Laserskanning från skördare – smart sätt att upptäcka krokiga träd vid avverkning?

Sensorer för laserskanning blir allt billigare och kan öka precisionen inom skogsbruket. Men ingen har testat om tekniken kan användas för att bedöma trädens krokighet vid avverkning – ett beslutsstöd med den förmågan skulle öka skogsindustrins resurseffektivitet. Det här utforskas nu inom Mistra Digital Forest, i samarbete med Komatsu som vill utveckla tekniken.

I Sverige kvalitetsbedöms träden redan vid avverkningen och kapas till stockar med ett bestämt användningsområde i åtanke. Fördelen med det är att stocken kan gå direkt till ”rätt” industri men det ställer också höga krav på de beslut som fattas i skogen. En akilleshäl i tillvägagångssättet är trädens krokighet. Krokigheten är svår att uppskatta med blotta ögat och i och med att det är svårt att ta hänsyn till den när trädet kapas kan mycket av skogens värde gå förlorat.  

– Fem och ibland uppemot tio procent av stockarna i ett tallbestånd klassas som vrak, alltså går till ”andrasortering”, och av dom är över hälften krokiga. Det är ett resursslöseri som visar att vi behöver bättre underlag i beslutsfattandet, säger Nils Lindgren, forskare inom värdekedjor på Skogforsk och fortsätter: 

– Hur stockarna apteras (kapas) avgörs av ett digitalt beslutsstöd som optimerar värdet av stammen utifrån information om trädslag, längd och diameter. Genom att samla in laserdata och utveckla system för att bedöma trädens krokighet får beslutsstödet tillgång till information som gör det bättre på att optimera värdet av skogen. Att aptera och sortera stockarna fel och exempelvis skicka en alltför krökt stock till sågverket innebär också onödiga omvägar och transporter.

Alltmer tillgänglig och attraktiv teknik

Det faktum att marknaden för sensorer växer och tekniken blir billigare gör det alltmer motiverat att med hjälp av laserskanning detektera krökningar på träden redan i skogen. I det här projektet inom Mistra Digital Forest har forskarna placerat en sensor på en skördare, sensorn tillhör det segment som är intressant ur ett kostnadsperspektiv och som kan antas ha tillräckligt god detaljeringsgrad för att upptäcka krökningar. Ett facit har samlats in med hjälp av en stationär laserskanner med mycket hög detaljeringsgrad och genom manuell provmätning av träd på delar av avverkningsytan. För att testa potentialen i olika slags mobil datainsamling laserskannas också utvalda delar av skogen med drönare och manuellt av en person med skanner i handen. 

I det här första steget samlas forskare och branschaktörer för att ta fram en prototyp. Att få tillräcklig noggrannhet i krökmätningen kommer inte att bli lätt, konstaterar Nils Lindgren och tillägger att en annan stor utmaning är att bygga ett system som fungerar i skördarens utsatta miljö. Det är en av de utmaningar som Komatsu fokuserar på genom sitt deltagande:

– Ser vi till själva teknikutvecklingen är det en utmaning att ta fram en sensor som är robust. Den behöver tåla tuff väderlek, skakningar och kunna rengöra sig själv från exempelvis vattendroppar som stör datainsamlingen, säger Mattias Nyström, Senior design engineer på Komatsu Forest.

Ett första angeläget steg – men bara början

En stor del av arbetet handlar också om att göra rätt val i en djungel av olika lasertekniker.

– Det har kommit många nya aktörer på sistone och där behöver vi hitta de samarbeten som kan finnas kvar om tio år också. Vi måste ta fram en lösning som fungerar till hundra procent. Att mäta krök är ett första angeläget steg, vi ser fler intressanta användningsområden kopplat till laserskanning från skördare, säger Mattias Nyström.

Nya tester i fält är planerade till sommaren 2024 och när projektet avslutas 2025 är förhoppningen att ha lagt grunden för att kunna utveckla användbara beslutsstöd.  

– När vårt arbete har kommit så långt att det resulterat i ett konkret beslutsstöd så är sannolikt prisbilden för sensorer på en nivå som gör det här till en fullt realiserbar teknik, säger Nils Lindgren.