Siirry pääsisältöön

Aistin- ja ohjaustekniikan kehittäminen koneelliseen metsänhoitoon ja energiapuun korjuuseen (2010-2012)


Tutkimuksen rakenne

Hankkeessa tutkitaan metsänhoitokoneiden sekä ensiharvennusenergiapuun korjuun kannattavuuden ja käytettävyyden parantamista automaatiotekniikan, etenkin modernin mittaus- ja aistintekniikan sekä avoimeen ISOBUS-kommunikointirajapintaan perustuvan hydrauliikkaohjauksen avulla. Hankkeessa tutkitaan mitä pitää mitata ja aistia taimikonhoitotöitä koneilla tehtäessä ja energiapuuta hakattaessa, kehitetään mittaus ja aistinjärjestelyitä ja algoritmeja sekä kehitetään ja demonstroidaan puoliautomaattisia koneenohjaustapoja, joilla työn tuottavuutta ja koneen käytettävyyttä voitaisiin parantaa.

Aikataulu

  • 2010 - Nosturin instrumentointi ja fastproto
  • 2011 - Perusjärjestelmän kehittäminen
  • 2012 - Edistyneempien toimintojen toteuttaminen

Lähtökohdat

Suuri osa metsänhoitotöistä tehdään nykyisin ihmistyönä mutta löytyykö metsänhoitotöihin riittävästi tekijöitä myös suurten ikäluokkien jäädessä eläkkeelle? Metsähoitotöihin ei välttämättä saadaan tekijöitä ja metsänhoitotöiden koneellistamisastetta on syytä nostaa jo lähitulevaisuudessa.

Koneellisten metsänhoidon ja energiapuun korjuun suurin ongelma liittyy toiminnan kannattavuuteen. Merkittävässä osassa pohjoisen havumetsävyöhykkeen metsiä puuta voidaan hakata vain talvikautena. Osalle hakkuu- ja ajokoneista ei ole hakkuukäyttöä kesäaikaan vaan koneita joudutaan seisottamaan. Metsähoitotöitä taas tehdään pääasiassa sulan maan aikana. Olemassa olevaa konekalustoa voitaisiin käyttää sopivasti lisävarusteltuna myös näihin tehtäviin varsinaisen hakkuusesongin ulkopuolella.

Yleiskäyttöiseen traktoriin perustuvissa ns. isäntälinjan metsäkoneissa pääomakulut ovat huomattavasti alhaisemmat, jolloin hoitotöiden ja energiapuun korjuun kannattavuus voi olla parempi myös hakkuusesongin aikana. Traktorin ja työkoneen väliseen tiedonsiirtoon tarkoitettu ISO 11783 -standardi. Työkonetta hallitaan traktorin mukana tulevalla ISOBUS-virtuaaliterminaalilla. Lisäksi standardi mahdollistaa traktorin hydrauliikkalohkojen ohjaamisen työkoneesta käsin.

Agrix- (2003-2005) ja Farmix [en] -projekteissa (2006-2008) on tutkittu ja kehitetty ISOBUS-yhteensopivien työkoneiden prototyyppejä. Näiden projektien pohjalta on olemassa hyvät valmiudet tutkia isäntälinjan kuormaimen tai nosturin ISOBUS Class 3 -toteutusta.

Metsänhoitotöihin, energiapuun korjuuseen tai ensiharvennukseen varustetuilla koneilla operointi on nykyisin lähes täysin manuaalista ja perustuu pelkästään kuljettajan omien aistien antamaan informaatioon. Modernin paikannus-, mittaus- ja aistintekniikan antaman informaation pohjalta erilaisia puoliautomaattisia ohjausratkaisuja soveltamalla on mahdollista parantaa työn tuottavuutta ja laatua sekä helpottaa kuljettajan työtä. Autonomiset metsäkoneet eivät ole mikään itsetarkoitus mutta osa metsänhoitotöistä on kuitenkin senlaatuisia, että ne voitaneen tehdä autonomisella koneella joskus tulevaisuudessa.

Tavoitteet

  • Lokaalipaikannus suhteessa ympäristön kohteisiin, kuten erikokoisiin taimiin ja muuhun puustoon
  • Prosessointipään paikan ja orientaation mittaus alustakoneeseen nähden
  • ISOBUS-nosturin puoliautomaattinen ohjaus
  • Nosturin ohjaukseen soveltuvan hydrauliikan erityispiirteiden kartoittaminen
  • Mittausinformaation visualisointi kuljettajalle havainnolliseen muotoon

Linkkejä

Esityksiä