Positionering av enskilda träd vid avverkning med skördare

Maskintillverkaren Komatsu Forest har nyligen tagit fram ett prototypsystem för noggrann bestämning av skördarens position och dess färdriktning, samt bestämning av position för de avverkade träden. Systemet kan potentiellt komma att medföra en markant förbättring jämfört med den teknik för positionering och navigering som används idag.

Utvärdera noggrannhet och dokumentera erfarenhet

Målen med studien var att utvärdera prototypsystemets noggrannhet och dokumentera förarnas erfarenheter av att använda den genererade positions- och riktningsinformationen. Ett ytterligare mål var att under en längre tid logga data från systemet monterat på produktionsmaskiner och utifrån detta material analysera förutsättningarna för att mäta med nätverks-RTK* under varierande skogliga förhållanden.

I studien monterades Komatsus prototypsystem för positionering på en slutavverkningsskördare och två gallringsskördare. Data från systemet loggades kontinuerligt under cirka sex månaders ordinarie avverkningsarbete. Förarnas erfarenheter av att använda positions- och riktningsinformationen från systemet dokumenterades genom intervjuer. För att utvärdera precisionen i prototypsystemets positionsbestämning av enskilda träd utfördes referensmätning av positionerna för ett 60-tal stubbar.

Ett stort steg framåt

Resultaten från studien kan sammanfattas enligt följande:

• Det var generellt god överrensstämmelse mellan trädposition från Komatsus prototypsystem för positionsbestämning och de manuella referensmätningarna av stubbpositioner. I genomsnitt var avvikelsen mellan de två positionsbestämningarna 0,56 meter. Data från studien visade att avvikelserna kan minskas ytterligare ifall kompletterande givarinformation för kranens olika delar tillförs.
• Förarnas erfarenheter av att använda positionsinformationen från prototypsystemet var entydiga och genomgående positiva. Man upplevde att systemet konsekvent visade rätt position, vilket gjorde att man kände en större trygghet då man avverkade mot känsliga områden som hänsyn eller gränser.
• Förarna upplevde att informationen om maskinens aktuella riktning från systemet underlättade navigeringen. Speciellt gällde detta då arbete på en ny trakt påbörjades. Generellt uttryckte förarna det som att man ”kom rätt direkt” och ”slapp göra omtag” för att komma dit man ville.
• Loggning av data från slutavverkningsskördaren gav starkt stöd för att positions- och riktningsbestämning med nätverks-RTK fungerar väl under skogliga förhållanden motsvarande slutavverkning. Data från studien indikerade att position och riktning kunde bestämmas med en noggrannhet motsvarande cm-nivå, respektive +/- 1 grad under mer än 93 procent av sex månaders loggningstid.
• Positionsbestämning med nätverks-RTK fungerade bra även i gallringsskog, det omgivande trädskiktet gav enbart upphov till störningar under en begränsad del av loggningstiden. För riktningsbestämning i gallringsskog var bilden mer splittrad; loggningsdata indikerade en hög precision under huvuddelen av tiden, men att osäkerheten i bestämningen varit betydligt högre under cirka 20 procent av tiden. Tekniken för riktningsbestämning i gallringsskog är därför ett angeläget område för vidare studier.

Sammanfattningsvis visar vår studie att Komatsus prototypsystem för positionering är ett stort steg framåt mot förbättrad positions- och riktningsinformation i skördarna. I slutavverkning kan systemet användas direkt för noggrann trädpositionering och därmed generera nytta inom en rad tillämpningar. Att koppla samman trädvis data från skördare med data från högupplöst laserskanning är ett sådant exempel. Vidare visar studien att den förbättrade informationen har en positiv påverkan på förarnas trygghet och trivsel i det dagliga arbetet. Sannolikt medför detta också en positiv påverkan på såväl produktiviteten som precisionen i utförandet.

*Positionering med nätverks-RTK innebär att satellitmottagaren använder en korrektionssignal från det nationella nätet av fasta referensstationer. Tekniken ger en mycket hög noggrannhet i positionsbestämningen (cm-nivå) men kan vara känslig för störningar t.ex. från skymmande trädkronor.