Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Skördarförare ställs inför olika utmaningar som kan påverka kvalitén på arbetet. Ett av dem är sikthindrande undervegetation som kan vara psykiskt påfrestande, skapa ansättningsproblem för aggregatet, öka risken för stensågning och bidra till mekaniska avbrott exempelvis. Att utföra en underväxtröjning inför gallring är ofta en kostsam åtgärd som inte lönar sig ekonomiskt för skogsägarna. Det utvecklas ny teknik byggd på lidar (Light Detection and Ranging) för att hjälpa förarna i arbetet och som ett komplement till underväxtröjning för att kunna se förbi underväxt. Tekniken ska kunna användas som ett siktförbättrande stödsystem för maskinförarna.

Syftet med kandidatarbetet var att utföra en undersökning för att se vad skördarförare hade för uppfattning av ett siktförbättrande stödsystem. Maskintillverkaren Komatsu Forest är med och utformar tekniken, och företaget vill veta vilka behov skördarförare har av detta och hur man slutligen ska kunna utveckla en produkt anpassad efter skördarförares önskemål och erfarenheter.

Undersökningen utfördes genom en webbaserad enkätundersökning tillsammans med intervjuer ute i fält med både erfarna maskinförare och elever på Jälla-gymnasiet i Uppsala. Frågeställningar utformades i samråd mellan handledare, Komatsu Forest och studenterna. För att hitta lämpliga intervjuobjekt användes personliga kontakter och kontakt med produktionsledare på skogsbolagen Holmen Skog AB och Stora Enso Skog AB.

Huvudresultaten som framkom i studien var att maskinförarna över lag ställde sig positiva till att använda ett siktförbättrande stödsystem. Det skördarförare främst vill få presenterat för sig i ett siktförbättrande stödsystem är huvudstammar. Maskinförarna som i huvudsak gallrar upplever att sikten är det som påverkas mest när underväxt förekommer på gallringstrakter. Resultaten indikerar även att maskinförarna är intresserade av att systemet skulle inkludera flera funktioner utöver funktionen att se förbi underväxt. Maskinförare ansåg att den kognitiva belastningen vid krävande gallring skulle kunna underlättas av systemet genom att presentera avstånd till huvudstammar, stenar och utföra gallringsuppföljningar, vilket skulle avlasta skördaroperatören. Systemet skulle då kunna bistå föraren med den information som behövs för att bibehålla den produktionstakt som eftersträvas trots utebliven förröjning.

Vår studie visar att det finns ett behov och marknad för
laserbaserade beslutsstöd. Vid utvecklingen av ett siktförbättrande hjälpsystem bör Komatsu Forest beakta respondenternas insikter för att säkerställa en konkurrenskraftig produkt. Respondenternas erfarenheter och feedback erbjuder värdefulla perspektiv som kan bidra till att anpassa och optimera systemet efter faktiska behov och arbetsförhållanden i skogsbruket. En skördarmonterad laserscanner som visuellt presenterar data på en skärm i hytten är efterfrågad. Viktiga funktioner inkluderar visning av huvudstammar, stenar och markprofil samt möjligheten att välja vad som visas. Produkten bör också kunna ge löpande gallringsuppföljning och mäta avstånd mellan stickvägar, hinder framför maskinen och huvudstammar för att underlätta arbetet.

Harvester operators face various challenges that can affect the quality of their work. One of these challenges is obstructive undergrowth, which can increase the operator’s cognitive workload and cause delays. Pre-clearing undergrowth before thinning is often performed to fell this undergrowth, but it is a costly measure that does not pay off economically for forest owners. New technology based on lidar (Light Detection and Ranging) is being developed to assist operators in their work and to avoid pre-clearing by allowing them to see beyond the undergrowth. This technology aims to be used as a vision-enhancing support system for machine operators.

The objective of this Bachelor’s thesis was to survey harvester operators' perceptions of a vision-enhancing support system. The machine manufacturer Komatsu Forest is involved in designing the technology, and the company wants to know the needs of harvester operators and how to ultimately develop a product tailored to their desires and experiences.

The survey was conducted through a web-based questionnaire along with field interviews with both experienced machine operators and students at Jälla secondary school in Uppsala. The questions were formulated in consultation with supervisors, Komatsu Forest, and the authors. Suitable interview subjects were identified through personal contacts and contacts with production managers at the forestry companies Holmen Skog AB and Stora Enso Skog AB.

The main findings of the study were that operators generally had a positive attitude towards using a vision-enhancing support system. Harvester operators primarily want the system to present the main stems. Operators, especially those mainly involved in thinning, find that visibility is most affected when undergrowth is present in thinning stands. The results also indicate that operators would prefer the system to include several functions beyond just seeing through undergrowth. Operators felt that the cognitive load during demanding thinning operations could be alleviated by the system by displaying distances to main stems and stones, and if the system could perform thinning follow-ups. The system could then provide the necessary information to maintain the desired production pace despite the lack of prior undergrowth clearing.

Our study shows that there is a need and market for laser-based decision support. In developing a vision-enhancing support system, Komatsu Forest should consider the insights of the respondents to ensure a competitive product. The respondents' experiences and feedback offer valuable perspectives that can help tailor and optimize the system to meet actual needs and working conditions in forestry. A harvester-mounted laser scanner that visually presents data on a screen in the cab is in demand. Key features include the display of main stems, stones, and the ground profile, as well as giving the operator the ability to choose what is displayed. The product should also be able to provide ongoing thinning follow-ups and measure distances between strip roads and obstacles in front of the machine.