DE102010000481A1

DE102010000481A1 - Verfahren zur Bestimmung der Position oder Lage von Anlagekomponenten in Bergbau-Gewinnungsanlagen und Gewinnungsanlage

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Publication number: DE102010000481A1
Application number: DE201010000481
Authority: DE
Inventors: Marco 45468 Ahler; Sascha 46284 Stelter; Andreas 44145 Westphalen; Stefan 44532 Hengstler; Simon 30457 Pauli; Dennis 44534 Dehmel; Detlef 44534 Hahn
Original assignee: Bucyrus Europe GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2011-08-25
Also published as: UA109433C2; RU2012139965A; ZA201206947B; PL2536918T3; EP2536918B1; EP2536918A2; US8998343B2; RU2538007C2; CN102753785A; AU2011216901A1; AU2011216901B2; WO2011101812A3; US20120319453A1; WO2011101812A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Position und/oder Lage von Anlagekomponenten einer Bergbau-Gewinnungsanlage, die zumindest einen Strebförderer (8), einen Schildausbau (1) mit mehreren Schildausbaugestellen (2) sowie eine entlang des Strebförderers (8) bewegbare Gewinnungsmaschine (6) umfasst, wobei mit einem zumindest eine Detektionseinheit (25) umfassenden Auswertesystem die Position und/oder Lage wenigstens einer Anlagekomponente bestimmt wird. Um auch bei einem dynamischen Prozess des Mineralienabbaus die Lage und/oder Position wenigstens einer Anlagekomponente bestimmen zu können, umfasst die zumindest eine Detektionseinheit (25) einen Bildsensor, mit dem wenigstens vier einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisende, im optischen Wellenlängenbereich erfassbare Objektpunkte (21) wenigstens eines einer der Anlagekomponenten zugeordneten Messobjektes (20) detektiert werden. Mit dem Auswertesystem kann aus der mit dem Bildsensor detektierten Projektion der Objektpunkte die Position und/oder Lage der Anlagekomponente bestimmt werden. (1)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position und/oder Lage von Anlagekomponenten einer Bergbau-Gewinnungsanlage, insbesondere einer Kohlengewinnungsanlage, die als Anlagekomponenten zumindest einen Strebförderer für den Abtransport hereingewonnenen Materials, einen Schildausbau mit mehreren Schildausbausgestellen zum Offenhalten eines Strebs, Rückeinrichtungen zum Bewegen des Strebförderers und des Schildausbaus im laufenden Betrieb und eine entlang des Strebförderers bewegbare Gewinnungsmaschine aufweist, wobei mit einem zumindest eine Detektionseinheit umfassenden Auswertesystem die Position und/oder Lage wenigstens einer Anlagekomponente bestimmt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Gewinnungsanlage für den Bergbau, insbesondere eine Kohlengewinnungsanlage, mit einem Strebförderer für den Abtransport hereingewonnenen Materials, mit einem Schildausbau mit mehreren Schildausbausgestellen zum Offenhalten eines Strebs, mit Rückeinrichtungen zum Bewegen des Strebförderers und des Schildausbaus im laufenden Betrieb, sowie mit einer Gewinnungsmaschine als Anlagekomponenten der Gewinnungsanlage, wobei ein zumindest eine Detektionseinheit umfassendes Auswertesystem zur Positions- und Lagebestimmung wenigstens einer Anlagekomponente der Gewinnungsanlage vorgesehen ist.
Moderne Bergwerke zum untertägigen Abbau (Gewinnung) von Mineralien in Streben verlagern mehr und mehr Arbeiten nach Übertage. Hierzu zählen vor allem die Überwachung und auch die Steuerung des Gewinnungsprozesses. Um eine Visualisierung des Gewinnungsprozess mit der Gewinnungsanlage von Übertage zu ermöglichen und um den Gewinnungsprozess zu optimieren, ist die möglichst exakte Kenntnis der jeweiligen aktuellen Position von möglichst vielen Anlagekomponenten wie insbesondere des Strebförderers mit einer ggf. angebauten Maschinenführung für eine Gewinnungsmaschine, der Gewinnungsmaschine selbst und ggf. auch der Ausbaugestelle eines Schildausbaus, mit dem der Streb bzw. der untertägige Abbauraum offengehalten wird und ein Rücken der Anlagekomponenten der Gewinnungsanlage in Gewinnungs- oder Abbaurichtung möglich wird, nötig. Da sich durch den dynamischen Prozess z. B. bei der Gewinnung von Kohle die Position und Lage sowohl der maschinentechnischen Gewinnungs- und Förderersysteme im Streb als auch die der in den Strecken positionierten Anlagekomponenten verändern, wird seit langem nach einer effektiven Lösung zur Messung und Bestimmung der Lage möglichst all dieser Anlagekomponenten im dreidimensionalen Raum (3D-Raum) und/oder zur Messung und Bestimmung der Lage dieser Anlagekomponenten relativ zueinander gesucht.
Aus der EP 1 276 969 ist bekannt, ein Messsystem mit Trägheitsnavigationssystem mit der Gewinnungsmaschine mitzubewegen, um im zweidimensionalen Raum eine Positionsbestimmung der Schienenführung des Strebförderers sowie der hieran geführten Gewinnungsmaschine zu erreichen. Aus den mit dem Trägheitssystem aufgezeichneten Positionsdaten wiederum sollen Ansteuersignale für Rückeinrichtungen abgeleitet werden, um eine Steuerung der Gewinnungsanlage bzw. der Führungsmittel im 3D-Raum zu erreichen. Mit dem Trägheitsnavigationssystem werden Lageänderungen bezogen auf einen Ausgangs- oder Startpunkt ermittelt, wobei jedenfalls dann, wenn ein Ausgangspunkt marktscheiderisch bekannt ist, aus den mit dem Trägheitsnavigationssystem ermittelten Relativbewegungen auch Absolutkoordinaten im 3D-Raum rechnerisch bestimmt werden können. Die vom Trägheitsnavigationssystem bereitgestellten Messdaten sind an die Bewegung der Gewinnungsmaschine gekoppelt.
Für ein Schildausbaugestell ist es seit langem bekannt, am Schildausbaugestell wie z. B. an dessen Schildkappen, Bruchschild, Lenker oder Kufe Neigungsdetektoren anzubringen, mit denen die Relativlage zueinander der Schildkomponenten oder auch die Absolutlage der Schildkomponenten bestimmt wird. In der DE 10 2007 035 848 B4 wird als Neigungssensor ein mehrdimensionaler Detektor mit Beschleunigungssensoren vorgeschlagen, um zusammen mit einem Schreitwegsensor die Raum-Zeitkoordinaten des Schildausbausgestells relativ zum Strebförderer zu detektieren und die Automatisation des Abbaus eines Kohlestrebs zu verbessern.
Für die geodätische Vermessung sind Verfahren und Vorrichtung zur optischen Distanzmessung bekannt (vgl. DE 198 40 049 ). Für die Landvermessung wird häufig ein Triangulationsverfahren eingesetzt, bei dem Sensoren zum Einsatz kommen, die auch als Triangulationssensoren oder Reflexionslichttaster bezeichnet werden. Ein Lichtsender sendet Licht aus, das nach Reflexion an einem Objekt mittels einer Optik einem ortsauflösenden, meist optoelektronischen Bildsensor zugeführt wird, um aus der bekannten Geometrie des Sensors Rückschlüsse auf die Objektentfernung zu ziehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Auswertesystem für Gewinnungsanlagen zu schaffen, mit denen auch bei einem dynamischen Prozess des Mineralienabbaus, bei dem sich die Absolutlage und Relativlage der maschinentechnischen Anlagekomponenten durch den Abbaufortschritt und/oder durch Verschleiß ändern, die Lage und/oder Position wenigstens einer Anlagekomponente oder die Position und Lage spezifischer Maschinenteile der Anlagekomponenten bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung beim Verfahren dadurch gelöst, dass zumindest eine Detektionseinheit einen Bildsensor umfasst, mit dem wenigstens vier einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisende, im optischen Wellenlängenbereich erfassbare Objektpunkte wenigstens eines einer der Anlagekomponenten zugeordneten Messobjektes detektiert wird, wobei mit dem Auswertesystem aus der mit dem Bildsensor detektierten Projektion der Objektpunkte die Position und/oder Lage der Anlagekomponente oder zumindest eines spezifischen Maschinenteils dieser Anlagekomponente, dem das Messobjekt zugeordnet ist, bestimmt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgenutzt, dass bei einem Messobjekt, welches wenigstens vier markante und einen vorgegebenen bzw. vorbekannten festen Abstand voneinander aufweisende Objektpunkte aufweist und z. B. an einer Anlagekomponente bzw. einem spezifischen Maschinenteil einer dieser Anlagekomponenten, wie z. B. der Bracke eines Strebförderers, der Schildkappe eines Schildes oder dem Maschinenrahmen einer Gewinnungsmaschine, angebracht ist, aus der Projektion der Objektpunkte des Messobjektes in wenigstens einer mit dem Bildsensor erfassbaren zweidimensionalen Bildebene die Lage, d. h. die Verkippung, und/oder die Position, d. h. der Abstand, der Anlagekomponente im dreidimensionalen Raum zumindest relativ zum Bildsensor bzw. zur Detektionseinheit rekonstruiert werden kann. Zur Rekonstruktion der Raumlage aus der Projektion der Objektpunkte können z. B. numerische Lösungsmethoden herangezogen werden.
Das Hauptanwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet die Bestimmung von Lage und Position des Strebförderers bzw. der Gewinnungsmaschine relativ zum Schildausbau entlang des Strebs. Da der Strebförderer normalerweise die Führungen bzw. Führungsschienen für die Gewinnungsmaschine aufweist, reicht ggf. eine Information über Lage und Position einer dieser beiden Anlagekomponenten aus. Mit dieser Information kann z. B. eine Kollision einer im Streb verfahrbaren Gewinnungsmaschine, wie z. B. eines Walzenladers mit relativ großen Schneidwalzen, mit der Schildkappe eines Schildausbaugestells vermieden werden. Hierzu kann das Verfahren in unterschiedlichen erfindungsgemäßen Alternativen ausgeführt oder variiert werden.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung können mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten die Objektpunkte von wenigstens einem oder genau einem mit der Gewinnungsmaschine mitbewegten Messobjekt detektiert werden. Bei dieser ersten Verfahrensvariante wird zumindest ein Messobjekt mit wenigstens vier Objektpunkten mit der Gewinnungsmaschine mitbewegt, während an mehreren entlang des Schildausbaus beabstandet voneinander angeordneten Schildausbaugestellen jeweils wenigstens eine Detektionseinheit mit Bildsensor angeordnet ist, um mit diesem Bildsensor während der Vorbeifahrt der Gewinnungsmaschine das Messobjekt bzw. die Objektpunkte des Messobjektes zu detektieren. Das Messobjekt kann, wie weiter unten noch erläutert wird, z. B. von vier aktiven Strahlungsquellen wie Leuchtdioden LED's gebildet werden, aber auch aus markanten Punkten an der Gewinnungsmaschine bestehen. Je mehr Schildausbaugestelle mit einer Detektionseinheit versehen werden, desto genauer kann der Strebverlauf relativ zum Schildausbau detektiert und ermittelt werden. Die Detektionseinheiten können in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen angeordnet sein und es kann ein Messobjekt mit den wenigstens vier Objektpunkten mittels einer Detektionseinheit, aber auch mittels mehrerer Detektionseinheiten optisch erfasst werden. Es wäre auch möglich, mehrere Messobjekte mit der Gewinnungsmaschine mitzubewegen, um während der Vor beifahrt z. B. mittels mehrerer am jeweiligen Schildausbaugestell angeordneter Detektionseinheiten simultan zwei oder mehr Auswertepaare zu erfassen, über die dann Position oder Lage des Strebförderers bzw. der Gewinnungsmaschine relativ zum Schildausbau bestimmt werden. Eine mögliche Verfahrensvariante könnte hierbei vorsehen, dass das Messobjekt von einem Display einer an der Gewinnungsmaschine angeordneten Anzeigeeinrichtung oder Steuereinrichtung gebildet wird. Das Display einer solchen Anzeigeeinrichtung bildet meist eine rechteckförmige Fläche, die sich kontrastreich von der Wandung der Gewinnungsmaschine und von anderen Maschinenteilen der einzelnen Anlagekomponente, abhebt. Das gesamte Display würde mithin ein Lichtfeld bilden oder aber z. B. in den Ecken des Displays wird ein besonders heller Lichtpunkt vorgesehen, der jeweils einen der mit dem Bildsensor abzutastenden Objektpunkte bildet. Sofern mehrere Anzeigeeinrichtungen oder Steuereinrichtungen mit mehreren Displays an der Gewinnungsmaschine vorhanden sind, könnten diese, entweder mit derselben Detektionseinheit oder aber mit unterschiedlichen Detektionseinheiten, abgetastet werden. Bei einem z. B. rechteckförmigen Display würde der Bildsensor je nach Abstand und Verkippung der Gewinnungsmaschine eine Projektion dieser rechteckförmigen Messobjekt-Fläche erfassen und aus der Größe der Projektion kann der Abstand, d. h. die Position des Displays und damit der Gewinnungsmaschine relativ zur Detektionseinheit und auch der Grad der Verkippung, d. h. die Lage, des Messobjektes erfasst werden.
Eine andere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten die Objektpunkte von wenigstens einem oder genau einem unabhängig von der Gewinnungsmaschine entlang des Strebförderers bewegten Messobjekt detektiert werden. Ein solches, unabhängig von der Gewinnungsmaschine bewegtes Messobjekt kann z. B. mit dem Strebförderer mitbewegt werden oder aber auch aus einem separat von der Gewinnungsmaschine hin und her bewegten Messobjekt bestehen. Es versteht sich, dass die Verfahrensvarianten auch kombiniert werden könnten, wobei ggf. auch dieselbe Detektionseinheit jeweils zum Erfassen eines Messobjektes an der Gewinnungsmaschine als auch zum Erfassen eines unabhängig von der Gewinnungsmaschine bewegten Messobjektes verwendet werden kann.
Eine andere Verfahrensvariante kann darin bestehen, mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten die Objektpunkte von stationär entlang des Strebförderers verteilt angeordneten Messobjekten zu detektieren. Für diese Variante kann z. B. jedes Schildausbaugestell des Schildausbaus oder aber auch nur eine im Prinzip beliebige Anzahl von Schildausbaugestellen mit einer oder mehreren Detektionseinheiten versehen sein, die wiederum die Objektpunkte eines oder mehrerer Messobjekte detektieren, die z. B. jeweils am zugehörigen Rinnenschuss des Strebförderers angebracht sind.
Alternativ oder zusätzlich können mit wenigstens einer oder mit genau einer mit der Gewinnungsmaschine mitbewegten Detektionseinheit die Objektpunkte von mehreren entlang des Schildausbaus verteilt angeordneten, stationären Messobjekten detektiert werden. Bei dieser Verfahrensvariante wird mithin die Detektionseinheit mit der Gewinnungsmaschine mitbewegt, während stationäre, am Schildausbau verteilt angeordnete Messobjekte mit der bewegten Detektionseinheit abgetastet werden. Auch hier hängt es nur von der gewollten Auflösung und Genauigkeit ab, ob jedes Schildausbaugestell des Schildausbaus oder nur einzelne Schildausbaugestelle des Schildausbaus mit wenigstens einem Messobjekt versehen werden. Bei dieser Verfahrensführung könnte z. B. auch das Display der Ausbau-Steuereinrichtung jedes Schildausbaugestells das Messobjekt bilden, welches dann mit der zusammen mit der Gewinnungsmaschine vorbeifahrenden Detektionseinheit erfasst wird, um die Relativlage zwischen Schildausbaugestell bzw. Schildausbau einerseits und Gewinnungsmaschine andererseits zu ermitteln. Anstatt die Detektionseinheit mit der Gewinnungsmaschine mitzubewegen, könnte sie auch unabhängig von der Gewinnungsmaschine bewegt werden.
Ferner könnten auch mit mehreren, entlang des Strebförderers stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten die Objektpunkte von mehreren entlang des Schildausbaus verteilt angeordneten stationären Messobjekten detektiert werden. Auch bei dieser Verfahrensvariante könnte das stationäre Messobjekt z. B. von dem Display einer Ausbau-Steuereinrichtung jedes Schildausbaugestells, aber auch vom optischen Signal von Leuchtdioden, die z. B. als Eckpunkte eines Rechteckes an einem spezifischen Maschinenteil angebracht sind, erzeugt werden. Die Objektpunkte des Messobjektes können von Leuchtdioden gebildet werden, die z. B. im sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlen. Die Objektpunkte können von einem Display gebildet werden oder aber auch von anderen Strahlungsquellen oder LED, wie z. B. im UV-Wellenlängenbereich oder IR-Wellenlängenbereich abstrahlenden LED, solange die Objektpunkte mit einem optischen Bildsensor wie z. B. einem zweidimensionalen Matrix-Sensor oder Zeilensensor abtastbar sind.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Gewinnungsanlage dadurch gelöst, dass die zumindest eine Detektionseinheit einen Bildsensor umfasst, und dass wenigstens einer der Anlagekomponenten bzw. einem spezifischen Maschinenteil einer der Anlagekomponenten ein Messobjekt zugeordnet ist, das wenigstens vier einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisende, mit dem Bildsensor im optischen Wellenlängenbereich detektierbare Objektpunkte aufweist. An einer gattungsgemäßen Gewinnungsanlage werden mithin zumindest eine Detektionseinheit mit Bildsensor angeordnet, mit dem im optischen Wellenlängenbereich detektierbare Objektpunkte wie z. B. LED-Strahlungsquellen oder aber ein Display o. dgl. einer anderen Anlagekomponente erfassbar sind.
Das Auswertesystem sollte vorzugsweise eine Bildbearbeitungssoftware umfassen, mit der aus der mit dem Bildsensor detektierten Projektion der Objektpunkte die Position oder Lage der Anlagekomponenten bestimmbar ist.
Um die Anzahl der notwendigen Detektionseinheiten zu minimieren, kann bei einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer Gewinnungsanlage vorgesehen sein, dass die Detektionseinheiten bzw. der Bildsensor schwenkbar sind oder geschwenkt werden, oder dass eine dem Bildsensor der Detektionseinheiten jeweils zugeordnete Optik schwenkbar ist oder geschwenkt wird. Eine schwenkbare Detektionseinheit bzw. eine schwenkbare Optik kann dazu dienen, mit einer Detektionseinheit entweder mehrere stationäre Messobjekte abzutasten oder aber, insbesondere bei einem bewegten Messobjekt, mit derselben Detektionseinheit das Messobjekt an unterschiedlichen Positionen während der Vorbeifahrt der Gewinnungsmaschine abzutasten. Sofern stationäre Messobjekte z. B. jeweils an demjenigen Rinnenschuss des Strebförderers angeordnet sind, welches über einen Rückbalken mit dem zugehörigen Schildausbaugestell verbunden ist, könnten mit einer schwenkbaren Detektionseinheit auch Messobjekte abgetastet werden, die an benachbarten Rinnenschüssen angeordnet sind. Sofern die schwenkbare Detektionseinheit strebseitig, mithin z. B. am Strebförderer angeordnet ist, können mit einer Detektionseinheit Messobjekte an mehreren Schildausbaugestellen abgetastet werden. Die Schwenkbarkeit der Detektionseinheit oder der zugehörigen Optik könnte auch dazu verwendet werden, mehrere Messobjekte an einer Anlagenkomponente anzuordnen, die mittels einer einzigen Detektionseinheit nacheinander abgetastet werden.
Die Objektpunkte des Messobjektes bestehen vorzugsweise aus im optischen Wellenlängenbereich emittierenden und im vorgegebenen Abstand voneinander positionierten Strahlungsquellen, insbesondere LED's. Um den späteren Rechenaufwand zu minimieren, ist besonders vorteilhaft, wenn die LED's einen festen Abstand zueinander aufweisen und z. B. ein Messfeld mit einfacher geometrischer Form wie z. B. einem Rechteck aufspannen. Je größer hierbei der Abstand der einzelnen Messobjekte voneinander gewählt wird, desto besser kann die räumliche Auflösung des Auswertesystems gestaltet werden. Um einen festen Abstand zwischen den einzelnen Objektpunkten eines Messobjektes zu gewährleisten, ist insbesondere vorteilhaft, wenn alle Objektpunkte eines Messobjektes an demselben Maschinenteil einer der Anlagekomponenten verteilt angeordnet sind. Aufgrund der großen, zur Verfügung stehenden Fläche könnte es sich bei einem solchen spezifischen Maschinenteil insbesondere um die Bracke eines Rinnenschusses des Strebförderers, um die Gehäusewandung eines Walzenladers oder um die Kappe oder das Bruchschild eines Schildausbaugestells handeln.
Um die Genauigkeit des Systems zu erhöhen, können an einem Schildausbaugestell des Schildausbaus oder an einem Rinnenschuss des Strebförderers jeweils mehrere Detektionseinheiten an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein, wobei dann gemäß einer Variante wenigstens zwei dieser Detektionseinheiten zur Detektion desselben Messobjektes bestimmt sind. Alternativ könnten an einem Schildausbaugestell des Schildausbaus oder an einem Rinnenschuss des Strebförderers jeweils mehrere Messobjekte oder mehrere Detektionseinheiten an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein, von denen jeweils ein Messobjekt und eine Detektionseinheit ein Auswertepaar bilden. Bei dieser Variante kann insbesondere mit nicht beweglichen Detektionseinheiten gearbeitet werden. Falls mit einer Detektionseinheit mehrere Messobjekte abgetastet werden sollen, bietet sich insbesondere eine schwenkbare Detektionseinheit bzw. eine Detektionseinheit mit schwenkbarer Optik an.
Mittels der Auswerteeinrichtung werden aus den mit den Bildsensoren detektierten Projektionen der Objektpunkte in Iterationsschritten die Lagekoordinaten und/oder die Positionskoordinaten einer der Anlagekomponenten bzw. eines spezifischen Maschinenteils der Anlagekomponenten ermittelt. Vorzugsweise werden hierbei die Lagekoordinaten oder Positionskoordinaten des Strebförderers ermittelt, insbesondere errechnet.
Weiter vorzugsweise kann wenigstens einer Anlagekomponente, vorzugsweise dem Strebförderer oder den Ausbaugestellen, wenigstens ein Neigungsdetektor zugeordnet sein, um nicht nur die Relativlage z. B. des Strebförderers relativ zum Schildausbau zu detektieren, sondern auch die Absolutlage zu ermitteln. Über die Signale des Neigungsdetektors könnte auch das optische Auswertesystem entlastet und z. B. nur zur Positionsbestimmung herangezogen werden, wenn der Neigungsdetektor zugleich der jeweiligen Anlagekomponente wie dem Strebförderer zugeordnet ist. Besonders geeignet hierfür sind zwei- oder dreidimensionale Neigungsdetektoren, die einen Beschleunigungssensoren für die jeweilige Dimension aufweisen, wobei entsprechende Neigungsdetektoren mit Beschleunigungssensoren mittlerweile in zahlreichen technischen Bereichen einschließlich dem untertägigen Bergbau bekannt sind.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des Verfahrens und von erfindungsgemäß Gewinnungsanlagen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Erläuterung von in der Zeichnung stark schematisch vereinfacht skizzierten Ausführungsbeispielen für das Messprinzip sowie für Gewinnungsanlagen für die Mineraliengewinnung. In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch anhand eines ersten Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Gewinnungsanlage mit erfindungsgemäßem Auswertesystem;
2 anhand eines Modells das der Erfindung zugrundeliegende Messprinzip;
3 eine Gewinnungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsvariante;
4 eine Gewinnungsanlage gemäß einer dritten Ausführungsvariante;
5 eine Gewinnungsanlage gemäß einer vierten Ausführungsvariante;
6 eine Gewinnungsanlage gemäß einer fünften Ausführungsvariante;
7 eine Gewinnungsanlage gemäß einer sechsten Ausführungsvariante; und
8 eine Gewinnungsanlage gemäß einer siebten Ausführungsvariante.
In 1 ist mit Bezugszeichen 10 schematisch äußerst stark vereinfacht eine erfindungsgemäße Gewinnungsanlage gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. Die Gewinnungsanlage 10 umfasst in an sich bekannter Weise einen Schildausbau 1 mit einer Vielzahl in einem untertägigen Streb nebeneinander angeordneter Ausbaugestelle 2, wobei in den Figuren nur ein einziges Schildausbaugestell 2 des Schildausbaus 1 dargestellt ist. Das Schildausbaugestell 2 weist in an sich bekannter. Weise eine Liegendkufe 3, ein Bruchschild 4 und eine Schildkappe 5 auf, die ggf. frontseitig mit einer abklappbaren Vorderkappe versehen sein kann. Schildkappe 5 und Bruchschild 4 sind in an sich bekannter Weise relativ zur Liegendkufe 3 bewegbar und mit dem Schildausbau 1 wird der Streb derart offen gehalten, dass im Streb eine hier von einem Walzenlader gebildete Gewinnungsmaschine 6 hin und her bewegt werden kann, um an einer Abbaufront Mineralien wie z. B. Kohle abzubauen. Die Gewinnungsmaschine 6 führt sich an Führungen eines im Prinzip nur mit einem Rinnenschuss 7 schematisch angedeuteten Strebförderers 8, der im Prinzip beliebig aufgebaut sein kann und in an sich bekannter Weise aus einer Vielzahl entsprechender, in Reihe angeordneter Rinnenschüsse gebildet wird. Jeweils zwischen jedem Schildausbaugestell 2 und jedem Rinnenschuss 7 des Strebförderers 8 ist ein Rückzylinder 9 angeordnet, mit dem entweder der Strebförderer 8 relativ zum Schildausbaugestell 2 gerückt werden kann, wenn das Schildausbaugestell 2 nicht im Streb verspannt ist, oder ein Schildausbaugestell 2 vorgezogen werden kann, wie dies an sich dem Fachmann bekannt ist. Je nach Ausschublänge der Rückeinrichtung 9 entsteht ein unterschiedlicher Abstand des Messobjektes 20 von der Detektionseinheit 25. Da der grundlegende Aufbau einer solchen Gewinnungsanlage 10 dem Fachmann bekannt ist, erfolgt hier keine weitere Beschreibung. Die Erfindung kann grundsätzlich an allen Arten von Gewinnungsanlagen Verwendung finden.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist an einer Gehäusewand 11 der Gewinnungsmaschine 6, nämlich hier an der den Schneidwalzen 12 abgewandt gegenüberliegenden und dem Schildausbaugestell 2 zugewandten Gehäusewand 11, ein Messobjekt 20 angeordnet, welches vier jeweils z. B. von Leuchtdioden gebildete Eckpunkte als Objektpunkte 21 aufweist. Das Messobjekt bildet ein rechteckförmiges Messfeld. Die Leuchtdioden bilden die Objektpunkte 21 des Messobjektes 20 und die Leuchtdioden bestehen aus Strahlungsquellen, die mit einer geeigneten Detektionseinheit 25 detektiert werden können. In 1 ist, vorzugsweise zur reinen Veranschaulichung, die Detektionseinheit 25 als Videokamera dargestellt, die in an sich bekannter Weise ein Objektiv und einen in einem Gehäuse angeordneten Bildsensor wie z. B. einen CCD-Bildsensor aufweist. Die Detektionseinheit 25 kann jedoch auch einen völlig anderen Aufbau haben, soweit sie geeignet ist, die vom Messobjekt 20, hier also von den Leuchtdioden abgestrahlten Objektpunkte optisch von der Umgebung Hintergrund zu unterscheiden. Bei der Gewinnungsanlage 10 wird das Messobjekt 20 mit der Gewinnungsmaschine 6 mitbewegt, während die Detektionseinheit 25 stationär am Schildausbaugestell 2 angeordnet ist. Im Schildausbau 1 könnte nun jedes Schildausbaugestell 2 mit entsprechenden Detektionseinheiten 25 versehen sein, oder nur eine geringere Anzahl von Schildausbaugestellen 2 ist mit entsprechenden Detektionseinheiten 25 versehen, wobei dann zwischen den Detektionseinheiten 25 ein regelmäßiger oder ggf. auch ein unregelmäßiger Abstand vorgesehen werden kann. Je mehr Detektionseinheiten 25 zum Einsatz kommen, desto genauer lassen sich mit dem von Detektionseinheit 25 und Messobjekt 20 sowie einem geeigneten Rechner oder Prozessor nebst Software gebildeten Auswertesystem der Abstand der Gewinnungsmaschine 6 bzw. des Strebförderers 7 voneinander sowie auch die Verkippung von Gewinnungsanlage 6 bzw. Strebförderer 8 relativ zur Detektionseinheit 25 oder einem beliebigen Referenzpunkt detektieren. Die Verkippung der Gewinnungsanlage 6 bzw. des Strebförderers 7 relativ zur Horizontalen ist in 1 mit dem Winkel α angedeutet. Das erfindungsgemäß verwendete Messverfahren wird nun unter Bezugnahme auf 2 zuerst erläutert.
Mit einem in 2 schematisch gezeigte Modelle lassen sich die Perspektivprojektion des Raumes auf die von einem vorzugsweise zweidimensionalen Bildsensor 30 gebildete Bildebene beschreiben und eine Rekonstruktion des 3D-Raumes ausgehend von seinen 2D-Projektionen formulieren. x, y und z sind die Koordinatenachsen für die Objektpunkte des Messobjektes P im 3D-Raum (Raumkoordinatensystem), während u und v die Koordinatenachsen der Bildprojektion Q im 2D-Raum (Bildkoordinatensystem) sind. f ist ein von der Detektionseinheit abhängiger Parameter. Im Modell gemäß 2 befindet sich der Ursprung des Bildkoordinatensystems im Punkt (0, 0, f) des Raumkoordinatensystems und die (u, v)-Ebene ist parallel zur (x, y)-Ebene ausgerichtet. Die 2 verdeutlicht die Abbildung von hier genau vier Objektpunkten P₁, P₂ _, P₃ _, P₄ eines geeigneten Messobjektes P auf die Bildebene des Bildsensors 30. Die vier Objektpunkte P₁, P₂, P₃, P₄ sind hier zur Vereinfachung so angeordnet, dass sie ein Rechteck mit den Seitenlängen a und b aufspannen. Wegen der Eindeutigkeit der Lösung werden wenigstens vier Punkte benötigt. Bekannte Größen sind die Koordinaten (u_i, v_i) der Bildpunkte Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, die mit dem Bildsensor 30 wie z. B. einem CCD-Sensor mit progressiver Abtastung detektiert werden, der Parameter f sowie die Seitenlängen a und b des vom Messobjekt P aufgespannten Rechtecks.
Es gilt:
Hieraus ergibt sich das folgende nichtlineare Gleichungssystem:
Sei im folgenden z → = (z₁, z₂, z₃, z₄).
Das Gleichungssystem lässt sich z. B. mit dem mehrdimensionalen Newton-Verfahren lösen:

• Aufstellen der Jacobi-Matrix:
• Wahl eines geeigneten Anfangswerts z →₀.
• Iteration durchführen: J(z →_n)Δz →_n = –g(z →_n) nach Δz →_n auflösen und z →_n+1 = z →_n + Δz →_n bilden.
• Verfahren abbrechen, wenn ∥z →_n+1 – z →_n∥ kleiner als ein vorgegebener Genauigkeitswert ist oder eine vorgegebene Zahl von Iterationsschritten erreicht ist.

Für die x- und y-Koordinaten der Bildpunkte gilt:
Die einzelnen Rechen- bzw. Iterationsschritte können mit entsprechend geegineten Mikroprozessoren und Software eines Auswertesystemen durchgeführt werden. Der Mikroprozessor kann z. B. Bestandteil einer übergeordneten Strebsteuerung, Bestandteil jeweils eines Ausbau-Steuergerätes, Bestandteil eines mit der Gewinnungsmaschine mitbewegten Steuergerätes sein, oder in einem separaten Steuer- und Auswerterechner aufgenommen sein.
Mit dem zuvor beschriebenen Messverfahren ist es mithin möglich, die Lage eines Messobjektes im 3D-Raum aus seinen Projektionen auf eine Bildebene im zweidimensionalen Raum zu bestimmen. Die Rekonstruktion der Koordinaten der Objektpunkte P₁, P₂, P₃, P₄ auf den Bildpunkten ist zwar nicht trivial, da ein nicht lineares Gleichungssystem zu lösen ist; durch die Verwendung numerischer Lösungsverfahren stellt dies jedoch insbesondere bei Zurverfügungstellung geeigneter Mikroprozessoren und Software kein Problem dar.
In 1 war bereits eine erste Möglichkeit der Umsetzung dieses Verfahrens schematisch anhand der Gewinnungsanlage 10 beschrieben, wobei dort mit mehreren stationären Detektionseinheiten 25 ein Messobjekt 20 bei seiner Vorbeifahrt abgetastet wird. Je größer hierbei der Abstand der Objektpunkte 21 am Messobjekt 20 voneinander ist, desto genauer lässt sich aus dem Abstand der Bildpunkte Q die tatsächliche Position und Lage der Gewinnungsmaschine 6 bzw. der Rinnenschüsse 7 des Strebförderers 8 rekonstruieren.
Als Detektionseinheit 25 kann insbesondere eine Kamera eingesetzt werden, wie sie in 1 dargestellt ist. Es lässt sich jedoch auch jede andere, einen geeigneten Bildsensor als Detektor verwendende Detektionseinheit nutzen. Bei den Bildsensoren handelt es sich vorzugsweise um zweidimensionale Matrix-Sensoren wie CCD oder CMOS. Der Bildsensor 25 und die verwendete Optik, sofern vorhanden, sind auf den Wellenlängenbereich der Objektpunkte abgestimmt. Die Objektpunkte können nicht nur im sichtbaren, sondern auch im infraroten oder ultravioletten Bereich abstrahlen und es kann sich um VIS-LED, UV-LED, IR-LED oder andere Strahlungsquellen handeln, auf deren Detektion dann der Bildsensor entsprechend angepasst ist. Neben aktiven Strahlungsquellen wie LED können auch andere Objektpunkte abgetastet werden, wobei ein ausreichender Kontrast zwischen den abzutastenden Objektpunkten und dem Umgebungsbereich oder Hintergrundbereich bestehen sollte.
3 zeigt eine erste mögliche alternative Verfahrensvariante. In 3 ist schematisch in ähnlicher Darstellung wie in 1 eine Gewinnungsanlage 60 dargestellt, die wiederum einen Schildausbau 51 mit einer Vielzahl nebeneinander aufgestellter Schildausbaugestelle 52 zum Offenhalten eines untertägigen Strebs aufweist. Eine Gewinnungsmaschine 56 ist entlang eines Strebförderers 58 verfahrbar, wobei von den einzelnen Rinnenschüssen 57 des Strebförderers 58 nur der unmittelbar vor dem Schildausbaugestell 52 positionierte Rinnenschuss 57 zusammen mit seiner versatzseitigen, d. h. dem Schildausbaugestell 52 zugewandt liegenden Seitenbracke 63 dargestellt ist. Bei dem Strebförderer 58 kann es sich insbesondere um einen Kettenkratzerförderer handeln, mit dem das Material unabhängig von der Bewegung der Gewinnungsmaschine 56 abtransportiert wird. Bei der Gewinnungsanlage 60 ist eine Detektionseinheit 75 an der Gewinnungsmaschine 56 befestigt und wird mit dieser im Streb hin und her verfahren. An einzelnen oder an allen Schildausbaugestellen 52 ist jeweils wenigstens ein Messobjekt 70 mit wenigstens vier Objektpunkten 71, wie schematisch in 3 gezeigt, befestigt. Mit dem Bildsensor in der hier wiederum von einer Kamera gebildeten Detektionseinheit 75 wird das von den Objektpunkten 71 ausgesendete optische Signal detektiert und als Projektion erfasst, um hieraus, wie unter Bezugnahme auf 2 erläutert, den tatsächlichen Abstand und den Verkippungsgrad der Gewinnungsmaschine 56 relativ zum Schildausbaugestell 52 zu detektieren. Das Messobjekt 70 ist hier symbolisch als schiefes Viereck dargestellt, wie es tatsächlich mit dem Bildsensor der Detektionseinheit 75 erfasst wird. Das Messobjekt 70 kann z. B. aus vier mit vorgegebenem Abstand und rechtwinklig zueinander am Bruchschild 54 des Schildausbaugestells 52 befestigten LED bestehen. Das Messobjekt 70 kann jedoch auch an anderer Position, z. B. an der Schildkappe 55 oder der Liegenkufe 53 befestigt sein. Vorteilhaft ist, wenn zumindest alle Objektpunkte 71 eines Messobjektes 70 an demselben Maschinenteil, hier also am Bruchschild 54, befestigt sind, da dann ein starres und festes Verhältnis der Objektpunkte 71 zueinander gewährleistet bleibt. Gleichzeitig ist dafür Sorge zu tragen, dass mit der Detektionseinheit 75 während der Vorbeifahrt die vier Messobjektpunkte 71 zu einem bestimmten Zeitpunkt sicher simultan detektiert werden können, ohne dass Schlauchkabel o. dgl. das Einfangen der Objektpunkte 71 mit der Detektionseinheit 75 stören.
4 zeigt eine weitere mögliche Verfahrensvariante bei einer Gewinnungsanlage 110, die wiederum Schildausbaugestelle 102, eine Gewinnungsmaschine 106 sowie einen Strebförderer 108 aufweist. Bei der Gewinnungsanlage 110 ist wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel das Messobjekt 120 mit den Objektpunkten 121 stationär am Schildausbaugestell 102 befestigt. Je nach zu betreibendem Messaufwand und gewünschter Genauigkeit kann jedes Schildausbaugestell 102 mit einem entsprechenden Messobjekt 120 an derselben Stelle und in derselben Ausrichtung versehen sein, oder nur einige der Schildausbaugestelle 102 sind mit entsprechenden Messobjekten 120 versehen. Eine Detektionseinheit 125 wird auch bei der Gewinnungsanlage 110 im Streb hin und her bewegt, hier allerdings unabhängig von der Gewinnungsmaschine 106. Die Detektionseinheit 125 könnte beispielsweise an einer separaten Führung befestigt und mit einem separaten Antrieb hin und her bewegt werden, um während ihrer Bewegung jeweils die Messobjekte 120 abzutasten und dann aus diesen Objektsignalen, d. h. den Projektionen auf dem Bildsensor in der Detektionseinheit 125, den Abstand und die Lage des Strebförderers 108 relativ zum Schildausbaugestell 102 zu detektieren.
Bei der in 5 gezeigten Gewinnungsanlage 160 kommen sowohl stationäre Detektionseinheiten 175 als auch stationäre Messobjekte 170 mit hier wiederum vier Objektpunkten 171 zum Einsatz. Die Detektionseinheit 175 ist ortsfest am Schildausbaugestell 152 befestigt, z. B. am Bruchschild 154, wie dargestellt, oder aber auch in geeigneter Position an der Schildkappe 155, wie gezeigt. Das Messobjekt 170 ist vorzugsweise möglichst großflächig an der Seitenbracke 163 des Strebförderers 158 angeordnet. Hierzu können beispielsweise zwei der Objektpunkte 171 bodennah und zwei weitere Objektpunkte 171 nahe der oberen Kante der Seitenbracke 163 positioniert sein. Die Position hängt auch von der Position der Detektionseinheit 175 am Schildausbaugestell 152 ab, wobei die optischen Wellen der Objektpunkte 171 nicht durch herumliegendes Gestein o. dgl. in Richtung auf das Objekttief der Detektionseinheit 175 gestört werden sollten. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 5 kann jeweils eine Detektionseinheit 175 einem Messobjekt 170 zugeordnet sein. Es wäre aber auch möglich, entweder die Detektionseinheit 175 schwenkbar am Schildausbaugestell 152 zu befestigen, oder aber eine Detektionseinheit 175 zu verwenden, die ein schwenkbares Objektiv hat, um je nach Schwenklage des Objektivs einen anderen Bereich zu erfassen. Mit einer solchen Detektionseinheit 175, die auch schwenkbar ist oder ein schwenkbares Objektiv aufweist, wäre es möglich, nicht nur ein Messobjekt 170, sondern mehrere Messobjekte 170 zu erfassen. Wahlweise wäre es auch möglich, mehrere Messobjekte 170 am selben Maschinenteil, hier z. B. an der Bracke 163 desselben Rinnenschusses anzuordnen, oder aber es wäre möglich, Messobjekte 170 abzutasten, die z. B. an nebeneinander liegenden Rinnenschüssen angebracht sind. Eine vollständige Abtastung eines Schildausbaus entlang des Strebs ließe sich dann mit einer geringeren Anzahl von Detektionseinheiten erreichen.
Bei der Gewinnungsanlage 210 gemäß 6 ist, ähnlich wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel, an der Bracke 213 eines Strebförderers 208 jeweils wenigstens ein Messobjekt 220 mit Objektpunkten 221 befestigt. Die Messobjekte 220 sind wiederum stationär jedem oder zumindest einzelnen der Rinnenschüsse des Strebförderers 208 zugeordnet. Dasselbe Messobjekt 220 wird aber nicht mit einer, sondern hier mit mehreren Detektionseinheiten 225A, 225B, 225C, detektiert, wodurch z. B. sichergestellt werden kann, dass selbst dann, wenn eine der Detektionseinheiten 225 ausfällt oder in der freien Sicht auf das Messobjekt 220 behindert ist, zumindest eine weitere Detektionseinheit 225 noch ein Messsignal liefert, welches zur Abstands- und Lagebestimmung ausgewertet werden kann.
Bei der Gewinnungsanlage 260 gemäß 7 kommen, ähnlich wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel, wiederum drei Detektionseinheiten 275A, 275B, 275C zum Einsatz, die an unterschiedlichen Positionen am Schildausbaugestell 252 angeordnet sind. Jeder Detektionseinheit 275A, 275B, 275C ist ein separates Messobjekt 270A, 270B, 270C zugeordnet. Das Messobjekt 270C kann z. B. unabhängig von der Gewinnungsmaschine 256 entlang einer Führungseinrichtung 264 an der Bracke 263 verfahren werden. Jede Bracke 263 kann zusätzlich mit einem stationären Messobjekt 270B versehen sein, deren Signale mit der Kamera 275B detektiert werden. Mit der an der Schildkappe 255 positionierten Detektionseinheit 275A wird ein Messobjekt 270A erfasst, welches zusammen mit der Gewinnungsmaschine 256 im Streb verfahren wird. Bei der Gewinnungsanlage 260 ist der Datenaufwand entsprechend höher, da unter Umständen zu einem bestimmten Zeitpunkt für die Relation zwischen Schildausbaugestell 252 und Strebförderer 258 mehrere Signale bzw. Signalpaare von Detektionseinheit 275A und zugehörigem Messobjekt 270A etc. ausgewertet werden müssen.
Bei der Gewinnungsanlage 310 gemäß 8 kommen, ähnlich wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel drei Detektionseinheiten 325A, 325B, 325C und drei Messobjekte 320A, 320B, 320C zum Einsatz, die hier allerdings an unterschiedlichen Positionen, nämlich Liegendkufe 303, Bruchschild 304 und Schildkappe 305 des Schildausbaugestells 302 positioniert sind. Das Signal eines Messobjektes 320A, 320B, 320C wird jeweils mit einer separaten Detektionseinheit 325A, 325B, 325C abgetastet. Auch hier bildet eine Detektionseinheit 325A mit einem fest zugeordneten Messobjekt 320A ein Auswertepaar. Die Detektionseinheit 325A kann unabhängig von der Gewinnungsmaschine 306 verfahren werden, die Detektionseinheit 325B ist stationär an der Bracke 313 angeordnet und die Detektionseinheit 325C wird mit der Gewinnungsmaschine 306 verfahren.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängigen Ansprüche fallen sollen. Es versteht sich, dass einzelne Verfahrensvarianten noch miteinander kombiniert werden können. Es wurde bereits erörtert, dass die Messobjekte auch mehr als vier Objektpunkte aufweisen können. Als Messobjekt kann auch das Display einer z. B. mit der Gewinnungsmaschine mitbewegten Steuereinrichtung oder das Display einer Ausbausteuerung Verwendung finden. Einzelne Schildausbaugestelle und/oder Rinnenschüsse können weder mit Detektionseinheit noch mit Messobjekt versehen sein und andere Schildausbaugestelle oder Detektionseinheiten können auch jeweils mehrere Messobjekte und/oder mehrere Detektionseinheiten aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1276969 [0003]
DE 102007035848 B4 [0004]
DE 19840049 [0005]

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Position und/oder Lage von Anlagekomponenten einer Bergbau-Gewinnungsanlage, insbesondere einer Kohlengewinnungsanlage, wobei die Anlagekomponenten zumindest einen Strebförderer (8) für den Abtransport hereingewonnenen Materials, einen Schildausbau (1) mit mehreren Schildausbaugestellen (2) zum Offenhalten eines Strebs, Rückeinrichtungen (9) zum Bewegen des Strebförderers (8) und des Schildausbaus (1) im laufenden Betrieb, sowie eine entlang des Strebförderers (8) bewegbare Gewinnungsmaschine (6) umfassen, wobei mit einem zumindest eine Detektionseinheit (25) umfassenden Auswertesystem die Position und/oder Lage wenigstens einer Anlagekomponente bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Detektionseinheit (25) einen Bildsensor umfasst, mit dem wenigstens vier einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisende, im optischen Wellenlängenbereich erfassbare Objektpunkte (21) wenigstens eines einer der Anlagekomponenten zugeordneten Messobjektes (20) detektiert werden, wobei mit dem Auswertesystem aus der mit dem Bildsensor detektierten Projektion der Objektpunkte die Position und/oder Lage der Anlagekomponente bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten (25; 275A) die Objektpunkte von wenigstens einem oder genau einem mit der Gewinnungsmaschine (6; 256) mitbewegten Messobjekt (20; 270A) detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt von einem Display einer an der Gewinnungsmaschine angeordneten Anzeigeeinrichtung oder Steuereinrichtung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten (275C) die Objektpunkte von wenigstens einem oder genau einem unabhängig von der Gewinnungsmaschine (256) entlang des Strebförderers bewegten Messobjekt (270C) detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren, entlang des Schildausbaus stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten (175; 275B) die Objektpunkte von stationär entlang des Strebförderes (158; 258) verteilt angeordneten Messobjekten (170; 270B) detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einer oder mit genau einer mit der Gewinnungsmaschine mitbewegten Detektionseinheit (325C) die Objektpunkte von mehreren entlang der Schildausbaus (301) verteilt angeordneten, stationären Messobjekten (320C) detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einer oder mit genau einer unabhängig von der Gewinnungsmaschine entlang des Strebförderers (108) bewegten Detektionseinheit (125) die Objektpunkte von mehreren entlang der Schildausbaus verteilt angeordneten, stationären Messobjekten (120) detektiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren, entlang des Strebförderers stationär verteilt angeordneten Detektionseinheiten (325B) die Objektpunkte von mehreren entlang des Schildausbaus verteilt angeordneten, stationären Messobjekten (320B) detektiert werden.
Gewinnungsanlage für den Bergbau, insbesondere Kohlengewinnungsanlage, mit einem Strebförderer (8) für den Abtransport hereingewonnenen Materials, mit einem Schildausbau (1) mit mehreren Schildausbausgestellen (2) zum Offenhalten eines Strebs, mit Rückeinrichtungen (9) zum Bewegen des Strebförderers (8) und des Schildausbaus (1) im laufenden Betrieb, sowie mit einer Gewinnungsmaschine (6) als Anlagekomponenten der Gewinnungsanlage, wobei ein zumindest eine Detektionseinheit umfassendes Auswertesystem zur Positions- und Lagebestimmung wenigstens einer Anlagekomponente der Gewinnungsanlage vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Detektionseinheit (25) einen Bildsensor umfasst, und dass wenigstens einer der Anlagekomponenten zumindest ein Messobjekt (20) zugeordnet ist, das wenigstens vier einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisende, mit dem Bildsensor im optischen Wellenlängenbereich detektierbare Objektpunkte (21) aufweist.
Gewinnungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertesystem eine Bildbearbeitungssoftware umfasst, mit der aus der mit dem Bildsensor detektierten Projektion der Objektpunkte die Position und/oder Lage der Anlagekomponente bestimmbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheiten (175) oder eine dem Bildsensoren der Detektionseinheiten jeweils zugeordnete Optik schwenkbar ist oder geschwenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 11 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mehrere, vorzugsweise alle entlang des Strebförderers verteilt angeordnete Detektionseinheiten (325B) oder Messobjekte (170; 270B) jeweils an einer versatzseitigen Bracke (163; 263; 303) des Strebförderers angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektpunkte des Messobjektes aus im optischen Wellenlängenbereich emittierenden und im vorgegebenen Abstand voneinander positionierten Strahlungsquellen, insbesondere LED's bestehen, und/oder dass die Objektpunkte eines Messobjektes an demselben Maschinenteil einer der Anlagekomponenten verteilt angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Schildausbaugestell des Schildausbaus oder an einem Rinnenschuss des Strebförderers jeweils mehrere Messobjekte (320A, 320B, 320C) oder mehrere Detektionseinheiten (275A, 275B, 275C) an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, von denen jeweils ein Messobjekt und eine Detektionseinheit ein Auswertepaar bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Schildausbaugestell des Schildausbaus oder an einem Rinnenschuss des Strebförderers jeweils mehrere Detektionseinheiten an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei dieser Detektionseinheiten zur Detektion desselben Messobjektes bestimmt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinrichtung aus den mit den Bildsensoren detektierten Projektionen der Objektpunkte in Iterationsschritten die Lagekoordinaten oder Positionskoordinaten einer der Anlagekomponenten, vorzugsweise des Strebförderers, ermittelt, insbesondere errechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Anlagekomponente, vorzugsweise dem Strebförderer, wenigstens ein Neigungsdetektor zugeordnet ist, dessen Signale dem Auswertesystem zuführbar und/oder mit dem Auswertesystem auswertbar sind, wobei der Neigungsdetektor vorzugsweise mehrere Beschleunigungssensoren umfasst.