90
Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i skördaraggregat December 2014 Examensarbete för civilingenjörsexamen i teknisk fysik, 30 hp Handledare: Jonas Larsson Examinator: Lars Karlsson Magnus Kerttu

Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i skördaraggregat

December 2014

Examensarbete för civilingenjörsexamen i teknisk fysik, 30 hp

Handledare: Jonas Larsson

Examinator: Lars Karlsson

Magnus Kerttu

Page 2: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

Innehåll Sammanfattning ......................................................................................................................... 1

Abstract ...................................................................................................................................... 2

Förord ......................................................................................................................................... 3

Kapitel 1 Inledning ...................................................................................................................... 4

1.1 Introduktion ...................................................................................................................... 4

1.2 Syfte .................................................................................................................................. 5

1.3 Mål .................................................................................................................................... 5

1.4 Avgränsningar ................................................................................................................... 5

Kapitel 2 Bakgrund ..................................................................................................................... 6

2.1 Skördeaggregat ................................................................................................................. 6

2.2 Mätsystem ........................................................................................................................ 7

2.3 Lasertriangulering ............................................................................................................. 8

2.4 Stambanken ...................................................................................................................... 9

2.5 Barktyper ........................................................................................................................ 10

2.6 Tidigare mätdata ............................................................................................................ 10

2.7 Diameterprofil ................................................................................................................ 12

2.8 Barkmodeller .................................................................................................................. 13

2.9 Cirkelpassning (Kåsa-metoden) ...................................................................................... 13

2.10 Gamla algoritmen ......................................................................................................... 14

2.10.1 Bakgrund ................................................................................................................ 14

2.10.2 Skattning av profilarea ........................................................................................... 14

2.10.3 Skattning av totala arean och justering av origo ................................................... 15

2.10.4 Beräkning av radie ................................................................................................. 16

Kapitel 3 Simulator ................................................................................................................... 17

3.1 Introduktion .................................................................................................................... 17

3.2 Metod ............................................................................................................................. 17

3.3 Ved .................................................................................................................................. 17

3.4 Bark ................................................................................................................................. 18

3.5 Lav ................................................................................................................................... 20

3.6 Ovalitet ........................................................................................................................... 20

3.7 Skräp ............................................................................................................................... 21

3.8 Sensorpunkter ................................................................................................................ 22

Page 3: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

3.9 Exkluderade segment ..................................................................................................... 23

3.10 Begränsningar och förenklingar ................................................................................... 24

Kapitel 4 Algoritmbeskrivning .................................................................................................. 25

4.1 Introduktion .................................................................................................................... 25

4.2 Översiktlig Algoritmbeskrivning...................................................................................... 26

4.3 Indata (sensorpunkter) ................................................................................................... 26

4.4 Sätt startpunkt för sökning ............................................................................................. 27

4.5 Punktsökning .................................................................................................................. 28

4.6 Modellberoende anpassning av trädmodell och diameterberäkning ............................ 32

Kapitel 5 Utvärdering ............................................................................................................... 35

5.1 Introduktion .................................................................................................................... 35

5.2 Diameterklasser .............................................................................................................. 36

5.3 Testfall ............................................................................................................................ 36

5.4 Resultat av den kvantitativa utvärderingen ................................................................... 38

5.4.1 Träd utan skräp ........................................................................................................ 38

5.4.2 Skräpnivå enligt rapport .......................................................................................... 38

5.4.3 Ökad skräpnivå ......................................................................................................... 38

5.4.4 Täcka sensorer ......................................................................................................... 39

5.5 Data från tidigare projekt ............................................................................................... 40

5.5.1 Introduktion ............................................................................................................. 40

5.5.2 Visuell analys av delområde 1 .................................................................................. 41

5.5.3 Visuell analys av delområde 2 .................................................................................. 44

Kapitel 6 Slutsatser och framtida arbeten ............................................................................... 46

6.1 Simulatorn ...................................................................................................................... 46

6.2 Gamla algoritmen ........................................................................................................... 46

6.3 Nya algoritmen ............................................................................................................... 47

Referenser ................................................................................................................................ 48

Referenser ................................................................................................................................ 48

Appendix A Resultat från simuleringar .................................................................................... 49

Träd utan skräp ..................................................................................................................... 49

Skräpnivå enligt rapport ....................................................................................................... 53

Ökad skräpnivå ..................................................................................................................... 57

Täckta sektorer ..................................................................................................................... 64

Page 4: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

Appendix B Dimaterprofiler för riktig data .............................................................................. 70

Appendix C Algoritmbeskrivning modellberoende anpassning av modell/eliminering av

extremvärden ........................................................................................................................... 86

Page 5: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

1

Sammanfattning

Det första steget i produktionskedjan för trävaror är skördaren vars uppgift är att avverka och

sönderdela träd. Sönderdelningen till stockar baseras på sågverkens beställning som innehåller

information om önskad längd och diameter. Diametermätning i skördare genomförs idag med

berörande teknik som i takt med att kraven för träproduktion ökar kommer vara tvungen att

förbättras alternativt bytas ut.

I tidigare studier har beröringsfri diametermätning med lasertriangulering genomförts som visar

att en ökad mätnoggrannhet går att uppnå, men att robustheten för ett sådant system måste öka

för att kunna användas i praktiken. I studierna föreslås förbättring av mätsystemets algoritm

som ett naturligt nästa steg för att öka robustheten.

I detta examensarbete utvecklas en algoritm som med mätdata från det ovan nämnda systemet

strävar efter att göra en robust diametermätning. I algoritmen löses två delproblem där det första

är att identifiera bra mätdata genom sökning och eliminering av extremvärden och det andra är

att anpassa en trädmodell för att utifrån denna beräkna diametern. Parallellt med

algoritmutvecklingen utvecklas även en simulator vars syfte är att skapa mätdata som

efterliknar autentisk mätdatat från det ovan nämnda beröringsfria systemet.

Simulerad mätdata används för att numeriskt utvärdera den nya algoritmen. För jämförelse med

den gamla algoritmen används mätdata från de tidigare studierna. Utvärderingen visar att för

simulerad data med stor andel störning klarar algoritmen av att hålla en god mätnoggrannhet.

Däremot så får algoritmen problem vid störningar som är viktade mot speciella områden. Vid

jämförelse med den gamla algoritmen visar utvärderingen på en förbättrad robusthet. Någon

direkt jämförelse vad gäller mätnoggrannheten har inte gått att göra då det råder oklarheter för

det gamla mätdatat, för en sådan jämförelse behöver fler studier göras. Totalt sett så har arbetet

visat att det finns utrymme för att förbättra algoritmen, men att ytterligare utveckling återstår

för att få en algoritm som fungerar i praktiken.

Page 6: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

2

Abstract

The first step in the production chain for wood products is the harvester whose task is to harvest

and decompose trees. The decomposition into logs are based on sawmills order containing

information on the desired length and diameter. Diameter measurement of harvesters are now

conducted by contacting technique who as the requirements for timber production increases

will have to be improved alternatively be replaced.

In previous studies, non-contact diameter measurement with laser triangulation where

conducted who showed that increased measurement accuracy is achievable, but the robustness

of such a system must increase to be used in practice. The studies proposed improvement of the

algorithm used by the system as a natural next step to increase robustness.

In this thesis, a new algorithm is develop that strives to make a robust diameter measurement

with data from a laser triangulation system. The algorithm solves two subproblems, where the

first is to identify good data through search and elimination of outliers, and the second is to

adapt a tree model used to estimate the diameter. A simulator that strives to create data that

mimic authentic measurement data from the aforementioned non-contact system is also

developed during the thesis-project.

Simulated data are used to numerically evaluate the new algorithm. For comparison with the

old algorithm data from the earlier studies are used. The evaluation shows that the algorithm

for simulated data with large percentage of outliers is capable of keeping a good accuracy.

However, the robustness of the algorithm decreases when large areas of data is excluded.

Compared with the old algorithm, the evaluation shows improved robustness. No direct

comparison in terms of measurement accuracy has been possible to do when there are

ambiguities in the old measurement data, for such a comparison, more studies need to be done.

Overall, the work has shown that there is scope to improve the algorithm, but more development

and testing remains to get an algorithm that works in practice.

Page 7: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

3

Förord

Detta examensarbete omfattar 30 högskolepoäng och är en del av Civilingenjörsexamen i

Teknisk Fysik vid Umeå universitet. Arbete har utförts på uppdrag av en 1intressentgrupp och

har genomförts på Komatsu Forest AB i Umeå.

Jag vill tacka min handledare på Komatsu Forest, Jonas Larsson som har varit ett stort stöd och

bidragit med mycket hjälp under projektet. Ett stort tack till Björn Hannrup och Mikael

Andersson vid Skogforsk som under projektet bidragit med information och vägledning inom

det mesta gällande tidigare projekt, skog och skogsindustri.

Jag vill även tacka Lars Karlsson på Umeå Universitet som har varit till stor hjälp vid

rapportskrivande och annat.

Magnus Kerttu

Umeå, December 2014

1Intressentgruppen är sammansatt av följande företag/organisationer: Holmen, SCA, Sveaskog, Södra, Dasa,

Komatsu Forest, Rottne, SP Maskiner, Adopticum, Skogstekniska klustret, Process IT Innovations och

Skogforsk.

Page 8: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

4

Kapitel 1 Inledning

1.1 Introduktion

Kraven för träproduktion ökar och som en direkt konsekvens av detta kommer de olika stegen

för träproduktion att behöva förbättras. Den första delen i produktionskedjan för trävaror är

skördaren vars uppgift är att upparbeta trädstammar och sönderdela dessa till stockar.

Sönderdelningen till stockar (apteringen) optimeras mot sågverkens beställningar vilka ofta

uttrycks i så kallade stocknotor. I dessa anges efterfrågade fördelningar av stockar i olika längd-

och diameterklasser utifrån beräkningar baserade på träindustrikundernas efterfrågan. I

skördarna görs löpande mätning av längd och diameter med berörande teknik och denna

mätinformation utgör grundbulten för optimeringen av stammarnas sönderdelning till stockar.

Dagens berörande teknik har i olika former använts på skördaraggregat sedan 1980-talet. Ett

byte till beröringsfri teknik för diametermätning har potential att öka mätnoggrannheten och

därmed öka skogsbrukets förmåga att leverera enligt sågverkens beställningar. Direkta vinster

för ökad mätprecision har i genomförda studier: [1], [2], [3] och [4] approximerats till 1-

20kr/m3fub2. Det totala mervärdet för beröringsfria system skattas till ca 500 000 kr/år per

slutavverkningsskördare.

Under 1980-talet genomfördes studier för att undersöka förutsättningarna för beröringsfri

diametermätning. Två större FoU3-finansierade satsningar genomfördes och två system togs

fram. Systemen visade god noggrannhet för diametermätning i drift, men inget av systemen

togs i kommersiellt bruk. Detta berodde på att kostnaderna var för stora och att systemen ansågs

för skrymmande för att montera i skördare. Kostnaden för beröringsfria system har sedan dess

minskat och produktionen för enskild skördare har gått upp med ca 50 %. 2009-2010

genomfördes ett projekt [5] vars huvudsakliga syfte var att demonstrera att ett beröringsfritt

mätsystem monterat i en skördare kan ge en bra diametermätning vid körning i naturlig

produktionsmiljö. Resultat från detta projekt visade att mätnoggrannheten för det nya systemet

motsvarade en nivå i likhet som fås med berörande system i normal produktionskörning.

Studierna indikerade också att kravspecifikationens krav för mätnoggrannhet kan nås om

störningar i mätdatat kan minskas. I utvärderingen för projektet kom man också fram till att en

förbättrad algoritm kanske skulle kunna innebära en stabilare diameterberäkning. År 2013

genomfördes en ytterligare studie [6] vars syfte var att utvärdera om det gick att montera skydd

i aggregatet som minskade störningar i mätdatat. Studien gav en ökad kunskap om uppkomst

av störningarna och som nästa steg föreslås vidareutveckling av algoritmen.

2 Kubikmeter fast mått under bark. 3 Forskning och utveckling.

Page 9: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

5

1.2 Syfte

Syftet med detta projekt var att utveckla/förbättra algoritmer för beröringsfri diametermätning

av timmerstockar i skördaraggregat. Mätsystem med algoritmerna bör sträva efter att klara av

det krav för mätnoggrannhet som nämns i [5]. Algoritmerna skall fungera i realtid. Kravet för

realtid är att systemet skall klarar av att genomföra en mätning var 10 mm vid en

matningshastighet av 5 meter per sekund. I examensarbetet ingår det även att utveckla ett

simuleringsprogram för att simulera data från ett beröringsfri diametermätning vid

skogsavverkning med skördare. Simuleringsprogrammet skall kunna användas för att testa

mätalgoritmer.

1.3 Mål

Målen för examensarbetet är utveckla algoritmer som är robusta och klarar av att utföra

diametermätning under vanliga driftsförhållanden. Algoritmerna skall vara anpassade för

realtidskörning. För att testa och utvärdera algoritmerna skall en simulator skapas. Simulatorn

skall ge liknande mätdata som det system som användes i tidigare projekt [5].

1.4 Avgränsningar

I examensarbetet ingår det inte att förbättra hårdvara såsom skydd, skördaraggregat eller

sensorer. Algoritmerna skall vara avsedda för mätsystem av den typ som används i tidigare

tester [5]. Möjligheten att använda andra system kommer alltså inte undersökas under

examensarbetet. Fälttester genomförs inte under examensarbetet. Enbart data i form av

koordinater (x,y) kommer användas för testning av algoritmer, algoritmerna kommer alltså inte

använda sig av okalibrerad rådata från mätsensorerna.

Page 10: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

6

Kapitel 2 Bakgrund

2.1 Skördeaggregat

I Figur 1 visas en modell av det aggregat som användes i tidigare studier [5] och [6]. När trädet

placeras i aggregatet kommer två rörliga kvistknivar ligga an på stammens yta. Knivarnas

uppgift är att rensa bort kvistar och för berörande mätsystem genomförs också

diametermätningen med dessa knivar. Aggregatet används till två typer av avverkning: helstam

och CTL4. Vid helstam kapas träden ner och fraktas till sågverk där diametermätning och

sönderdelning till stockar sker. CTL innebär att träden redan vid avverkning fördelas till

önskade längder enligt en beställning. I Tabell 1 visas ett exempel på en beställning som ligger

till grund vid avverkning enligt CTL. Det är också vid CTL som diametermätningen är viktig.

Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning

vid avverkning är –z .

Figur 1:Aggregatet som användes under tidigare projekt sett framifrån. Kvistknivarna som är markerade i bilden är det

rörliga kvistknivarna som sköter diametermätning.

4 Cut To Length

Page 11: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

7

Tabell 1: Exempel på virkesbeställning från sågverk. Varje rad visar en diameterklass och vid avverkning stävar man efter

att uppfylla fördelningen för varje diameterklass. Hur bra skördaren klarar av att uppfylla fördelningen kommer vara direkt

beroende av dess förmåga att genomföra längd- och diametermätning.

370 380 400 420 400 430 440 460 490 500 520 550 560 Summa

150 39% 4% 20% 37% 100%

160 33% 18% 17% 32% 100%

170 39% 4% 20% 37% 100%

180 39% 4% 20% 37% 100%

190 31% 23% 16% 30% 100%

200 34% 14% 20% 32% 100%

210 34% 14% 20% 32% 100%

220 29% 15% 12% 17% 27% 100%

230 29% 15% 12% 17% 27% 100%

240 29% 15% 29% 27% 100%

250 29% 15% 29% 27% 100%

260 29% 15% 29% 27% 100%

320 10% 10% 15% 20% 20% 15% 10% 100%

2.2 Mätsystem

Mätsystemet som algoritmen har anpassats för är av typen som användes i tidigare projekt [5].

Systemet är uppbyggt av två sensorer med tillhörande linjelaser som är placerade på varsin sida

om trädet (Figur 2).

Figur 2: Sensorernas placering relativt stock och aggregat. Vinkeln 𝛼 visar det område som sensorerna ser. Avståndet 𝑙 och

höjden ℎ är identiska för bägge sensorerna.

Page 12: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

8

2.3 Lasertriangulering

Mätprincipen för systemet är lasertriangulering med linjelaser och sensor. En linjelaser

projiceras på stammens mantelyta enligt Figur 3, det reflekterade ljuset träffar därefter en sensor.

Vart ljuset träffar på sensorn kommer vara beroende av positionen för ljusets ursprung, detta

gör det möjligt att bestämma ljuspunkten position i x och y-led. Genom att använda två

motstående sensorer kan en avståndsprofil skapas för stammen (Figur 4). Denna avståndsprofil

kan sedan användas för att beräkna tvärsnittets diameter.

Figur 3: Laserlinje projicerad på stammen. Genom att översätta träffpunkter på sensorerna till positioner (x,y) kan en

avståndsprofil bestämmas.

Figur 4: Tvärsnitt av stam. Punkterna visar positioner som sensorerna har registrerat i aggregatet.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

-50

0

50

100

150

200

250

x(mm)

y(m

m)

Page 13: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

9

2.4 Stambanken

Den Svenska Stambanken [7] består av en databas som innehåller information av

tomograferade5 träd från olika delar av Sverige. I Figur 5 visas två exempel på stambanksdata

som har använts under examensarbetet. Data består av 360 positioner för bark och ved relativt

trädets mittpunkt (0,0).

Figur 5: Exempel på tvärsnitt av en tall taget från stambanken. De två kurvorna visar veden och barkens position relativt

trädets mittpunkt (0,0). Den vänstra bilden visar ett tvärsnitt på trädet där barken utgörs av skorpbark och den högra bilden

visar glansbarken som är belägen längre upp på samma träd.

5 Avbildning av ett 3D-objekt i skikt (tvärsnitt).

-150 -100 -50 0 50 100 150

-100

-50

0

50

100

x(mm)

y(m

m)

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

x(mm)

y(m

m)

Page 14: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

10

2.5 Barktyper

De trädslag som skapats i simulatorn är tall och gran. För tall kan barken delas upp i tre typer:

skorpbark, övergångsbark och glansbark [8]. Skorpbarken är belägen på den nedre delen av

trädet medans glansbarken återfinns högre upp. Mellan skorpbarken och glansbarken återfinns

en tredje typ som går under benämningen övergångsbark. Alla typer har använts vid skapande

av träd i simulatorn. För gran finns ingen speciell uppdelning av barken, men vid simulering av

gran har barken ändå baserats på tvärsnitt från olika delar av trädet. Barkens utseende är tagen

från stambanksdata (Figur 5).

2.6 Tidigare mätdata

För att testa och utvärdera den nya algoritmen har data från tidigare studier använts [5]. Datat

kan delas upp i tre kategorier: rådata, resultatdata och referensdata. Rådatat (Figur 6 och Figur

7) kommer från sensorerna och består av positioner (x,y) som sensorerna detekterat vid

avverkning. Kalibreringen av rådata från rå sensordata till positioner (x,y) genomfördes med

den gamla algoritmen vid tidigare studier [5]. Resultatdata som används vid utvärderingen

består av diametermått och höjd på trädet uppmäta med den gamla algoritmen. Referensdatat

innehåller diametermått uppmätta med en 3D-mätram vid ett sågverk. Resultatdata och

referensdata kan ses i Figur 8.

Figur 6: Rådata från lyckad körning. All rådata inkluderad (vänstra bilden). Område där majoriteten av detektioner på

stammen ligger (högra bilden).

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

x(mm)

y(m

m)

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

-50

0

50

100

150

200

250

x(mm)

y(m

m)

Page 15: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

11

Figur 7: (Vänstra bilden) Rådata från misslyckad körning. (Högra bilden) Område där detektioner på stammen bör ligga.

Figur 8: Diametermått och referensmått från tidigare studier. Titeln anger identiteteten som stammen fick under det tidigare

projektet [5].

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

x(mm)

y(m

m)

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

-50

0

50

100

150

200

250

x(mm)

y(m

m)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam42

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Gamla algoritmen

Referens Rundvik

Page 16: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

12

2.7 Diameterprofil

Trädets diameter kan beskrivas som en funktion 𝐷(ℎ) där h är trädets höjd över marken. Kurvan

för 𝐷(ℎ) kallas för trädets diameterprofil. I Figur 9 visas två diameterprofiler som har skapats

genom att anpassa kurvor för punkter från stambanken. För tall och gran har fyra- respektive

tre punkter använts för kurvanpassningen. Diameterprofilen för tall estimeras som ett 3e

gradens polynom och för gran som ett 2a grads polynom.

Figur 9: Exempel på trädprofiler skapade med data från stambanken..

0 500 1000 1500 2000 25000

50

100

150

200

250

300

350

Längd(cm)

Dia

mete

r(m

m)

Gran

Tall

Page 17: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

13

2.8 Barkmodeller

Vid virkesbeställning anges beställningen exklusive bark, men skördarna genomför

diametermätning på bark vilket innebär att en uppskattning för diametern under bark måste

göras. Uppskattningen görs med hjälp av barkfunktioner som är konstruerade för att uppskatta

barktjockleken. I examensarbetet har barkfunktioner används för att skapa en modell av

barktjockleken för de simulerade tvärsnitten. Måttet som fås från barkfunktionerna är den

dubbla medelbarktjockleken. Barkfunktioner är tagna från en studie [8] där syftet var att

förbättra barkfunktioner som används i skördare.

2.9 Cirkelpassning (Kåsa-metoden)

Algoritmen som har tagits fram i examensarbetet använder vid approximation av diametern en

cirkelmodell. Modellen estimeras genom att använda en metod [9] som hittar den globala

optimala lösningen genom att minimera summan:

∑ (𝑅𝑖2 − 𝑅2)2𝑁

𝑖=1 (1)

där 𝑁 är antalet datapunkter, 𝑅𝑖 = √(𝑥𝑖 − 𝑎)2 + (𝑦𝑖 − 𝑏)2 , (𝑥𝑖, 𝑦𝑖): datapunkten 𝑖, (𝑎, 𝑏) är

mittpunkten för den cirkel (Figur 10) som uppfyller kriteriet bäst och 𝑅 är radien.

Figur 10: Den bästa cirkelpassningen med Kasa-metoden.

Page 18: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

14

2.10 Gamla algoritmen

2.10.1 Bakgrund

Algoritmen är utvecklad av företaget Optronic och är anpassad för att fungerar för det

beröringsfria system som användes i tidigare projekt [5]. Indatat för algoritmen är rå sensordata

från mätsystemet beskrivet i avsnitt 2.2. Algoritmen genomför transformering från rå

sensordata till kartesiska koordinater (x,y) innan beräkningar utförs. Algoritmer filtrerar även

bort punkter med låg intensitet.

2.10.2 Skattning av profilarea

Den gamla algoritmen kan delas upp i två huvudsteg. Först görs en estimering av arean och

sedan en beräkning av diameter utifrån den beräknade arean. För att bestämma arean beräknas

profilarean som är en del av tvärsnittets totala area. Denna area bestäms genom att iterera över

alla mätpunkter och för varje iteration beräkna areor av trapetsoider (rektangel och triangel)

som spänns upp av de detekterade mätpunkterna och origo. De origo som används för att

bestämma profilarean är tagen från föregående tvärsnitt och kan ses som en första gissning för

det aktuella tvärsnittets origo. För varje iteration kontrollerar algoritmen om mätpunkten ligger

tillräckligt nära origo (radiell riktning). Detta görs genom att definiera en maxradie som är

föregående tvärsnitts radie plus tjugo procent. Om föregående radie är noll filtreras inga värden

bort. Hur origo väljs för den första mätningen framgår inte i algoritmbeskrivningen. I Figur 11

visas areorna (rektanglar och trianglar) som beräknas för vänster sida.

Figur 11: Exempel på hur gamla algoritmen beräknar profilarean för vänster sida. Punkterna representerar mätpunkter från

mätsystemet. För varje iteration beräknas arean för en rektangel och triangel.

I Figur 12 visas den beräknade profilarean för höger och vänster sida. De två streckade

trianglarnas bidrag till profilarean kommer från första och sista iterationen och resulterar i en

negativ area. Den kompletta profilarean utgörs av de heltäckta solida områdena. Profilarean

beräknas först för vänster och sedan för höger sida.

Page 19: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

15

Figur 12: Profilarean utgörs av de två solida områdena. De streckade trianglarna visar arean som beräknas i första och

sista iterationen och resulterar i en negativ area.

2.10.3 Skattning av totala arean och justering av origo

När en första profilarea har bestämts estimeras den okända sektorarean (Figur 13). För att göra

detta och för att hitta rätt origo används en iterativ process. I den första iterationen sätts origo

till masscentrum för profilarean i Figur 12. Med hjälp av det nya origot beräknas profilarean

om och sektorarean (Figur 13) estimeras med hjälp av vinklarna 𝛼, 𝜃 och en radie som kan

beräknas utifrån det två profilareorna. När sektorarean har adderats till profilarean uppskattas

origo med hjälp av masscentrum för den nu kompletta arean. Om det nya origot skiljer sig från

det gamla upprepas processen. Processen upprepas så länge origo förflyttas, men kan också

avslutas om antalet iterationer blir för många.

Figur 13: Det helmarkerade objekten motsvarar profilarena för höger och vänster sida. Det prickade området är den

skattade sektorarean för en iteration.

Page 20: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

16

2.10.4 Beräkning av radie

Radien R (Figur 14) för tvärsnittet estimeras som radien hos en cirkel med samma area som ges

av profilarean plus sektorarean i Figur 14.

Figur 14: Den beräknade radien R.

Page 21: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

17

Kapitel 3 Simulator

3.1 Introduktion

För att kunna testa och utvärdera algoritmen har en simulator utvecklats. Simulatorn har som

uppgift att skapa mätdata som liknar data från ett skarpt system (Avsnitt 2.1). Simulatorn har

konstruerats genom att utnyttja kända egenskaper för mätsystemet och träd. Ytterligare tillförda

egenskaper som skräpförekomst och lavmängd kommer från tidigare studier [6].

3.2 Metod

Arbetsgången i simulatorn är följande. Först simuleras ett tvärsnitt av ett träd. Tvärsnittets

grundegenskaper baseras på data från stambanken (Avsnitt 2.4) och estimerade diameterprofiler

(Avsnitt 2.7). När tvärsnittet är färdigt genomförs en diametermätning och en simulerad

lasertriangulering. Användaren kan väja att simulera enstaka eller efterföljande tvärsnitt för att

skapa en uppsättning som liknar ett komplett träd. När en simulering är klar sparas sensordata,

diameter och skräpmängd.

Följande steg genomförs i simulatorn:

Skapa Ved (Avsnitt 3.3)

Lägg på Bark (Avsnitt 3.4)

Lägg på lav (Avsnitt 3.5)

Lägg på Ovalitet (Avsnitt 3.6)

Skapa skräp (Avsnitt 3.7)

Simulera sensorpunkter (Avsnitt 3.8)

Exkludera segment (Avsnitt 3.9)

3.3 Ved

För att skapa en modell av veden väljs en fördefinierade diameterprofilerna som beskrivs i

avsnitt 2.7. Valet av diameterprofil kommer avgöra diameter och mittpunkten för den cirkel

(Figur 15) som är den initiala modellen för veden. Tvärsnittets mittpunkt kan specificeras av

användaren men sätts som standard till positionen (𝑥, 𝑦) = (0, 𝐷/2 + 20𝑚𝑚) där 𝐷 är

diametern som fås från diameterprofilen. Denna mittpunkt kommer ge ett tvärsnitt som är

positionerat på lika avstånd från höger och vänster sensor. Förflyttningen 20mm i y-led sätts

för att minimera risken att sensorpunkter hamnar under 𝑦 = 0 som är bukens position. Eftersom

simulerade träd är helt täckta av bark (inga barkskador) är vedens huvudsakliga syfte att agera

som en referensyta när barken ska positioneras.

Page 22: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

18

Figur 15: Veden representeras som en cirkel med radie enligt vald diameterprofil.

3.4 Bark

Eftersom barken är det område på trädet som kommer vara synligt för sensorerna är det viktigt

att få ett autentiskt utseende. Därför används vid skapandet av barken en metod som utgår från

data för riktiga träd. Datat kommer från fyra olika träd och två olika trädslag (gran och tall).

Det riktiga datat (Figur 16) är i form av 2-D punkter som visar trädets position för ved och bark

relativt trädets mittpunkt. Detta gör det möjligt att representeras barkstrukturen som barkens

tjocklek för 360 punkter jämt fördelade runt trädet (Figur 17 vänster bild). För att ge varje

tvärsnitt ett unik utseende delas denna kurva upp i sektioner och innan barken läggs på det

simulerade trädet slumpas sektionerna om (Figur 17 höger bild). Det riktiga träddatat används

endast för att skapa en realistisk barkstruktur, därför måste en medelbarktjocklek anges för varje

simulerat tvärsnitt. Detta görs genom att använda barkfunktioner (Avsnitt 2.8).

Barkfunktionerna ger en uppskattad medelbarktjocklek. Denna tjocklek används sedan som

medelvärde för tjockleken hos den simulerade barken.

-150 -100 -50 0 50 100 150

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

Page 23: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

19

Figur 16: Exempel på tvärsnittsdata från riktigt träd.

Figur 17: (Vänster bild) tjocklek för bark 360 grader runt trädet. (Höger bild) Omfördelad bark som används för det

simulerade tvärsnittet.

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

100

120

140

160

180

200

220

x(mm)

y(m

m)

0 50 100 150 200 250 300 350 4004

6

8

10

12

14

16

18

20

22

x(grader)

y(m

m)

0 50 100 150 200 250 300 350 4004

6

8

10

12

14

16

18

20

22

x(grader)

y(m

m)

Page 24: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

20

Figur 18: Bark pålagd på ved.

3.5 Lav

I naturlig miljö kan en andel av barken vara täckt av lav. Laven modelleras i denna simulator

som en upphöjning av sammanhängande barkpunkter. Andelen lav beror av trädslag och

nivåerna är satta enligt rapport [6]. Efter att laven är pålagd ersätts den barkytan vars område

är täckt av lav med den pålagda lavens utseende (Figur 19 höger bild).

Figur 19: (Vänster bild) Lav pålagd på bark. (Höger bild) Barkens utseende efter att laven har ersatt den täckta barkytan.

3.6 Ovalitet

Riktiga träd har en form som liknar en ellips snarare än en cirkel. För att efterlikna den naturliga

formen modifieras datapunkterna för veden och barken. Måttet som används för att definiera

trädets ovalitet är kvoten 𝑎 𝑏⁄ , där a är den största diametern och b den vinkelrätt motstående

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

Page 25: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

21

diametern. I simulatorn definieras 𝑎 = "𝑥 − 𝑎𝑥𝑒𝑙𝑛𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟" och 𝑏 = "𝑦 −

𝑎𝑥𝑒𝑙𝑛𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟". Ovaliteten skapas genom att förlänga 𝑥 − 𝑎𝑥𝑒𝑙𝑛𝑠 och rotera tvärsnittet en

slumpmässigt vald vinkel: −90𝑜 < 𝜃 < 90𝑜 . Ovaliteten som har använts för de simulerade

tvärsnitten är baserad på träd från stambanken.

Figur 20: Förlängning av stora axeln (a) och rotation av tvärsnittet.

3.7 Skräp

För att skapa data som liknar det som fås under körning med ett skarpt system införs en typ av

skräp som skall representera en del av störningen som uppstår i aggregatet under avverkning.

Skräpet representeras av linjesegment med storleken 0𝑚𝑚 < 𝑙 < 4.2𝑚𝑚 och slumpmässig

rotation. Skräpets placering ligger mellan veden och |𝑥| = 250𝑚𝑚. Skräpnivåerna regleras

med antal skräp 𝑁. Figur 21 visar skräp som är simulerar mellan stam och sensor.

Figur 21: Det små skräpen utanför barken visar simulerat skräp.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

b

a

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

50

100

150

200

250

300

x(mm)

y(m

m)

ab

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

Page 26: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

22

3.8 Sensorpunkter

Sensorpunkter som fås vid lasertriangulering skapas genom att konstruera ett antal linjer (Figur

22) som var och en representerar en laserlinje. Linjerna är jämt fördelade över den vinkeln som

visar sensorernas synliga område i avsnitt 2.2. Alla linjer har startpunkt i sensorns position

(höger eller vänster) och slutpunkten avgörs av linjens riktning. Sensorpunkterna kan

bestämmas genom att kontrollera vart linjerna korsar objekt som ligger mellan linjens startpunkt

och ursprungliga slutpunkt. Om en linje inte korsar något kommer sensorpunkten ligga på den

ursprungliga slutpunkten som ligger på avståndet 1000mm i linjens riktning.

Figur 22: Linjerna som används för att skapa sensorpunkter (Vänster bild). Förstoring av området där stammen ligger

(Höger bild).

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-300 -200 -100 0 100 200 300

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

Page 27: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

23

3.9 Exkluderade segment

Under skarp körning händer det att stora delar av sensorerna är täckta på grund av smuts på

själva sensorn eller stora skräp som ligger nära sensorn. Därför finns det möjlighet att exkludera

olika andelar av sensorn synområde. Detta görs genom att sätta sensorpunkterna till en

fördefinierad position som ligger långt utanför det område som behandlas av algoritmen.

Figur 23: Exempel på ett tvärsnitt där segment har exkluderats.

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

Page 28: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

24

3.10 Begränsningar och förenklingar

Utdatat från simulatorn är kalibrerad och består endast av punkter (x,y). Detta innebär

att ingen kalibrering behöver göras i algoritmen.

Skräpmängden är likformigt fördelad över hela området som sensorn ser.

Centrumpunkt för stocken är fast i x-riktning. Detta innebär att stockens centrumpunkt

alltid ligger i punkten (0,y) för alla stockar.

Avståndet från anliggningsytan (aggregat) och veden sätt till 2 cm före ovalitet läggs

på. Detta innebär att simulatorn inte alltid representerar ett scenario där stocken ligger i

beröring med aggregatet. Stocken kan även i vissa fall ligga under aggregatet.

Page 29: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

25

Kapitel 4 Algoritmbeskrivning

4.1 Introduktion

Algoritmen som är utvecklad under examensarbetet har som huvudsyfte att bestämma trädets

diameter utifrån rådata som kommer från ett beröringsfritt system liknande det system som

användes i den tidigare studien [5]. Rådata kan delas in i två olika punkttyper, punkter som

ligger på stammen och punkter som har ursprung från andra föremål i aggregatet. Det

algoritmen strävar efter är att aldrig använda punkter av den andra typen för beräkning av

diametern. Detta gör den genom att klassificera punkternas tillhörighet genom dess position

och ett antagande om trädets naturliga from. När en uppsättning med troliga stampunkter har

hittats görs en cirkelanpassning mot dessa punkter. Cirkelns diameter används som estimat av

trädets diameter.

Under algoritmens körning används tre typer av positionsdata (arbetsdata):

Sensorpunkter är data från sensorerna och innehåller kalibrerarad rådata. Datat är i form

av N positioner (x, y) relativt koordinatsystemet beskrivet i Figur 2. Enheten är mm:

𝑃𝑠 = {(𝑥1, 𝑦1), (𝑥2, 𝑦2), … , (𝑥𝑁 , 𝑦𝑁)}.

Barkpunkter definieras som alla sensorpunkter som vid ett givet steg i algoritmen antas

ligga på stammen. Mängden är dynamisk och ändras under algoritmens olika delar och

är en delmängd av sensorpunkterna:

𝑃𝑏 ⊆ 𝑃𝑠.

En sökpunkt definieras som en punkt som under steg 2 i algoritmen används som

utgångspunkt för sökning:

𝑝𝑠ö𝑘 = (𝑥𝑠ö𝑘, 𝑦𝑠ö𝑘).

Page 30: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

26

4.2 Översiktlig Algoritmbeskrivning

Indata: Sensorpunkter (𝑃𝑠)

Utdata: Uppskattad diameter

1. Välj startpunkt för sökning (Avsnitt 4.4)

Den första metoden som används för sökningen är baserad på att en sökpunkt 𝑝𝑠ö𝑘 kan

hittas som ligger inuti stammen, därför väljs en startpunkt så att sannolikheten för detta

ska vara så stor som möjligt.

2. Sökning 1 (Avsnitt 4.5)

En första sökning efter barkpunkter görs med en metod som utgår från insidan av

stammen. Syftet är att hitta en bra uppsättning barkpunkter 𝑃𝑏 för efterkommande steg.

3. Sökning 2 och anpassning (Avsnitt 4.6)

En förfining av 𝑃𝑏 görs genom en modellanpassning i tre steg. Där modellen efter sista

steget används för beräkning av diametern.

4.3 Indata (sensorpunkter)

Indatat för algoritmen är i form av 2-D tvärsnitt (Figur 24) som innehåller sensorpunkter 𝑃𝑠.

Varje tvärsnitt innehåller |𝑃𝑠| = 𝑁 sensorpunkter där 𝑁/2 punkter kommer från vardera sidans

sensor.

Figur 24: Sensorpunkter som är indata för algoritmen. Punkter på positioner |𝑥| > 400 uppkommer då linjelasern inte

träffar något föremål i aggregatet.

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

Page 31: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

27

4.4 Sätt startpunkt för sökning

Den första sökningen efter barkpunkter i Steg 2 är baserad på att sökningen startar inuti stocken,

därför införs vissa regler som begränsar vart den första sökpunkten får vara placerad. Under

körning kommer två faktorer avgöra vart område är som utgör stockens tvärsnitt, stockens

diameter och stockens förflyttning x och y i aggregatet. Figur 25 visar en grov uppskattning av

de olika positionerna som en stock (cirklar) kan ha i aggregatet. Stockarna har olika

centrumpunkt och diameter. Området:

⋂ 𝐴𝑖

Där cirklarna Ai representerar olika stockars position. För stockar som har simulerats kommer

startpunkten alltid att ligga innanför stocken på grund av att förflyttningen i x-led är satt till

0mm. För autentiska data är förflyttningen för stockarna okänd, men sannolikheten för att

startpunkten ligger i stocken ökar för större diametrar.

Figur 25: De svarta cirklarna visar möjliga positioner för stockar. Det heltäckta området visar snittet för cirklarna Ai. som

representerar olika stockars tvärsnitt Någonstans i detta område läggs den första sökpunkten 𝑝𝑠ö𝑘.

Page 32: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

28

4.5 Punktsökning

För att en sensorpunkt med hög sannolikhet ska kunna ligga på barken måste den vara i det

område som omsluter majoriteten av barkpunkterna. Därför begränsas sökområdet enligt Figur

26. Detta område begränsas till |𝑥| < 200 och 0 < 𝑦 < 350. Sökområdet har provats fram

under utvecklingen av algoritmen.

Figur 26: Sensorpunkter och det giltiga sökområdet. Punkter som ligger utanför rektangeln kan inte klassificeras som

barkpunkter.

Vid sökning som utgår från insidan av stocken så kommer sannolikheten för att en sensorpunkt

ligger på stammen vara stor för den punkt som ligger närmast aktuell sökpunkt. Därför

klassificeras den närmaste sensorpunkten relativt den aktuella sökpunkten som en barkpunkt

(Figur 27).

-300 -200 -100 0 100 200 300

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

Page 33: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

29

Figur 27: Första hittade punkt vid sökning( punkt i den mindre heldragna cirkeln) och startpunkt för sökning(Mittpunkt i den

större heldragna cirkeln). Tangenten för den heldragna cirkeln visar riktning för sökning av nästa valida punkt.

Om en första barkpunkt kan hittas i det område som definierades i Figur 26 kommer sökningen

fortsätta. Målet för sökningen att så bra som möjligt försöka följa trädets form. För att göra

detta definieras en cirkel (Figur 27) där mittpunkten sätts till den gällande sökpunkten och

radien 𝑟 är avståndet från sökpunken till den hittade barkpunkten. Förflyttningen till nästa

sökpunkt sker i tangentens riktning (Figur 27) och längden på förflyttningen är 25 procent

gånger radien 𝑟 . Vinkeln mellan tangent och den uppritade radien i Figur 27 definieras i

algoritmen som sökvinkel och är för standardfallet 90 grader. För sensorpunkter med

omslutning runt hela stammen garanterar dessa regler att barkpunkter kommer att hittas 360

grader runt stammens mittpunkt. Om den nya sökpunkten ligger utanför sökområdet börjar

sökningen om och den nya sökpunkten läggs då i närheten av den ursprungliga sökpunkten.

Sökningen upprepas tills ett fördefinierat antal barkpunkter har hittats.

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

x(mm)

y(m

m)

𝑝𝑠ö𝑘

𝑝𝑏 Tangent

𝑟

Page 34: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

30

Figur 28: Förflyttning 90 grader moturs relativt första sökpunkten och första hittade valida punkt. Avståndet för

förflyttningen beräknas utifrån radien för cirkeln i Figur 27.

Eftersom tvärsnitt med dålig omslutning förekommer har regler införts vars syfte är att

förhindra att sökningen felklassificerar punkter. Efter att en punkt har klassificerats som en

barkpunk kontrolleras det därför om positionen är samma som föregående punkt. Om detta är

fallet ökas sökvinkeln. Ökningen i sökvinkel medför att algoritmen får möjlighet att hitta

punkter som ligger längre bort. Denna ökning upprepas tills att en ny punkt hittas eller till

slutsatsen dras att inga giltiga punkter existerar i denna riktning. Ökningen i sökvinkel upprepas

fem gånger. Om ingen ny punkt har hittats efter fem försök är slutsatsen att efterföljande

punkter i sökriktningen (Figur 29) inte existerar, eller att sensorpunkterna 𝑃𝑠 ligger för lång bort

för att kunna hittas (Figur 30), därför börjar sökningen om. Den nya sökningen börjar om i

närheten av en ursprunglig sökpunkt som beskriv i avsnitt 4.4, men för den nya sökningen har

sökriktningen ändrat håll. Syftet med riktningsförändringen är att hitta barkpunkter som inte

kan nås genom sökning i den ursprungliga sökriktningen (Figur 30).

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

0

50

100

150

200

250

300

350

x(mm)

y(m

m)

𝑟

0.25𝑟 𝑝𝑠ö𝑘

𝑝𝑏1

𝑝𝑏2

Page 35: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

31

Figur 29: Fall där vänster sensor har misslyckats med att detektera punkter på barken.

Figur 30: (vänster bild) Ett fall där hålrummet i punktmolnet har blivit för stort, vilket medför att algoritmen inte klarar av att

hitta punkter som ligger i riktning moturs. (höger bild) sökvinkeln har blivit för stor vilket medför att sökningen börjar om.

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

0

50

100

150

200

250

300

350

x(mm)

y(m

m)

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

0

50

100

150

200

250

300

350

x(mm)

y(m

m)

Page 36: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

32

4.6 Modellberoende anpassning av trädmodell och diameterberäkning

För att minska sannolikheten att 𝑃𝑏 innehåller dåliga punkter och på samma gång förhindra att

dess används för att bestämma tvärsnittets diameter för den slutgiltiga modellen som ligger till

grund för diameterberäkningen genomförs en modellberoende anpassning. För detta används

en metod som gör ett modellantagande om den geometriska form som punkterna bör tillhöra.

Modellen som har använts i algoritmen är en cirkel:

ℎ(𝑥, 𝑦) =(𝑥−𝑎)2

𝑟2+

(𝑦−𝑏)2

𝑟2− 1 (2)

Där konstanterna (𝑎,𝑏) utgör cirkelns mittpunkt och 𝑟 är cirkelns radie. För punkter (𝑥, 𝑦)

gäller följande: ℎ(𝑥, 𝑦) = 0 innebär att (𝑥, 𝑦) ligger på cirkelperiferin, ℎ(𝑥, 𝑦) < 0 innebär att

(𝑥, 𝑦) ligger innanför cirkeln och ℎ(𝑥, 𝑦) < 𝛼 𝑑ä𝑟 𝛼 > 0 innebär att (𝑥, 𝑦) ligger innanför

cirkeln, på cirkeln eller inom avstånd 𝑟(√1 + 𝛼 − 1) utanför cirkeln. Passningen för cirkeln

görs med Kasa-metoden (Avsnitt 2.9). Den modellberoende metoden är en iterativ process och

för varje iteration testas punkterna mot modellen enligt: ℎ(𝑥, 𝑦) < 𝛽𝜎𝑝 , där 𝜎𝑝 är den

genomsnittliga passningsavvikelsen och 𝛽 är en konstant, punkter som inte uppfyller villkoret

exkluderas från 𝑃𝑏. När en modell har hittats med en accepterad passningsavvikelse returneras

den slutgiltiga modellen i form av parametrar (𝑎, 𝑏) och 𝑟. Fullständig algoritmbeskrivning för

den modellberoende anpassningen finns i Appendix C.

Den modellberoende anpassningen genomförs tre gånger och ger efter varje gång en modell

som definieras som ℎ1 ,ℎ2 och ℎ3 där ℎ3 är den slutgiltiga modellen för trädet. I den första

anpassningen används 𝑃𝑏 som har definierats i Avsnitt 4.5. Efter anpassningen omdefinieras 𝑃𝑏

med hjälp av modellen ℎ1 (Figur 31). Den nya definitionen av 𝑃𝑏 är nu:

𝑃𝑏: = {(𝑥, 𝑦) ∈ 𝑃𝑠: ℎ1(𝑥, 𝑦) < 0}.

Detta 𝑃𝑏 används för den andra anpassningen och efteråt omdefinieras 𝑃𝑏 med hjälp av ℎ2

(Figur 32). Denna gång enligt:

𝑃𝑏: = {(𝑥, 𝑦) ∈ 𝑃𝑠: ℎ2(𝑥, 𝑦) < 𝛼} .

Det 𝑃𝑏 som fås från den andra omdefinitionen används i den tredje anpassningen. Den modell

ℎ3 (Figur 33) som ges från den tredje och sista anpassningen används för att beräkna diametern

𝐷 = 2𝑟.

Page 37: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

33

Figur 31: Sensorpunkter 𝑃𝑠 och klassificerade barkpunkter 𝑃𝑏. Den heldragna cirkeln visar ℎ1 som är en modell anpassad

till punkterna i 𝑃𝑏.

Figur 32: Sensorpunkter 𝑃𝑠 och klassificerade barkpunkter 𝑃𝑏. Den heldragna cirkeln visar modellen ℎ2 anpassad efter 𝑃𝑏.

-300 -200 -100 0 100 200 300

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

-300 -200 -100 0 100 200 300

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

Page 38: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

34

Figur 33: Slutgiltig modell för trädet. Den heldragna cirkeln ℎ3 används för beräkning av diametern.

-300 -200 -100 0 100 200 300

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

x(mm)

y(m

m)

Page 39: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

35

Kapitel 5 Utvärdering

5.1 Introduktion

För kvantitativ utvärdering av algoritmen används simulerade tvärsnitt. Eftersom de operativa

kraven kommer från mått på hela träd/stockar beräknas statistiken utifrån efterföljande tvärsnitt

som representerar ett helt träd som matas igenom ett aggregat. De simulerade tvärsnitten skapas

utifrån fyra olika träd vars data är hämtat från stambanken. Den variabel som utvärderas är

diameterskillnaden mellan en referensdiameter och diametern estimerade med den nya

algoritmen. Referensdiametern definieras som diametern hos den cirkel som har samma area

som det simulerade tvärsnittet (Figur 34).

Figur 34:Exempel på hur referensdiametern beräknas,

Arean för tvärsnittet i Figur 34 kan genom att använda polära koordinater beräknas som

integralen över den slutna kurvan Ω:

𝐴𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠 =1

2∫[𝑟(𝜃)]2𝑑𝜃 (3)

Tyvärr är radien som en funktion av vinkeln 𝜃: 𝑟(𝜃) okänd och antalet punkter på barken är

begränsad. Därför görs en approximation av integralen (3) med hjälp av polygonarean:

𝐴𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠 ≈1

2(|

𝑥1 𝑥2

𝑦1 𝑦2| + |

𝑥2 𝑥3

𝑦2 𝑦3| + ⋯ + |

𝑥360 𝑥1

𝑦360 𝑦1|) (4)

Där (𝑥1, 𝑦1), (𝑥2, 𝑦2), … . . , (𝑥360, 𝑦360) är 360 punkter på barken jämt fördelade runt trädet.

Uttrycket |𝑥𝑗 𝑥𝑘

𝑦𝑗 𝑦𝑘| är determinanten för två efterföljande punkter (𝑥𝑗 , 𝑦𝑗), (𝑥𝑘, 𝑦𝑘). Utifrån

referensarean kan referensdiametern beräknas som:

𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠 = 2√𝐴𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠

𝜋 (5)

Den undersökta variabeln är skillnaden mellan diametern beräknad i algoritmen och en

referensdiameter:

𝐷𝑖 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖 − 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑔𝑜𝑟𝑖𝑡𝑚

𝑖 (6)

Index i svarar mot tvärsnitt i för de simulerade tvärsnitten 1, 2 ,…., N.

Page 40: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

36

För kvantitativ utvärdering av algoritmen används följande data.

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 Används för att referera till träd i tabeller.

𝜇 är det systematiska felet för den undersökta variabeln 𝐷 och definieras som medelvärdet för alla diameterskillnader:

𝜇 =1

𝑁∑ 𝐷𝑖𝑁

𝑖=1 (7)

𝜎 är det tillfälliga felet och definieras som standardavvikelsen för den undersökta

variabel 𝐷:

𝜎 = √∑ (𝜇−𝐷𝑖)2𝑁

𝑖=1

𝑁−1 (8)

𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡 beskriver hur många tvärsnitt som har använts för beräkningarna.

+ − 4𝑚𝑚% anger hur stor andel av diametermåtten som hamnar inom +-4mm från

referensdiametern.

𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 beskriver hur många tvärsnitt som algoritmen misslyckades med att bestämma

diametern.

𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% beskriver hur stor andel av tvärsnitten algoritmen misslyckades med att göra

en mätning.

5.2 Diameterklasser

För att i den tidigare studien [6] kunna analysera skillnaden av skräpförekomst för olika

diametrar gjordes en uppdelning i olika diameterklasser. För att kunna återknyta till de tidigare

studierna görs en uppdelning även här. För tall har tre olika diameterklasser använts:

Diameter>180mm, 120mm<Diameter<180mm och Diameter<120. Samma uppdelning gjordes

för gran, men eftersom resultaten var väldigt lika för de två större klasserna har gran delats upp

i två diameterklasser: Diameter>120 och Diameter<120. De olika diameterklasserna har främst

använts för att ge en verklighetstrogen skräpförekomst i simulatorn, men uppdelningen gjordes

även vid analysen.

5.3 Testfall

För att kunna utvärdera den föreslagna algoritmens styrkor och svagheter har tydligt definierade

testfall tagits fram. Testfallen är utformade utifrån resultat från tidigare studier ( [5] och [6])

och extremfall för dessa resultat. Testfall har också tagits fram för att undersöka om algoritmen

klarar av att mäta bra under perfekta förhållanden. Testfallen är definierade som:

Träd utan skräp: För att utvärdera om algoritmen klarar av att mäta under perfekta

förhållanden och för att ha en referens för de andra testfallen simuleras träd utan skräp

(störningar i data). Tvärsnitten innehåller endast bark- och lavpunkter (x,y).

Skräpnivå enligt rapport: Skräp införs för att efterlikna förhållanden som verifierades

i tidigare studie [5]. Detta testfall används för att utvärdera om algoritmen klarar av att

mäta under förhållanden som är vanliga under skarp körning.

Page 41: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

37

Ökad skräpnivå: Tvärsnitt med lav och skräp. Skräpnivåerna stegras. Totalt fem

nivåer. Syftet är att provocera algoritmen för att hitta fall där mätningar inte går att

genomföra.

Täcka sensorer: Tvärsnitt med lav och skräp. Skräpnivåer enligt tidigare studier. Fyra

typer av täckning undersöks: täckning hel sida (Figur 35), täckning 50% en sida (Figur

36) och täckning 50% bägge sidorna (Figur 38). Syftet är att kontrollera hur algoritmen

beter sig i situationer där stora delar av mätdatat saknas.

Figur 35: Täckning 1. Hel sida.

Figur 36: Täckning 2. 50% en sida.

Figur 37: Täckning 3. 50% olika höger vänster.

-400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-600 -400 -200 0 200 400-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

-600 -400 -200 0 200 400 600-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

x(mm)

y(m

m)

Page 42: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

38

Figur 38: Täckning 4. 50% Bägge sidorna.

5.4 Resultat av den kvantitativa utvärderingen

5.4.1 Träd utan skräp

För både tall och gran klarar algoritmen av att hålla det krav på mätnoggrannhet som är

specificerat (Tabell 2 och Tabell 3. Kolumn 2, 4). För bägge fallen visar det systematiska felet:

𝜇 att algoritmen i medelfallet underskattar diametern jämför med referensdiametern (Tabell 2

och Tabell 3. Kolumn 3). En viss underskattning är förväntad eftersom den uppmätta diametern

beräknas från en cirkel som är anpassad efter punkter som ligger på en ellips. Resultatet visar

också att algoritmen mäter bättre för de mindre diameterklasserna (Tabell 5 och Tabell 8.

Kolumn 2, 4). Orsaken till detta är inte verifierat, men en tes är att de mindre diameterklasserna

har en större andel tvärsnitt med slätare bark. Detta borde medföra att trädmodellen som är en

perfekt cirkel passar bättre för dessa tvärsnitt.

5.4.2 Skräpnivå enligt rapport

Även här klarar algoritmen att uppfylla mätnoggrannheten (Tabell 9 och Tabell 10. Kolumn 2,

4) och precis som i testfallen utan skräp gör algoritmen bättre mättningar för det mindre

diameterklasserna (Tabell 12 och Tabell 15. Kolumn 2, 4).

5.4.3 Ökad skräpnivå

Resultat för de ökade skräpnivåerna visar att algoritmen för likformigt fördelat skräp klarar av

att genomföra mätningar med god mätnoggrannhet (Tabell 16 till Tabell 25. Kolumn 2, 4).

Eftersom skräpet har simulerats likformigt mellan stam och sensor kommer tvärsnitten vid

överdrivna skräpmängder vara helt omslutna av skräp. Detta i kombination med att skräpet

ligger nära stammen kommer innebära att robustheten för algoritmen gynnas av den ökade

mängden skräp. Anledningen är att den första sökningen efter barkpunkter (Avsnitt 4.5) får mer

begränsningar.

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

0

100

200

300

400

500

600

700

x(mm)

y(m

m)

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-300

-200

-100

0

100

200

300

x(mm)

y(m

m)

Page 43: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

39

5.4.4 Täcka sensorer

För täckning av typ 1 (Figur 35) visar resultatet att algoritmen inte klarar av att hålla en god

mätnoggrannhet. För täckning av höger sida (Tabell 26) är 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 signifikant större än

motsvarande värde för täckning av vänster sida (Tabell 26). Detta visar att det är en asymmetri

i algoritmens sökfunktion med avseende på punkter på höger respektive vänster sida. För

täckning av typ 2 (Figur 36) visar resultaten (Tabell 27 och Tabell 28) att som för täckning av

typ 1 beter sig algoritmen annorlunda beroende på vart bortfallet av punkter är. Resultatet i

Tabell 29 för täckning 3 (Figur 37) visar att en bra mätning går att göra, men precis som i

föregående fall är betydelsen av vilket område som faller bort stort. För täckning av typ 4 (Figur

38) är det tydligt att algoritmen är beroende av att det finns punkter på den nedre delen av

stammen. Resultatet (Tabell 30 och Tabell 31) visar att för 50% täckning av den övre delen

klarar algoritmen av att mäta med bra noggrannhet, medans för täckning av den nedre delen går

det inte alls.

Page 44: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

40

5.5 Data från tidigare projekt

5.5.1 Introduktion

Jämförelsen mellan nya och gamla algoritmen består av granskning av höjdprofiler (Figur 39).

Ett antagande har gjorts att diameterprofilerna bör ha ungefär samma lutning över hela stammen.

Detta uppfylls genom att anta att rådatat och diametermåtten från gamla algoritmen har samma

start och slutställe på stocken. För det riktig datat har ingen numerisk utvärdering gjort av den

nya algoritmen. Detta beror på att rådatat och referensdatat inte gått att passa ihop på ett bra

sätt. I enstaka fall förekommer det också felplacerade tvärsnitt som har en diameter som skiljer

sig markant från omgivande referensmått. Detta gör att en statistisk analys blir missvisande.

Det som kan avläsas utifrån referensmåttet är mätningar som tydligt underskattar alternativ

överskattar diametrar. Noterbart är att antal diametermått från den gamla algoritmen är fler än

för nya algoritmen, ibland dubbelt till antal.

Figur 39: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam43

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

1

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam

Längd/cm

Diame

ter/m

m

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

2

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam

Längd/cm

Diame

ter/m

m

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 45: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

41

5.5.2 Visuell analys av delområde 1

Figur 40 visar en förstoring för den del av stammen där referensmått är uppmätta. Delområde

1 (rektangel) visar ett område där majoriteten av tvärsnitten är av dålig kvalitet (Figur 41 Figur

42). Området är problematiskt för bägge algoritmerna, men för den gamla algoritmen visar

diameterprofilen att en grov överskattning upprepas för flera tvärsnitt i följd. Denna

överskattning är troligtvis en konsekvens av filtreringen av punkter som genomförs genom att

kontrollera föregående diameter. På grund av den dåliga kvalitén på tvärsnitten så kommer

filtrering av denna typ medföra att acceptansområdet ökar för dåliga punkter och för detta fall

kommer origo felaktigt förskjutas mot vänster sida i Figur 41. Eftersom dåliga tvärsnitt ligger

efter varandra så kommer den första gissningen för origo ligga fel och den överskattade

diametern kommer medföra att filtreringen accepterar dåliga punkter. När detta händer behöver

algoritmen ett tvärsnitt av typen som kan ses i Figur 42 för att återställa diametern och samtidigt

få ett bättre mått för framtida filtrering. Det speciella med tvärsnittet i Figur 42 är att inga

detektioner finns på positioner 𝑥 < −100𝑚𝑚, vilket gör att inget bidrag till arean kommer från

punkter bortom denna position. En bättre skattning av origo kommer också ges eftersom den

skattas med masscentrum.

Figur 40: Förstoring av delområde 1 i Figur 39.

180 200 220 240 260 280

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stam43

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

1

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam

Längd/cm

Diame

ter/m

m

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 46: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

42

Figur 41:Exempel på tvärsnitt från delområde 1 för stam 43.

Figur 42: Tvärsnitt som kan ”återställa” diametern.

Även den nya algoritmen överskattar en stor del av diametrarna för delområde 1.

Överskattningen (Figur 43) beror på att omslutningen av punkter är för dålig, vilket medför att

cirkelpassningen har för få begränsningar. Ett exempel på en underskattning kan ses i Figur 44.

Underskattningen uppkommer i det här fallet av samma anledning som överskattningen, vilket

är dålig omslutning av mätpunkter. Figur 45 visar ett tvärsnitt där diametermåttet kan anses som

lyckat relativt referensdiametern, varför anpassningen lyckas i detta fall men inte för Figur 43

och Figur 44 är inte fastställt, men klart är att omslutningen behöver vara bättre för att ge ett

robust mått för diametern.

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

Page 47: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

43

Figur 43: Anpassning med den nya algoritmen. Algoritmen hittar lämpliga punkter men har inte nog med begränsning för

den vänstra sidan.

Figur 44: Underskattning med den nya algoritmen.

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

Page 48: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

44

Figur 45: Lyckat diametermått.

5.5.3 Visuell analys av delområde 2

Figur 46 visar det område där majoriteten av tvärsnitten är av typen som visas i Figur 47.

Diametermätningen kan anses fungera för bägge algoritmerna.

Figur 46: Förstoring av delområde 2 i Figur 39.

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

600 620 640 660 680 700 720 740 760

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stam43

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

2

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam

Längd/cm

Diame

ter/m

m

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 49: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

45

Figur 47: Tvärsnitt från delområde 2.

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

-100

0

100

200

300

400

500

Page 50: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

46

Kapitel 6 Slutsatser och framtida arbeten

6.1 Simulatorn

Träden som skapas i simulatorn har samma underliggande geometriska form (ellips). Som nästa

steg hade det därför varit intressant att införa en bättre trädmodell. Detta för att kunna ge ett

bättre mått på mätnoggrannheten för algoritmer. En bättre trädmodell hade också underlättat

vid optimering av parametrar. Ett alternativ för att enkelt åstadkomma detta kan vara att ta data

från stambanken. Tvärsnitten i stambanken skiljer sig ungefär en centimeter i höjdled, detta

medför att algoritmer som använder sig av tidigare tvärsnitts information (typ gamla

algoritmen) blir enklare att testa. Ett annat alternativ som också kräver mindre databehandling

kan vara att återanvända tvärsnitt från stambanken. För att få olika diametrar kan tvärsnittet

skalas om. Den förenklade metoden som används för lasertrianguleringen skapar punkter

genom antagandet att ljuset reflekteras tillbaka till en sensorn placerad på samma position som

källan (lasern), medans det riktiga systemet (Avsnitt 2.3) reflekterar ljuset till en sensor placerad

i närheten av lasern. Detta innebär att den förenklade metoden inte fullt representerar det riktiga

systemet eftersom att ljuset endast behöver färdas från laser till stam jämfört med det verkliga

scenario som är laser till stam och från stam till sensor. Denna färdväg (laser-stam-sensor) för

ljuset kan tänkas vara ett nästa steg för att få en mer representativ simulering av

lasertriangulering. Genom att omkonstruera lasertrianguleringen kommer också fenomenet

med ”lost lines” [6] uppstå naturligt. Om syftet bara är robusthet och test vid utveckling bör

den förenklade metoden vara tillräcklig. Det simulerade skräpet är något som förmodligen kan

förbättras. Några förslag på förbättring är dock svårt att ge då dessa är beroende av vad man

vill testa.

6.2 Gamla algoritmen

Det största problem med den gamla algoritmen är metoden som används för att välja punkter.

Enligt algoritmbeskrivningen kommer den för majoriteten av tvärsnitten ta med felaktiga

punkter nära stammen. Själva areaberäkningen bör vara bättre än för den nya (ej verifierat),

men eftersom att klassificeringen av punkter är dåligt kommer den förmodligen överskatta

radien i flera fall. Det viktigaste för att få robustare variant av den gamla är enligt mig en

förbättring av punksökningen/filtreringen. Den gamla filtreringen (radiebaserad) kan vara kvar,

men bör kompletteras med någon annan metod t.ex. modellberoende anpassning. För tvärsnitt

med stora bortfall visar analysen (Avsnitt 5.5.2) att algoritmen får problemen och överskattar

diametern. Detta är något som borde åtgärdas direkt genom en förbättrad punksökning. Vad de

grova underskattningarna beror på är svårt att avgöra genom att enbart titta på

algoritmbeskrivningen. En teori är att en felaktig approximation av origo i kombination med

dåliga tvärsnitt gör så att en radie beräknas som spänns upp av stammen och punkter som ligger

utanför.

Page 51: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

47

6.3 Nya algoritmen

För algoritmen återstår att optimera alla parametrar som används. Andra tillägg kan tänkas vara

kännedom om tidigare diametrar. Just nu mäts varje tvärsnitt var för sig utan vetskap om senast

uppmätta diametern. Data från de rörliga kvistknivarna (Avsnitt 2.1) kan vara användbar för

både den nya, gamla och framtida algoritmer. Användningsområdet för knivarna är filtrering

av extremvärden och för algoritmer som använder sig av sökning av den typ som den nya. Även

sökområdet för barkpunkter borde med hjälp av knivarna kunna begränsas avsevärt. Knivarna

kan också bidra med begränsningar när punkter saknas, vilket skulle kunna förhindra

överskattningar av den typ som uppstår för bägge algoritmerna. Den modellberoende metoden

som används i den nya algoritmen har visat sig vara bra på att hitta rätt punkter, men är beroende

av en ”bra” första gissning. En bra första gissning medför en robustare passning och snabbare

konvergens vilket är viktigt för en snabb algoritm. Alternativ till den första sökningen som

används i den nya algoritmen (Avsnitt 4.5) skulle kunna vara filtrering med knivar. En annan

metod som föreslås i [10] är en närhetsbaserad algoritm (proximity based outlier detection).

Denna metod är speciellt lämplig för att filtrera bort extremvärden som ligger långt bort från

stammens mantelyta och det är också de värden som saktar ner konvergensen för

modellberoende metoder. Den inledande sökningen (Avsnitt 4.5) är den delen som har mest

utrymme av förbättring. Problemet som uppstår vid sensortäckning av typ 4 (Avsnitt 5.4.4) är

relaterat till valet av startpunkt för sökningen (Avsnitt 4.4) och bör gå att lösa genom att utnyttja

information från kvistknivar eller tidigare tvärsnitt. Sökningen tenderar också att vara

asymmetrisk vad gäller höger och vänster sida (Tabell 26, Tabell 27, Tabell 28 och Tabell 29).

Detta är något som bör gå att åtgärda genom att förbättra reglerna för förflyttning. Sökningen

har också problem att ta sig mellan osammanhängande sektioner. Detta är något som kan bli

svårt att åtgärda då längre förflyttningar kommer på bekostnad av robusthet. Realtidskravet är

något som ännu inte verifierat för den nya algoritmen.

Page 52: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

48

Referenser

Referenser

[1] L. Wilhelmsson och J. Arlinger, ”Hur mycket är det värt att mäta diamtern "rätt",”

Skogforsk, Uppsala, 1997.

[2] J. Möller, ”Mätnoggrannhet i kedjan skog-såg,” Skogforsk, Uppsala, 2000.

[3] J. Arlinger, J. Möller och J. Sondell, ”Enkelt att se hur rätt skördaren mätt,” i Skogforsks

utvecklingskonferens 2006, Uppsala, 2006.

[4] B. Hannrup, M. Andersson och J. Sondell, ”Beröringsfri diametermätning för praktiskt

bruk i skördare-en förstudie,” Skogforsk, Uppsala, 2007.

[5] B. Hannrup, M. Andersson, N. Bhuiyan, E. Wikgren, J. Simu och J. Skog, ”Beröringsfri

diamtermätning i skördare - utveckling av mätsystem och tester i produktionsmiljö,”

Skogforsk, Uppsala, 2010.

[6] B. Hannrup, M. Andersson, J. Larsson, J. Sjöberg och A. Johansson, ”Beröringsfri

diametermätning i skördare-utveckling av skräpreducerande skydd,” Skogforsk,

Uppsala, 2013.

[7] M. Andersson, ”Simulering av dimensionsmätare i skördare,” Skogforsk, Uppsala,

2004.

[8] S. Grundberg, A. Grönlund och U. Grönlund, ”The Swedish Stem Bank-a database for

diffrent silvicultural and wood properties,” Luleå University of technology, Luleå, 1995.

[9] I. Kasa, ”A Circle Fitting Procedure and its Error Analysis,” Transactions on

Instrumentation and Measurment, vol. 25, pp. 8-14, 1976.

[10] B. Hannrup, ”Funktioner för skattning av barkens tjocklek hos tall och gran vid

avverkning med skördare,” Skogforsk, Uppsala, 2004.

[11] J. Yu, H. Zheng, S. R. Kulkarni och H. Vincent Poor, ”Two-Stage Outlier Elimination

for Robust Curve and Surface Fitting,” EURASIP Journal on Advances in Signal

Processing, vol. 2010, nr June 2010, 29 juni 2010.

Page 53: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

49

Appendix A Resultat från simuleringar

Träd utan skräp Tabell 2: Resultat från körningar av hela träd. Alla diameterklasser. Endast gran.

Gran utan skräp

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,8 0,7 100,0 0,0 0,0 227

2 1,0 1,8 98,2 0,0 0,0 227

3 1,0 1,9 98,7 0,0 0,0 227

4 0,9 1,7 99,6 0,0 0,0 227

5 0,8 0,1 100,0 0,0 0,0 227

6 0,9 1,9 98,7 0,0 0,0 227

7 0,6 -0,3 99,6 1,0 0,4 227

8 0,9 1,5 98,7 0,0 0,0 227

9 0,6 -0,5 100,0 0,0 0,0 227

10 0,6 -1,3 100,0 0,0 0,0 227

11 1,2 1,7 96,8 0,0 0,0 221

12 1,2 1,5 96,8 0,0 0,0 221

13 0,8 -1,1 99,5 0,0 0,0 221

14 1,2 1,5 95,9 1,0 0,5 221

15 1,0 0,9 98,6 0,0 0,0 221

16 0,9 1,0 99,5 0,0 0,0 221

17 1,0 1,1 98,2 0,0 0,0 221

18 0,9 0,5 99,5 1,0 0,5 221

19 1,1 1,5 95,9 0,0 0,0 221

20 1,0 1,2 98,6 0,0 0,0 221

Medel: 0,9 0,9 98,7 0,2 0,1 224

Tabell 3: Resultat från körningar av hela träd. Alla diameterklasser. Endast tall.

Tall utan skräp

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,6 -1,6 100,0 0 0,0 183

2 0,8 1,9 100,0 1 0,5 183

3 0,5 -1,3 100,0 0 0,0 183

4 0,9 1,9 100,0 0 0,0 183

5 0,9 1,9 98,9 0 0,0 183

6 0,8 1,3 98,9 0 0,0 183

7 0,8 1,0 100,0 0 0,0 183

8 1,0 1,1 98,4 0 0,0 183

9 0,6 0,2 100,0 0 0,0 183

Page 54: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

50

10 0,8 0,5 100,0 0 0,0 183

11 0,7 -1,1 100,0 0 0,0 196

12 0,7 -1,0 100,0 0 0,0 196

13 0,5 -0,3 100,0 0 0,0 196

14 0,7 -1,2 100,0 0 0,0 196

15 0,7 -1,2 100,0 0 0,0 196

16 0,7 -1,3 100,0 0 0,0 196

17 0,5 -0,6 100,0 0 0,0 196

18 1,0 1,8 95,9 0 0,0 196

19 0,5 0,3 100,0 0 0,0 196

20 0,5 0,3 100,0 0 0,0 196

Medel: 0,7 0,1 99,6 0,1 0,0 189,5

Tabell 4: Resultat för den större diameterklassen för gran utan skräp.

Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,9 0,9 100,0 0,0 0,0 190

2 0,9 2,0 97,9 0,0 0,0 190

3 0,8 2,1 98,4 0,0 0,0 190

4 0,8 1,9 99,5 0,0 0,0 190

5 0,9 0,1 100,0 0,0 0,0 190

6 0,8 2,1 98,4 0,0 0,0 190

7 0,7 -0,3 99,5 1,0 0,5 190

8 0,9 1,7 98,4 0,0 0,0 190

9 0,6 -0,6 100,0 0,0 0,0 190

10 0,5 -1,5 100,0 0,0 0,0 190

11 1,1 2,0 95,9 0,0 0,0 172

12 1,2 1,8 95,9 0,0 0,0 172

13 0,7 -1,3 99,4 0,0 0,0 172

14 1,2 1,8 94,8 0,0 0,0 172

15 1,0 1,0 98,3 0,0 0,0 172

16 1,0 1,2 99,4 0,0 0,0 172

17 1,0 1,3 97,7 0,0 0,0 172

18 1,0 0,6 99,4 1,0 0,6 172

19 1,1 1,8 94,8 0,0 0,0 172

20 1,0 1,4 98,3 0,0 0,0 172

Medel: 0,9 1,0 98,3 0,1 0,1 181

Page 55: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

51

Tabell 5: Resultat för den mindre diameterklassen för gran utan skräp.

Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 0,1 100 0 0,0 37

2 0,3 0,5 100 0 0,0 37

3 0,3 0,6 100 0 0,0 37

4 0,2 0,4 100 0 0,0 37

5 0,2 -0,1 100 0 0,0 37

6 0,2 0,6 100 0 0,0 37

7 0,2 -0,2 100 0 0,0 37

8 0,2 0,3 100 0 0,0 37

9 0,2 -0,3 100 0 0,0 37

10 0,2 -0,6 100 0 0,0 37

11 0,3 0,5 100 0 0,0 49

12 0,3 0,5 100 0 0,0 49

13 0,3 -0,4 100 0 0,0 49

14 0,3 0,4 100 1 2,0 49

15 0,4 0,3 100 0 0,0 49

16 0,4 0,3 100 0 0,0 49

17 0,3 0,3 100 0 0,0 49

18 0,4 0,3 100 0 0,0 49

19 0,3 0,5 100 0 0,0 49

20 0,3 0,4 100 0 0,0 49

Medel: 0,3 0,2 100 0,1 0,1 43

Tabell 6: Resultat för den större diameterklassen för tall utan skräp.

Tall utan skräp. Diamter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 -1,9 100,0 0,0 0,0 128

2 0,5 2,3 100,0 1,0 0,8 128

3 0,3 -1,6 100,0 0,0 0,0 128

4 0,6 2,3 100,0 0,0 0,0 128

5 0,6 2,3 98,4 0,0 0,0 128

6 0,7 1,6 98,4 0,0 0,0 128

7 0,7 1,3 100,0 0,0 0,0 128

8 1,0 1,5 97,7 0,0 0,0 128

9 0,7 0,3 100,0 0,0 0,0 128

10 0,9 0,7 100,0 0,0 0,0 128

11 0,5 -1,5 100,0 0,0 0,0 120

12 0,4 -1,4 100,0 0,0 0,0 120

Page 56: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

52

13 0,5 -0,4 100,0 0,0 0,0 120

14 0,5 -1,7 100,0 0,0 0,0 120

15 0,4 -1,6 100,0 0,0 0,0 120

16 0,5 -1,7 100,0 0,0 0,0 120

17 0,4 -0,9 100,0 0,0 0,0 120

18 0,9 2,4 93,3 0,0 0,0 120

19 0,6 0,3 100,0 0,0 0,0 120

20 0,6 0,4 100,0 0,0 0,0 120

Medel: 0,6 0,1 99,4 0,1 0,0 124

Tabell 7: Resultat för den mellersta diameterklassen för tall utan skräp.

Tall utan skräp 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -1,1 100,0 0,0 0,0 30

2 0,2 1,2 100,0 0,0 0,0 30

3 0,2 -0,9 100,0 0,0 0,0 30

4 0,3 1,2 100,0 0,0 0,0 30

5 0,3 1,2 100,0 0,0 0,0 30

6 0,3 0,7 100,0 0,0 0,0 30

7 0,3 0,5 100,0 0,0 0,0 30

8 0,3 0,4 100,0 0,0 0,0 30

9 0,1 0,0 100,0 0,0 0,0 30

10 0,3 0,1 100,0 0,0 0,0 30

11 0,3 -0,8 100,0 0,0 0,0 41

12 0,3 -0,7 100,0 0,0 0,0 41

13 0,2 -0,3 100,0 0,0 0,0 41

14 0,3 -0,9 100,0 0,0 0,0 41

15 0,3 -0,9 100,0 0,0 0,0 41

16 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 41

17 0,3 -0,5 100,0 0,0 0,0 41

18 0,3 1,0 100,0 0,0 0,0 41

19 0,3 0,1 100,0 0,0 0,0 41

20 0,4 0,1 100,0 0,0 0,0 41

Medel: 0,3 0,0 100,0 0,0 0,0 35,5

Tabell 8: Resultat för den mindre diameterklassen för tall utan skräp.

Tall utan skräp D<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,6 100,0 0,0 0,0 25

2 0,2 0,5 100,0 0,0 0,0 25

3 0,1 -0,5 100,0 0,0 0,0 25

4 0,2 0,5 100,0 0,0 0,0 25

5 0,2 0,5 100,0 0,0 0,0 25

Page 57: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

53

6 0,1 0,3 100,0 0,0 0,0 25

7 0,2 0,2 100,0 0,0 0,0 25

8 0,1 0,2 100,0 0,0 0,0 25

9 0,1 -0,1 100,0 0,0 0,0 25

10 0,1 0,0 100,0 0,0 0,0 25

11 0,3 -0,1 100,0 0,0 0,0 35

12 0,3 -0,1 100,0 0,0 0,0 35

13 0,3 0,2 100,0 0,0 0,0 35

14 0,4 -0,2 100,0 0,0 0,0 35

15 0,3 -0,1 100,0 0,0 0,0 35

16 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 35

17 0,3 0,0 100,0 0,0 0,0 35

18 0,3 0,8 100,0 0,0 0,0 35

19 0,3 0,3 100,0 0,0 0,0 35

20 0,3 0,3 100,0 0,0 0,0 35

Medel: 0,2 0,1 100,0 0,0 0,0 30

Skräpnivå enligt rapport Tabell 9: Resultat för körningar med skräpnivå enligt rapport. Gran.

Gran Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,5 -0,7 100,0 4,0 1,8 2,7 227

2 0,5 -1,0 100,0 2,0 0,9 2,7 227

3 0,6 -0,3 100,0 1,0 0,4 2,6 227

4 0,5 -0,9 100,0 6,0 2,6 2,7 227

5 1,0 1,6 98,2 0,0 0,0 2,7 227

6 0,9 1,8 98,2 1,0 0,4 2,7 227

7 0,9 0,8 99,1 0,0 0,0 2,7 227

8 1,0 1,5 99,1 1,0 0,4 2,6 227

9 0,5 -0,8 100,0 2,0 0,9 2,7 227

10 0,9 1,4 98,7 1,0 0,4 2,7 227

11 0,9 0,5 99,5 1,0 0,5 2,9 221

12 0,7 -1,0 100,0 3,0 1,4 2,9 221

13 1,2 1,6 95,9 1,0 0,5 2,9 221

14 1,1 1,6 97,3 1,0 0,5 2,9 221

15 0,7 -1,1 100,0 2,0 0,9 2,9 221

16 1,0 -1,1 99,5 1,0 0,5 2,9 221

17 0,8 -1,4 100,0 7,0 3,2 2,9 221

18 0,8 -1,2 100,0 2,0 0,9 2,9 221

19 0,7 -0,1 100,0 6,0 2,7 2,9 221

20 0,9 0,6 98,6 1,0 0,5 3,0 221

Medel 0,8 0,1 99,2 2,2 1,0 2,8 224

Page 58: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

54

Tabell 10: Resultat för tall med skräpnivå enligt rapport.

Tall Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 1,0 1,8 97,4 3,0 1,5 1,9 196

2 0,6 0,7 100,0 4,0 2,0 1,9 196

3 0,5 0,6 100,0 3,0 1,5 1,9 196

4 0,8 -1,4 100,0 5,0 2,6 1,9 196

5 0,6 -0,9 100,0 8,0 4,1 1,9 196

6 0,7 1,1 100,0 2,0 1,0 1,9 196

7 0,7 -1,2 100,0 1,0 0,5 1,9 196

8 0,6 -0,7 100,0 7,0 3,6 1,9 196

9 0,9 1,5 98,5 0,0 0,0 1,9 196

10 0,7 -1,3 100,0 3,0 1,5 1,9 196

11 0,3 -0,8 100,0 3,0 1,6 1,7 183

12 0,7 1,6 100,0 0,0 0,0 1,6 183

13 0,9 1,8 100,0 0,0 0,0 1,6 183

14 0,6 -0,1 100,0 1,0 0,5 1,7 183

15 0,3 -0,7 100,0 1,0 0,5 1,7 183

16 0,3 -0,5 100,0 4,0 2,2 1,7 183

17 0,5 -1,4 100,0 3,0 1,6 1,7 183

18 0,7 1,4 100,0 1,0 0,5 1,6 183

19 0,5 -1,3 100,0 2,0 1,1 1,6 183

20 0,8 1,9 100,0 3,0 1,6 1,7 183

Medel 0,6 0,1 99,8 2,7 1,4 1,8 189,5

Tabell 11: Resultat för den större diameterklassen för gran.

Gran Diameter>120 Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,5 -0,8 100,0 4,0 2,1 2,5 190

2 0,5 -1,1 100,0 2,0 1,1 2,5 190

3 0,6 -0,3 100,0 1,0 0,5 2,4 190

4 0,5 -1,0 100,0 6,0 3,2 2,5 190

5 0,9 1,9 97,9 0,0 0,0 2,5 190

6 0,8 2,0 97,9 1,0 0,5 2,5 190

7 0,9 0,9 98,9 0,0 0,0 2,5 190

8 1,0 1,7 98,9 1,0 0,5 2,5 190

9 0,5 -0,9 100,0 2,0 1,1 2,6 190

10 0,9 1,6 98,4 1,0 0,5 2,5 190

11 0,9 0,6 99,4 1,0 0,6 2,2 172

12 0,7 -1,2 100,0 3,0 1,7 2,1 172

13 1,2 2,0 94,7 1,0 0,6 2,2 172

14 1,1 1,9 96,5 1,0 0,6 2,1 172

Page 59: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

55

15 0,7 -1,3 100,0 2,0 1,2 2,1 172

16 1,0 -1,3 99,4 1,0 0,6 2,2 172

17 0,7 -1,6 100,0 7,0 4,1 2,1 172

18 0,8 -1,4 100,0 2,0 1,2 2,2 172

19 0,8 -0,1 100,0 6,0 3,5 2,2 172

20 1,0 0,7 98,2 1,0 0,6 2,2 172

Medel 0,8 0,1 99,0 2,2 1,2 2,3 181

Tabell 12: Resultat för den mindre diameterklassen för gran med skräp enligt rapport.

Gran Diameter<120 Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,4 100,0 0,0 0,0 3,8 37

2 0,2 -0,5 100,0 0,0 0,0 3,9 37

3 0,2 -0,2 100,0 0,0 0,0 3,6 37

4 0,2 -0,4 100,0 0,0 0,0 3,9 37

5 0,3 0,4 100,0 0,0 0,0 3,9 37

6 0,2 0,5 100,0 0,0 0,0 3,6 37

7 0,3 0,2 100,0 0,0 0,0 3,8 37

8 0,2 0,4 100,0 0,0 0,0 3,5 37

9 0,2 -0,4 100,0 0,0 0,0 3,7 37

10 0,2 0,3 100,0 0,0 0,0 3,8 37

11 0,4 0,2 100,0 0,0 0,0 5,4 49

12 0,4 -0,3 100,0 0,0 0,0 5,7 49

13 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 5,3 49

14 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 5,7 49

15 0,4 -0,5 100,0 0,0 0,0 5,5 49

16 0,4 -0,4 100,0 0,0 0,0 5,7 49

17 0,4 -0,6 100,0 0,0 0,0 5,5 49

18 0,4 -0,4 100,0 0,0 0,0 5,4 49

19 0,4 -0,1 100,0 0,0 0,0 5,5 49

820 0,3 0,2 100,0 0,0 0,0 5,8 49

Medel 0,3 0,0 100,0 0,0 0,0 4,6 43

Tabell 13: Resultat för den största dimeterklassen för tall med skräpnivå enligt rapport.

Tall Diameter>180 Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,9 2,3 95,7 3,0 2,5 1,1 120,0

2 0,7 0,9 100,0 4,0 3,3 1,1 120,0

3 0,6 0,7 100,0 3,0 2,5 1,1 120,0

4 0,6 -1,9 100,0 5,0 4,2 1,1 120,0

5 0,4 -1,2 100,0 8,0 6,7 1,1 120,0

6 0,7 1,4 100,0 2,0 1,7 1,2 120,0

Page 60: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

56

7 0,5 -1,7 100,0 1,0 0,8 1,1 120,0

8 0,5 -1,1 100,0 7,0 5,8 1,1 120,0

9 0,8 1,9 97,5 0,0 0,0 1,1 120,0

10 0,5 -1,7 100,0 3,0 2,5 1,1 120,0

11 0,2 -1,0 100,0 3,0 2,3 1,0 128,0

12 0,5 2,0 100,0 0,0 0,0 1,1 128,0

13 0,6 2,2 100,0 0,0 0,0 1,0 128,0

14 0,7 -0,1 100,0 1,0 0,8 1,1 128,0

15 0,3 -0,8 100,0 1,0 0,8 1,1 128,0

16 0,3 -0,6 100,0 4,0 3,1 1,1 128,0

17 0,3 -1,7 100,0 3,0 2,3 1,1 128,0

18 0,6 1,8 100,0 1,0 0,8 1,0 128,0

19 0,4 -1,5 100,0 2,0 1,6 1,1 128,0

20 0,5 2,3 100,0 3,0 2,3 1,1 128,0

Medel 0,5 0,1 99,7 2,7 2,2 1,1 124,0

Tabell 14: Resultat för den mellersta dimeterklassen för tall med skräpnivå enligt rapport.

Tall 120<Diameter<180 Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 1,0 100,0 0,0 0,0 2,4 41,0

2 0,2 0,3 100,0 0,0 0,0 2,5 41,0

3 0,3 0,3 100,0 0,0 0,0 2,5 41,0

4 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 2,6 41,0

5 0,4 -0,6 100,0 0,0 0,0 2,7 41,0

6 0,4 0,5 100,0 0,0 0,0 2,7 41,0

7 0,2 -0,9 100,0 0,0 0,0 2,6 41,0

8 0,3 -0,6 100,0 0,0 0,0 2,6 41,0

9 0,4 0,8 100,0 0,0 0,0 2,6 41,0

10 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 2,6 41,0

11 0,1 -0,6 100,0 0,0 0,0 2,6 30,0

12 0,3 1,1 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

13 0,3 1,1 100,0 0,0 0,0 2,7 30,0

14 0,1 -0,2 100,0 0,0 0,0 2,4 30,0

15 0,1 -0,5 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

16 0,1 -0,4 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

17 0,1 -1,0 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

18 0,2 0,8 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

19 0,2 -0,9 100,0 0,0 0,0 2,4 30,0

20 0,3 1,2 100,0 0,0 0,0 2,7 30,0

Medel 0,3 0,0 100,0 0,0 0,0 2,5 35,5

Page 61: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

57

Tabell 15: Resultat för den minsta dimeterklassen för tall med skräpnivå enligt rapport.

Tall Diameter<120 Skräpnivå enligt rapport

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 0,8 100,0 0,0 0,0 3,8 35,0

2 0,3 0,4 100,0 0,0 0,0 3,9 35,0

3 0,3 0,4 100,0 0,0 0,0 3,8 35,0

4 0,4 -0,3 100,0 0,0 0,0 3,8 35,0

5 0,3 -0,1 100,0 0,0 0,0 3,9 35,0

6 0,3 0,5 100,0 0,0 0,0 3,5 35,0

7 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 3,7 35,0

8 0,4 0,1 100,0 0,0 0,0 3,6 35,0

9 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 3,8 35,0

10 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 3,6 35,0

11 0,1 -0,3 100,0 0,0 0,0 3,7 25,0

12 0,2 0,4 100,0 0,0 0,0 3,6 25,0

13 0,2 0,4 100,0 0,0 0,0 3,7 25,0

14 0,1 -0,1 100,0 0,0 0,0 3,8 25,0

15 0,1 -0,3 100,0 0,0 0,0 3,8 25,0

16 0,1 -0,3 100,0 0,0 0,0 3,9 25,0

17 0,1 -0,6 100,0 0,0 0,0 3,9 25,0

18 0,1 0,4 100,0 0,0 0,0 3,7 25,0

19 0,1 -0,5 100,0 0,0 0,0 3,6 25,0

20 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 3,8 25,0

Medel 0,2 0,1 100,0 0,0 0,0 3,8 30,0

Ökad skräpnivå Tabell 16: Resultat för tall med skräpnivå 1.

Tall Nivå 1

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,5 -1,5 100,0 2,0 1,1 12,3 183

2 0,5 -1,4 100,0 0,0 0,0 12,1 183

3 0,8 -1,3 100,0 0,0 0,0 12,3 196

4 0,9 1,7 99,0 1,0 0,5 12,3 196

Medel 0,7 -0,6 99,7 0,8 0,4 12,3 189,5

Tall Nivå 1 Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 -1,7 100,0 2,0 1,6 11,6 128

2 0,4 -1,7 100,0 0,0 0,0 11,3 128

3 0,6 -1,8 100,0 0,0 0,0 11,5 120

4 0,7 2,2 98,3 1,0 0,8 11,5 120

Medel 0,5 -0,7 99,6 0,8 0,6 11,5 124,0

Tall Nivå 1 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -1,0 100,0 0,0 0,0 13,4 30

Page 62: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

58

2 0,2 -1,0 100,0 0,0 0,0 13,2 30

3 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 13,0 41

4 0,4 1,1 100,0 0,0 0,0 13,3 41

Medel 0,3 -0,5 100,0 0,0 0,0 13,2 35,5

Tall Nivå 1 Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,6 100,0 0,0 0,0 14,4 25

2 0,1 -0,5 100,0 0,0 0,0 14,8 25

3 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 14,3 35

4 0,3 0,8 100,0 0,0 0,0 14,1 35

Medel 0,2 -0,2 100,0 0,0 0,0 14,4 30,0

Tabell 17: Resultat för tall med skräpnivå 2.

Tall Nivå 2

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,5 -1,4 100,0 1,0 0,5 41,7 183

2 0,3 -0,5 100,0 0,0 0,0 41,5 183

3 0,8 1,4 100,0 0,0 0,0 42,3 196

4 0,6 0,6 100,0 0,0 0,0 42,1 196

Medel 0,6 0,0 100,0 0,3 0,1 41,9 189,5

Tall Nivå 2 Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 -1,7 100,0 1,0 0,8 39,9 128

2 0,3 -0,6 100,0 0,0 0,0 39,9 128

3 0,6 1,9 100,0 0,0 0,0 40,2 120

4 0,6 0,8 100,0 0,0 0,0 40,0 120

Medel 0,5 0,1 100,0 0,3 0,2 40,0 124,0

Tall Nivå 2 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,9 100,0 0,0 0,0 44,4 30

2 0,2 -0,5 100,0 0,0 0,0 43,2 30

3 0,4 0,8 100,0 0,0 0,0 44,5 41

4 0,4 0,3 100,0 0,0 0,0 44,2 41

Medel 0,3 -0,1 100,0 0,0 0,0 44,1 35,5

Tall Nivå 2 Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,5 100,0 0,0 0,0 47,4 25

2 0,2 -0,3 100,0 0,0 0,0 47,8 25

3 0,4 0,7 100,0 0,0 0,0 47,3 35

4 0,3 0,4 100,0 0,0 0,0 46,9 35

Medel 0,3 0,1 100,0 0,0 0,0 47,3 30,0

Page 63: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

59

Tabell 18: Resultat för tall med skräpnivå 3.

Tall Nivå 3

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,6 -1,7 100,0 0,0 0,0 65,7 183

2 0,4 -0,9 100,0 0,0 0,0 65,5 183

3 0,9 -1,5 99,5 0,0 0,0 66,0 196

4 0,7 1,0 100,0 0,0 0,0 65,8 196

Medel 0,7 -0,8 99,9 0,0 0,0 65,7 189,5

Tall Nivå 3 Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 -2,0 100,0 0,0 0,0 64,4 128

2 0,4 -1,0 100,0 0,0 0,0 64,2 128

3 0,6 -2,0 99,2 0,0 0,0 63,9 120

4 0,6 1,3 100,0 0,0 0,0 64,0 120

Medel 0,5 -0,9 99,8 0,0 0,0 64,1 124,0

Tall Nivå 3 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -1,1 100,0 0,0 0,0 67,2 30

2 0,2 -0,6 100,0 0,0 0,0 67,3 30

3 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 68,1 41

4 0,4 0,5 100,0 0,0 0,0 67,5 41

Medel 0,3 -0,6 100,0 0,0 0,0 67,5 35,5

Tall Nivå 3 Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 -0,6 100,0 0,0 0,0 70,1 25

2 0,3 -0,3 100,0 0,0 0,0 69,8 25

3 0,5 -0,4 100,0 0,0 0,0 70,6 35

4 0,4 0,4 100,0 0,0 0,0 70,1 35

Medel 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 70,2 30,0

Tabell 19: Resultat för tall med skräpnivå 4.

Tall Nivå 4

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 0,4 100,0 2,0 1,1 74,5 183

2 0,6 -1,2 100,0 1,0 0,5 74,3 183

3 0,8 -1,4 100,0 0,0 0,0 74,8 196

4 0,6 -0,6 100,0 1,0 0,5 74,7 196

Medel 0,6 -0,7 100,0 1,0 0,5 74,6 189,5

Tall Nivå 4 Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 0,5 100,0 1,0 0,8 73,4 128

2 0,4 -1,5 100,0 1,0 0,8 73,2 128

3 0,7 -1,9 100,0 0,0 0,0 73,1 120

4 0,5 -0,8 100,0 1,0 0,8 73,1 120

Page 64: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

60

Medel 0,5 -0,9 100,0 0,8 0,6 73,2 124,0

Tall Nivå 4 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 0,2 100,0 1,0 3,3 76,1 30

2 0,2 -0,8 100,0 0,0 0,0 76,4 30

3 0,4 -0,9 100,0 0,0 0,0 76,6 41

4 0,4 -0,4 100,0 0,0 0,0 76,1 41

Medel 0,4 -0,5 100,0 0,3 0,8 76,3 35,5

Tall Nivå 4 Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 0,1 100,0 0,0 0,0 78,4 25

2 0,4 -0,4 100,0 0,0 0,0 77,9 25

3 0,5 -0,5 100,0 0,0 0,0 78,4 35

4 0,6 0,0 100,0 0,0 0,0 78,5 35

Medel 0,4 -0,2 100,0 0,0 0,0 78,3 30,0

Tabell 20: Resultat för tall med skräpnivå 5.

Tall Nivå 5

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,7 1,1 100,0 2,0 1,1 81,6 183

2 0,7 -1,3 100,0 1,0 0,5 81,7 183

3 0,9 -1,6 99,5 0,0 0,0 82,1 196

4 0,8 1,1 100,0 0,0 0,0 82,0 196

Medel 0,8 -0,2 99,9 0,8 0,4 81,9 189,5

Tall Nivå 5 Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,6 1,4 100,0 1,0 0,8 80,6 128

2 0,5 -1,6 100,0 1,0 0,8 80,8 128

3 0,7 -2,1 99,2 0,0 0,0 80,7 120

4 0,7 1,4 100,0 0,0 0,0 80,7 120

Medel 0,6 -0,2 99,8 0,5 0,4 80,7 124,0

Tall Nivå 5 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 83,2 30

2 0,3 -0,9 100,0 0,0 0,0 83,0 30

3 0,5 -1,1 100,0 0,0 0,0 83,8 41

4 0,5 0,6 100,0 0,0 0,0 83,1 41

Medel 0,4 -0,2 100,0 0,0 0,0 83,3 35,5

Tall Nivå 5 Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,5 0,2 100,0 1,0 4,0 85,0 25

2 0,3 -0,5 100,0 0,0 0,0 84,7 25

3 0,5 -0,4 100,0 0,0 0,0 84,8 35

4 0,7 0,5 100,0 0,0 0,0 85,1 35

Page 65: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

61

Medel 0,5 0,0 100,0 0,3 1,0 84,9 30,0

Tabell 21: Resultat för tall med skräpnivå 1.

Nivå 1 Gran

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,5 -1,0 100,0 0,0 0,0 12,7 227,0

2,0 1,0 1,7 99,1 0,0 0,0 12,7 227,0

3,0 1,0 1,3 98,6 0,0 0,0 12,9 221,0

4,0 1,0 1,1 99,1 0,0 0,0 13,0 221,0

Medel 0,9 0,8 99,2 0,0 0,0 12,8 224,0

Nivå 1 Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,5 -1,1 100,0 0,0 0,0 12,3 190,0

2,0 0,8 2,0 98,9 0,0 0,0 12,2 190,0

3,0 1,0 1,5 98,3 0,0 0,0 12,3 172,0

4,0 1,0 1,3 98,8 0,0 0,0 12,3 172,0

Medel 0,9 0,9 99,0 0,0 0,0 12,3 181,0

Nivå 1 Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,2 -0,5 100,0 0,0 0,0 15,3 37,0

2,0 0,2 0,4 100,0 0,0 0,0 15,3 37,0

3,0 0,3 0,5 100,0 0,0 0,0 15,3 49,0

4,0 0,4 0,5 100,0 0,0 0,0 15,4 49,0

Medel 0,3 0,2 100,0 0,0 0,0 15,3 43,0

Tabell 22: Resultat för gran med skräpnivå 2.

Nivå 2 Gran

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,7 0,3 100,0 0,0 0,0 40,4 227,0

2,0 0,6 -0,7 100,0 0,0 0,0 40,3 227,0

3,0 0,8 -0,5 100,0 0,0 0,0 40,5 221,0

4,0 1,0 1,5 98,2 0,0 0,0 40,5 221,0

Medel 0,8 0,1 99,5 0,0 0,0 40,4 224,0

Nivå 2 Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,7 0,3 100,0 0,0 0,0 39,9 190,0

2,0 0,6 -0,8 100,0 0,0 0,0 39,7 190,0

3,0 0,9 -0,7 100,0 0,0 0,0 39,7 172,0

4,0 0,9 1,8 97,7 0,0 0,0 39,7 172,0

Medel 0,8 0,2 99,4 0,0 0,0 39,8 181,0

Nivå 2 Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,3 0,1 100,0 0,0 0,0 42,9 37,0

Page 66: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

62

2,0 0,2 -0,3 100,0 0,0 0,0 43,4 37,0

3,0 0,5 -0,1 100,0 0,0 0,0 43,4 49,0

4,0 0,3 0,5 100,0 0,0 0,0 43,0 49,0

Medel 0,3 0,0 100,0 0,0 0,0 43,2 43,0

Tabell 23: Resultat för tall med skräpnivå 3.

Nivå 3 Gran

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,8 1,5 100,0 1,0 0,4 64,4 227,0

2,0 0,8 -1,7 98,2 0,0 0,0 64,4 227,0

3,0 0,8 0,8 100,0 0,0 0,0 64,7 221,0

4,0 1,1 -1,8 96,4 1,0 0,5 64,7 221,0

Medel 0,9 -0,3 98,7 0,5 0,2 64,6 224,0

Nivå 3 Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,7 1,7 100,0 1,0 0,5 64,0 190,0

2,0 0,7 -1,9 97,9 0,0 0,0 63,9 190,0

3,0 0,8 0,9 100,0 0,0 0,0 64,2 172,0

4,0 1,1 -2,1 95,3 1,0 0,6 64,2 172,0

Medel 0,8 -0,4 98,3 0,5 0,3 64,1 181,0

Nivå 3 Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,3 0,5 100,0 0,0 0,0 66,6 37,0

2,0 0,5 -0,8 100,0 0,0 0,0 66,7 37,0

3,0 0,5 0,4 100,0 0,0 0,0 66,8 49,0

4,0 0,5 -0,8 100,0 0,0 0,0 66,4 49,0

Medel 0,4 -0,2 100,0 0,0 0,0 66,6 43,0

Tabell 24: Resultat för gran med skräpnivå 4.

Nivå 4 Gran

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,7 0,3 100,0 1,0 0,4 73,7 227,0

2,0 0,8 -1,2 99,6 0,0 0,0 73,5 227,0

3,0 0,9 -1,0 100,0 1,0 0,5 73,6 221,0

4,0 1,2 -1,0 99,1 1,0 0,5 73,9 221,0

Medel 0,9 -0,7 99,7 0,8 0,3 73,7 224,0

Nivå 4 Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,7 0,3 100,0 1,0 0,5 73,2 190,0

2,0 0,7 -1,3 99,5 0,0 0,0 73,1 190,0

3,0 0,9 -1,1 100,0 1,0 0,6 73,1 172,0

4,0 1,0 -1,1 99,4 1,0 0,6 73,4 172,0

Medel 0,8 -0,8 99,7 0,8 0,4 73,2 181,0

Page 67: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

63

Nivå 4 Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,5 0,1 100,0 0,0 0,0 76,2 37,0

2,0 0,7 -0,7 100,0 0,0 0,0 75,6 37,0

3,0 0,8 -0,4 100,0 0,0 0,0 75,6 49,0

4,0 1,6 -0,4 98,0 0,0 0,0 75,8 49,0

Medel 0,9 -0,4 99,5 0,0 0,0 75,8 43,0

Tabell 25: Resultat för gran med skräpnivå 5.

Nivå 5 Gran

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,9 -0,6 99,6 1,0 0,4 81,0 227,0

2,0 1,1 0,5 99,6 0,0 0,0 81,1 227,0

3,0 1,1 0,7 99,5 0,0 0,0 82,6 221,0

4,0 1,1 -1,2 98,2 1,0 0,5 81,4 221,0

Medel 1,0 -0,1 99,2 0,5 0,2 81,5 224,0

Nivå 5 Gran Diameter>120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 0,9 -0,6 100,0 1,0 0,5 80,6 190,0

2,0 0,8 0,7 100,0 0,0 0,0 80,7 190,0

3,0 1,0 0,9 100,0 0,0 0,0 82,6 172,0

4,0 1,0 -1,4 98,2 1,0 0,6 81,0 172,0

Medel 0,9 -0,1 99,6 0,5 0,3 81,2 181,0

Nivå 5 Gran Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1,0 1,1 -0,4 97,3 0,0 0,0 83,3 37,0

2,0 2,0 0,0 97,3 0,0 0,0 82,9 37,0

3,0 1,1 0,3 98,0 0,0 0,0 82,9 49,0

4,0 0,8 -0,4 98,0 0,0 0,0 82,7 49,0

Medel 1,3 -0,1 97,6 0,0 0,0 82,9 43,0

Page 68: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

64

Täckta sektorer Tabell 26: Resultat för tall och gran med täckning av typ 1. I kolum 1: TrädID visas vilken sida som är täckt. Xh:=”Höger

sensor är täck” och Xv:=”Vänster sensor är täckt”.

Täckning 1. Hel sida. Höger och vänster

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1h 5,2 -6,9 27,8 40,0 17,6 2,7 227,0

2h 2,8 -5,9 29,3 60,0 32,8 1,7 183,0

3v 3,1 -4,3 50,5 0,0 0,0 1,9 196,0

4v 10,8 3,7 56,8 1,0 0,5 2,9 221,0

Medel 5,5 -3,4 41,1 25,3 12,7 2,3 206,8

Täckning 1. Hel sida. Höger och vänster. Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1h 4,7 -8,7 7,3 24,0 16,3 2,0 147,0

2h 2,4 -7,2 5,9 43,0 33,6 1,1 128,0

3v 3,4 -5,3 34,2 0,0 0,0 1,1 120,0

4v 9,5 6,1 38,9 0,0 0,0 2,0 126,0

Medel 5,0 -3,8 21,6 16,8 12,5 1,5 130,3

Täckning 1. Hel sida. Höger och vänster. 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1h 3,2 -4,6 50,0 15,0 34,9 2,4 43,0

2h 0,7 -4,1 53,3 15,0 50,0 2,7 30,0

3v 1,5 -3,0 70,7 0,0 0,0 2,5 41,0

4v 9,1 0,1 82,6 0,0 0,0 2,6 46,0

Medel 3,6 -2,9 64,2 7,5 21,2 2,5 40,0

Täckning 1. Hel sida. Höger och vänster. Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1h 4,9 -2,8 80,6 1,0 2,7 5,7 37,0

2h 0,6 -2,3 100,0 2,0 8,0 3,8 25,0

3v 1,4 -2,6 82,9 0,0 0,0 3,8 35,0

4v 13,5 0,9 79,2 1,0 2,0 5,4 49,0

Medel 5,1 -1,7 85,6 1,0 3,2 4,7 36,5

Page 69: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

65

Tabell 27: Resultat för tall och gran med täckning av typ 2. Höger uppe.

Täckning 2. Höger uppe

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,8 -1,3 99,5 7,0 3,1 2,7 227,0

2 0,9 -1,4 98,6 3,0 1,4 2,9 221,0

3 0,6 -0,8 100,0 4,0 2,2 1,6 183,0

4 0,9 -1,5 99,5 2,0 1,0 1,9 196,0

Medel 0,8 -1,3 99,4 4,0 1,9 2,3 206,8

Täckning 2. Höger uppe. Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,7 -1,7 99,3 7,0 4,8 2,0 147,0

2 0,9 -1,9 97,6 3,0 2,4 1,9 126,0

3 0,5 -1,0 100,0 4,0 3,1 1,1 128,0

4 0,7 -2,1 99,2 2,0 1,7 1,1 120,0

Medel 0,7 -1,7 99,0 4,0 3,0 1,5 130,3

Täckning 2. Höger uppe. 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 -0,7 100,0 0,0 0,0 2,4 43,0

2 0,4 -1,1 100,0 0,0 0,0 2,6 46,0

3 0,1 -0,3 100,0 0,0 0,0 2,5 30,0

4 0,3 -1,0 100,0 0,0 0,0 2,5 41,0

Medel 0,3 -0,8 100,0 0,0 0,0 2,5 40,0

Täckning 2. Höger uppe. Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,3 -0,5 100,0 0,0 0,0 5,6 37,0

2 0,4 -0,6 100,0 0,0 0,0 5,6 49,0

3 0,1 -0,2 100,0 0,0 0,0 3,6 25,0

4 0,3 -0,2 100,0 0,0 0,0 3,7 35,0

Medel 0,3 -0,4 100,0 0,0 0,0 4,6 36,5

Page 70: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

66

Tabell 28: Resultat för tall och gran med täckning av typ 2. Vänster nere.

Täckning 2. Vänster nere

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 3,8 -2,4 85,5 0,0 0,0 2,6 227,0

2 14,0 -1,2 90,4 2,0 0,9 2,9 221,0

3 2,5 1,2 93,4 1,0 0,5 1,7 183,0

4 1,9 2,0 88,3 0,0 0,0 1,9 196,0

Medel 5,6 -0,1 89,4 0,8 0,4 2,3 206,8

Täckning 2. Vänster nere. Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 1,2 -3,2 81,6 0,0 0,0 1,9 147,0

2 2,0 -0,3 96,8 1,0 0,8 1,9 126,0

3 1,3 2,6 91,4 0,0 0,0 1,0 128,0

4 0,9 3,1 82,5 0,0 0,0 1,1 120,0

Medel 1,4 0,5 88,1 0,3 0,2 1,5 130,3

Täckning 2. Vänster nere. 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 7,5 -0,5 97,7 0,0 0,0 2,4 43,0

2 12,9 0,5 71,7 0,0 0,0 2,4 46,0

3 0,8 -2,6 96,7 0,0 0,0 2,6 30,0

4 1,7 0,9 97,6 0,0 0,0 2,7 41,0

Medel 5,7 -0,4 90,9 0,0 0,0 2,6 40,0

Täckning 2. Vänster nere. Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 3,3 -1,2 86,5 0,0 0,0 5,4 37,0

2 26,9 -5,3 91,7 1,0 2,0 5,8 49,0

3 0,6 -1,5 100,0 1,0 4,0 3,8 25,0

4 1,8 -0,4 97,1 0,0 0,0 3,7 35,0

Medel 8,1 -2,1 93,8 0,5 1,5 4,7 36,5

Page 71: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

67

Tabell 29: Resultat för tall och gran med täckning av typ 3.Uppe nere motsatt sida. XUN:=”Vänster sensor är täckt uppe och

höger sensor nere” och XNU:=”Vänster sensor är täck nere och höger sensor uppe”.

Täckning 3. Uppe nere motsatt sida

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1UN 14,0 -0,7 74,9 52,0 22,9 2,6 227,0

2NU 8,7 -2,8 56,2 2,0 0,9 2,9 221,0

3NU 2,1 -2,3 88,5 0,0 0,0 1,7 183,0

4UN 1,9 1,4 94,4 106,0 54,1 1,8 196,0

Medel 6,7 -1,1 78,5 40,0 19,5 2,3 206,8

Täckning 3. Uppe nere motsatt sida. Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1UN 16,6 -0,8 72,8 33,0 22,4 2,0 147,0

2NU 8,6 -2,4 50,8 0,0 0,0 2,0 126,0

3NU 2,3 -2,7 85,2 0,0 0,0 1,1 128,0

4UN 0,9 2,6 91,9 83,0 69,2 1,1 120,0

Medel 7,1 -0,8 75,2 29,0 22,9 1,5 130,3

Täckning 3. Uppe nere motsatt sida. 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1UN 8,4 0,6 65,5 14,0 32,6 2,6 43,0

2NU 12,3 -3,1 60,9 0,0 0,0 2,5 46,0

3NU 1,1 -1,5 93,3 0,0 0,0 2,6 30,0

4UN 1,6 2,3 90,0 21,0 51,2 2,4 41,0

Medel 5,8 -0,4 77,4 8,8 20,9 2,5 40,0

Täckning 3. Uppe nere motsatt sida. Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1UN 4,7 -1,2 90,6 5,0 13,5 5,4 37,0

2NU 2,9 -3,6 66,0 2,0 4,1 5,6 49,0

3NU 0,5 -1,3 100,0 0,0 0,0 3,7 25,0

4UN 1,4 -0,5 100,0 2,0 5,7 3,7 35,0

Medel 2,4 -1,6 89,1 2,3 5,8 4,6 36,5

Page 72: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

68

Tabell 30: Resultat för tall och gran med täckning av typ 4.Uppe.

Täckning 4. Uppe

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 1,3 2,1 91,6 0,0 0,0 2,7 227,0

2 2,9 -2,0 83,7 6,0 2,7 2,9 221,0

3 1,4 2,1 87,8 0,0 0,0 1,8 196,0

Medel 1,8 0,7 87,7 2,0 0,9 2,5 214,7

Täckning 4. Uppe. Diameter>180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 1,0 2,8 87,1 0,0 0,0 2,0 147,0

2 3,6 -2,9 70,8 6,0 4,8 2,0 126,0

3 1,2 2,8 80,0 0,0 0,0 1,1 120,0

Medel 1,9 0,9 79,3 2,0 1,6 1,7 131,0

Täckning 4. Uppe. 120<Diameter<180

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,4 1,1 100,0 0,0 0,0 2,6 43,0

2 0,3 -1,2 100,0 0,0 0,0 2,5 46,0

3 0,3 0,9 100,0 0,0 0,0 2,5 41,0

Medel 0,3 0,3 100,0 0,0 0,0 2,5 43,3

Täckning 4. Uppe. Diameter<120

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,2 0,6 100,0 0,0 0,0 5,4 37,0

2 0,4 -0,6 100,0 0,0 0,0 5,5 49,0

3 0,3 0,6 100,0 0,0 0,0 3,6 35,0

Medel 0,3 0,2 100,0 0,0 0,0 4,8 40,3

Page 73: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

69

Tabell 31: Resultat för tall och gran med täckning av typ 4.Nere.

Täckning 4. Nere

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 244,3 -178,3 0,0 225,0 99,1 2,7 227,0

2 0,0 -842,1 0,0 182,0 99,5 1,6 183,0

Medel -510,2 0,0 203,5 99,3 2,1 205,0

Täckning 4. Nere

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,0 -5,5 0,0 146,0 99,3 2,0 147,0

2 NaN NaN NaN 128,0 100,0 1,1 128,0

Medel NaN NaN NaN 137,0 99,7 1,5 137,5

Täckning 4. Nere

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 NaN NaN NaN 43,0 100,0 2,4 43,0

2 0,0 -842,1 0,0 29,0 96,7 2,4 30,0

Medel NaN NaN NaN 36,0 98,3 2,4 36,5

Täckning 4. Nere

𝑇𝑟ä𝑑𝐼𝐷 𝜎 𝜇 + − 4𝑚𝑚% 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠 𝑁𝑚𝑖𝑠𝑠% 𝑆𝑘𝑟ä𝑝 % 𝐴𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑣ä𝑟𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡

1 0,0 -351,0 0,0 36,0 97,3 5,5 37,0

2 NaN NaN NaN 25,0 100,0 3,6 25,0

Medel NaN NaN NaN 30,5 98,6 4,6 31,0

Page 74: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

70

Appendix B Dimaterprofiler för riktig data

Figur 48: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 40. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 49: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 41. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam40

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam41

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 75: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

71

Figur 50: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 42. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 51: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 43. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam42

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam43

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 76: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

72

Figur 52: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 44. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 53: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 45. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam44

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam45

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 77: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

73

Figur 54: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 46. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 55: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 47. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam46

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam47

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 78: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

74

Figur 56: Referensmått och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID 48. Data från

mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 57: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

50. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam48

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam50

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 79: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

75

Figur 58: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

51. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 59: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

52. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam51

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam52

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 80: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

76

Figur 60: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

54. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 61: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

59. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam54

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam59

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 81: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

77

Figur 62: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

60. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 63: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

61. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam60

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam61

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 82: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

78

Figur 64: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

62. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 65: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

63. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam62

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam63

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 83: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

79

Figur 66: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

64. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 67: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

65. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam64

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam65

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 84: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

80

Figur 68: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

66. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 69: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

67. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam66

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam67

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 85: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

81

Figur 70: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

68. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 71: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

69. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam68

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam69

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 86: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

82

Figur 72: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

70. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 73: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

71. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam70

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam71

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 87: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

83

Figur 74: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

72. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 75: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

73. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam72

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam73

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 88: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

84

Figur 76: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

74. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

Figur 77: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

75. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam74

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam75

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 89: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

85

Figur 78: Referensmått från 3D-mätram och diameterprofiler beräknade med den gamla och nya algoritmen. Skördare ID

76. Data från mätningstillfälle 20091204 [5].

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500Stam76

Längd/cm

Dia

me

ter/

mm

Nya algoritmen

Gamla algoritmen

Referens rundvik

Page 90: Robust algoritm för beröringsfri diametermätning i ...779364/FULLTEXT01.pdf · Koordinatsystem som visas i Figur 1 används under examensarbetet och trädets färdriktning vid

86

Appendix C Algoritmbeskrivning modellberoende anpassning av

modell/eliminering av extremvärden

𝐼𝑛𝑑𝑎𝑡𝑎: 𝐿𝑖𝑠𝑡𝑎 𝑚𝑒𝑑 𝑝𝑢𝑛𝑘𝑡𝑒𝑟 𝑝(𝑥, 𝑦), 𝛽: = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡.

𝑈𝑡𝑑𝑎𝑡𝑎: 𝐿1 = :Mängd med index för accepterade värden, 𝑃𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑎𝑟 𝑓ö𝑟 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑙.

𝑆𝑡𝑎𝑟𝑡

𝐿2 = 𝐿1

𝐿1 = 0

𝑆å 𝑙ä𝑛𝑔𝑒 𝐿1 ≠ 𝐿2

𝐿1 = 𝐿2

𝑃𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑙 ℎ(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖) = 0 𝑑ä𝑟 {(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖)}𝑖𝜖𝐿1

𝐺𝑒𝑛𝑜𝑚𝑠𝑛𝑖𝑡𝑡𝑙𝑖𝑔 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑎𝑣𝑣𝑖𝑘𝑒𝑙𝑠𝑒 𝜎𝑝 = √1

|𝐿1|∑ ℎ(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖)2

𝑖∈𝐿1

𝐿2 = {𝑖: ℎ(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖) < 𝛽𝜎𝑝 }

𝑆𝑙𝑢𝑡

𝑆𝑙𝑢𝑡