r ~ ~ ETS}JTEHO AVM1 000KEHYSKUVAMITTAUSASEMA Jari Marjomaa Pentti Sairanen AVM1000mittausasemaja siinä käytettävä kehyskuvamittausmenetelmä toteutettiin EnsoGutzeit Oy:n Kaukopään puuterminaalissa. Mittausjärjestelmä perustuu laserja kuvankäsittelytekniikkaan, jossa puutavaranippujen tilavuus lasketaan automaattisesti kehystilavuuden ja nipun pinnalla olevien pölkkyjen mittausten perusteella. Mittausasemaa käytetään puutavaraautolla kuljetettavien pienten puutavaraerien työ ja luovutusmittaukseen. Kuva. Vision Systems Oy Puutavaralajeittaisten ja lumisuusluokittaisten tilavuusyhtälöiden nippukohtainen tilavuusvirheen keskihajonta oli noin %. Eräkohtaisen mittauksen tarkkuusvaatimus ± % täyttyy tällä nippukohtaisella tarkkuudella, koska pienetkin erät ovat yleensä muutaman nipun kokoisia. Menetelmä on parhaillaan puutavaran mittauslain mukaisessa koe l~ äytö ssä. A VM1 000mittausjärjestelmän investointikustannukset ovat noin, milj. mk, joten se soveltuu suurten puunvastaanottomäärien eräkohtaiseen mittaukseen.
JOHDANTO KEHYSKUVAMITTAUKSEN TOTEUTUS Puunkuljetusten nopeutuminen, ympärivuotinen puunkorjuu ja puutavaravarastojen pienentyminen ovat edistäneet puutavaran mittausmenetelmien kehitystä. Koneellisessa puunkorjuussa on hakkuukonemittaus yleinen menetelmä, ja tehdasmittauksen käyttö on yleistynyt erityisesti hankintapuun mittausmenetelmänä. Kehyskuvamittauksessa puutavaraauto ajaa mittausaseman läpi kmlh nopeudella. Auton nopeutta ohjaavat mittausjärjestelmään kytketyt automaattiset liikennevalot. Puutavarakuorman mittaus kestää noin 0 sekuntia. Kuitupuun tehdasmittauksessa yleiset kollektiivien käyttöön perustuvat paino, kehys tai nippulukuotantamenetelmät eivät sovellu pienten hankintatai pystykauppaerien työ ja luovutusmittaukseen. Pienet erät on mitattu tehtaalla soveltaen ajoneuvokuormassa tapahtuvaa pinomittausta. Suurten puumäärien mittaukseen menetelmä ei sovellu sen hitauden ja työvoimavaltaisuuden vuoksi. EnsoGutzeit Oy:ssä asetettiin tavoitteeksi puutavaran eräkohtaisen luovutusmittauksen kehittäminen Kaukopään puutavaraterminaalissa. Tätä varten tuli kehittää rationaalinen, automatisoitu mittaustapa, jolla voitaisiin pienet puutavaraerät, jopa yksittäiset puutavaraniput mitata ajoneuvokuormassa ± %:n tarkkuudella. Vision Systems Oy:n kehittämään mittausjärjestelmään perustuva kehyskuvamittausasema toteutettiin Kaukopään mittausterminaalissa vuosien 1991 199 aikana. Tämänjälkeen mittausasema otettiin puutavaranmittauslain mukaiseen koekäyttöön. Projektissa olivat mukana myös Metsäteho ja Metsäntutkimuslaitos, jotka kehittivät uuden mittausmenetelmän perusteet ja tilavuuden laskentayhtälöt asemaa varten. Projekti sai avustusta TEKESiltä. Mittausaseman molemmilla sivuilla ja katossa olevat laserit valaisevat puutavarakuorman ohuilla lasersäteillä,joiden heijastumat kuvataan videokameroilla puutavarakuorman sivuilta ja päältä. Videokameroiden kuva välittyy tietojärjestelmään, jossa analysoidaan kuvainformaatio ja lasketaan puutavaranippujen tilavuus. Mittaustulokset siirretään tehtaan tietojärjestelmään. Lasersäteet piirtävät puutavaranipun ulkokehällä (päällä ja sivuilla) olevien pölkkyjen ulospäin näkyvän puolikkaan ympärille mm:n vahvuisen säteen. Lasersäteet näkyvät videokuvassa kaarina, joiden perusteella tietojärjestelmä laskee nipun ulkovaipassa olevien pölkkyjen kehät. Videokamerat kuvaavat lasersäteen cm:n välein. Näin esimerkiksi metrin pituisesta pölkystä saadaan 60 kuvaa. Tietojärjestelmä laskee videokameroiden kuvien perusteella nipun ulkovaipassa näkyvien pölkkyjen läpimitat, pituuden ja sijainnin. Järjestelmä tunnistaa nipun sisään katoavan pölkyn, ja sitä ei käytetä esimerkiksi pölkkyjen keskipituuden laskennassa. Pölkkyjen läpimittojen, pituuksien ja sijaintitietojen perusteella lasket;:tan tilavuusyhtälöissä tarvittavat tunnukset. (Kuva 1) Kuva 1. Videokameroiden kuvainformaation perusteella tietojärjestelmä laskee nipun ulommaisten pölkkyjen läpimitat ja pituuden. Valok. Metsäteho A
Kehyskuvamittauksen jälkeen puutavaraauto siirtyy puunvastaanottoasemalle, jossa se punnitaan, rekisteröidään kuorman tunnistetiedot, nippujen puutavaralaji ja lumisuusluokka sekä arvioidaan silmävaraisesti puutavaran laatu. Mittausvirhe: MITTAUSASEMA Laitteiden toimivuusalue: Mittausjärjestelmä on sijoitettu kevytrakenteiseen halliin, joka suojaa sen sääitä ja suoralta auringonvalolta. Hallin sisäseinät on maalattu mustalla mattapintaisella maalilla häiritsevien heijastusten estämiseksi. Hallin sisääntulo on peitetty taipuisalia kumisuojalla sivuilta ja päältä. Hallin ulosajo on katettu 18 m :n matkalta, millä estetään häiritsevän valon pääsy halliin. Kenttälaitteet Tietokoneet Mittausasemassa on kuusi infrapunalaseria ja 1 mustavalkoista puolijohdekameraa, ts. kaksi laseria ja neljä kameraa yhtä puutavarakuorman kuvattavaa sivua varten. Laserit on asennettu aseman keskellä olevalle mittauslinjalle, joka on kohtisuorassa puutavaraauton kulkusuuntaan nähden. Videokamerat ovat mittauslinjan molemmilla puolilla :een kulmassa. Puutavaraauton kulkuväylän sivuille on asennettu valokennoa, joilla mitataan puutavaraauton eteneminen ja tarkka sijainti mittauksen aikana sekä ohjataan lasereiden käynnistyminen. Mittausjärjestelmän tietokoneet on asennettu erilliseen lämmitettyyn tilaan. Jokaista neljää kameraa (kuvattavaa kuorman sivua) varten on oma kuvanlukijakortilla varustettu 86mikrotietokone, jossa kuvainformaatio esikäsitellään. Mittausjäijestelmää ohjaa neljäs 86mikrotietokone. Kameroihin kytkettyjen mikrotietokoneiden esikäsittelemät mittaustiedot siirretään tälle koneelle, joka laskee tietojen perusteella puutavaranipun tilavuuden ja muut tarvittavat tunnusluvut. Mittausjärjestelmään kuuluu lisäksi käyttäjäpääte, tulostin ja 86mikrotietokone, joka valvoo lasereiden, liikennevalojenja valokennojen toimintaa. Tieto auton ajonopeudesta siirtyy kameroita ohjaavalle tietokoneelle, joka huolehtii siitä, että kamerat ottavat kuvia cm:n välein. Vision Systems Oy:n ilmoittamat kehyskuvamittausaseman tekniset tiedot: Mittausalue: Puiden pituus Puiden läpimitta Nipun suurin koko 1 0 m 0 1 000 mm, x, x 0 m (leveys x korkeus x pituus) Mittausnopeus: Täyspitkä puutavaraauto ( m) 0 sekunnissa Puutavarajunan mittaus vastaavalla nopeudella Kiintotilavuus Kehystilavuus Keskiläpimitta Keskipituus ± % ±'% ±mm ±cm...+0 oc +10... +0 oc KONTROLUJÄRJESTELMÄ Kehyskuvamittauksen tulosten oikeellisuutta seuraava ja varmistava kontrollijärjestelmä on osana puunvastaanoton tietojäijestelmää. Kontrollijäijestelmä perustuu puutavaranipun tiiviyden ja puutavarakuorman tilavuuspainon rutiinitarkistukseen sekä otannalla tehtävään kehyskuvamittauksen nippukohtaisen tarkkuuden seurantaan. Rutiinitarkistus tehdään jokaisen kuorman mittauksen yhteydessä käyttäen apuna kehyskuvamittauksen ja punnituksen perusteella laskettuja t iiviyden ja tilavuuspainon tunnuslukuja. Jokaiselle nipulle lasketaan kehyskuvamittauksen kiintotilavuuden ja kehystilavuuden suhde eli kiintotilavuusprosentti. Tiiviyden perusteella tarkistetaan yksittäisen nipun mittauksen onnistuminen. Nipun mittaustulosta pidetään hyväksyttävänä, jos sen kiintotilavuusprosentti on kehyskuvamittauksen tutkimusaineistojen perusteella määritettyjen puutavaralajeittaisten rajojen sisällä. (Taulukko 1) TAULUKKO 1 Tiiviyskontrollin kiintotilavuusprosenttien ala ja ylärajat Lyhyt mäntykuilupuu " Pitkä Lyhyt kuusikuilupuu " Pitkä Lyhyt koivukuilupuu " Pitkä Kiintotilavuusprosentti alaraja yläraja 8 8 0 0 78 78 80 80 70 70 Jos nipun kiintotilavuusprosentti ylittää tai alittaa em. rajat, mitataan koko kuorma pinomenetelmällä.
Puutavarakuormalie lasketaan tilavuuspaino jakamalla autovaa'an punnitustulos kehyskuvamittauksen kiintotilavuudella. Tilavuuspainon perusteella tarkistetaan kuorman mittauksen onnistuminen. Kuorman mittaustulosta pidetään hyväksyttävänä, jos sen tilavuuspaino on kuvassa esitettyjen puutavaralajeittaisten rajojen sisällä. Jos kuorman tilavuuspaino alittaa tai ylittää em. rajat, tarkistetaan ensin silmävaraisesti, vastaako laskettu tilavuuspaino puutavaran tuoreusastetta (esimerkiksi mitattu puutavara on erityisen kuivaa). Jos kuorman kehyskuvamittaus todetaan virheelliseksi, mitataan kuorma pinomenetelmällä. Otantatarkastuksella seurataan kehyskuvamittauksen tarkkuustasoa. Osa kuormista arvotaan tarkastusmittaukseen, jossa mitataan kuorman nippujen kehys ja kiintotilavuus. Kehystilavuus mitataan mittakepillä ja kiintotilavuus upotusmittauksella. Otantakuormia mitataan 0 60 kpl vuodessa. Kehyskuvamittausjärjestelmän säädöt tarkistetaan säännöllisesti erityisellä testinipulla ja lisäksi huollon tai korjausten yhteydessä. Tilavuuspaino, kgfm Mäntykuilupuu 1000~~ 90~~~~~~.~~~~ 809~~~~~~~~~~~~~ 800t~~~~~ 70t~~~ 700+r~r~+~~+r+~ 6 7 8 9 10 11 1 Kuukausi xkeskiarvo &Yläraja o Alaraja Tilavuuspaino, kg!m Kuusikuilupuu 1000T, 90~~~~~~~ KEHYSKUVAMITTAUKSEN TUTKIMINEN 800 r~~:=q,o.;;;~~~~~o0<=~ Kehyskuvamittauksen teknisen toteutuksen edellytyksenä on ollut laser, kamera ja tietojenkäsittelytekniikan nopea kehitys. Mittausmenetelmän perusteiden kannalta on ollut tärkeää koneellinen korjuu, jonka ansiosta kuitupuuerät ovat pinossa ja ajoneuvokuormassa läpimitan ja pituuden suhteen tasarakenteisia. Tästä johtuen puutavaranipun ulkovaipan pölkyt muodostavat edustavan näytteen nipusta ja pölkkyjen mittaustietoja voidaan käyttää nipun kiintotilavuuden estimoinnissa. 70t~~ Kehyskuvamittauksen kuutiointimenetelmän kehittämisessä lähdettiin liikkeelle perinteisestä nipun kehystilavuuteen ja kiintotilavuusprosenttiin perustuvasta ajoneuvokuorman mittauksesta. Kehyskuvamittauksella mitataan nipun kehystilavuus ja nipun ulkovaipan pölkyistä tunnukset, jotka vaikuttavat nipun tiiviyteen eli kiintotilavuusprosenttiin. Tutkimusprojekti aloitettiin syksyllä 1990 ja siinä oli neljä vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa tutkittiin mahdollisuuksia kiintotilavuuden mittauksen kehittämiseksi nipun ulkovaipan pölkkyjen mittausten perusteella. Tätä varten tarkasteltiin nipun ulkovaipan pölkkyjen edustavuutta nipun kaikkiin pölkkyihin verrattuna. Lisäksi tarkasteltiin mm. pölkkyjen järeyden ja järeysvaihtelun vaikutusta nippujen tiiviyteen. Ensimmäisen vaiheen aineistossa oli 80 nippua lyhyttä ja pitkää kuusi ja koivukuitupuuta, jotka luokiteltiin kolmeen eri järeysluokkaan. Nippujen kiintotilavuus mitattiin pölkyittäin 1 metrin pätkissä. 700+~~r~+r;++~~~ 6 7 8 Kuukausi 9 10 11 1 x...:.. Keskiarvo A Yläraja o Alaraja Tilavuuspaino, kg/m Koivukuilupuu 1000~ 90~~~~~~~~~~~~ 80t~~~~~~,~~~ 800t~~~~~ 70t700++rr~~++~r~~ 6 7 Kuukausi 8 9 10 11 xkeskiarvo A Yläraja o Alaraja Kuva. Tilavuuspainokontrollin ala ja ylärajat 1
Toisessa vaiheessa jatkettiin ulkovaipan pölkkyjen edustavuuden selvittämistä. Lisäksi tutkittiin AVM1000mittalaitteiston kehystilavuuden ja pölkyittäisen mittauksen tarkkuutta nipun ulkovaipassa ja ladonnan vaikutusta mittaustarkkuuteen. Tutkimusaineistona oli 0 nippua lyhyttä ja pitkää kuusija koivukuitupuuta, jotka mitattiin yhden metrin pätkissä pölkyit.täin ja numeroitiin. Osa nipuista ladottiin useaan kertaan ja mitattiin AVM1000mittalaitteistolla. Jokaisen mittauksen jälkeen kirjattiin nipun ulkovaipassa olevat numeroidut pölkytja mitattiin kehystilavuus mittakepillä. Kolmannessa vaiheessa laadittiin alustavat tilavuusyhtälöt laajalla puutavaralajeittaisella nippuaineistolla, joka mitattiin upotusmittauksella jaavm 1000mittalaitteistolla. Aineisto käsitti 198 nippua lyhyttä ja pitkää mänty, kuusi ja koivukuitupuuta. Kehyskuvamittauksen mittaustiedoista laskettiin 1 tunnusta, joita kokeiltiin nipun tilavuusyhtälöitä muodostettaessa. Tutkimuksen viimeisessä vaiheessa laadittiin lopulliset puutavaralajeittaiset tilavuusyhtälöt Iumettomille ja lumisille nipuille. Niput mitattiin samalla tavalla kuin kolmannessa vaiheessa. Lumiset niput varastoitiin kehyskuvamittauksen jälkeen ja upotusmitattiin lumen ja jään sulettua. Lumettomia nippuja oli yhteensä 866 kpl ja lumisia nippuja kpl. TULOKSET e Tässä katsauksessa esitellään lyhyesti tutkimuksen vaiheittaiset päätulokset ja lopulliset tilavuusyhtälöt. Yksityiskohtaiset tulokset on esitetty Metsäntutkimuslaitoksen tutkimusraporteissa,joiden kooste julkaistaan vuonna 1997. Ensimmäisen vaiheen tulokset osoittivat, että nipun ulkovaipan pölkyistä mitattujen tunnusten, kuten keskiläpimitan, läpimitan keskihajonnan, pölkkyjen määrän ja tilavuuden, perusteella voitiin ennustaa nipun tiiviys. Pölkyn keskiläpimitan havaittiin korreloivan voimakkaasti muiden tunnusten kan ssa. Ensimmäisessä vaiheessa laskettiin myös alustavat puutavaralajeittaiset tilavuusyhtälöt, joiden selittävinä tunnuksina olivat nipun kehystilavuus ja nipun tiiviyttä kuvaavat tunnukset. Ensimmäisen ja toisen vaiheen tuloksena todettiin, että koko nipun pölkkyjen mittaustunnukset voidaan luotettavasti ennustaa ulkovaipan pölkyistä tehtyjen mittausten perusteella. Nippujen ulkovaipassa olevat pölkyt olivat keskimäärin 18 % nipun pölkyistä. Ulkovaipan pölkkyjen ominaisuudet eivät merkittävästi poikenneet koko nipun pölkyistä. Mittaustuloksen toistettavuus osoittautui erittäin hyväksi. Tehdyissä toistomittauksissa kehystilavuuden, ulkovaipan pölkkyjen keskiläpimitan ja pituuden suhteellinen ero oli alle 1 %. Pölkyn läpimitta oli kuusikuitupuulla keskimäärin noin 6 mm ( %) ja koivukuitupuulla 11 mm (8 9 %) suurempi kuin tarkastusmittauksen tulos (taulukko ). Mittausjärjestelmässä havaittiin siis läpimitan systemaattinen mittausero. Pituuden keskimääräinen mittausero vaihteli puutavaralajeittain 0, %:sta +1,8 %:iin. Mittauseron keskihajonta vaihteli, %:sta, %:iin. Pituuden mittauksessa ei havaittu systemaattista mittauseroa (taulukko ). TAULUKKO AVM1000mittausjärjestelmän läpimitan mittauksen tarkkuus Läpimitta, mm Keskiarvo Keskihajonta Ero Keskiarvo, Korre Keskihajonta, % laatiokerroin /o 0 Kuusi, lyhyt 1, 0,7 +1,6,91 0,996 Kuusi, pitkä 19,0 8,7 +,0 1,87 0,9 Koivu, lyhyt 161, 8,7 +8,9,98 0,998 Koivu, pitkä 161 '1 0,9 +7,1 6,1 0,989 TAULUKKO AVM1 000 mittausjärjestelmän pituuden mittauksen tarkkuus Pituus, cm Keskiarvo Keskihajonta Ero Keskiarvo, Korrelaatiokerroin /o Keskihajonta, % 0 Kuusi, lyhyt 0,9 8,11 +1,, 0,701 Kuusi, pitkä 66,67 0,81 +1,80, 0,77 Koivu, lyhyt 00,7 9,66 +0,88,0 0,79 Koivu, pitkä 8,99,07 0,,0 0,798 Mittausjärjestelmän mukainen kehystilavuus oli keskimäärin % pienempi kuin manuaalisesti mitattu kehystilavuus. Mittausjärjestelmä otti manuaalista mittausta tarkemmin huomioon nipun kcirkeudenja leveyden vaihtelun. Kaikki mittausjärjestelmän tulokset korreloivat erittäin hyvin tarkastusmittauksen tulosten kanssa. Systemaattiset mittauserot voitiin siten ottaa huomioon puutavaralajeittaisia tilavuusyhtälöitä laskettaessa eivätkä ne vaikuttaneet yhtälöiden tarkkuuteen.
Lumisille nipuille muodostettiin yhtälöt (taulukko ),joissa on puutavaralajeittain kaksi lumisuusluokkaa: tavanomainen ja runsasluminen. Lumisuusluokka arvioidaan nipusta lumen ja jään peittävyyden ja paksuuden perusteella. Lumisten nippujen yhtälöiden tarkkuus on jonkin verran heikompi kuin lumettomien nippujen yhtälöiden tarkkuus. TILAVUUSYHTÄLÖT Tutkimuksen viimeisessä vaiheessa laadittiin lopulliset puutavaralajeittaiset tilavuusyhtälöt. Pölkkyjen keskiläpimitta pakotettiin selittäväksi tunnukseksi kaikissa yhtälöissä, eikä niihin hyväksytty tunnuksia, jotka korreloivat voimakkaasti keskiläpimitan kanssa. Puutavaralajeittaiset yhtälöt laskettiin käyttäen samoja tunnuksia. Yhtälöt olivat muotoa Erittäin lumiset pitkän koivukuitupuun niput osoittautuivat ongelmallisiksi, eikä niille voitu laatia toimivaa tilavuusmallia. Tuotannollisissa testeissä näille sovellettiin vähälumisen pitkän koivukuitupuun mallia. V= ~ X + ~ X + ~ X + ~X + ~ X + a, jossa 11 V= nipun kiintotilavuus, m X= nipun poikkileikkauspintaala, m 1 X= pölkkyjen keskipituus, m pölkkyjen keskiläpimitta, mm X= vierekkäisten pölkkyjen keskinäinen suunta poikkeama X= pölkkyjen mutkaisuusindeksi, joka on kolmes ta pisteestä {1/, 1/ ja / pölkyn pituudesta) laskettujen poikkeamien keskiarvo pölkyn päitä yhdistävästä janasta, mm a = vakiotermi ~ ~ = tunnusten regressiokertoimet. 1 nipun poikkileikkauksen ala, m pölkkyjen keskipituus, m pölkkyjen keskiläpimitta, mm pölkkyjen keskimääräinen kapeneminen, mm pölkkyjen pituuden keskihajonta, cm nipun sivupölkkyjen ulkopintojen keskimääräi6 nen etäisyys toisistaan, mm X= vaippapölkkyjen pituusakselin suuntainen kes7 kinäinen siirtymä, mm X= vierekkäisten pölkkyjen keskinäinen suunta8 poikkeama 1 X= Yhtälöiden virheen keskihajonta on noin % (taulukko ). TAULUKKO a = vakiotermi Puutavaralajeittaiset lumetlomien nippujen tilavuusyhtälöt ja niiden tarkkuus X, x x x. X~ Mänty, lyhyt,06 1,960 0,007 0,00 0,0 6,0 96 0,01,96 Mänty, pitkä,86,107 0,00 0,001 0,00 1,89 8 0,01, Kuusi, lyhyt,1 0,787 0,00 0,009 0,016,67 97 0,0,6 Kuusi, pitkä,806,816 0,01 0,00 0,06 1,7 87 0,01,0 9,876 9 0,0,9 10,87 8 0,1,77 Koivu, lyhyt Koivu, pitkä 1,78,091 0,010 0,00 0,01,018 1,7 0,018 0,00 0,00 Selitysaste, % X, x x x. X~ xfi x7 XR a Mänty, lyhyt lu 1 1,8 1,1 0,00 Mänty, lyhyt lu 1,7 1,80 0,018 0,070,97 0,111 Koivu, lyhyt lu 1 1,69 1,00 0,01 Koivu, lyhyt lu 1,67 0, 0,016 0,0 0,0 Mänty, pitkä lu 1,6,1 0,00 Mänty, pitkä lu,616,909 0,06 0,179 0,19, 1,99 0,01 0,08 Koivu, pitkä lu 1 Koivu, pitkä lu 6 Keskim. virhe,% Virheen keskihajonta, % Mänty ja koivukuilupuun Iumisten nippujen tilavuusyhtälöt ja niiden tarkkuus TAULUKKO a Virheen keskihajonta, % 8 0,000,98,66 8 0,008,,7 7 0,000,178 1,77 88 0,00,19 19,1 81 0,01,9 0,08 0,006 0,06 18,7 90 0,010,67 0,00,67 70 0,00,08 0,00 Selitys Keskim. virhe, aste, % %
KEHYSKUVAMITTAUKSEN TUOTANNOLLINEN TESTAUS Kehyskuvamittauksen tuotannollinen testaus aloitettiin syyskuussa 199. Tehtaalle saapuvia puutavaraeriä ajettiin ensin mittausaseman läpi j a tämän jälkeen tavanomaiseen painootantamittaukseen. Vertailussa käytetyt tilavuuspainokertoimet laskettiin niillä otantanipuilla, jotka oli mitattu myös kehyskuvamittauksella. Mittausmenetelmillä saatuja puutavaralajeittaisia kokonaistilavuuksia verrattiin ensin 1.9. 1.11.199 aikana (taulukko 6). Kuusikuitupuuta saapui tehtaalle tänä aikana vain vähäinen määrä, joten tältä osin vertailua ei voitu tehdä. TAULUKKO 6 Kehyskuvamittauksen ja painootantamittauksen vertailu 1.9. 1.11.199 oli suurempi kuin edellisessä vertailussa. Tämäjohtui ilmeisesti siitä, että lyhyen kuitupuun erissä oli enemmän runsaslumisia nippuja kuin pitkän kuitupuun erissä. Tilavuuserot eri lumisuusluokkien välillä olivat melko pienet. Kuusikuitupuun mittausmäärä oli niin pieni, että vertailu painootantamittaukseen ei antanut luotettavaa tulosta. Tuloksia tarkasteltaessa tulee muistaa upotusmittauksessa talviolosuhteissa mahdollisesti syntyvät virheet. Osa lumesta sulaa upotuksen aikana, mutta jää ei poistu pölkkyjen pinnalta. Tällöin painootantamittaus antaa liian suuren tilavuuden. Talviolosuhteissa pölkyittäinen mittaus olisi luotettavampi tilavuusyhtälöiden tarkkuuden tarkastusmenetelmä. Kehyskuvamittauksen tarkkuutta on seurattu säännöllisesti kuormakohtaisella otantatarkastuksella. Viimeisimmissä otantatarkastuksissa 7..199.1.1996 tarkastusmitattiin 18 kuormaa, joissa kehystilavuuden mittausero oli keskimäärin + 1, % ja kuormakohtaisten erojen keskihajonta,6 %. Kiintotilavuuden ero oli keskimäärin 0,06 % ja keskihajonta,7 %. Kuormien tilavuuserot vaihtelivat 6,8 %:sta 6, %:iin. Nippu ja m Ero, % Lyhyt mäntykuilupuu Pitkä mäntykuilupuu 1 1 08,7 6 1,69 +1,8 +,88 66 8 0, +,61 Lyhyt koivukuilupuu Pitkä koivukuilupuu 8 7 11,6 7 61, +1,07 0, 98 11 7,89 0,01 PÄÄTELMÄT 1 611 0 9,1 +1,09 Projektissa kehitettiin uusi puutavaran mittausmenetelmä, kehyskuvamittaus. Menetelmän kokeilusta työ ja luovutusmittauksessa solmittiin koekäyttösopimus syyskuussa 199. Kolmen vuoden koekäytönjälkeen maa ja metsätalousministeriö vahvistanee virallisesti menetelmän. Tähän mennessä EnsoGutzeit Oy:n Kaukopään mittausterminaalin lisäksi on Oy MetsäRauma Ab:n puunvastaanottoon valmistunut kehyskuvamittausasema (AVM100mittausjärjestelmä). Kaikki yhteensä Mittausmenetelmien vertailua jatkettiin 1.. 1..199 välisenä aikana, kun oli otettu käyttöön Iumisten nippujen tilavuusyhtälöt (taulukko 7). Tässä vertailussa lyhyen mänty ja koivukuitupuun kehyskuvamittauksen tulos oli keskimäärin noin % pienempi kuin painootantamittauksen tulos. Ero TAULUKKO? Kehyskuvamittauksen ja painootantamittauksen vertailu 1.. 1..199 Ei lunta Puutavara Vähän lunta m ero, % Runsaasti lunta m ero, % m ero, % laji m ero, % Mänty, lyhyt Mänty, pitkä 1 11 01 1 06 1, 1,77 1,7 6 697 9 01 897,8,11 0,6 8 10 98 1 6 6,1,67,66 1 660 1 60 690,0 1,0 0,17 Koivu, lyhyt Koivu, pitkä 886 77 6 16,7 0, 0,0 0 8 11 76 6,0,7,6 1 810 69 0,0,9,09 77 16 9 0,9 1,91,70 Kuusi, lyhyt Kuusi, pitkä 10 7 19,6,1 16,10 1 8 1 89 0,09 7,1,0 861 1 16,08 10,87,6 67 1 008 66,66 7,8 0,1 7
AVM1000mittausasema toimi tutkimusaikana kuormien toistomittausten perusteella luotettavasti. Puutavaralajeittaisten tilavuusyhtälöiden laskennalliselle tarkkuudelle asetettu tavoite saavutettiin. Tilavuusyhtälöiden testaus kehyskuvamittausta ja painootantamittausta vertaamalla osoittautui ongelmalliseksi talviaikana, jolloin puutavarakuormissa oli lunta ja jäätä. Kesäaikana tehdyissä testeissä olivat mittausmenetelmien väliset erot pieniä. Kehyskuvamittaus soveltuu melko suurten investointikustannusten vuoksi etupäässä suurten puunvastaanottoasemien mittausjä:rjestelmäksi. Nippujen kehystilavuuden mittaava AVM100mittausjärjes telmä on valmistajan ilmoituksen mukaan kokonaiskustannuksiltaan noin milj. mk ja kiintotilavuuden mittaavaavm1000mittausjärjestelmä noin, milj. mk. Kehyskuvamittauksella voidaan eräkohtainen työ ja luovutusmittaus siirtää tehtaalla suoritettavaksi. Tällöin on saavutettavissa kustannussäästöjäja lisähyötyjä metsäpään mittauskustannuksien vähenemisen ja puun määrän ja laadun tarkemman kontrollin kautta. Asiasanat: puutavaran mittaus, tehdasmittaus, kehyskuvamittaus Metsäteho Review /1996 AVM1000 FRAME IMAGE MEASUREMENT STATION An AVM1000 measurement station and the associated frame image method were implemented at EnsoGutzeit Oy's wood terminai in Kaukopää. The measurement system relies on laser and image processing technology. The volume of bundles of roundwood is computed automatically on the basis of what is referred to as "frame volume" and by measuring the bolts of wood on the surface of each bundle. The measurement station is used to measure small lots of roundwood transported by trucks to determine their volume to facilitate the payment of wages and the price to be paid for the timber purchased. The mean deviation of the bundlespecific volume error of the volume equations formulated by timber assortment and degree of snow was ca. %. This bundlespecific accuracy satisfies the ± % accuracy requirement of the measurement of a timber lot because even smalllots oftimber generally comprise a few bundles at least. The method is currently under trial usein compliance with the Timber Measurement Act. The investment required with the AVM1000 measurement system amounts to ca. FIM. million, and thus it is appropriate for lotspecific measurement of large amounts of timber received. Key words: Metsäteho Oy PL 19 0011 Helsinki Käyntiosoite Unioninkatu 17 ISSN 1 8X Helsinki 1996 Painovalmiste Ky timber measurement, measurement at the mill, frame image measurement Telefax (90) 1 tai 69 0 Puhelin (90) 1 1