Head-Mounted Displays for Harvester Operators – A Pilot Study

• Main Authors: Nordlie, Anders, Till, Staffan
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2015
• Subjects: Operator; harvester; bucking data; head-mounted display; and augmented reality; Operatör; skördare; apteringsdata; augmented reality och head-mounted display
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-176265

Harvester operators are handling large amounts of information while processing trees. Primarily by looking at the close environment, the trees, and the harvesting head, but also through the bucking display placed in front of the operator. Head-mounted displays have been under development since the 1960s but have yet to find any major applications where they excel outside military aircrafts despite numerous tries. This master thesis aims at evaluating the usability for head-mounted displays (HMDs) and augmented reality (AR) technology within forestry, by answering the research question: Are HMDs suited for displaying information in harvesters? What information is suitable to display in HMDs and how should it be displayed for best effect? A literature review about the current state of the art of HMDs and AR has been compiled which can be read independently. Qualitative user studies have been performed to map the current interactions of harvester operators by observation and interviews in the field. Interviews have been made with subject matter experts in relating fields. The insights gathered from the user studies led to three interface designs for bucking which were designed, prototyped and tested for usability in a harvester simulator. Ideas for other more immersive uses of the HMD were also designed. For bucking is assortment and species the most important information for the operators, contrary to how it is displayed today, where diameter and fed length is presented as the most significant information. Near machine navigation is a problem area which may be solved with AR. Operators participating in the test were positive towards the technology after testing. Our conclusion is that HMDs shows enough promise and performance to be evaluated further by tests in the field. Weight, brightness, and a non-occluding design are the most important properties for an HMD for harvesters. === Skördaroperatörer hanterar stora mängder information vid fällning och aptering. Främst genom att titta på omgivningen, träden och aggregatet men också via apteringsskärmen framför sig. Head-mounted Displays (HMDs) har varit under utveckling sedan 1960 talet men har hittat få tillämpningar utanför det militära flyget trots många studier. Detta examensarbete försöker utreda om HMDs och augmented reality (AR) är lämpliga tekniker för det mekaniserade skogsbruket genom att svara på frågorna: Är HMDs lämpliga för att visa information för skördaroperatörer? Vilken information skall då visas och hur ska den visas på bästa sätt? En litteraturstudie om HMDs och AR har genomförts och kan läsas fristående. Kvalitativa användarstudier har genomförts för att kartlägga skördaroperatörers arbete genom observationer och intervjuer. Intervjuer har även gjorts med experter inom närliggande områden. Från studierna har tre gränssnitt utvecklats och testats i en skördarsimulator. Idéer för AR gränssnitt har även de utformats. För aptering är sortiment och trädslag den viktigaste informationen att visas, i motsats till dagens gränssnitt där diameter och utmatad längd visas tydligast. Navigation i närheten av skördaren är ett problemområde som skulle kunna lösas med hjälp av AR. Operatörer i användartester har varit positiva till tekniken. Vår slutsats är att HMDs är tillräckligt lovande för fortsatta tester i fält för skördaroperatörer. Vikt, ljusstyrka och en design som inte skymmer sikten är de viktigaste faktorerna för en HMD för skördarbruk.