmessers eines Baumstammes. Derartige Vorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt und werden eingesetzt, um beispielsweise das in einem Wald oder Waldstück vorhandene Holz zu vermessen. Dies ist insbesondere wichtig, um die wirtschaftliche und ökologische Leistungsfähigkeit eines Waldes zu ermitteln, zu deren Bestimmung der Holzvorrat in dem betreffenden Wald eine der wichtigen Kenngrößen ist. The invention relates to a device for determining a diameter of a tree trunk. Such devices are known in various embodiments from the prior art and are used, for example, to measure existing in a forest or forest wood. This is particularly important in order to determine the economic and environmental performance of a forest, for the determination of which wood stock in the forest concerned is one of the important parameters.

Zur Bestimmung des Holzvorrates in einem Wald oder Waldstück wird der Baumstammdurchmesser in einer festgelegten Höhe vom Boden aus gemessen. Zumeist wird der sogenannte Brusthöhendurchmesser vermessen, welcher als Baumstammdurchmesser in einer Höhe von 1 ,30m über dem Boden definiert ist. To determine the stock of wood in a forest or forest, the tree trunk diameter is measured at a fixed height from the ground. In most cases, the so-called breast height diameter is measured, which is defined as a tree trunk diameter at a height of 1.30 m above the ground.

Herkömmlicherweise werden Baumstammdurchmesser durch sogenannte Messkluppen oder Kluppen bestimmt. Dabei handelt es sich in der einfachsten Ausführungsform um große Messschieber. An einer Messschiene sind zwei Schiebeelemente angeordnet, die auf zwei Seiten des zu vermessenden Baumstammes angeordnet werden. Die Schiebeelemente werden soweit aufeinander zugeschoben, bis sie an dem zu vermessenden Baumstamm anliegen. Der Abstand der beiden Schiebeelemente und damit der Durchmesser des Baumes kann dann einfach abgelesen werden. Bei neueren Modellen ist bereits eine elektronische Vermessung des Abstandes vorgesehen, so dass ein mühsames Ablesen einer gegebenenfalls verschmutzten Skala entfällt. Nachteilig bei einer derartigen Kluppe ist jedoch, dass sie zum einen groß und unhandlich ist und es zum anderen nötig ist, zum Vermessen eines Baumes sehr nah an diesen Baum heranzutreten. Dies ist insbesondere bei Wäldern in Hanglage oder auf ande- Conventionally, tree trunk diameters are determined by so-called calipers or clips. These are in the simplest embodiment, large calipers. On a measuring rail two sliding elements are arranged, which are arranged on two sides of the tree trunk to be measured. The sliding elements are pushed towards each other until they rest against the tree trunk to be measured. The distance between the two sliding elements and thus the diameter of the tree can then be easily read. In newer models an electronic measurement of the distance is already provided, so that a tedious reading of a possibly contaminated scale is eliminated. The disadvantage of such a clip, however, is that on the one hand it is large and unwieldy and on the other hand it is necessary to approach very close to this tree for measuring a tree. This is especially true for forests on a slope or other

BESTÄTIGUNGSKOPIE rem nur schwer zugänglichen Gebiet ein erheblicher Nachteil, der die Vermessung des Waldes und der darin enthaltenen Bäume deutlich in die Länge zieht. CONFIRMATION COPY This is a major drawback for the difficult-to-reach area, which significantly prolongs the survey of the forest and the trees it contains.

Um diesem Nachteil zu begegnen ist aus der WO 2006/127265 A1 eine Kluppe bekannt, bei der die Schiebeelemente, die entlang der Messschiene verschiebbar sind, nicht mehr am Baum angelegt werden müssen. Stattdessen befindet sich an beiden Schiebeelementen ein Laser, wobei die beiden Laser so angeordnet sind, dass sie zueinander parallele Laserstrahlen aussenden. Der Abstand dieser parallelen Laserstrahlen kann durch die Schiebeelemente verändert werden und wird nun so angepasst, dass die beiden Laserstrahlen tangential am zu vermessenen Baum anliegen. Da die Laserstrahlen parallel zueinander ausgesandt werden, entspricht der Abstand der Laserstrahlen an der Kluppe dem Abstand der Laserstrahlen am zu vermessenden Baum, so dass der Abstand an der Kluppe einfach abgelesen werden kann. Durch eine derartige Laser- Kluppe ist es nicht mehr nötig, direkt an den Baum heranzutreten, so dass insbesondere in unzugänglichen Gebieten die Vermessung der Bäume stark vereinfacht wird. Dennoch müssen die beiden Laser auf einen Abstand zueinander gebracht werden, der dem Durchmesser des Baumes entspricht. Dies bedeutet, dass auch eine derartige Laserkluppe groß und unhandlich ausgebildet werden muss. In order to counteract this disadvantage, WO 2006/127265 A1 discloses a clip in which the sliding elements, which are displaceable along the measuring rail, no longer have to be applied to the tree. Instead, a laser is located on both sliding elements, the two lasers being arranged so that they emit parallel laser beams. The distance of these parallel laser beams can be changed by the sliding elements and is now adapted so that the two laser beams tangentially abut the tree to be measured. Since the laser beams are emitted parallel to each other, the distance of the laser beams on the clip corresponds to the distance of the laser beams to the tree to be measured, so that the distance to the clip can be easily read. By such a laser clip, it is no longer necessary to approach directly to the tree, so that the measurement of the trees is greatly simplified, especially in inaccessible areas. Nevertheless, the two lasers must be brought to a distance which corresponds to the diameter of the tree. This means that even such a laser clip must be made large and bulky.

Bei der Vermessung des Durchmessers von Baumstämmen ist zusätzlich insbesondere darauf zu achten, in welcher Höhe am Baumstamm der jeweilige Durchmesser vermessen wird, da der Durchmesser von Bäumen in der Regel von unten nach oben abnimmt. Herkömmlicherweise wird der sogenannte Brusthöhendurchmesser bestimmt. Neben dem Durchmesser muss für eine exakte Vermessung des jeweiligen Baums folglich auch die Höhe bestimmt werden, in der der Durchmesser ermittelt wird. Dies ist mit einer Laser-Kluppe gemäß WO 2006/107265 A1 nur sehr schwer möglich, da allenfalls geschätzt werden kann, in welcher Höhe die Laserstrahlen tangential am zu vermessenden Baum anliegen. When measuring the diameter of tree trunks, it is also necessary to pay particular attention to the height at which the tree trunk measures the diameter, as the diameter of trees usually decreases from the bottom to the top. Conventionally, the so-called breast height diameter is determined. In addition to the diameter, the height in which the diameter is determined must therefore be determined for an exact measurement of the respective tree. This is very difficult to achieve with a laser cable according to WO 2006/107265 A1, since at most it can be estimated how high the laser beams are tangentially against the tree to be measured.

Eine andere Methode, den Baumstammdurchmesser zu bestimmen, ohne an den Baum herantreten zu müssen, wird in der US 6,738,148 B2 beschrieben. Bei der dort beschriebenen Messmethode verfügt das Messgerät über ein Messfenster, in dem Klammerelemente dargestellt sind. Die Person, die einen Baum vermessen möchte, schaut durch dieses Messfenster und richtet das Messgerät so aus, dass der Baum genau zwischen zwei dieser Messklammern erscheint. Dazu kann es beispielsweise nötig sein, den Abstand zum Baum zu verändern. Aus diesem Abstand und dem bekannten Abstand der Messklammern in dem Messfenster kann dann der Durchmesser des Baumes bestimmt werden. Nachteilig ist, dass es auch in diesem Fall nur sehr schwer möglich ist, festzustellen, in welcher Höhe der Durchmesser des Baumes bestimmt wird. Zudem muss auf eine andere Weise der Abstand zum Baum ermittelt werden, was beispielsweise über ein Maßband geschieht, so dass auch bei dieser Methode, die den Baumstamm vermessende Person oftmals dicht an den Baum herantreten muss. Another method of determining tree trunk diameter without having to approach the tree is described in US 6,738,148 B2. In the measuring method described there, the measuring device has a measuring window in which clamping elements are shown. The person who wants to measure a tree, looks through this measurement window and aligns the meter so that the tree appears exactly between two of these measuring clamps. For example, it may be necessary to change the distance to the tree. From this distance and the known distance of the measuring clamps in the measuring window then the diameter of the tree can be determined. The disadvantage is that even in this case it is very difficult to determine the height at which the diameter of the tree is determined. In addition, the distance to the tree must be determined in another way, which is done for example via a tape measure, so that even with this method, the person measuring the tree trunk often has to approach close to the tree.

Aus dem Stand der Technik ist zudem eine sogenannte elektronische Einhandkluppe bekannt, die einen Laserstrahl aussendet, der über einen bestimmten Winkelbereich verschwenkbar ist. Die Kluppe verfügt zudem über einen Messarm, der starr mit der Kluppe verbunden ist und zum Vermessen eines Baumstammdurchmessers an den Baumstamm angesetzt wird. Damit ist der Abstand zwischen dem Baum und der Kluppe eindeutig definiert, so dass aus dem Winkel, um den der Laser verschwenkt werden muss, um einmal über den gesamten Baum zu schwenken, und dem bekannten Abstand der Durchmesser des Baumes bestimmt werden kann. Nachteilig ist auch hier, dass die Messarme, um sie handhabbar zu gestalten, eine Länge von 30 bis 50 cm aufweisen, so dass auch in diesem Fall dicht an den vermessenden Baum herangetreten werden muss. Zudem ist es auch mit einem derartigen Gerät nicht möglich, die Höhe zu bestimmen, in der der Durchmesser des Baumstammes ermittelt wird. From the state of the art, a so-called electronic one-hand clip is also known, which emits a laser beam, which is pivotable over a certain angular range. The clip also has a measuring arm which is rigidly connected to the clip and attached to the tree trunk for measuring a log diameter. Thus, the distance between the tree and the clip is clearly defined, so that from the angle by which the laser must be pivoted once to pivot over the entire tree, and the known distance of the diameter of the tree can be determined. Another disadvantage is that the measuring arms, to make them manageable, have a length of 30 to 50 cm, so that even in this case must be approached close to the surveying tree. In addition, it is not possible with such a device, the height too determine in which the diameter of the tree trunk is determined.

Die Bestimmung des Durchmessers des Baumstammes ist jedoch nicht nur bei stehenden Bäumen wichtig. Auch bei beispielsweise gefällten oder umgestürzten Bäumen oder bei aufgestapelten und schon in Stücke bestimmter Länge zersägten Baumstämmen, so genannten Poltern oder Poldern ist die Bestimmung des Durchmessers der Baumstämme oder der Baumstammteile von Bedeutung, um das Holzvolumen abschätzen zu können. The determination of the diameter of the tree trunk is not only important for standing trees. Also in example felled or fallen trees or stacked and already cut into pieces of certain length tree trunks, so-called rumbling or polders the determination of the diameter of the tree trunks or tree trunk parts is important in order to estimate the volume of wood can.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen eines Durchmessers eines Baumstammes so weiterzuentwickeln, dass sie klein und kompakt ausgebildet werden kann und dass dennoch der Durchmesser des Baumstamms einfach und sicher bestimmt werden kann, ohne dass an den Baumstamm herangetreten werden muss. The invention is therefore based on the object, a generic device for determining a diameter of a tree trunk so that it can be made small and compact and yet that the diameter of the tree trunk can be determined easily and safely, without having to approach the tree trunk ,

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Durchmessers eines Baumstammes, die eine Lichtaussendeeinheit zum Aussenden wenigstens zweier Lichtstrahlen und einer Abstandsbestimmungseinrichtung zum berührungslosen Bestimmen eines Abstands der Vorrichtung von dem Baumstamm aufweist, wobei sich zwischen den beiden Lichtstrahlen ein Winkel befindet, der von 0° verschieden ist. The invention achieves the stated object by a device for determining a diameter of a tree trunk, which has a light emitting unit for emitting at least two light beams and a distance determining device for non-contact determination of a distance of the device from the tree trunk, wherein there is an angle between the two light beams is different from 0 °.

Zum Bestimmen des Baumstammdurchmessers wird nun die Vorrichtung so ausgerichtet, dass die beiden Lichtstrahlen, die nicht parallel zueinander verlaufen, beide tangential an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Baumstammes anliegen. Über die Abstandsbestimmungseinrichtung wird berührungslos der Abstand des Baumstammes bestimmt, so dass aus den so erhaltenen Daten der Durchmesser des Baumstammes errechnet werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Vorrichtung zudem über eine elektrische Steuerung, die eingerichtet ist, aus dem Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen und dem Abstand der Vorrichtung zum Baumstamm den Durchmesser des Baumstammes zu berechnen. Eine derartig ausgestaltete Vorrichtung kann folglich sehr klein und kompakt ausgebildet werden und ist trotzdem in der Lage, über relativ große Entfernungen hinweg berührungslos den Durchmesser des Baumstammes zu bestimmen. Sie ist folglich handlich und leicht transportierbar und insbesondere in nur schwer zugänglichem Gebiet, beispielsweise Wäldern, die an Hängen liegen, vorteilhafterweise einsetzbar. To determine the tree trunk diameter, the device is now aligned so that the two light beams that are not parallel to each other, both tangent to each opposite sides of the tree trunk. About the distance determination device, the distance of the tree trunk is determined without contact, so that the diameter of the tree trunk can be calculated from the data obtained in this way. In a preferred embodiment, the device also has an electrical control, which is set up to calculate the diameter of the tree trunk from the angle between the two light beams and the distance of the device to the tree trunk. Such a configured device can thus be made very small and compact and yet is able to determine contactlessly over relatively large distances away the diameter of the tree trunk. It is therefore handy and easy to transport and especially in difficult to access area, such as forests that are on slopes, advantageously used.

Zur Bestimmung des Durchmessers des Baumstammes aus dem Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen und der Entfernung der Vorrichtung zum Baumstamm wird der Baumstamm als mit einem kreisförmigen Durchschnitt versehen angenommen. Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen dem Auftreffpunkt der Lichtstrahlen an dem Baumstamm und der Vorrichtung etwas größer ist als der Abstand zwischen der Vorrichtung und dem Baumstamm selbst. To determine the diameter of the tree trunk from the angle between the two light beams and the distance of the device to the tree trunk, the tree trunk is assumed to be provided with a circular average. This means that the distance between the point of impact of the light rays on the tree trunk and the device is slightly larger than the distance between the device and the tree trunk itself.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die elektrische Steuerung zudem eingerichtet, aus dem Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen und dem Abstand der Vorrichtung von dem Baumstamm zu berechnen, wie weit die beiden Lichtstrahlen in einer Entfernung von der Vorrichtung voneinander entfernt sind, die dem Abstand der Vorrichtung von dem Baumstamm entspricht. Zur Bestimmung des Durchmessers des Baumstamms ist diese Größe nicht notwendig. Sofern die elektrische Steuerung jedoch eingerichtet ist, diese Größe auszurechnen, kann die Vorrichtung auch dazu verwendet werden, beispielsweise die Höhe der Stelle auszumessen, an der der Durchmesser des Baumstammes ermittelt wurde. Dies ist mit Kluppen aus dem Stand der Technik nicht möglich. Anstatt nun, wie bei der Bestimmung des Durchmessers des Baumstammes die Vorrich- tung so auszurichten, dass die beiden Lichtstrahlen tangential an den beiden Seiten des Baumstammes anliegen, wird die Vorrichtung nun so ausgerichtet, dass einer der Lichtstrahlen am untersten Ende des Baumstammes möglichst nah am Erdboden auf den Baumstamm trifft. Die Vorrichtung wird so ausgerichtet, dass gleichzeitig der zweite Lichtstrahl in der Höhe auf den Baum trifft, in der der Durchmesser des Baumstammes bestimmt wurde oder bestimmt werden soll. Die elektrische Steuerung muss nun lediglich aus dem Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen und dem Abstand der Vorrichtung zum Baumstamm die Strecke bestimmen, die zwischen den beiden Auftreffpunkten der beiden Lichtstrahlen auf dem Baumstamm liegt. Damit ist schnell, sicher und einfach die Höhe bestimmbar, in der der Durchmesser des Baumstamms bestimmt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Baumstamm beispielsweise an einem Hang steht oder beispielsweise durch Verbiss oder abnorme Wuchsformen eine Messung in einer Standardhöhe von beispielsweise 1 ,30 m über den Boden ausscheidet. In diesen Fällen kann der Durchmesser in einer wohl bestimmten anderen Höhe ermittelt werden und anschließend über im Stand der Technik vorhandene Tabellen in einen Brusthöhendurchmesser umgerechnet werden. In a particularly preferred embodiment, the electrical control is also arranged to calculate from the angle between the two light beams and the distance of the device from the tree trunk, how far the two light beams are at a distance from the device from each other, the distance of the device corresponds to the tree trunk. To determine the diameter of the tree trunk, this size is not necessary. However, if the electrical control is set up to calculate this size, the device can also be used to measure, for example, the height of the location at which the diameter of the log was determined. This is not possible with clips from the prior art. Instead, as in the determination of the diameter of the tree trunk, the device Align direction so that the two light rays tangent to the two sides of the tree trunk, the device is now aligned so that one of the rays of light hits the bottom of the tree trunk as close to the ground on the tree trunk. The device is aligned so that at the same time the second light beam hits in height on the tree in which the diameter of the log has been determined or is to be determined. The electrical control now only has to determine from the angle between the two light beams and the distance of the device to the tree trunk, the distance that lies between the two points of impact of the two light beams on the tree trunk. Thus, the height is determined quickly, safely and easily, in which the diameter of the tree trunk is determined. This is particularly advantageous when the tree trunk is, for example, on a slope or excretes, for example by Verbiss or abnormal growth forms a measurement in a standard height of, for example, 1, 30 m above the ground. In these cases, the diameter can be determined in a well-defined other height and then converted into a breast height diameter using tables available in the prior art.

Dabei kann der Abstand von der Vorrichtung zu dem Baumstamm beispielsweise aus einer ersten Messung bekannt sein, in der der Durchmesser des Baumstammes bestimmt wurde. Alternativ dazu ist auch im Rahmen der Höhenmessung bestimmbar, wie weit der Baumstamm von der Vorrichtung entfernt ist. Dazu sollte sichergestellt werden, dass beispielsweise ein von einer Strahlungsquelle der Abstandsbestimmungseinrich- tung ausgesandter Strahl möglichst senkrecht auf den Baumstamm trifft. Daher kann es vorteilhaft sein, wenn der Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen dadurch einstellbar ist, dass beide Lichtstrahlen separat voneinander verschoben werden können. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, dass beispielsweise ein von einer Abstandsbestimmungsein- richtung ausgesandter Strahl einer bestimmten Strahlung immer die Win- kelhalbierende dieses Winkels bildet. Stattdessen ist es auch möglich, dass die beiden Lichtstrahlen unterschiedlich weit von diesem Strahl entfernt liegen, was insbesondere für diese Anwendung von Vorteil ist. In this case, the distance from the device to the tree trunk can be known, for example, from a first measurement in which the diameter of the tree trunk was determined. Alternatively, it can also be determined within the framework of the height measurement, how far away the tree trunk is from the device. For this purpose, it should be ensured that, for example, a beam emitted by a radiation source of the distance determination device hits the tree trunk as perpendicularly as possible. Therefore, it may be advantageous if the angle between the two light beams is adjustable in that both light beams can be moved separately from each other. In this way, it is not necessary that, for example, a beam of a given radiation emitted by a distance-determining device always has the power of bisector of this angle forms. Instead, it is also possible that the two light beams are at different distances from this beam, which is particularly advantageous for this application.

Mit einer derart ausgebildeten elektrischen Steuerung ist es folglich mit einer hier beschriebenen Vorrichtung sehr einfach möglich, nicht nur den Durchmesser des Baumstammes berührungslos und über große Entfernungen sehr genau zu bestimmen, sondern gleichzeitig festzustellen, in welcher Höhe der Durchmesser ermittelt wurde, so dass eine besonders genaue und umfassende Vermessung des Baumstammes schnell und bequem möglich ist. With such a trained electrical control, it is thus very easy with a device described here, not only to determine the diameter of the log without contact and over long distances very accurately, but at the same time determine the height at which the diameter was determined, so that a particularly accurate and comprehensive measurement of the tree trunk is possible quickly and easily.

Vorteilhafterweise weist die Lichtaussendeeinrichtung eine Lichtquelle zum Aussenden eines Primärlichtsstrahls und eine Aufspalteeinrichtung auf, die zum Aufspalten des Primärlichtstrahls in die beiden Lichtstrahlen verwendbar ist. Dies kann beispielsweise ein Prisma, ein Linsensystem oder eine andere Anordnung optischer Bauelemente sein. Durch die Verwendung nur einer Lichtquelle, die beispielsweise ein Laser oder eine Laserdiode sein kann, wird der nötige Bauraum für die Vorrichtung weiter reduziert, so dass eine besonders handliche und kleine Ausgestaltung der Vorrichtung erreicht wird. Alternativ ist es natürlich auch möglich, für jeden der beiden Lichtstrahlen eine separate Lichtquelle, beispielsweise einen separaten Laser vorzusehen. Bei der Verwendung von beispielsweise Laserdioden ist dennoch eine sehr kleine Bauform und eine nur sehr geringe Strom- und Leistungsaufnahme erreichbar, so dass die Vorrichtung bequem, einfach und über einen relativ langen Zeitraum verwendbar ist. Advantageously, the light emitting device has a light source for emitting a primary light beam and a splitting device which can be used for splitting the primary light beam into the two light beams. This can be for example a prism, a lens system or another arrangement of optical components. By using only one light source, which may be a laser or a laser diode, for example, the necessary space for the device is further reduced, so that a particularly handy and small design of the device is achieved. Alternatively, it is of course also possible to provide a separate light source, for example a separate laser, for each of the two light beams. When using, for example, laser diodes is still a very small size and only a very low power and power consumption achievable, so that the device is convenient, easy and usable over a relatively long period of time.

Vorteilhafterweise ist der Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen einstellbar. Damit wird es möglich, bei einem festen Standort der Vorrichtung den Winkel der zwischen den beiden Lichtstrahlen so einzustellen, dass die Lichtstrahlen in der gewünschten Weise auf den Baumstamm treffen. Zur Bestimmung des Durchmessers kann der Winkel folglich so verändert werden, dass die Lichtstrahlen an gegenüberliegenden Seiten tangential am Baumstamm anliegen, während für die Bestimmung der Höhe, in der der Durchmesser bestimmt wird, die beiden Lichtstrahlen in der oben beschriebenen Weise auf den Baumstamm gerichtet werden. Ein einstellbarer Winkel zwischen den beiden Lichtstrahlen führt folglich dazu, dass die Person, die den Baumstamm vermisst, ihre Position nicht verändern muss. Advantageously, the angle between the two light beams is adjustable. This makes it possible to adjust the angle of the between the two light beams at a fixed location of the device so that the light rays hit the tree trunk in the desired manner. The angle can thus be changed in order to determine the diameter be that the light rays tangentially abut on opposite sides of the tree trunk, while for the determination of the height in which the diameter is determined, the two light beams are directed in the manner described above on the tree trunk. An adjustable angle between the two beams thus results in the person missing the log not having to change its position.

Alternativ dazu kann der Winkel auch fest und nicht einstellbar ausgebildet sein. In diesem Fall muss die Vorrichtung zum optimalen Einstellen der Lichtstrahlen am Baumstamm auf den Baumstamm zu oder von ihm wegbewegt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn mehrere Lichtaussendeeinrichtungen und/oder Aufspalteeinrichtungen vorgesehen sind, die leicht und unkompliziert gegeneinander austauschbar sind. So ist es beispielsweise möglich, und als Zubehör zu der Vorrichtung mehrere Aufspalteeinrichtungen anzubieten, die für eine Aufspaltung der beiden Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln zwischen den beiden Lichtstrahlen sorgen. Damit kann jeweils die für den momentanen Abstand der Vorrichtung zu dem Baumstamm optimale Aufspalteeinrichtungen in die Vorrichtung eingesetzt werden, so dass gegebenenfalls nur eine geringe Veränderung des Abstandes der Vorrichtung zu dem Baumstamm nötig ist, um eine optimale Ausrichtung der Lichtstrahlen zum Baumstamm zu erreichen. Alternatively, the angle may be formed fixed and not adjustable. In this case, the device for optimally adjusting the light beams on the log must be moved toward or away from the log. It has been found to be advantageous if a plurality of light emitting devices and / or splitting devices are provided, which are easily and simply interchangeable with each other. Thus, it is possible, for example, and as an accessory to the device, to offer a plurality of splitting devices which ensure splitting of the two light beams at different angles between the two light beams. Thus, in each case the optimal for the current distance of the device to the tree trunk splitting devices are used in the device, so that possibly only a small change in the distance of the device to the tree trunk is necessary to achieve an optimal alignment of the light beams to the tree trunk.

Dies kann beispielsweise auch erreicht werden, indem in der Vorrichtung mehrere unterschiedliche Aufspalteeinrichtungen enthalten sind, die jeweils in einen aktiven Zustand, in dem sie im Strahlengang des Primärlichtstrahls angeordnet sind, und in eine passive Stellung bringbar sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass keine Aufspalteeinrichtung verlorengehen kann, da sie nicht als separate Bauteile vorliegen. This can also be achieved, for example, by including in the device a plurality of different splitting devices which can each be brought into an active state in which they are arranged in the beam path of the primary light beam and into a passive position. In this way it is ensured that no splitting device can be lost because they are not available as separate components.

Vorzugsweise weist die Abstandsbestimmungseinrichtung eine Strahlungsquelle und einen Detektor auf. Die Strahlungsquelle ist dabei vorteil- hafterweise ein Laser, eine Infrarotstrahlungsquelle oder ein Ultraschallsender. Die Strahlungsquelle sendet dabei vorteilhafterweise Strahlungsimpulse aus, die auf den zu vermessenden Baumstamm gerichtet und von diesem reflektiert werden. Durch den Detektor der Abstandsbestimmungs- einrichtung werden die so reflektierten Strahlungsimpulse detektiert. Über die Laufzeitmessung, also die Zeit, die die ausgesandten Strahlungsimpulse von der Strahlungsquelle zum Baumstamm und zurück zum Detektor benötigen und der bekannten Geschwindigkeit der jeweiligen Strahlungsimpulse kann so der Abstand der Vorrichtung zum Baumstamm bestimmt werden. Insbesondere die Schallgeschwindigkeit hängt jedoch stark von der aktuellen Temperatur und der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft ab, so dass es für den Fall, dass ein Ultraschallsender als Strahlungsquelle verwendet wird, sinnvoll sein kann, auch die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen. In Abhängigkeit dieser bestimmten Werte wird dann eine an diese Werte angepasste Schallgeschwindigkeit für die Berechnung des Abstandes der Vorrichtung zum Baumstamm verwendet. Diese Schallgeschwindigkeit kann beispielsweise in Form von Tabellen in einer Speichereinrichtung der Vorrichtung hinterlegt sein. The distance determination device preferably has a radiation source and a detector. The radiation source is advantageous legally a laser, an infrared radiation source or an ultrasonic transmitter. The radiation source advantageously emits radiation pulses which are directed onto the tree trunk to be measured and reflected by it. By means of the detector of the distance determining device, the radiation pulses thus reflected are detected. About the transit time measurement, ie the time that the emitted radiation pulses from the radiation source to the tree trunk and back to the detector and the known speed of the respective radiation pulses so the distance of the device to the tree trunk can be determined. In particular, the speed of sound, however, depends strongly on the current temperature and the humidity of the ambient air, so that it may be useful in the event that an ultrasonic transmitter is used as a radiation source, to determine the temperature and humidity. Depending on these specific values, a speed of sound adapted to these values is then used to calculate the distance of the device from the tree trunk. This speed of sound may for example be stored in the form of tables in a storage device of the device.

Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Referenzstrecke vorzusehen, deren Länge bekannt ist, und an deren einem Ende sich ein Ultraschallsender befindet, während das andere Ende mit einem Ultraschallempfänger versehen ist. Da die Strecke zwischen diesen beiden Elementen bekannt ist, kann durch eine Laufzeitmessung über diese Strecke die aktuelle Schallgeschwindigkeit bestimmt werden, so dass in diesem Fall eine Messung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit nicht nötig wäre. Alternatively, it is also possible to provide a reference path whose length is known, and at one end of which is an ultrasonic transmitter, while the other end is provided with an ultrasonic receiver. Since the distance between these two elements is known, the current speed of sound can be determined by a transit time measurement over this distance, so that in this case a measurement of the temperature and the humidity would not be necessary.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern von Daten und/oder eine Datenübertragungseinrichtung auf. Auf diese Weise können die gespeicherten Daten unterschiedlicher Bäume und Baumstämme zunächst in der Speichereinrichtung abgelegt und zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach Abschluss der Messun- gen, auf eine entsprechende Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Laptop oder Computer übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es natürlich auch möglich, beispielsweise über Funkverbindungen die Daten direkt auf einen Zentralcomputer oder eine andere elektronische Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen. Advantageously, the device has a memory device for storing data and / or a data transmission device. In this way, the stored data of different trees and tree trunks can first be stored in the memory device and at a later time, for example after completion of the measurement. gene, be transferred to a corresponding data processing device, such as a laptop or computer. Alternatively or additionally, it is of course also possible, for example via radio links, to transmit the data directly to a central computer or other electronic data processing device.

Insgesamt ist mit einer hier beschriebenen Vorrichtung folglich eine besonders einfache, schnelle und dennoch sichere und genaue Vermessung von Bäumen und Baumstämmen möglich, wobei zusätzlich zu dem sehr genau bestimmbaren Baumdurchmesser auch die Höhe, in der der Durchmesser bestimmt wird, ermittelbar ist. Overall, with a device described here consequently a particularly simple, fast and yet safe and accurate measurement of trees and logs possible, in addition to the very precisely determinable tree diameter and the height at which the diameter is determined, can be determined.

Dabei kann die beschriebene Vorrichtung nicht nur bei stehenden Bäumen den Durchmesser des Baumstammes bestimmen, sondern kann auch zur Vermessung von liegendem oder aufgestapeltem Holz, Hoizstämmen, Sortimenten oder Poltern oder Poldern eingesetzt werden. Insbesondere bei Letzteren ist der Durchmesser, der beispielsweise in der Mitte oder an einem der Enden des Stammes oder des Sortimentes gemessen wird, und die Länge des jeweiligen Stammes von Interesse. Mit der hier beschriebenen Vorrichtung ist beispielsweise für die Längenmessung ein gegebenenfalls wieder verwendbarer Reflektor vorgesehen, der an einem der Stämme des Sortiments oder des Polters befestigt wird. Auf diese Weise kann der von der Strahlungsquelle der Abstandsbestimmungseinrichtung ausgesandte Strahl besonders gut reflektiert und vom Detektor wieder aufgefangen werden. Auf diese Weise ist es besonders einfach, schnell und dennoch präzise möglich, die Länge der einzelnen Baumstämme und Stammanteile exakt zu bestimmen. Dadurch, dass der Durchmesser und die Länge von Baumstämmen, Stammteilen und Sortimenten lageunabhängig durch die hier beschriebene Vorrichtung bestimmt werden kann, ist sie auf einem weiten Anwendungsspektrum in der Forst- und Holzwirtschaft vorteilhafterweise einsetzbar. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Energiequelle, insbesondere einen Kondensator, einen Akku oder eine Batterie. Damit ist eine eigenständige Energieversorgung insbesondere der Lichtaussendeeinrichtung und der Abstandsbestimmungseinrichtung ge- währleistet, so dass die Vorrichtung beispielsweise auch in einem Wald, in dem herkömmlicherweise keine externe Stromversorgung zur Verfügung steht, betreibbar ist. The described device can not only determine the diameter of the tree trunk in standing trees, but can also be used for surveying lying or stacked wood, Hoizstämmen, assortments or rumbling or polders. Especially in the case of the latter, the diameter measured, for example, in the middle or at one of the ends of the trunk or assortment, and the length of the respective strain are of interest. With the device described here, an optionally reusable reflector is provided, for example, for the length measurement, which is attached to one of the trunks of the assortment or the patter. In this way, the beam emitted by the radiation source of the distance determining device can be reflected particularly well and recovered by the detector. In this way, it is particularly easy, fast and yet precise possible to determine the exact length of the individual tree trunks and trunk shares. The fact that the diameter and length of logs, parent parts and assortments can be determined independently of position by the device described here, it is advantageously used on a wide range of applications in the forestry and wood industries. In a preferred embodiment, the device comprises a power source, in particular a capacitor, a rechargeable battery or a battery. This ensures an independent energy supply, in particular of the light emitting device and the distance determining device, so that the device can also be operated, for example, in a forest in which conventionally no external power supply is available.

Mit Hilfe einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen: With the aid of a drawing, an embodiment of the present invention will be explained in more detail below. Show it:

Figur 1 die schematische Darstellung der Vermessung eines Baumstammdurchmessers, FIG. 1 shows the schematic illustration of the measurement of a tree trunk diameter,

Figur 2 die schematische Darstellung der Vermessung der Höhe einer Messstelle und Figure 2 is a schematic representation of the measurement of the height of a measuring point and

Figur 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figure 3 is a schematic representation of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.

Figur 1 zeigt die schematische Darstellung der Vermessung eines Durchmessers eines Baumstammes 2. In Figur 1 ist lediglich der Querschnitt des Baumstammes 2 dargestellt, der zur Bestimmung des Durchmessers als kreisförmig angenommen wird. Im rechten Bereich der Figur 1 ist eine Vorrichtung 4 dargestellt, die zwei Lichtstrahlen 6 aussendet, zwischen denen ein Winkel α eingeschlossen ist, der von 0° verschieden ist. Figure 1 shows the schematic representation of the measurement of a diameter of a tree trunk 2. In Figure 1, only the cross section of the tree trunk 2 is shown, which is assumed to be circular in determining the diameter. In the right-hand area of FIG. 1, a device 4 is shown which emits two light beams 6, between which an angle α is included which differs from 0 °.

Die beiden Lichtstrahlen 6 liegen in Anlagepunkten 8 am Baumstammes 2 tangential an. Von diesen Anlagepunkten 8 zum Mittelpunkt 10 sind Hilfslinien 12 eingezeichnet, die mit den Lichtstrahlen 6 jeweils einen rechten Winkel einschließen und der Hälfte des Durchmessers des Baumstammes 2 entsprechen. Von der Vorrichtung 4 wird über eine nicht gezeigte Ab- standsbestimmungseinrichtung 14 ein weiterer Laserstrahl 16 ausgesandt, der in einem Auftreffpunkt 18 auf den Baumstamm 2 trifft, von diesem reflektiert und von einem nicht gezeigten Detektor 20 in der Vorrichtung 4 aufgefangen wird. Auch vom Auftreffpunkt 18 zum Mittelpunkt 10 ist eine Hilfslinie 12 dargestellt, deren Länge der Hälfte des Durchmessers des Baumstammes 2 entspricht. Aus dem Winkel α sowie dem Abstand des Baumstammes 2 zur Vorrichtung 14, der über die Abstandsbestimmungseinrichtung 14 bestimmt wird, lässt sich über einfache trigonometrische Zusammenhänge der Durchmesser des Baumstammes 2 bestimmen. Dabei errechnet sich der Sinus des halben Winkels α als halber Durchmesser des Baumstammes 2 geteilt durch die Summe aus dem halben Durchmesser des Baumstammes 2 und dem Abstand des Baumstammes 2 von der Vorrichtung 4. The two light beams 6 are tangentially in contact points 8 on the tree trunk 2. From these investment points 8 to the center 10 auxiliary lines 12 are located, each including a right angle with the light beams 6 and the half of the diameter of the tree trunk 2 correspond. From the device 4, a further laser beam 16 is emitted via a distance determining device 14, not shown, which strikes the tree trunk 2 at an impact point 18, is reflected by the latter and is collected by a detector 20 (not shown) in the device 4. Also from the impact point 18 to the center 10, an auxiliary line 12 is shown, whose length corresponds to half the diameter of the tree trunk 2. From the angle α and the distance of the tree trunk 2 to the device 14, which is determined by the distance determining device 14, the diameter of the tree trunk 2 can be determined by simple trigonometric relationships. In this case, the sine of the half angle α is calculated as half the diameter of the tree trunk 2 divided by the sum of half the diameter of the tree trunk 2 and the distance of the tree trunk 2 from the device. 4

Auf diese Weise ist folglich berührungslos der Durchmesser des Baumstammes 2 bestimmbar. In this way, consequently, the diameter of the tree trunk 2 can be determined without contact.

Figur 2 zeigt die Vorrichtung 4, die verwendet wird, um eine Höhe H zu bestimmen. Sehr schematisch ist im linken Teil der Figur 2 der Baumstamm 2 dargestellt, dessen Durchmesser sich nach oben hin verjüngt. Die Vorrichtung 4 sendet die beiden Lichtstrahlen 6 aus, zwischen denen wieder der Winkel α eingeschlossen ist. Auch hier wird über einen zusätzlichen Laserstrahl 16, der von der Abstandsbestimmungseinrichtung 14, die in der Vorrichtung 4 enthalten ist, ausgesandt wird, der Abstand zwischen der Vorrichtung 4 und dem Baumstamm 2 bestimmt. Auch hier lässt sich über einfache trigonometrische Zusammenhänge die Höhe H bestimmen. Figure 2 shows the device 4 used to determine a height H. Very schematically, the tree trunk 2 is shown in the left part of Figure 2, the diameter of which tapers towards the top. The device 4 emits the two light beams 6, between which again the angle α is included. Here, too, the distance between the device 4 and the log 2 is determined via an additional laser beam 16 emitted by the distance determining device 14 included in the device 4. Again, the height H can be determined by simple trigonometric relationships.

Figur 3 zeigt die schematische Darstellung der Vorrichtung 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung verfügt über eine Lichtaussendeeinrichtung 22, die im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle 24, die beispielsweise ein Laser sein kann, und eine Aufspalteeinrichtung 26 umfasst. Die Lichtquelle 24 sendet einen Primärlichtstrahl 28 aus, der in die Aufspalteeinrichtung 26 eindringt und von dieser in die beiden Lichtstrahlen 6 aufgespalten wird. Figure 3 shows the schematic representation of the device 4 according to an embodiment of the present invention. The device has a light emitting device 22, which in the illustrated embodiment, a light source 24, which may be a laser, for example, and a splitter 26 includes. The light source 24 emits a primary light beam 28, which penetrates into the splitting device 26 and is split thereby into the two light beams 6.

Die Vorrichtung 4 verfügt zudem über die Abstandsbestimmungsvorrich- tung 14, die eine Strahlungsquelle 30 aufweist, die im gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel ebenfalls als Laser ausgebildet ist und den Laserstrahl 16 aussendet. Zum Auffangen eines von dem Baumstamm 2 reflektierten Laserstrahls 16 verfügt die Abstandsbestimmungseinrichtung zudem über den Detektor 20. Über Laufzeitmessungen des von der Strahlungsquelle 30 ausgesandten Lichts lässt sich der Abstand zwischen der Vorrichtung 4 und dem Baumstamm 2 bestimmen. Dazu verfügt die Vorrichtung 4 über eine elektrische Steuerung 32, die sowohl mit der Abstandsbestimmungseinrichtung 14 als auch mit der Aufspalteeinrichtung 26 verbunden ist und so aus dem Abstand zwischen der Vorrichtung 4 und dem Baumstamm 2 und dem Winkel α zwischen den beiden Lichtstrahlen 6 den Durchmesser des Baumstammes bzw. die Höhe H einer Messstelle bestimmen kann. Die elektrische Steuerung 32 verfügt über eine Speichereinrichtung 34 in der die gesammelten Daten und bestimmten Durchmesser und Höhen gespeichert werden können. The device 4 also has the distance determining device 14, which has a radiation source 30, which in the embodiment shown. Example is also designed as a laser and emits the laser beam 16. In order to catch a laser beam 16 reflected by the tree trunk 2, the distance determination device also has the detector 20. By measuring the transit time of the light emitted by the radiation source 30, the distance between the device 4 and the tree trunk 2 can be determined. For this purpose, the device 4 has an electrical control 32, which is connected to both the distance determining device 14 and the splitter 26 and so from the distance between the device 4 and the log 2 and the angle α between the two light beams 6, the diameter of Tree trunk or the height H can determine a measuring point. The electrical controller 32 has a memory device 34 in which the collected data and certain diameters and heights can be stored.

Bezugszeichenliste α Winkel List of references α angle

H Höhe  H height

2 Baumstamm  2 tree trunk

4 Vorrichtung  4 device

6 Lichtstrahl  6 light beam

8 Anlagepunkt  8 investment point

10 Mittelpunkt  10 center point

12 Hilfslinien  12 guides

14 Abstandsbestimmungseinrichtung 14 distance determination device

16 Laserstrahl 16 laser beam

18 Auftreffpunkt  18 impact point

20 Detektor  20 detector

22 Lichtaussendeeinrichtung  22 light emitting device

24 Lichtquelle  24 light source

26 Aufspalteeinrichtung  26 splitting device

28 Primärlichtstrahl  28 primary light beam

30 Strahlungsquelle  30 radiation source

32 Elektrische Steuerung  32 Electric control

34 Speichereinrichtung  34 storage device

Claims

Patentansprüche: claims: 1. Vorrichtung (4), insbesondere Kluppe, zum Bestimmen eines 1. Device (4), in particular clip, for determining a Durchmessers eines Baumstammes (2), die  Diameter of a tree trunk (2), the eine Lichtaussendeeinrichtung (22) zum Aussenden wenigstens zweier Lichtstrahlen (6) und  a light emitting device (22) for emitting at least two light beams (6) and eine Abstandsbestimmungseinrichtung (14) zum berührungslosen Bestimmen eines Abstandes der Vorrichtung (4) von dem Baumstamm (2) aufweist,  a distance determining device (14) for determining, without contact, a distance of the device (4) from the tree trunk (2), wobei sich zwischen den beiden Lichtstrahlen (6) ein Winkel (a) befindet, der von 0° verschieden ist.  wherein between the two light beams (6) is an angle (a), which is different from 0 °. 2. Vorrichtung (4) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine elektrische Steuerung (32), die eingerichtet ist, aus dem Winkel (a) zwischen den beiden Lichtstrahlen (6) und dem Abstand der Vorrichtung (4) von dem Baumstamm (2) den Durchmesser des Baumstammes (2) zu berechnen. 2. Device (4) according to claim 1, characterized by an electrical control (32) which is arranged from the angle (a) between the two light beams (6) and the distance of the device (4) from the tree trunk (2). to calculate the diameter of the tree trunk (2). 3. Vorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elek-trische Steuerung (32) eingerichtet ist, aus dem Winkel (a) zwischen den beiden Lichtstrahlen (6) und dem Abstand der Vorrichtung (4) von dem Baumstamm (2) zu berechnen, wie weit die beiden Lichtstrahlen (6) in einer Entfernung von der Vorrichtung (4) voneinander entfernt sind, die dem Abstand der Vorrichtung (4) von dem Baumstamm (2) entspricht. 3. Device (4) according to claim 2, characterized in that the electrical control (32) is set up, from the angle (a) between the two light beams (6) and the distance of the device (4) from the tree trunk ( 2) to calculate how far the two light beams (6) are at a distance from each other from the device (4), which corresponds to the distance of the device (4) from the tree trunk (2). 4. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaussendeeinrichtung (22) eine Lichtquelle (24) zum Aussenden eines Primärlichtstrahls (28) und eine Aufspalteeinrichtung (26) aufweist zum Aufspalten des Primärlichtstrahls (28) in die beiden Lichtstrahlen (6). 4. Device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitting device (22) has a light source (24) for emitting a primary light beam (28) and a splitting device (26) for splitting the primary light beam (28) in the two Light rays (6). 5. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaussendeeinrichtung (22) einen Laser als Lichtquelle aufweist. 5. Device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitting device (22) comprises a laser as a light source. 6. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen den beiden Lichtstrahlen (6) einstellbar ist. 6. Device (4) according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle (a) between the two light beams (6) is adjustable. 7. Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Winkel (a) zwischen den beiden Lichtstrahlen (6) fest ist. 7. Device (4) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the angle (a) between the two light beams (6) is fixed. 8. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbestimmungseinrichtung (14) ei- ne Strahlungsquelle (30) und einen Detektor (20) aufweist. 8. Device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance determination device (14) has a ne radiation source (30) and a detector (20). 9. Vorrichtung (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (30) ein Laser, eine Infrarotstrahlungsquelle oder ein Ul-traschallsender ist. 9. Device (4) according to claim 8, characterized in that the radiation source (30) is a laser, an infrared radiation source or an ultrasound transmitter. 10. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (4) über eine Speichereinrichtung (34) zum Speichern von Daten und/oder eine Datenübertragungseinrichtung verfügt. 10. Device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (4) has a memory device (34) for storing data and / or a data transmission device. 11. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Energiequelle, insbesondere einen Kondensator, Akku oder eine Batterie, aufweist. 11. Device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an energy source, in particular a capacitor, battery or a battery.
PCT/EP2013/002254 2012-07-30 2013-07-30 Apparatus for determining a diameter of a tree trunk Ceased WO2014019682A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012014954.9 2012-07-30
DE201210014954 DE102012014954A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Device for determining a diameter of a tree trunk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014019682A1 true WO2014019682A1 (en) 2014-02-06

Family

ID=48906221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/002254 Ceased WO2014019682A1 (en) 2012-07-30 2013-07-30 Apparatus for determining a diameter of a tree trunk

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012014954A1 (en)
WO (1) WO2014019682A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109737852A (en) * 2019-02-22 2019-05-10 海盐森植生物科技有限公司 Plant tree breast diameter survey device
CN114353630A (en) * 2022-01-19 2022-04-15 山西农业大学 Tree breast diameter and tree height measuring device
CN116569737A (en) * 2023-05-12 2023-08-11 中国农业机械化科学研究院集团有限公司 Nut shaking harvesting device and self-adaptive harvesting control system and method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104089591B (en) * 2014-07-11 2017-01-25 北京林业大学 Forest mensuration method based on chromatographic technique
CN112066925A (en) * 2020-08-28 2020-12-11 浙江农林大学 Device and method for measuring breast diameter and height of standing tree

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103800A (en) * 1981-08-05 1983-02-23 Whitebarn Ind Limited Measuring instrument
FI101016B (en) * 1995-12-07 1998-03-31 Kalevi Pietikaeinen Method and apparatus for calculating the trunk quantity of a forest castle
US6738148B2 (en) 2001-06-18 2004-05-18 Laser Technology, Inc. Upper stem diameter measurement and basal area determination device and method for utilization in timber cruising applications
EP1305567B1 (en) * 2000-06-27 2006-05-17 Universite Catholique De Louvain Measurement of cylindrical objects through laser telemetry
WO2006107265A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 Haglöf Sweden AB Means for measuring a diameter
WO2006110726A2 (en) 2005-04-11 2006-10-19 Glaxo Group Limited Dosage formulations and methods of treatment and prevention
WO2006127265A1 (en) 2005-05-20 2006-11-30 Industrial Technology Research Institute Conductive drive voltage reduction layer in displays
US7315794B1 (en) * 2004-03-23 2008-01-01 Willis Frank L Timber survey process and apparatus
WO2010032495A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 株式会社アドイン研究所 Tree information measuring method, tree information measuring device, and program

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975361B2 (en) * 2000-02-22 2005-12-13 Minolta Co., Ltd. Imaging system, two-dimensional photographing device and three-dimensional measuring device
US20090207421A1 (en) * 2007-10-25 2009-08-20 Alphonse Kelly Laser 3-Point Distance and Angle Calculator
CA2805701C (en) * 2010-07-22 2018-02-13 Renishaw Plc Laser scanning apparatus and method of use

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103800A (en) * 1981-08-05 1983-02-23 Whitebarn Ind Limited Measuring instrument
FI101016B (en) * 1995-12-07 1998-03-31 Kalevi Pietikaeinen Method and apparatus for calculating the trunk quantity of a forest castle
EP1305567B1 (en) * 2000-06-27 2006-05-17 Universite Catholique De Louvain Measurement of cylindrical objects through laser telemetry
US6738148B2 (en) 2001-06-18 2004-05-18 Laser Technology, Inc. Upper stem diameter measurement and basal area determination device and method for utilization in timber cruising applications
US7315794B1 (en) * 2004-03-23 2008-01-01 Willis Frank L Timber survey process and apparatus
WO2006107265A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 Haglöf Sweden AB Means for measuring a diameter
WO2006110726A2 (en) 2005-04-11 2006-10-19 Glaxo Group Limited Dosage formulations and methods of treatment and prevention
WO2006127265A1 (en) 2005-05-20 2006-11-30 Industrial Technology Research Institute Conductive drive voltage reduction layer in displays
WO2010032495A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 株式会社アドイン研究所 Tree information measuring method, tree information measuring device, and program

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109737852A (en) * 2019-02-22 2019-05-10 海盐森植生物科技有限公司 Plant tree breast diameter survey device
CN114353630A (en) * 2022-01-19 2022-04-15 山西农业大学 Tree breast diameter and tree height measuring device
CN116569737A (en) * 2023-05-12 2023-08-11 中国农业机械化科学研究院集团有限公司 Nut shaking harvesting device and self-adaptive harvesting control system and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012014954A1 (en) 2014-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014019682A1 (en) Apparatus for determining a diameter of a tree trunk
DE19842798C1 (en) Calibration device
EP2980565B1 (en) Handheld instrument for x-ray fluorescence analysis
DE102012223873B4 (en) Chromatic point sensor system
EP2256516B1 (en) Laser device for electro-optical distance measurement
DE2633391C2 (en) Arrangement for checking or aligning perpendicular intersecting axes
EP3526542A1 (en) Terahertz measurement device
WO2008095733A1 (en) Measuring instrument and method for determining geometric properties of profiled elements
WO2021001341A1 (en) Calibrating an active optical sensor system with the aid of a calibration target
EP2902802A1 (en) Sensor device
EP2979111A1 (en) Device for the optical measurement of the distance from a reflecting or scattering target object
DE102018127221A1 (en) Coordinate measuring system
DE3429541A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE RADIATION WAVELENGTH AND THE WAVELENGTH CORRECTED RADIATION PERFORMANCE OF MONOCHROMATIC LIGHT WAVES
DE102009027668A1 (en) 3D laser measurement space
DE102008054450A1 (en) Measuring system for measuring e.g. areas, has evaluation unit processing measured data detected with handheld, contactlessly measuring distance measuring device and position and alignment data detected by detection device
DE3724656A1 (en) Multi-dimensional measuring machine
WO2015071317A1 (en) Optical coupling device and method for operation thereof
DE102014006583A1 (en) Device for determining the diameter
EP3086087B1 (en) Photo thermal measuring device and method for photo thermal measuring
WO2012163921A1 (en) Bending angle sensor
EP0029881B1 (en) Pull-through device to measure the flexion of the inside wall of a tube
EP2458404A2 (en) Distance measurement device and measurement system
EP2975360B1 (en) Photothermal measuring device for measuring layer thicknesses, method for photothermal measurement
EP2208014A1 (en) Method and measuring device for the contactless detection of the spatial shape of components
DE102011100016A1 (en) Display device for motor chain saw, has hand grip which is provided in longitudinal axis from saw chain sword

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13742596

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13742596

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1