Tree Measurement with Machine Vision in a Perception System for Forestry Machines

Abstract

Tämä diplomityö käsittelee puiden mittausta konenäöllä todellisessa metsäympäristössä. Tutkimuksen pitkän tähtäimen tavoitteena on metsäkoneen automaatiotason nostaminen, kuljettajan työskentelyn järkeistäminen sekä monipuolisen tiedon kerääminen metsästä. Metsäympäristön äärimmäisen haastavuuden vuoksi työssä on tutkittu kuinka vaihteleviin olosuhteisiin voidaan vastata menetelmätasolla. Menetelmissä lähestymistapa on ollut tutkiva ja adaptiivisuuteen pyrkivä, mutta myös heuristisia menetelmiä käyttävä.

Työ on toteutettu käyttämällä konenäkökameraa sekä 2D laserskanneria. Sensoreiden yhteiskäytön tutkiminen muodosti kriittisen osan työn problematiikasta. Diplomityössä esitellään ja arvioidaan monia kuvankäsittelymenetelmiä pääpainon ollessa reunanetsintäalgoritmeissa. Puiden segmentoinnin ja piirreirrotuksen ongelmaa käsitellään vaihtelevissa valaistusoloissa. Koska systeemi rakennettiin alusta asti, käydään työssä läpi myös konenäön laitetekniikkaan kuuluvia tärkeimpiä käsitteitä sekä valokuvaamisen konsepteja. Tärkeä vaihe projektissa oli kameran kalibrointi, joka käydään myös läpi.

Projektissa toteutettiin täydellinen mittausjärjestelmä, joka rakennettiin mönkijän ympärille, ja testattiin aidossa metsäympäristössä. Mittausjärjestelmällä tehdyt mittaukset analysoitiin vertaamalla niitä käsin mitattuihin arvoihin.