FI127400B - Forest machine simulator - Google Patents
Forest machine simulator Download PDFInfo
- Publication number
- FI127400B FI127400B FI20115743A FI20115743A FI127400B FI 127400 B FI127400 B FI 127400B FI 20115743 A FI20115743 A FI 20115743A FI 20115743 A FI20115743 A FI 20115743A FI 127400 B FI127400 B FI 127400B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- tree
- forest
- simulator
- simulated
- user
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 66
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 241000894007 species Species 0.000 description 11
- 238000012549 training Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000021317 sensory perception Effects 0.000 description 1
- 238000009367 silviculture Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N valyl-methionine Chemical compound CSCCC(C(O)=O)NC(=O)C(N)C(C)C YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
- G09B19/003—Repetitive work cycles; Sequence of movements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G23/00—Forestry
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
- G09B9/05—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles the view from a vehicle being simulated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Förfarande, programvaruprodukt och anordning för att bestämma åtminstone en egenskap av ett simulerat trädbestånd, vid vilket förfarande man väljer från det simulerade trädbeståndet en trädmängd och bestämmer från den valda trädmängden åtminstone en egenskap av trädmängden. I förfarandet uppskattas åtminstone en egenskap av det simulerade trädbeståndet genom att välja åtminstone en bestämd egenskap av den valda trädmängden.A method, software product and apparatus for determining at least one property of a simulated tree stock, in which method one selects from the simulated tree stock a set of trees and determines from the selected tree set at least one property of the set of trees. In the method, at least one property of the simulated tree stock is estimated by selecting at least one particular property of the selected tree amount.
Description
Metsäkonesimulaattoriforest machine simulator
Keksinnön kohdeObject of the invention
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
Keksinnön kohteena on työkone tai metsäkone, erityisesti tietokoneavusteisella simulaatiolla toteutettu kone, joka toimii virtuaalimaailmaympäristössä.The present invention relates to a work machine or a forest machine, in particular a computer simulated machine operating in a virtual world environment.
Keksinnön taustaaBackground of the Invention
Simulaatioympäristöjä käytetään todellisuuden jäljittelyssä tilanteissa, joissa simulointi on halvempaa tai turvallisempaa kuin todellisen tilanteen aikaansaaminen. Yleisesti työkoneiden ja metsäkoneiden käytön opettelussa on todettu simulaattoriharjoittelu virtuaalisessa ympäristössä kustannustehokkaaksi ratkaisuksi osana koneenkuljettajien koulutusta. Metsäympäristöön sijoittuvissa simulaatioissa maasto luodaan erilaisia malleja hyväksi käyttäen. Suunnittelun apuna käytettävät matemaattiset mallit voivat luoda metsämaastoa suunnittelijan syöttämistä suunnitteluparametreista stokastisesti, jolloin ennen simulointiympäristön luontihetkeä ei tarkalleen tiedetä millainen simulointiympäristön rakenteesta tulee. Simulaatioympäristö voidaan tuottaa myös deterministisesti, jolloin ympäristö rakentuu ilman satunnaismuuttujia tarkasti suunnitteluparametrien määräämällä tavalla.Simulation environments are used to simulate reality in situations where simulation is cheaper or safer than real-world simulation. In general, training in the use of machine tools and forestry machines has shown simulator training in a virtual environment as a cost-effective solution as part of machine operator training. In forest simulations, the terrain is created using different models. Mathematical models used to help design can create a forest landscape from the design parameters entered by the designer in a stochastic manner, so that the exact structure of the simulation environment will not be known until the moment the simulation environment is created. A simulation environment can also be produced in a deterministic manner, whereby the environment is constructed without random variables in a manner precisely defined by the design parameters.
Metsään sijoittuvan simulaatioympäristön luonnin jälkeen järjestelmällä on tarkka tieto luodun ympäristön puuston paikoista, rakenteesta, ym. metsän laatuun liittyvistä asioista riippumatta ympäristön suunnitteluun käytetyistä menetelmistä. Luotu virtuaalimaailma tallentuu joko ajonaikaiseen muistiin, tai luodun maailman tilaparametrit voidaan tallentaa massamuistilaitteelle sovellusdatana, jolloin sama maailma voidaan ladata uuteen istuntoon pitkänkin ajan kuluttua.After creating a simulation environment in the forest, the system will have accurate knowledge of the locations, structure, etc. of the created environment tree, regardless of the methods used to design the environment. The created virtual world is either stored in runtime memory, or the state parameters of the created world can be stored on the mass storage device as application data, allowing the same world to be loaded into a new session even after a long time.
Simulaatioympäristöön luotu metsämaasto on opetuksellisesti haastava, sillä se ei vastaa kuin osittain todellista metsää. Oikea työmenetelmä kulloiseenkin työtilanteeseen voi siksi olla vaikea määrittää, vaikka simulaatioympäristössä onkin saatavilla sellaista tietoa, mitä ei todellisesta metsästä saada.The forest landscape created in the simulation environment is educationally challenging, as it corresponds only partially to the real forest. Therefore, even if information is available in the simulation environment that is not available from the actual forest, it may be difficult to determine the correct working method for the current work situation.
Tarvitaankin menetelmiä, jotka helpottavat tätä ongelmaa.Therefore, methods are needed to alleviate this problem.
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
WO2011067456A1 kuvaa opetuskäyttöön soveltuvan metsäkonesimulaattorin, joka esittää käyttäjälle tietoja työkaluista ja niiden toiminnasta, kuten maaston päälle sijoitettavasta puominulottuvuusindikaattorista.WO2011067456A1 discloses an educational forest machine simulator which provides the user with information on tools and their operation, such as an overhead boom dimension indicator.
Rossmann, J. et ai. “Integrating semantic world modeling, 3D-simulation, Virtual Reality and remote sensing techniques for a new class of interactive GIS-based simulation systems” kuvaa virtuaalisen metsäsimulaattorin, jota voidaan käyttää metsäharvennuksen suunnitteluun sekä esittämään metsän harvennuksen tulos, kun valitut puut on metsästä kaadettu.Rossmann, J. et al. “Integrating Semantic World Modeling, 3D-Simulation, Virtual Reality and Remote Sensing Techniques for a New Class of Interactive GIS-based Simulation Systems” describes a virtual forest simulator that can be used to design forest thinning and present the result of thinning after selected trees have been felled.
Valmet Simulator, The fast track from training to maximum productivity esittää metsäkonesimulaattorin, jolla voidaan simulointiympäristössä harjoitella eri laitteiden käyttöä mm. tuottavuuden lisäämiseksiValmet Simulator, a fast track from training to maximum productivity, presents a forest machine simulator that can be used to practice various devices in a simulation environment. to increase productivity
Keksinnön lyhyt yhteenvetoBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Keksinnön tarkoituksen toteuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, mitä on esitelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on esi20 tetty patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa.To carry out the object of the invention, the method according to the invention is characterized by what is presented in the characterizing part of claim 1. The device according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 14.
Keksinnön eri suoritusmuotojen mukaisesti toimiva metsäkonesimulaattori pyrkii opettamaan simulaattorin käyttäjälle metsätaloudessa tarvittavia mittausmenetelmiä helposti omaksuttavalla tavalla. Simulaattori voi esimerkiksi merkitä simuloituun käyttöympäristöön käyttäjän määrittämiä leimikkoalueita kiinnittämällä todellisia vastaavia leimikkonauhoja simulaatioympäristön puihin. Simulaattori voi tuoda käyttäjän näkyville virtuaalimetsään merkityn ympyräkoealan koealalla olevien puiden laskemista ja havainnollistamista helpottamaan. Simulaattori voi myös tuoda käyttäjän näkyville puumassan arvi30 ointiin käytettäviä mittavälineitä, kuten eräänä esimerkkinä relaskoopin, jotta käyttäjä voi opetella käyttämään näitä mittavälineitä virtuaalisessa metsässä.A forest machine simulator operating in accordance with various embodiments of the invention seeks to teach the simulator user the measurement methods required in forestry in an easily accessible manner. For example, the simulator may mark user-defined stand areas in the simulated environment by attaching actual matching stand strips to trees in the simulation environment. The simulator can make the user visible in the virtual forest to mark and circle trees in the experimental plot area. The simulator may also provide the user with measuring tools for estimating wood pulp, such as a relascope as an example, so that the user can learn to use these measuring tools in a virtual forest.
Keksinnön erään ensimmäisen piirteen mukaisesti tarjotaan menetelmä simuloidun puuston ainakin yhden ominaisuuden määrittämiseksi, jossa me35 netelmässä valitaan simuloidusta puustosta puujoukko, määritetään valitusta puujoukosta ainakin yksi puujoukon ominaisuus, ja arvioidaan simuloidunAccording to a first aspect of the invention, there is provided a method of determining at least one property of a simulated tree, wherein the method comprises selecting a tree set from the simulated tree, determining at least one property of the selected tree set, and evaluating
20115743 prh 03 -04- 2018 puuston ainakin yksi ominaisuus käyttäen valitun puujoukon mainittua ainakin yhtä määritettyä ominaisuutta. Keksinnössä voidaan myös vain valita simuloidusta puustosta puujoukko ja määrittää valitusta puujoukosta ainakin yksi puujoukon ominaisuus ilman, että arvioidaan koko puuston ominaisuutta.20115743 prh 03 -04-2018 at least one property of the tree using said at least one specified property of a selected set of trees. Also, the invention can only select a tree set from a simulated tree set and determine at least one property of the tree set from the selected tree set without evaluating the property of the entire tree set.
Puujoukko on simuloidun puuston osajoukko, ja puujoukon ominaisuus voidaan määrittää laskemalla ja/tai noutamalla tietokoneen muistista osajoukon ominaisuus tai ominaisuuksia, tai osajoukkoon kuuluvien puiden/runkojen ominaisuus tai ominaisuuksia. Määrittäminen voidaan tehdä myös ainakin osittain käyttäjän toimenpiteiden perusteella, esimerkiksi käyttäjän mittauksiin perustuen. Puujoukon ominaisuudesta voidaan arvioida puuston ainakin yhtä ominaisuutta. Arviointi voidaan tehdä laskemalla puujoukon ominaisuudesta puuston ainakin yksi ominaisuus, tai estimoimalla tilastollisesti puuston ominaisuutta perustuen ainakin yhteen puujoukosta määritettyyn ominaisuuteen.A tree set is a subset of a simulated tree, and the tree set property can be determined by computing and / or retrieving from the computer memory the property or properties of the subset, or the property or properties of the trees / trunks in the subset. The determination can also be made, at least in part, on the basis of user operations, for example based on user measurements. At least one property of a tree can be evaluated for a characteristic of a tree set. The estimation can be done by calculating at least one property of the tree set from the tree set property, or statistically estimating the tree property based on at least one property determined from the tree set.
Puujoukkoja voidaan myös valita useita, ja näistä yhdessä voidaan arvioida puuston ainakin yhtä ominaisuutta.Several tree sets can also be selected, and at least one feature of the tree can be evaluated together.
Erään suoritusmuodon mukaisesti arviointi käsittää simuloidun puuston ainakin yhden ominaisuuden tilastollisen estimaatin muodostamisen valitun puu20 joukon ainakin yhtä määritettyä ominaisuutta käyttäen. Erään suoritusmuodon mukaisesti käyttäjän syötteen perusteella, kuten tietokoneen osoitinlaitteelta saadun syötteen perusteella, rajataan simulaatioympäristöstä alue mainituksi puujoukoksi. Erään suoritusmuodon mukaisesti simulaatioympäristöstä valitaan ympyräkoeala ja määritetään valitulla ympyräkoealalla ole25 van puujoukon ainakin yksi ominaisuus. Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä muodostetaan simulaatioympäristön käyttöliittymään virtuaalinen työväline, jonka toiminta simulaatioympäristössä on relaskoopin toimintaperiaatteen kaltainen. Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä muodostetaan simulaatioympäristön käyttöliittymään virtuaalisen työvälineen hahlo, liikutetaan mainittua hahloa simulaationäkymässä simulaatioympäristön horisontaalisessa tasossa, tarkastellaan hahlon läpi simulaatioympäristön käyttöliittymässä näkyvien puunrunkojen leveyttä suhteessa hahlon leveyteen, valitaan mainitun tarkastelun perusteella kuuluuko hahlossa kulloinkin näkyvä simulaationäkymän puu mukaan mainittuun puujoukkoon. Erään suo35 ritusmuodon mukaisesti puuston ominaisuus määritetään matemaattisesti käyttämällä virtuaalisen työvälineen kerrointa, joka kertoo riippuvuuden virtu4According to one embodiment, the estimation comprises generating a statistical estimate of at least one property of the simulated tree using at least one specified property of the selected tree20. According to one embodiment, the user input, such as the input from the computer pointing device, delimits the area from the simulation environment to said set of trees. According to one embodiment, a circle domain is selected from the simulation environment and at least one property of a set of trees in the selected circle domain is determined. According to one embodiment, the method generates a virtual tool in a simulation environment user interface, which functions in a simulation environment similar to that of a relascope. According to one embodiment, the method comprises creating a virtual tool slot in the simulation UI, moving said slot in the horizontal plane of the simulation environment, examining the width of the tree trunks visible in the simulation UI, According to one embodiment, the tree property is mathematically determined using a virtual tool coefficient that multiplies
20115743 prh 03 -04- 2018 aalisen työvälineen hahlonleveyden ja simulaatioympäristön laskennan kohteena olevan puuston poikkileikkauspinta-alan välillä. Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä mainitun puujoukon mainittu ainakin yksi ominaisuus näytetään simulaatioympäristön käyttöliittymässä. Erään suoritusmuo5 don mukaisesti puuston ominaisuus käsittää ainakin yhden joukosta: puuston runkolukumäärä, puuston keskimääräinen tiheys, puuston keskimääräisen tiheyden vaihtelu, puuston kokonaistilavuus koealalla, puuston kokonaistilavuus hehtaaria kohden, puuston tukkitilavuus koealalla, puuston tukkitilavuus hehtaaria kohden, puuston kuitutilavuus koealalla, puuston kuitutilavuus heh10 taaria kohden, puuston keskipituus, puuston keskimääräinen läpimitta, puuston pohjapinta-ala hehtaaria kohden, ja mutkaisten runkojen lukumäärä koealalla. Erään suoritusmuodon mukaisesti puusto käsittää ainakin yhden puulajin, ja puuston ominaisuudet näytetään simulaatioympäristön käyttöliittymässä puulajeittain. Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä vas15 taanotetaan käyttäjältä osoitinlaitteen, kuten hiiren, osoitinsignaali simuloidun maaston referenssipisteiden määrittämiseksi, ja lasketaan pisteiden avulla simuloidun metsäkoneen ajouraleveys tai ajouraväli. Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä annetaan metsäkonesimulaattorin käyttäjälle oppimistehtävä, ja verrataan simulaattorin rekisteröimää käyttäjän suoritetta annettuun oppimistehtävään.20115743 prh 03 -04-2018 between the slit width of the tool and the cross-sectional area of the tree to be calculated for the simulation environment. According to one embodiment, at least one property of said tree set in the method is displayed in a simulation environment UI. According to one embodiment, the tree property comprises at least one of: tree trunk number, average tree density, average tree density variation, total tree volume per plot, total tree volume per hectare, tree log volume per hectare, tree volume per hectare, , average length of the stand, average diameter of the stand, base area per hectare, and number of bent trunks in the plot. According to one embodiment, the tree comprises at least one tree species, and the tree characteristics are displayed in the simulation environment interface by tree species. According to one embodiment, the method receives from a user a pointing signal of a pointing device, such as a mouse, for determining reference points on a simulated terrain, and calculates, using points, a track width or track spacing of a simulated forest machine. According to one embodiment, the method assigns a user of a forest machine simulator a learning task, and compares the user performance registered by the simulator with a given learning task.
Keksinnön erään toisen piirteen mukaisesti tarjotaan ohjelmistotuote, joka on talletettuna tietokoneella luettavissa olevalle medialle ja suoritettavissa prosessorilla, ja joka käsittää tietokoneella suoritettavaa ohjelmakoodia, joka on järjestetty toteuttamaan keksinnön ensimmäisen piirteen tai sen jonkin suoritusmuodon mukainen menetelmä kun ohjelmakoodia ajetaan prosessorilla. Ohjelmistotuotetta voidaan siis käyttää metsäkonesimulaattorissa tai yleiskäyttöisessä tietokoneessa, tai varsinaisessa metsäkoneessa. Ohjelmistotuote voi olla modulaarinen ja usealle eri tietokoneelle sijoitettu/hajautettu.According to another aspect of the invention there is provided a software product stored on computer readable media and executable by a processor comprising computer executable program code arranged to implement a method according to the first aspect of the invention or an embodiment thereof when executing the program code on a processor. Thus, the software product can be used in a forest machine simulator or a general purpose computer, or in a forest machine itself. The software product may be modular and hosted / distributed on multiple computers.
Keksinnön erään kolmannen piirteen mukaisesti tarjotaan laite, joka käsittää ohjainvälineet simuloidun metsäkoneen ohjaamiseksi vastaanottamalla ohjaussyöte käyttäjältä sekä ohjaussignaalien tuottamiseksi laitteen ohjausta varten, prosessointivälineet mainittujen ohjaussignaalien käsittelemiseksi, näyt35 tövälineet simuloidun metsäympäristön näyttämiseksi, ja tietokoneohjelmakoodin keksinnön ensimmäisen piirteen tai sen jonkin suoritusmuodon mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, kun ohjelmakoodia ajetaan mainituilla prosessointivälineillä. Erään suoritusmuodon mukaisesti laite on metsäkonesimulaattori, yleiskäyttöinen tietokone tai metsäkone. Laite siis sisältää välineet metsäkonesimulaation tuottamiseksi, ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi metsätyömenetelmien opetuksessa.According to a third aspect of the invention there is provided a device comprising control means for controlling a simulated forest machine by receiving control input from a user and generating control signals for controlling the device, processing means for processing said control signals, displaying means for displaying a run by said processing means. According to one embodiment, the device is a forest machine simulator, a general purpose computer or a forest machine. The device thus includes means for producing a forest machine simulation and can be used, for example, in teaching forestry methods.
Piirustusten kuvausDescription of the drawings
Kuvissa 1a ja 1b on esitetty eräiden keksinnön suoritusmuotojen mukaisia 10 metsäkonesimulaattoreita.Figures 1a and 1b show forest machine simulators 10 according to some embodiments of the invention.
Kuvassa 2 on esitetty erään keksinnön suoritusmuodon mukaisen metsäkonesimulaattorin lohkokaavio.Figure 2 is a block diagram of a forest machine simulator according to an embodiment of the invention.
Kuvassa 3 on esitetty näkymä erääseen keksinnön suoritusmuodon mukaiseen maastonluontiohjelmaan.Figure 3 is a view of a landscape creation program according to an embodiment of the invention.
Kuvassa 4 on esitetty näkymä eräästä keksinnön suoritusmuodon mukaisesta harjoituksesta simulaatioympäristössä.Figure 4 is a view of an exercise according to an embodiment of the invention in a simulation environment.
Kuvassa 5 on esitetty näkymä eräästä keksinnön suoritusmuodon mukaisesta harjoituksesta simulaatioympäristössä.Figure 5 shows a view of an exercise according to an embodiment of the invention in a simulation environment.
Kuvassa 6 on esitetty näkymä eräästä keksinnön suoritusmuodon mukai25 sesta ympyräkoealasta simulaatioympäristössä.Figure 6 is a view of a circular test area according to an embodiment of the invention in a simulation environment.
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
Kuvassa 7 on esitetty eräs keksinnön suoritusmuodon mukainen mittaväline simulaatioympäristössä.Figure 7 shows a measuring device according to an embodiment of the invention in a simulation environment.
Kuvassa 8 on esitetty vuokaavio virtuaalisen metsän ominaisuuksien määrittämiseksi eräällä keksinnön suoritusmuodon mukaisella menetelmällä.Figure 8 is a flow chart for determining the properties of a virtual forest by a method according to an embodiment of the invention.
Kuvassa 9 on esitetty vuokaavio virtuaalisen metsän osajoukon ominaisuuksien määrittämiseksi eräällä keksinnön suoritusmuodon mukaisella menetel35 mällä.Fig. 9 is a flow chart for determining the properties of a virtual forest subset by a method according to an embodiment of the invention.
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention
Seuraavassa esitetään eräitä keksinnön suoritusmuotoja tarkemmin.Some embodiments of the invention will now be described in more detail.
Keksintö mahdollistaa virtuaalimetsässä tapahtuvan metsätalouteen liittyvien asioiden havainnollistamisen ja opettamisen sekä kuljettajaopetuksessa tarvittavan työjäljen laadun seurantaan liittyvien asioiden opetuksen.The invention makes it possible to illustrate and teach the issues of forestry in virtual forests, and to teach the issues of monitoring the quality of the trace needed in driver training.
Keksinnön mukaisella menetelmällä opetettaviin asioihin kuuluu esimerkiksi 10 harvennushakkuutyön korjuujäljen arviointi. Korjuujälkeen, eli metsikön puuston ja maaperän tilaan puunkorjuun jälkeen, vaikuttavat työkoneen käyttäjän toimet työkoneen työpuomin ohjailussa ja itse laitteen liikutteleminen maastossa. Korjuujäljen arvioinnissa tarkasteltavina osa-alueina ovat puustovauriot, metsäkoneen ajourapainaumat, ajouraväli, ajouraleveys, puuston har15 vennusvoimakkuus, jäljelle jääväävän puuston tiheysvaihtelut ja puulajivalinta. Koska harvennushakkuiden suorittamisesta säädetään viranomaismääräyksillä, ja väärin harvennetuista alueista on hakkuun suorittajan mahdollista joutua oikeudelliseen edesvastuuseen, ei harvennushakkuiden suorittamista voi todellisessa metsässä käytännössä harjoitella. Simulaatio mahdollistaa lisäksi useiden toistojen käytön erotuksena todellisen harvennushakkuun kertaluonteiseen toteuttamiseen.The subjects taught by the method of the invention include, for example, evaluating the harvesting traces of 10 thinning operations. The condition of the forest stand and the soil after harvesting is influenced by the actions of the machine operator in controlling the work boom and by moving the machine itself in the terrain. Areas to be considered in the harvest trace assessment include tree damage, forest machine tramline pressures, tramline, tramline width, thinness of thinning, residual tree density variations, and tree species selection. Because thinning operations are regulated by government regulations and it is possible for the feller to be legally liable for thinning areas, thinning operations cannot be practically practiced in real forest. The simulation also allows multiple iterations to be used as a difference to a one-time real thinning cut.
Jotta harvennuksen suorittaminen simulaatioympäristössä vastaisi mahdollisimman tarkasti todellisen metsikön harvennusta, käytettävä termistöjä käyt25 täjän ympäristönsä arviointimenetelmät pyritään pitämään saman kaltaisena riippumatta siitä, ollaanko hakkuuta suorittamassa todellisessa vai simuloidussa metsässä.In order to make the thinning in the simulation environment as accurate as possible in the actual forest stand thinning, the aim is to keep the terminology used in the evaluation of the user environment similar, whether in the actual or simulated forest.
Termillä puusto tarkoitetaan yhdestä tai useammasta puulajista kostuvan metsän tai metsän osan puita. Puustosta puolestaan voidaan leimaamalla eli kirveellä veistämällä, maalilla maalaamalla tai kuitunauhalla merkitsemällä, valita joukko puita, jota kutsutaan leimikoksi. Harvennushakkuulle tyypillisellä suureella, harvennusvoimakkuudella tarkoitetaan kasvatettavan puuston tiheyttä hakkuun jälkeen. Harvennusvoimakkuudelle on kehitetty laskennallisia malleja, jotka määrittävät tavoitetiheyden harvennuksen jälkeen kasvatettavaksi jäävälle puustolle puuston pituuden ja keskimääräisen rinnankorkeu7The term tree stands refers to the trees of a forest or part of a forest that is dampened by one or more species of trees. On the other hand, trees can be selected by stamping, that is, by carving with an ax, by painting with paint or by marking with a fiber band, which is called a tree. The size, thinning intensity typical for thinning, refers to the density of the tree under cultivation after felling. Computational models have been developed for thinning intensity, which determine the target density for stands remaining for thinning after thinning and the average height of the chest7
20115743 prh 03 -04- 2018 delta mitatun läpimitan mukaan. Harvennusvoimakkuuden arviointi on eräs taito, jota suoraan simulaatioympäristön luomisen yhteydessä syntyvästä datasta simulaation käyttäjän on mahdotonta suoraan päätellä. Keksinnössä on huomattu, että arviointitaidon kehittäminen simulaatioympäristössä vaatii simulaatioympäristön toimintojen muokkaamisen sellaiseksi, että todellisen metsänhoidon piirissä käytettävät arviointimenetelmät tulevat mahdollisiksi myös simulaatioympäristössä. On siis havaittu, ettei simulaattorista jo helposti ja tarkasti saatavilla olevien metsä- ja puustotietojen esittäminen käyttäjälle riitä parhaan oppimistuloksen saavuttamiseen, vaan että tarjoamalla arviointi- ja mittausmenetelmät käyttäjälle simulaattoriympäristössä saavutetaan yllättäen parempi oppimistulos.20115743 prh 03 -04- 2018 Delta by Measured Diameter. Thinning estimation is a skill that cannot be directly deduced by the simulation user from the data generated directly when creating the simulation environment. It has been found in the invention that the development of assessment skills in a simulation environment requires that the functions of the simulation environment be modified so that the assessment methods used in real forest management also become possible in the simulation environment. Thus, it has been found that presenting forest and tree information already readily and accurately available from the simulator to the user is not sufficient to achieve the best learning result, but that providing the user with evaluation and measurement methods in the simulator environment results in a surprisingly better learning outcome.
Kuvissa 1a ja 1b on esitelty eräitä keksinnön mukaisia suoritusmuotoja metsä- tai työkonesimulaattorista. Simulaattorilla voidaan opettaa todellisen met15 säkoneen kuljettamiseen ja operointiin tarvittavia taitoja. Todelliset metsäkoneet ovat kalliita, ja niiden käytön opettelu täytyy tehdä todellisessa metsässä. Kun metsäkone on harjoituskäytössä, sillä ei voida tehdä tuottavaa työtä, jolloin kone ei myöskään kuoleta hankintakustannuksiaan. Metsäolosuhteet voivat olla myös oppimisen kannalta haastavia, ja virheet opetusti20 lanteessa ovat usein korjaamattomissa. Turvallisuussyistä ja metsäkoneen ohjaamon koon asettamista rajoitteista johtuen todellisen metsäkoneen operointia voidaan myös opettaa ainoastaan yhdelle oppilaalle kerrallaan. Muun muassa näistä syistä johtuen on opetustarkoituksiin rakennettu kuvien 1a ja 1b kaltaisia simulaattoreita.Figures 1a and 1b show some embodiments of a forest or machine simulator according to the invention. The simulator can teach you the skills needed to transport and operate a real met15 aircraft. Real forest machines are expensive and you have to learn how to use them in real forest. When a forestry machine is in training use, it cannot do any productive work, and the machine does not lose its acquisition cost. Forest conditions can also be challenging for learning, and errors in the lung taught20 are often irreparable. Due to safety reasons and limitations in the size of the forestry machine cabin, the operation of a real forest machine can also be taught to only one student at a time. For these reasons, for example, simulators such as Figures 1a and 1b have been constructed for teaching purposes.
Erään suoritusmuodon kaltaisessa metsäkonesimulaattorissa on simulaattorin ohjaimet 110 ja 112. Nämä ohjaimet muistuttavat todellisen metsäkoneen ohjaimia, tai ne voivat olla myös oikean metsäkoneen ohjainkomponentit. Samoin simulaattorin istuin 120 voi olla todellisessa metsäkoneessa käytet30 tävä istun. Simulaattorilogiikka 130 on asennettu laitteiston yhteyteen esimerkiksi istuimen alle. Simulaattorin näyttö 140 voi olla tavallinen tietokonenäyttö. Simulaattorissa voi olla myös kytkettynä tietokonenäytön lisäksi todellisen metsäkoneen näyttö siten, että simulaattorilogiikan tuottamat tiedot simuloidun metsäkoneen toiminnasta näytetään metsäkoneen näytöllä. Maini35 tut ohjaimet, näyttökomponentit ja niihin liittyvät ohjainpiirit muodostavat simulaatioympäristön käyttöliittymän laitteiston. Simulaattori voi toimia niin, ettäA forest machine simulator such as one embodiment has simulator controllers 110 and 112. These controllers resemble the controllers of a real forest machine, or they may also be control components of a real forest machine. Similarly, the simulator seat 120 may be a seat used in a real forestry machine. Simulator logic 130 is mounted in connection with the apparatus, for example, under the seat. The simulator display 140 may be a standard computer display. In addition to a computer display, the simulator may also include a display of the actual forest machine, such that the information generated by the simulator logic on the operation of the simulated forest machine is displayed on the forest machine display. The above-mentioned controllers, display components and related control circuits constitute the hardware of the simulation environment interface. The simulator can operate so that
20115743 prh 03 -04- 2018 ohjaimet ja ohjainpiirit on kytketty simulaattorilogiikkaan niin, että ne saavat simulaattorilogiikalta 130 samat signaalit kuin mitä ne saisivat oikealta metsäkoneelta. Simulaattorilogiikka 130 siis mallintaa oikean metsäkoneen toimintaa ja antaa sitä vastaavat signaalit ohjauslaitteisiin. Näin käyttäjän ko5 kemus metsäkonesimulaattorissa vastaa ohjauksen osalta oikean metsäkoneen käyttöä. Simulaattoriohjelmaan ohjelmoidut käyttöliittymäkomponentit täydentävät simulaattorin käyttöliittymän toimivaksi kokonaisuudeksi. Käyttäjä katselee simuloitua metsämaisemaa näytöltä 140. Simulaattori voi olla helposti liikuteltavissa kahvojen 150 ja pyörien 152 avulla.20115743 prh 03 -04-2018 controllers and controller circuits are coupled to the simulator logic so that they receive the same signals from the simulator logic 130 as they would from a real forest machine. Thus, the simulator logic 130 simulates the operation of a real forest machine and provides corresponding signals to the control devices. In this way, the user's kous in the forest machine simulator corresponds to the use of the correct forest machine for control. The user interface components programmed in the simulator program complete the simulator user interface as a functional entity. The user views the simulated forest landscape from screen 140. The simulator may be easily moved by handles 150 and wheels 152.
Kuvien 1a ja 1b kaltaista metsätyökonesimulaattoria voidaan käyttää metsätalouden työmenetelmien opettamisessa. Metsätalouteen ja metsänhoitoon liittyy monia konsepteja ja menetelmiä, joiden ymmärryksen parantamiseen ja visualisointiin todellisessa maastossa ei ole olemassa välineitä. Tällaisissa tapauksissa simulaatioympäristö tarjoaa keinotodellisuuden puitteet tällaisen laajennetun tiedon esittämiseksi. Lisäksi simulaatioympäristössä harjoitukseen liittyvät tiedot, kuten harjoituksen tarkoitus ja suorittamiseen liittyvät ohjeet, voidaan näyttää ruudulla harjoituksen aikana opetuksen kohteena olevalle henkilölle, mikäli tehtävänanto on tältä jostain syystä unohtunut. Si20 mulaattorilla voidaan saada aikaan erittäin realistinen oppimisympäristö, kuten kuvien 1a ja 1b laitteista voidaan päätellä. Simulaattorilaitteistossa voi olla jopa todellisen metsäkoneen kaltainen käynnistysjärjestelmä 160 virtaavaimineen, polkimineen 170 ja käsiohjaimineen 112.1a and 1b can be used to teach forestry working methods. There are many concepts and methods involved in forestry and silviculture, for which there are no tools to improve understanding and visualization in real terrain. In such cases, the simulation environment provides an artificial reality framework for presenting such expanded information. In addition, in a simulation environment, exercise-related information, such as the purpose of the exercise and instructions on how to complete it, can be displayed on the screen during the exercise to the person being instructed if for any reason the assignment has been forgotten. The Si20 simulator can provide a very realistic learning environment, as can be deduced from the devices of Figures 1a and 1b. The simulator apparatus may even include a real forest machine-like starting system 160 with a torque wrench, a pedal 170, and a hand control 112.
Simulaattorista on täten saatavilla paljon tietoa, jota oikeassa metsäympäristössä ei ole käytettävissä. Simuloidun metsän tarkat tiedot, leimikon tiedot, ja jopa yksittäisten puiden tiedot on helppo noutaa simulaattorin muistista käyttäjälle näytettäviksi. Toisaalta simulaattorin näkymä on selvästi rajatumpi kuin luonnossa - luonnossa käyttäjä voi tarkastella metsää joka puolella ym30 pärillään vain päätään kääntämällä, kun taas simulaattoriympäristössä tällainen tarkastelu vaatii katselukulman tai katselusuunnan muuttamista. Simulaattoriympäristössä on siis tarjolla enemmän tietoa kuin luonnossa, mutta visuaalinen metsänäkymä on suppeampi kuin luonnossa.There is thus a lot of information available about the simulator, which is not available in the real forest environment. It is easy to retrieve simulated forest data, stand information, and even individual tree data from the simulator memory for display to the user. On the other hand, the view of the simulator is much more limited than in nature - in nature the user can look at the forest everywhere with his head only by turning his head, whereas in the simulator environment such viewing requires changing the viewing angle or viewing direction. Thus, there is more information available in the simulator environment than in nature, but the visual forest view is narrower than in nature.
Kuvassa 2 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen metsäkonesimulaattorin lohkokaavio. Ohjain 210 voi käsittää esimerkiksi ohjaimetFigure 2 is a block diagram of a forest machine simulator according to an embodiment of the invention. Controller 210 may comprise, for example, controllers
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
215 ja ohjainlogiikan 218, joilla aikaansaadaan koneen ohjaussignaalit. Ohjaimet 215 voivat olla todellisessa metsäkoneessa käytettävien ohjainten kaltaisia, todellisista metsäkoneohjaimista yksinkertaisemmaksi muunnettuja ohjaimia, tai esimerkiksi tavallisen tietokoneen ohjaamiseen käytettäväksi tarkoitettuja ohjaimia. Ohjaimia käytetään sekä metsäkoneen liikuttelemiseksi simulaatioympäristössä haluttuun maastokohtaan, että metsäkoneeseen liitetyn työpuomin operointiin työkohteessa. Työpuomissa voi olla kiinnitettynä esimerkiksi harvesteripää, puutavarakoura, istutuslaite, paalain, tai jokin muu työlaite. Ohjauslogiikka 218 voi käsittää ajastimia ja releitä käyttävän mikro10 piiristön ja/tai ohjelmoitavan prosessorin, kuten mikroprosessorin, jotka tuottavat signaaleja käyttäjän operoimien ohjaimien liikkeestä. Ohjaimen 210 ja simulaattorin 240 välinen rajapinta voi olla sama, tai muistuttaa pitkälti rajapintaa, joka on todellisen metsäkoneen ohjaimen ja itse metsäkoneen suorittavien komponenttien välissä. Simulaattori 240 on kytketty ohjaimeen 210 signaalijohtimilla. Signaalijohtimissa kulkevien signaalien käsittelyä varten simulaattorissa on I/O piiri 241. Simulaattorissa voi olla myös syötelohko 242 käyttäjän esim. hiirellä tai näppäimistöllä antamien syötteiden vastaanottoa varten. Simulaattorissa on prosessori 245 ja muisti 246, joita käytetään simulaattorin toteuttavan ohjelmistokoodin ajamiseen ja säilyttämiseen. Simu20 laattorissa voi olla myös useita prosessoreja, kuten esimerkiksi prosessori simulaattorin yleiseen toimintaan liittyville tehtäville sekä prosessori grafiikan esittämiseen liittyviin tehtäviin. Myös simulaattorissa käytettäviä muisteja voi olla useita eri tyyppejä, kuten pysymätöntä muistityyppiä oleva muisti käytettäväksi datan ja ohjelmistojen säilyttämiseen ajon aikana, ja pysyväismuis25 teja, kuten flash -ja kiintolevymuisteja, datan ja ohjelmakoodien pitkäaikaista säilyttämistä varten. Edelleen simulaattorissa voi olla video-ohjain 248 ja audio-ohjain 249, joita voidaan käyttää tuottamaan video- ja äänisignaaleja käyttöliittymän ulostulon 270 kautta havaittavaksi simulaattorin käyttäjälle.215 and controller logic 218 providing control signals for the machine. The controllers 215 may be controllers similar to those used in a real forest machine, simplified from the actual forest machine controllers, or for example used to control a conventional computer. The controls are used both to move the forest machine in the simulation environment to the desired terrain position and to operate the working boom attached to the forest machine at the job site. The work boom can be equipped with, for example, a harvester head, a wood grapple, a planter, a baler, or other work equipment. The control logic 218 may comprise a micro10 circuitry using timers and relays and / or a programmable processor, such as a microprocessor, which produces signals of motion of user-operated controllers. The interface between controller 210 and simulator 240 may be the same, or substantially resemble an interface between the controller of the actual forest machine and the components that execute the forest machine itself. Simulator 240 is coupled to controller 210 via signal wires. To process the signals passing through the signal lines, the simulator has an I / O circuit 241. The simulator may also have an input block 242 for receiving inputs provided by a user, e.g., a mouse or keyboard. The simulator has a processor 245 and a memory 246 which are used to execute and store the software code executing the simulator. The simulator 20 may also have a plurality of processors, such as a processor for general simulation tasks and a processor for graphics display tasks. Also, there may be many different types of memory used in the simulator, such as non-volatile memory for storing data and software while running, and persistent memory such as flash and hard disk memory for long-term storage of data and program codes. Further, the simulator may include a video controller 248 and an audio controller 249, which may be used to output video and audio signals through user interface output 270 for detection by the simulator user.
Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa useita simulaattoreita voidaan kytkeä toisiinsa langattoman tai langallisen verkkoyhteyden yli. Tällaisessa järjestelyssä ensimmäinen ja toinen simulaattori on voitu kytkeä toisiinsa datayhteydellä siten, että toinen simulaattorilaite voi lähettää tietoa ensimmäiselle simulaattorilaitteelle, ja ensimmäinen simulaattorilaite voi näyttää tämän tiedon käyttäjälle tai käyttää kyseistä tietoa oman simulaationäkymänsä mallintamisessa. Esimerkiksi toisen simulaatiolaitteen simuloima met10In one embodiment of the invention, a plurality of simulators may be interconnected over a wireless or wired network connection. In such an arrangement, the first and second simulators may be interconnected by a data connection such that the second simulator device may transmit information to the first simulator device, and the first simulator device may display this information to the user or use that information to model its own simulation view. For example, met10 simulated by another simulator
20115743 prh 03 -04- 2018 säkone voi näkyä ensimmäisen simulaatiolaitteen simuloidussa ympäristössä reaaliaikaisena toimijana.20115743 prh 03 -04- 2018 The real machine can appear in the simulated environment of the first simulator.
Video-ohjain 248 voidaan liittää näyttöön 275. Näyttö voi olla esimerkiksi pa5 neelinäyttö tai videoprojektori. Näyttö voidaan myös sovittaa puettavaan videonäyttöön. Simulaattorin audio-ohjain 249 voi olla kytketty äänilähteeseenThe video controller 248 may be connected to a display 275. The display may be, for example, a screen display or a video projector. The display can also be adapted to a wearable video display. The audio controller 249 of the simulator may be connected to an audio source
278, kuten esimerkiksi kaiuttimiin tai kuulokkeisiin.278, such as speakers or headphones.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa leimikot luodaan maastoon kuvan 3 mukaisella maastonluontiohjelmalla. Maastonluontiohjelmalla voidaan luoda millainen puusto tahansa simulaatioympäristöön, mutta tämän lisäksi leimikon puustoa (300) voidaan edelleen muokata leimikon rajaamisen jälkeen. Puun luontipainikkeella 304 puita voidaan lisätä runko kerrallaan rajattuun leimikkoon, lisätylle rungolle voidaan määrittää pituus-, tilavuus- ja muotote15 kijät, ja puita voidaan myös poistaa leimikkoalueelta. Leimikon rajaus tapahtuu maastonluontiohjelmassa esimerkiksi piirtämällä osoitinlaitteella, kuten hiirellä, raja 302, jonka sisäpuolelle harjoituksen kohteena oleva leimikko muodostuu. Maastonluontiohjelmassa myös näytetään kulloisenkin leimikon tilanne puiden määrän ja puuston tilavuuden suhteen 306. Maastonluontioh20 jelma tarjoaa joustavan käyttöliittymän simulaatioympäristön muokkaamiseksi, jolloin harjoitusympäristö saadaan muokattua koulutettavan tarpeita vastaavaksi.In one embodiment of the invention, the plantations are created in the terrain using the landscape creation program shown in Figure 3. The Landscape Creator can create any tree in any simulation environment, but in addition, the tree stand (300) can be further modified after the tree has been delimited. The Tree Generator button 304 can be used to add trees to the tree stand at a time, define the length, volume and shape15 of the added tree, and also remove trees from the tree stand. For example, in a terrain creation program, the boundary is delimited by a pointing device, such as a mouse, drawing a boundary 302 within which the subject to be trained is formed. The Landscape Creator Program also shows the status of the current stand in terms of the number of trees and tree volume 306. The Landscape Creator program provides a flexible interface for customizing the simulation environment, allowing the training environment to be tailored to the needs of the learner.
Keksinnön eräänä etuna onkin harvennettavaa aluetta kuvaavan tarkan si25 mulaation läpikäyminen ennen luontoarvoiltaan herkän kohdealueen harvennukseen ryhtymistä. Kokeneetkin metsäkonekuljettajat hyötyvät harvennuksen strategiaharjoittelusta, kun eri harvennusmahdollisuuksia voidaan läpikäydä ennakkoon parhaan vaihtoehdon löytämiseksi.Thus, one advantage of the invention is to undergo an accurate si25 mapping of the thinning area before commencing thinning of the nature sensitive area. Even experienced forest machine operators benefit from thinning strategy training, as various thinning options can be explored in advance to find the best option.
Kuvassa 4 on esitetty näkymä eräästä harjoituksesta, joka voidaan avata simulaatioympäristössä. Kuvassa näkyy tietokoneen luoma leimikon raja puihin merkittynä valitun värin mukaisilla värirenkailla 400. Värirenkailla merkityt leimikon rajapuut eivät sisälly leimikon puustoon. Edelleen harjoitusmaastossa näkyy tietokoneen luoma merkkikeppi 402 sinä kohdassa, mistä leimi35 kon rajan piirtäminen aloitettiin.Figure 4 shows a view of an exercise that can be opened in a simulation environment. The figure shows the computer-generated stand border in the trees, marked with color rings 400 of the selected color. The stand borders marked with the color rings are not included in the stand tree. Further, the training terrain shows a computer-generated marker stick 402 at the point where the drawing of the stamp was started.
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
Harjoituksen ajon aikana simulaatioympäristön käyttöliittymään voidaan tuoda osoitinlaitteen avulla osoitetun alueen puuston tietoja sekä simulaattoriharjoituksen suoritukseen liittyviä asioita. Käyttöliittymän näkymään tulee merkkikeppiin 402 liitetty valitun leimikon nimi 404. Näkymässä oleva ”Alus5 sa” -sarake 406 kuvaa leimikon tilannetta ennen kuin puustoa on simulaattorimaailmassa käsitelty. ’’Nyt” -sarakkeessa 408 näytetään harvennuksen reaaliaikainen tilanne, josta nähdään työn eteneminen leimikolla. ’’Nyt” sarakkeesta nähdään myös harvennuksen toteutunut lopputulos kasvamaan jäävän puuston osalta silloin, kun koko alue on käsitelty. Simulaattorissa on siis käyttäjän nähtävissä varsin tarkat ja ajantasaiset tiedot simuloidusta metsästä ja leimikosta - vieläpä vertailtuna ennen harvennusta vallinneeseen tilanteeseen. Tällaista tietoa ei käyttäjällä ole oikeassa metsässä käytettävissään.While running the exercise, you can use the pointing device to import tree information from the assigned area, as well as issues related to running the simulator exercise. The interface view displays the name of the selected plant associated with token 402 404. The "Ship5 sa" column 406 in the view describes the state of the plant before the stand has been treated in the simulator world. The 'Now' column 408 shows the real-time thinning situation, which shows the progress of the work on the stand. The 'Now' column also shows the actual result of thinning for remaining trees when the entire area has been treated. The simulator thus provides the user with fairly accurate and up-to-date information about the simulated forest and stand - even compared to the situation before thinning. Such information is not available to the user in the real forest.
Rajattuja leimikkoalueita voi olla simulaatioharjoituksessa useita, ja leimikkoalueet voivat olla myös sisäkkäin. Näin voidaan luoda leimikkoja, jotka sisältävät useita lohkoja. Simulaattorin näkymässä voidaan silloin nähdä puustotietoja sekä koko leimikosta että yksittäisestä lohkosta.The simulation exercise may have several demarcated areas, and may also have nested areas within each other. This allows the creation of stamps that contain multiple blocks. In the simulator view, you can then see tree information from both the entire stand and a single block.
Simulaatioympäristön käyttöliittymässä voidaan näkymää vaihtaa valintatyökalulla, esimerkiksi alasvetovalikolla, jollainen on esitetty avattuna kuvassa 5. Kuvassa 5 olevaa kuviovalikkoa 500 käytetään simulaatioympäristöön luodun leimikkoalueen valinnassa. Listasta voidaan valita mikä tahansa simulaatioympäristöön luotu leimikkoalue. Alasvetovalikolla 502 valitaan leimikkoalueen puulaji, jota halutaan tarkastella. Kuvassa 5 alasvetovalikko 502 on laajennettu, ja lista esittää simulaatioympäristöön luotuja eri puulajeja. Simulaattorissa on siis mahdollista tarkastella jopa yksittäisten puulajien ominaisuuksia tietyssä leimikossa. Metsän ominaisuuksien tutkiminen on siis simulaattorissa käyttäjälle hyvin helppoa.In the simulation environment UI, the view can be changed by a selection tool, such as a pull-down menu such as that shown when opened in Figure 5. The pattern menu 500 in Figure 5 is used to select the die area created for the simulation environment. From the list, you can select any staging area created for the simulation environment. The pull-down menu 502 selects the tree species of the stand area to be viewed. In Figure 5, drop-down menu 502 is expanded and the list shows the different tree species created in the simulation environment. Thus, it is possible in the simulator to examine the properties of even individual tree species in a given stand. Thus, it is very easy for the user to study the forest features in the simulator.
Kuvissa 4 ja 5 esitetyissä ’’Alussa” ja ’’Nyt” -sarakkeissa on listattuna merkityltä leimikkoalueelta mitattavissa olevaa tietoa kohdissa 410 ja 504. Tietoyksiköt kuvaavat puuston ominaisuuksia merkityllä leimikkoalueella. Mikäli puulajityyppivalikosta on valittu jokin tietty puulaji, näkymä antaa tiedot tämän puulajin osalta. Mikäli alueelta on valittuna kaikki puulajit, näkymä kertoo koko leimikon puuston ominaisuudet.The "Beginning" and "Now" columns shown in Figures 4 and 5 show the information that can be measured from the tagged area listed at 410 and 504. The data units describe the characteristics of the tree in the tagged area. If a particular tree type is selected from the tree type menu, the view provides information for that tree type. If all tree species in the area are selected, the view will show the characteristics of the entire stand's stand.
20115743 prh 03 -04- 201820115743 prh 03 -04- 2018
Tällaisia puuston ominaisuuksia ovat esimerkiksi puuston runkolukumäärä leimikkoalueella, puuston keskimääräinen tiheys, alueen puuston keskimääräinen tiheyden vaihtelu, puuston kokonaistilavuus merkityllä leimikkoalu5 eella, tästä laskennallisesti johdettava tieto puuston kokonaistilavuudesta hehtaaria kohden, puuston tukkitilavuus merkityllä leimikkoalueella, tästä laskennallisesti johdettava puuston tukkitilavuus hehtaaria kohden, puuston kuitutilavuus merkityllä leimikkoalueella, ja tästä laskennallisesti johdettava puuston kuitutilavuus hehtaaria kohden. Edelleen merkityn leimikkoalueen puustosta on tietoa puuston keskipituudesta, puuston keskimääräisestä läpimitasta, puuston pohjapinta-alasta esimerkiksi rinnan korkeudelta mitattuna hehtaaria kohden ja mutkaisten runkojen lukumäärä valitulla alueella.Such tree features include, for example, the number of tree trunks per tree area, the average tree density, the average tree tree density in the area, the total tree volume in the marked tree area, the calculated tree volume per hectare, the tree tree and the calculated fiber volume per hectare. Further information on the stand stands is the average length of the stand, the average stand diameter, the base area of the stand, for example, measured at chest height per hectare, and the number of elongated trunks in the selected area.
Kaikki nämä tiedot voivat olla merkityksellisiä harvennusparametreja, kun haluttuna lopputuloksena on harvennettu metsä, joka tuottaa riittävän kookasta ja laadukasta puumateriaalia myös tulevina vuosina metsäteollisuuden käyttöön. Metsän kasvua kuvaavista luonnollisista parametreista, harvennuksen kannattavuuteen vaikuttavista tekijöistä, ja metsästä luonnonvarana haluttavan tuoton määrästä voidaan laskea matemaattisia malleja, joita opti20 moimalla voidaan löytää oikea suhde kaadettavien ja metsään jätettävien puiden välille. Metsän jatkuvan tuoton kannalta on tärkeää, että metsässä on jatkuvasti eri kasvuvaiheessa olevia puita. Harvennushakkuiden yksi tavoite on varmistaa tämän seikan toteutuminen talousmetsässä.All of this information can be relevant thinning parameters when the desired end result is a thinned forest that will produce wood of sufficient size and quality for the forest industry for years to come. From the natural parameters of forest growth, the factors affecting thinning profitability, and the desired yield of forest as a natural resource, mathematical models can be calculated, which can be optimized to find the right relationship between felled and abandoned trees. It is important for the continuous production of the forest that there are trees in different stages of growth. One of the aims of thinning is to ensure that this is the case in commercial forests.
Nämä tiedot määrittävät siis metsäkonesimulaation ympäristöä, ja ovat jo simulaation luontihetkellä saatavilla. Kuitenkin tosielämässä metsästä saatava tieto on paljon rajatumpaa ja rajoittunut aistihavaintoihin. Tämän tiedon soveltaminen on riippuvaista havaintoja tekevän ihmisen metsänmittauksen periaatteiden ymmärryksestä. Vaikka simulaatioympäristö siis pystyy tarjoa30 maan tietoa simuloidusta puustosta suurella tarkkuudella, tiedon haku simulaatioympäristöstä sellaisessa muodossa että se tukisi käyttäjän oppimista ja opitun metsänarviointimenetelmän soveltamista todellisessa metsässä ei ole suoraviivaista.This information thus defines the forest machine simulation environment and is already available at the time the simulation is created. However, in real life, information from the forest is much more limited and limited to sensory perception. The application of this knowledge is dependent on an understanding of the principles of human forest measurement by the observer. Thus, while the simulation environment is capable of providing 30 countries with high accuracy information about the simulated tree, seeking information from the simulation environment in a form that supports user learning and the application of the learned forest assessment method to real forest is not straightforward.
Keksinnössä on huomattu, että simulaatioympäristössäkin on yllättäen tarpeen käyttää arviointimenetelmiä ja työtapoja, jotka ovat riittävän samankal13The invention has found that, even in a simulation environment, it is unexpectedly necessary to use estimation methods and working methods that are sufficiently similar.
20115743 prh 03 -04- 2018 täisiä todellisen metsän arviointimenetelmien kanssa. Vaikka simulaattorissa on siis saatavilla paljon tietoa kohdealueen puustosta suoraan tietokoneen muistista, keksinnössä on havaittu, että on tärkeää pystyä harjoittelemaan myös puuston ominaisuuksien mittaamista ja näiden mittaustulosten käyttöä työmenetelmien ohjaamiseen. Tätä varten keksinnössä on simulaattoriin rakennettu vaihtoehtoisia tapoja määrittää puuston ominaisuuksia. Näissä vaihtoehtoisissa tavoissa tietoja ei noudeta simulaattorin muistista suoraan, vaan puuston ominaisuuksia voidaan määrittää esimerkiksi käyttämällä erilaisia arviointimenetelmiä. Näissä arviointimenetelmissä puuston ominaisuuksia voidaan arvioida puujoukosta, joka on puuston osajoukko. Käyttäjä voi valita puujoukon, ja puujoukosta voidaan sitten laskea puujoukon ominaisuuksia. Näitä puujoukon ominaisuuksia voidaan käyttää arvioitaessa puuston ominaisuuksia, eli pienemmästä puujoukosta voidaan johtaa suuremman puuston ominaisuuksia.20115743 prh 03 -04- 2018 with real forest assessment methods. Thus, while the simulator provides a large amount of information on the tree of the target area directly from the computer memory, the invention has found that it is also important to be able to practice measuring the properties of the tree and using these measurements to control working methods. To this end, the invention has built in a simulator alternative ways of determining tree characteristics. In these alternative methods, data is not retrieved directly from the simulator memory, but tree properties can be determined, for example, using different estimation methods. In these estimation methods, the properties of a tree can be estimated from a set of trees, which is a subset of the tree. The user can select a tree set and then the properties of the tree set can be calculated from the tree set. These tree set properties can be used to evaluate tree stand properties, i.e., a smaller tree set can be used to derive larger tree stand properties.
Eräs tapa arvioida metsän puustoa on käyttää ympyräkoeala-konseptia. Ympyräkoeala muodostetaan metsässä käyttämällä tietyn pituista mittakeppiä ja piirtämällä metsään ympyrä, jolla on kyseisen kepin mittainen säde. Laskemalla ympyrän sisällä olevat taimet, rungot tai muut kiinnostuksen kohteena olevat kohteet, ja tietämällä kepin pituudesta riippuvan tilastollisen muuntokertoimen, jolla kyseisen koealan tarkastelun kohteiden lukumäärät saadaan vastaamaan esimerkiksi samojen kohteiden lukumäärää hehtaarilla, voidaan arvioida koko metsäalueen tilaa nojautumalla kyseiseen ympyräkoealaan. Ottamalla metsästä useita ympyräkoealoja, voidaan arviota vielä tarkentaa.One way to evaluate forest stands is to use the concept of a circular plot. The circular plot is formed in the forest by using a measuring stick of a certain length and drawing a circle with a radius of that stick. By counting seedlings, trunks, or other points of interest within a circle, and knowing the statistical conversion factor that depends on the length of the cane to match, for example, the number of similar sites per hectare, the entire forest area can be estimated based on that circle. By taking several circular plots from the forest, the estimate can be further refined.
Metsän puuston arviointi perustuu siis tilastolliseen tietoon metsästä. Usein käytettyjä tarkasteltavan pinta-alan kohdeyksikköjä metsätaloudessa ovat hehtaari ja anglosaksisia mittayksikköjä käyttävissä maissa eekkeri. Skaalakertoimen säädöllä voidaan vastaavuusmuunnos suorittaa myös muiden pinta-alayksiköiden kesken. Näin saadaan määritettyä simulaattoriympäristössä arvio puuston ominaisuuksista. Tämä arvio voi poiketa simulaattorin muistissa jo metsän luontihetkellä saatavilla olevista puuston ominaisuustiedoista.Thus, the assessment of forest stands is based on statistical information about the forest. Often used in forestry, the area under observation is the hectare and, in countries using Anglo-Saxon units, the acre. By adjusting the scaling factor, the equivalence conversion can also be performed between other area units. This provides an estimation of the characteristics of the stand in a simulator environment. This estimate may differ from the tree characteristics already available in the simulator memory when the forest was created.
Kuvassa 6 on esitetty eräs keksinnön mukainen suoritusmuoto, jossa tietoja simuloidusta puustosta voidaan tarkastella virtuaalimaailmassa muodosta35 maila osoitinlaitteella maastoon merkittyyn paikkaan halutun pinta-alan mukainen ympyräkoeala 600. Ympyräkoealan keskus on merkittynä maastoonFigure 6 shows an embodiment of the invention in which data from a simulated tree can be viewed in the virtual world from a 35-pointer pointing device to a marked area in a circular area 600 of a desired area.
20115743 prh 03 -04- 2018 värikkäällä merkkikepillä 602, jonka läheisyyteen näkymässä on sijoitettu koealan identifioiva numero tai nimi 604. Ympyräkoealan rajat on piirretty maaston värityksestä poikkeavan värisellä yhtenäisellä viivalla 606 metsäpohjaan. Samanaikaisesti simulaatioympäristön näkymässä saattaa olla nä5 köpiirissä yhtä aikaa useita ympyräkoealoja.20115743 prh 03 -04-2018 with colorful stick 602 with a plot number or name 604 in the vicinity of the view, the circular plot boundaries are drawn with a solid line 606 in a different color to the forest floor. At the same time, the simulation environment view may have several circular test areas simultaneously.
Ympyräkoealan sisäpuolelle rajatusta puujoukosta saatavaa tietoa ovat muun muassa simulaationäkymän sarakkeessa 608 listatut ympyräkoealan pinta-ala, ympyräkoealalla olevien runkojen lukumäärä, ympyräkoealalla ole10 vien puiden tilavuus, ympyräkoealalla olevien runkojen tukkitilavuus, ympyräkoealalla olevien runkojen kuitutilavuus, ympyräkoealalla olevien puiden keskipituus ja läpimitta, ympyräkoealalla olevien puiden runkojen pohjapinta-ala tietyltä, sovitulta korkeudelta mitattuna, joka voi olla esimerkiksi 1,3 metriä, sekä tieto ympyräkoealalla olevien mutkaisten runkojen lukumäärästä.The information available from a set of trees inside a circular area includes, for example, the area of the circular area listed in column 608 of the simulation view, the number of frames in the circular area, the volume of trees in the circular area, the log volume of the the base area, measured at a given height, which may be, for example, 1.3 meters, and the number of curved frames in the circular test area.
Kiinnittämällä leimikon vapaasti valittavan rajauksen muoto ympyräkoealaan, simulaattoriympäristöön tulee käytettäväksi metsänhoitoalan todelliseen metsään suunnitellut määritystyökalut, joita ei aiemmin ole simulaattoriympäristössä ollut saatavilla. Pohjana metsän määrityksessä on metsätyypeittä!n tehdyt, havaintoperäiseen kartoitukseen perustuvat taulukot, joista pystytään tilastollisesti päättelemään kulloiseenkin metsätyyppiin soveltuva matemaattinen riippuvuussuhde puiden ominaisuuksien ja esiintymistiheyden välillä kulloisessakin metsätyypissä. Tilastollisesti voidaan siis päätellä esimerkiksi taimien lukumääristä, että jos 50 m2 koealalla on yksi taimi, on taimia 200 kpl hehtaarilla. Jos taimia on seitsemän koealalla, taimia on 1400 kappaletta hehtaarilla, ja niin edelleen. Myös muihin puiden ominaisuuksiin kyseisessä metsätyypissä voidaan muodostaa samanlaisia riippuvuussuhteita. Valitun puujoukon koon pienentäminen tarjoaa myös mielenkiintoisia mahdollisuuksia; valittaessa tarkastelupiste mielenkiintoisen puun välittömään lähei30 syyteen ja ympyräkoeala juuri ja juuri puun kokoiseksi, voidaan tällaisella valinnalla nähdä simulaattoriympäristössä yksittäisen puun tiedot, jolloin harvennettavat puut voidaan valita leimikosta parhainta mahdollista tietoa hyväksikäyttäen. Tällaista mahdollisuutta ei simulaattorissa ole aiemmin ollut.By attaching a freely selectable delimitation shape to a circular plot, the simulator environment will use assay tools designed for real forest management that were not previously available in the simulator environment. The basis for the forest determination is the non-forest-based tables based on observational mapping, which can statistically deduce the mathematical relationship between the characteristics of trees and the frequency of occurrence of the respective forest type. Statistically, it can be deduced from the number of seedlings, for example, that if there is one seedling in a 50 m 2 plot, there are 200 seedlings per hectare. If there are seven seedlings on the plot, there are 1400 seedlings per hectare, and so on. Similar relationships can also be formed with other tree characteristics of the forest type in question. Reducing the size of the selected tree set also offers interesting opportunities; when selecting a point of interest in the immediate vicinity of an interesting tree and having a circular area just the size of a tree, such a choice can be used to view single tree data in a simulator environment, thereby selecting thinned trees using the best possible information. The simulator has never had this option before.
Eräs harvennushakkuissa erityisen mielenkiintoinen puumassan ominaisuus on kasvavan puuston pohjapinta-alojen summa hehtaaria kohden. Tämä suu15One particularly interesting feature of thinning is the sum of the growing areas per hectare of growing trees. This mouth15
20115743 prh 03 -04- 2018 re ilmaistaan neliömetrinä hehtaaria kohden, m2/ha. Kun puuston pituus ja runkojen muotoa parhaiten kuvaava runkofunktio on tunnettu, voidaan pohjapinta-ala kiinnittämällä määrittää kasvavan puumassan runkotilavuus. Tämä voi olla eräs tärkeä tekijä hakkuiden suunnittelussa. Eri metsätyypeille ja puu5 lajeille on olemassa taulukoita, joista runkotilavuus voidaan lukea kullekin pohjapinta-alalle ja keskipituudelle.20115743 prh 03 -04- 2018 re is expressed in square meters per hectare, m 2 / ha. Once the length of the tree and the trunk function that best describes the shape of the trunks are known, the bottom volume can be fixed by determining the trunk volume of the growing wood pulp. This can be an important factor in logging planning. Tables exist for different forest types and tree species, from which the trunk volume can be read for each bottom area and average length.
Edellä kuvatun kaltaisesti voidaan siis ympyräkoealamenetelmällä valita puustosta puujoukko, määrittää tälle puujoukolle ainakin yksi ominaisuus ja käyttää tätä määritettyä ominaisuutta puuston ominaisuuden määrittämiseen. Puusto voi olla esimerkiksi koko metsä tai metsän osa, metsästä valittu leimikko tai muulla tavalla määritetty alue. Puujoukko voidaan valita ympyräkoealamenetelmällä tai muulla tavalla, esimerkiksi neliön tai suorakaiteen muotoisena. Puujoukko voi koostua myös useasta erillisestä alueesta. Puu15 joukkoja voi olla myös useita, eli esimerkiksi voidaan määrittää useita ympyräkoealoja, ja puuston ominaisuuksia voidaan laskea näiden useiden puujoukkojen ominaisuuksista, esimerkiksi ottamalla ominaisuuksista keskiarvo tai painotettu keskiarvo (esim. pinta-alojen tai muun parametrin mukaan painottamalla).Thus, as described above, the circular plot method can select a tree set from a tree, assign at least one property to that tree set, and use this defined property to determine a tree property. The stand may be, for example, an entire forest or part of a forest, a stand selected from the forest, or an otherwise defined area. The set of trees can be selected by a circular plot method or by other means, such as square or rectangular. A tree set can also consist of several distinct areas. There may also be multiple sets of trees, e.g., multiple circular plots can be defined, and tree properties can be calculated from the properties of these multiple sets of trees, for example, by averaging or weighting the properties (e.g., weighting by area or other parameter).
Kuvassa 7 on esitetty työväline, jolla harvennushakkuiden arviointia voidaan harjoitella virtuaalisesti ilman todellista metsää. Kuvassa on esitetty hahlo 700, joka toimii virtuaalimaailmassa relaskoopin kaltaisesti. Työvälineen toimintaperiaate noudattelee seuraavia periaatteita: Metsän tarkastelupisteessä oleva tarkastelija pyörähtää täyden kierroksen ympäri pitäen hahloa edessään tietyllä etäisyydellä, ja lukee hahlon läpi katsottaessa hahlon juuri ja juuri täyttävät, ja sitä leveämmät rungot (esimerkiksi rungot 702) mukaan relaskooppimittaukseen. Nämä rungot lasketaan mukaan relaskooppimittaukseen, jarunkojen lukumäärän ja relaskooppikertoimen avulla voidaan laskea, montaako puuston poikkipinta-alaneliömetriä mukaan valitut puunrungot vastaavat hehtaarilla metsää. Relaskooppikerroin siis ilmaisee, mikä puiden yhteenlaskettu poikkipinta-ala on, kun runkojen lukumäärä tunnetaan. Rajapuut lasketaan mukaan mittaukseen puolella painoarvostaan.Figure 7 shows a tool for practicing thinning assessment virtually without real forest. The picture shows a slot 700 that functions in a virtual world like a relascope. The working principle of the tool follows the following principles: The viewer in the forest viewpoint rotates around a full revolution, keeping the plot ahead for a certain distance, and when looking through the plot, barely fills the frame and broader frames (for example, frames 702). These trunks are counted in the relascope measurement, the number of trunks and the relascope coefficient can be used to calculate how many trunks of wood selected per hectare correspond to the forest. Thus, the relapse coefficient indicates the total cross-sectional area of the trees when the number of trunks is known. The boundaries are included in the measurement at half their weight.
Puu tulee luetuksi täysimääräisenä mukaan relaskooppimittaukseen, mikäli se on lähempänä mittaajaa kuin mikä on sen rajaetäisyys. Rajaetäisyys taasThe tree will be counted in full for the relascope measurement if it is closer to the meter than its boundary distance. Boundary distance again
20115743 prh 03 -04- 2018 riippuu puun läpimitasta ja relaskooppikertoimesta. Ympyräkoeala 704 voi olla määritettynä relaskooppimittausta suoritettaessa, tai se voi olla määrittämättä. Puun relaskooppikoealaan kuulumisen määrittämiseksi ei siis tarvita rajattua koealaa, vaan tieto saadaan määritettyä matemaattisesti, kun tiede5 tään metsätyyppi ja käytettävän hahlon mitat. Kuvan 7 kaltaisessa simulaattoriympäristössä relaskooppimittaus tarjoaa mahdollisuuden tarkastella puuston pohjapinta-alaa myös puulajikohtaisesti, kun haluttu puulaji on ensin valittu näkymään esimerkiksi alasvetovalikon avulla.20115743 prh 03 -04- 2018 depends on the diameter of the tree and the coefficient of the relascope. The circle test area 704 may or may not be defined when performing the relascope measurement. Thus, to determine whether a tree is included in the relascope experimental area, a demarcated experimental area is not required, but the data can be determined mathematically, given the type of forest and the dimensions of the plot used. In a simulator environment such as Figure 7, relascope measurement provides the ability to view the tree floor area also by tree species when the desired tree species is first selected to be displayed, for example, by a drop-down menu.
Relaskooppimittauksen täsmällisyyttä tutkittavaan metsätyyppiin nähden voidaan parantaa suorittamalla mittaus muutamista eri kohdista. Laskemalla mittausten keskiarvo, saadaan hehtaarilla oleva puuston runkotilavuus arvioitua relaskooppitaulukkoa käyttäen. Mikäli relaskoopin hahlon leveys on valittu vapaasti, on käytettävä kyseiseen hahlonleveyteen suhteutettua tauluk15 koa. Relaskooppimittaus voidaan suorittaa simulaatiossa esimerkiksi metsäkoneen hyttiä pyörittämällä. Eräs toinen vaihtoehto on asemoida metsäkoneen katolle kamera, ja pyörittää kameraa hytin sijaan ympäri. Virtuaalikameran kuva voidaan tuoda metsäkoneen simuloituun ohjaamoon käyttäjän tarkasteltavaksi laskentaa varten, tai vaihtoehtoisesti metsätyökoneen laitteisto voi suorittaa mittauksen automaattisesti ja tarjota tuloksen käyttäjälle visuaalisesti, verbaalisesti ja/tai graafisesti.The accuracy of the relascope measurement with respect to the forest type under study can be improved by performing a few measurements at different locations. By calculating the average of the measurements, the trunk volume per hectare is obtained using an estimated relascope table. If the slot width of the relascope is freely selected, a table size proportional to that slot width shall be used. The relascope measurement can be performed in a simulation, for example, by rotating a forest machine cabin. Another option is to position the camera on the roof of the forest machine and rotate the camera around instead of the cabin. The virtual camera image can be brought to a simulated forest machine cab for user viewing for computation, or alternatively, the forest machine equipment can perform the measurement automatically and provide the result visually, verbally and / or graphically to the user.
Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa simulaattoriympäristössä toimivan metsäkoneen kuljettaja voi tarkastella kuljettamansa laitteen metsän pohjaan synnyttämiä ajouria uranleveyden ja -syvyyden osalta. Ajouraleveydellä ja ajourapainaumilla on merkitystä metsän uudistumiskykyyn hakkuualueella. Esimerkiksi liian syvät ajourat voivat vahingoittaa puiden juuria ja heikentää puuston laatua ja kasvua ajourien läheisyydessä. Ajourien välisellä etäisyydellä voidaan vaikuttaa ajouran vuoksi menetetyn puuston määrään, jota korvaamassa ei ole muuta kasvatettavaa puustoa.In one embodiment of the invention, the operator of a forest machine operating in a simulator environment can view the paths generated by the machine he is driving to the bottom of the forest for track width and depth. Track width and track pressures are important for the regeneration capacity of the forest in the felling area. For example, too deep treads can damage the roots of the trees and impair the quality and growth of the trees in the vicinity of the tracks. The distance between the tramlines can influence the amount of trees lost due to the tramline, which cannot be replaced by other trees growing.
Metsäkoneen jättämien ajourien välisen etäisyyden tulisi olla optimaalisia siten, että harvennettava puustoalue saadaan hakattua harvennustiheyteen työhön käytettävällä työkoneella siten, että mahdollisimman pieni osa puus35 tosta menetetään ajourien alle. Tietämällä metsän puustorakenteen tiheys ja uudistumiskyky, metsäkoneen hakkuupuomin ulottuvuudet ja toisaalta ko17The distance between the tracks left by the forest machine should be optimal so that the thinned tree area can be chipped with a thinning machine for the thinning, so that as little of the wood as possible is lost under the tracks. By knowing the density and regeneration capacity of the forest tree structure, the dimensions of the forest machine harvester boom and
20115743 prh 03 -04- 2018 neen jättämän ajouran leveys, voidaan matemaattisella mallilla määrittää optimaalinen ajouraleveys, jolla toimimalla metsäalue saadaan hakattua metsätaloudellisesti tehokkaasti ja toisaalta puuston kannalta mahdollisimman kestävästi. Simulaattoriympäristössä metsäkoneen kuljettaja voi merkitä hii5 rellä merkkipistein jo käsitellyn metsän osalta koneen jälkeensä jättämät ajourat, ja saada näiden merkkipisteiden välisen etäisyyden tietoonsa. Toteutuneen ajouraleveyden osuminen tavoiteuraleveydelle voidaan ilmaista simulaation käyttäjälle värikoodatulla graafisella merkillä simulaationäkymässä, ääni-indikaatiolla käyttöliittymän äänipirien kautta, näyttöruudulle avautuvana dialogi-ikkunana, jne.20115743 prh 03 -04-2018, the mathematical model can be used to determine the optimum tramline width, which will allow the forest area to be logged efficiently and, on the other hand, be as sustainable as possible. In a simulator environment, a forest machine operator can use mice to mark tramlines left behind by the machine in a forest that has already been treated, and to know the distance between these marks. The actual tramline hit to the target track width can be expressed to the simulation user by a color-coded graphical character in the simulation view, an audio indication through the user interface audio circuits, a dialog box popping up on the screen, etc.
Kuvassa 8 on esitetty vuokaavio simuloidun puuston ominaisuuksien määrittämiseksi erään keksinnön suoritusmuodon mukaisesti. Vaiheessa 800 määritetään simulaatioympäristöön virtuaalinen metsä. Vaiheen 802 mukaisesti virtuaalisesta metsästä määritetään metsän osajoukko. Vaiheessa 804 virtuaalisen metsän osajoukon ominaisuudet määritetään virtuaaliseen metsään soveltuvalla mittausmenetelmällä.Figure 8 is a flow chart for determining the properties of a simulated tree according to an embodiment of the invention. In step 800, a virtual forest is defined for the simulation environment. According to step 802, a forest subset is determined from the virtual forest. In step 804, the properties of the virtual forest subset are determined by a measurement method suitable for the virtual forest.
Kuvassa 9 on esitetty vuokaavio puuston osajoukon määrittämiseksi erään keksinnön suoritusmuodon mukaisesti. Suoritusmuodon mukaisesti vaiheessa 900 virtuaalisesta metsästä rajataan virtuaaliympäristöön soveltuvalla osoitinlaitteella osajoukko. Seuraavaksi valittua metsän osajoukkoa (puujoukkoa) käsitellään. Vaiheessa 902 virtuaaliympäristön näkymään tuodaan näkyville valintatyöväline, joka voi olla esimerkiksi pystyhahlon muotoinen, mutta jonka ulkonäkö on sovitettavissa valittavien kohteiden mukaisesti. Valitun metsän osajoukko eli puujoukko käydään vaiheessa 904 läpi työvälineellä siten, että valitusta metsästä voidaan laskea työvälineen määräämän reunaehdon kriteerin täyttävät virtuaalipuut vaiheessa 906. Kun kriteerin täyttävät puut tiedetään, voidaan virtuaalimaailman dataa käyttämällä määrittää vaiheessa 908 puuston osajoukon (puujoukon) ominaisuudet, kuten runkolukumäärä, puuston keskimääräinen tiheys, puuston keskimääräinen tiheyden vaihtelu, puuston kokonaistilavuus tarkastelualueella, puuston tukkitilavuus tarkastelualueella, puuston kuitutilavuus tarkastelualueella, puuston keskipituus, puuston keskimääräinen läpimitta, puuston pohjapinta-ala ja mutkaisten runkojen lukumäärä. Vaiheessa 910 virtuaalimaailman datasta muodostetaan koko virtuaalipuustoa koskevia tietoja samoista metsän ominaisuuksista kuin vaiheessa 908 määritettiin osajoukolle, ja nämä molemmat ominaisuustyypit näytetään virtuaalimaailman käyttöliittymässä vaiheessa 912.Fig. 9 is a flow chart for determining a subset of trees according to an embodiment of the invention. According to an embodiment, in step 900 the virtual forest delimits a subset by a pointing device suitable for the virtual environment. The next selected subset of the forest (tree set) is processed. In step 902, a selection tool is provided in the virtual environment view, which may be, for example, in the shape of a vertical grid, but whose appearance can be adapted to the objects to be selected. In step 904, the selected forest subset, or tree set, is searched by the tool to compute virtual trees that meet the criterion defined by the tool in step 906. Once the qualifying trees are known, mean density, mean stocking density variation, total stand volume in the viewing area, log stand volume in the viewing area, tree stand fiber volume in the viewing area, mean stand length, mean stand diameter, and the number of bent trunks. In step 910, virtual world data is generated for the entire virtual tree with the same forest properties as defined for the subset in step 908, and both of these feature types are displayed in the virtual world interface in step 912.
Myös muita järjestelyjä keksinnön toteuttamiseksi voidaan toteuttaa laitteis5 toon asennetun tietokoneohjelmakoodin avulla. Keksinnön toteuttava tietokoneohjelmakoodi voi sijaita laitteiston muistissa ja aikaansaada relevanttien laitteiston osien käytön keksinnön suoritusmuotojen toteuttamiseksi. Esimerkiksi päätelaitteessa voi olla tarvittava virta- ja mikropiiristö sekä muistikomponentit keksinnön mukaisen ohjelmakoodin tallentamiseksi ja suorittami10 seksi. Lisäksi osa tai kaikki keksinnön mukaisista ohjelmakomponenteista voivat olla tallennettuna verkkoelementtiin, jossa on tarvittavat muisti-, virtaja mikropiiristöt keksinnön suoritusmuotojen mukaisen ohjelmakoodin tallentamiseksi ja toteuttamiseksi. On ilmeistä, että keksintö ei ole rajoittunut vain yllä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan keksintöä voidaan soveltaa seuraa15 vien patenttivaatimusten puitteissa.Other arrangements for implementing the invention may also be implemented by means of computer program code installed in the hardware. The computer program code implementing the invention may be located in hardware memory and provide access to relevant hardware components to implement embodiments of the invention. For example, the terminal may have the necessary power and microchip as well as memory components for storing and executing the program code according to the invention. Further, some or all of the program components of the invention may be stored in a network element having the necessary memory, power microchips to store and implement the program code according to embodiments of the invention. It is obvious that the invention is not limited to the above embodiments only, but that the invention can be applied within the scope of the following claims.
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115743A FI127400B (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Forest machine simulator |
SE1250637A SE1250637A1 (en) | 2011-07-11 | 2012-06-15 | Forestry Simulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115743A FI127400B (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Forest machine simulator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20115743A0 FI20115743A0 (en) | 2011-07-11 |
FI20115743A FI20115743A (en) | 2013-01-12 |
FI127400B true FI127400B (en) | 2018-05-15 |
Family
ID=44318410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20115743A FI127400B (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Forest machine simulator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI127400B (en) |
SE (1) | SE1250637A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10645917B2 (en) | 2017-10-31 | 2020-05-12 | Deere & Company | Method for remediating developmentally delayed plants |
-
2011
- 2011-07-11 FI FI20115743A patent/FI127400B/en active IP Right Grant
-
2012
- 2012-06-15 SE SE1250637A patent/SE1250637A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE1250637A1 (en) | 2013-01-12 |
FI20115743A (en) | 2013-01-12 |
FI20115743A0 (en) | 2011-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Griffon et al. | AMAPstudio: an editing and simulation software suite for plants architecture modelling | |
Sinoquet et al. | Measurement and visualization of the architecture of an adult tree based on a three-dimensional digitising device | |
Hemmerling et al. | The rule-based language XL and the modelling environment GroIMP illustrated with simulated tree competition | |
Lim et al. | Three-dimensional visualization forest of landscapes by VRML | |
Fabrika et al. | Thinning trainer based on forest-growth model, virtual reality and computer-aided virtual environment | |
CN103678870A (en) | Growth and management interactive visualization simulation method for forest stand | |
Palander et al. | An adaptive work study method for identifying the human factors that influence the performance of a human-machine system | |
US20120154398A1 (en) | Method of determining implicit hidden features of phenomena which can be represented by a point distribution in a space | |
FI127400B (en) | Forest machine simulator | |
Yang et al. | Research on the construction and visualization of a three-dimensional model of rice root growth | |
Kohek et al. | EduAPPLE: Interactive teaching tool for apple tree crown formation | |
RU2524737C2 (en) | Method and system for working machine with boom | |
Sarah | Integrating GIS in experiential fieldwork | |
Kolmanič et al. | The computer‐aided teaching of apple tree pruning and training | |
Capece et al. | StreamFlowVR: a tool for learning methodologies and measurement instruments for river flow through virtual reality | |
CN109242520A (en) | A kind of potential user group localization method and device | |
Fabrika | Interactive procedural forest in game engine environment as background for forest modelling | |
CN108537432A (en) | A kind of the Multifunctional effect appraisal procedure and system of orest management planning | |
KR101400270B1 (en) | Purse seine fishery simulator by personal computer | |
Auclair et al. | Assessing the visual impact of agroforestry management with landscape design software | |
Fabrika et al. | Interactive thinning in immersive virtual reality | |
CN104574506B (en) | Camphor tree crown three-dimensional visualized simple modeling and camphor tree crown three-dimensional visualized model evaluation method | |
Petukhov et al. | Analysis of the Effectiveness of Moving Object Management in Virtual Reality | |
Pallas et al. | Coupling the functional-structural plant models MAppleT and QualiTree to simulate carbon allocation and growth variability of apple trees | |
Xie et al. | Forest Landscape 3-D Visualization from China's National Forest Inventory Spatial Database |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 127400 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |