DE102016115333B3

DE102016115333B3 - Verfahren und Nivelliergerät zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau

Info

Publication number: DE102016115333B3
Application number: DE102016115333.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Mema Nivelliertechnik De GmbH
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2036-08-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau, sowie ein Nivelliergerät beschrieben, das eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von lokalen und relativen Höhendaten entlang einer vom Nivelliergerät abfahrbaren Wegstrecke innerhalb der zu nivellierenden Fläche, eine Materialausschütteinrichtung zum Ausschütten von Material, eine Steuereinrichtung zum Auswerten der Höhendaten und zum Steuern der Materialausschütteinrichtung und eine Verdichteinrichtung zum Planieren von Material umfasst, wobei die Steuereinrichtung anhand der Höhendaten ein für einen Ort entlang der Wegstrecke aufzuschüttendes Materialvolumen bestimmt und die Ausschüttung dieses Materialvolumens über die Materialausschütteinrichtung steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Nivelliergerät zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau.
An die Oberflächenstruktur von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau, wie einer Rasenfläche oder dergleichen, werden häufig lokale Anforderungen wie eine bestimmte lokale Rauigkeit bedingt durch kleinere Hügel und Täler sowie globale Anforderungen wie ein bestimmtes Gefälle zum Ablaufen von Regenwasser gestellt. Insbesondere die lokalen Anforderungen resultieren im Garten- oder Landschaftsbau aus ästhetischen Gesichtspunkten aber auch aus Gründen einer späteren maschinellen Bewirtschaftung oder Nutzung der Oberfläche.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind nicht automatisierte Verfahren im Garten- oder Landschaftsbau bekannt. Bei diesen manuellen Verfahren wird zunächst durch Augenmaß eine Solloberfläche ermittelt. Anschließend wird an durch Augenmaß ermittelten Stellen eine grob abgeschätzte Menge eines Materials ausgebracht oder abgetragen, um anschließend die Fläche meist mit einer Setzlatte zu ebnen. Zuletzt wird das Material verdichtet. Als problematisch erweist sich, dass für diese Art manueller Verfahren viel Erfahrung notwendig ist und darüber hinaus große Mengen Material transportiert werden. Aus diesem Grund ist das Verfahren für Laien, insbesondere für ungeübte Hobbygärtner nicht anwendbar.
Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Geräte und Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen bekannt, bei denen die globale Struktur einer Fläche zunächst vermessen wird, anschließend ein optimiertes und gestellten Bedingungen genügendes mathematisches Modell erzeugt wird und zuletzt die Rohoberfläche derart bearbeitet wird, dass sie dem Modell entspricht.
So stellt beispielsweise die US 7 870 684 B2 eine Methode und ein System zum Anpassen von Höhenlagen einer unebenen Oberfläche bereit. Das Verfahren sieht vor, dass eine Fläche zunächst mittels GPS-Daten vermessen wird um ein mathematisches Abbild der globalen Fläche zu erhalten, anschließend werden die Daten dieser Rohoberfläche unter Beachtung von Randbedingungen und Optimierungsvariablen in ein optimiertes mathematisches Modell transformiert, welches anschließend einer Oberflächenbearbeitungsmaschine bereitgestellt werden kann. Das Raster der Erfassung der GPS-Daten kann insbesondere horizontale Abstände von einem bis 100 Meter betragen.
Häufig beruht das Umformen einer Oberfläche anhand von Daten der tatsächlichen Oberfläche und einer theoretisch ermittelten Solloberfläche auf dem Ausbringen einer grob abgeschätzten Menge eines Materials und dem anschließenden Verteilen, Begradigen und Planieren dieses Materials.
Um hierbei eine vorbestimmte Oberflächenkontur einzuhalten, stellt beispielsweise die DE 699 17 364 T2 ein Steuersystem für Baumaschinen bereit. Dieses Steuersystem basiert im Wesentlichen auf einem rotierenden Laserstrahlsystem, dessen Laserstrahl eine Referenzebene bildet, welche einer Baumaschine als Referenz bei der Oberflächenbearbeitung dient.
Den bestehenden manuellen und automatisierten Verfahren zum Nivellieren von Flächen ist gemeinsam, dass das Oberflächenprofil global über die gesamte zu bearbeitende Fläche oder zumindest über große Teilflächen betrachtet wird und sich die Datenerhebung auf einen ortsfesten Referenzpunkt bezieht.
Ein Gerät zur Wiesenreinigung ist in der DE 103 675 A gezeigt. Das Gerät zur Wiesenreinigung umfasst ein Messer, das Unebenheiten wie Maulwurfshügel abschneidet, einen Abstreichbalken, der anschließend den Untergrund ebnet, eine Walze die den Untergrund verdichtet sowie eine Egge, die den Boden wieder teilweise lockert und Moos entfernt.
Die DE 10 2011 084 375 A1 gibt ein Verfahren zur Aufbereitung eines Rasens an, bei dem mittels zumindest einer Schneidscheibe eine Schnittfurche mit einer vorgegebenen Schnitttiefe in die Oberfläche des Rasens eingebracht wird. Anschließend wird die Schnittfurche mittels einer der Schneidscheibe nachfolgenden Spreizschar aufgeweitet. Innerhalb der aufgeweiteten Schnittfurche wird mittels einer der Spreizschar nachfolgenden Fräsvorrichtung eine Fräsfurche in den Rasen eingebracht und Altmaterial aus Teilen der Grasnarbe und/oder der Rasentragschicht des Rasens entfernt, sowie nachfolgend zur Fräsvorrichtung mittels einer Füllvorrichtung in die Fräsfurche Frischmaterial bis zu einer Auffüllhöhe verbracht. Abschließend wird die Oberfläche des Rasens mittels einer Walkvorrichtung geschlossen.
Genaues Nivellieren von Oberflächen erfordert also entweder einen verhältnismäßig großen Einsatz von Spezialgeräten oder gute vorhandene Erfahrungswerte. Ferner sind Verfahren, bei denen zu nivellierende Flächen global vermessen werden und aus den Messdaten globale mathematische Abbilder generiert werden, nicht geeignet, um kleine Flächen mit nur lokal vorhandenen Unebenheiten zu nivellieren. Beispielsweise stellt das Standard Positioning System (SPS), der zivil verfügbare Dienst des Global Positioning System (GPS), Positionsdaten mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von Metern bereit, diese Genauigkeit erscheint ausreichend, wenn man eine über mehrere Quadratkilometer ausgedehnte Fläche nivellieren möchte, um auf ihr Ackerbau betreiben zu können. Möchte man jedoch eine Fläche nivellieren, welche beispielsweise als Rasenfeld eines Vorgartens genutzt werden soll, ist diese Genauigkeit nicht ausreichend.
Es besteht daher ein Bedarf an einem automatisierten Verfahren zum wirtschaftlichen, kraftsparenden und einfachen lokalen Nivellieren von begehbaren Oberflächen, insbesondere im Garten- und Landschaftsbau, sowie an einem hierfür geeigneten Nivelliergerät.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau, mit einem Nivelliergerät angegeben, das die nachfolgend angegebenen Schritte umfasst. Es werden Höhendaten entlang einer Wegstrecke innerhalb einer zu nivellierenden Fläche erfasst. Anschließend werden in diesen Höhendaten Maxima und Minima als Extremwerte ermittelt. Daraufhin wird ein Toleranzbereich für einen maximalen Höhenunterschied zwischen den Maxima und Minima innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke bereitgestellt. Danach wird der Toleranzbereich mit einem lokalen Extremwert verknüpft. Anschließend wird entlang der innerhalb des Toleranzbereiches liegenden Höhendaten ein glattes Sollprofil interpoliert. Danach wird die Differenz zwischen den Höhendaten und dem glatten Sollprofil ermittelt. Anschließend wird die Fläche um ein der Differenz entsprechendes Maß durch lokales Aufschütten von Material nivelliert.
Demnach wird ein Verfahren geschaffen, das geeignet ist eine Fläche durch lokal begrenzte Bearbeitung von Teilflächen zu nivellieren. Dabei erfordert das Verfahren keine globalen Höhendaten, welche die gesamte Fläche berücksichtigen. Insbesondere entspricht eine zu nivellierende Teilfläche einem Bruchteil der Grundfläche des Nivelliergerätes. Erfindungsgemäß erfolgt eine lokale Schüttmengenzuführung auf die zu nivellierende Fläche. Somit wird keine größere Menge an Schüttmaterial auf die Fläche aufgebracht, wobei anschließend überschüssiges Schüttgut entfernt oder weitertransportiert werden müsste. Durch das bessere Portionieren beim Aufschütten von Material werden überflüssige oder mangelnde Mengen an Schüttgut vermieden. So können z. B. Schüttgutmengen begrenzt werden, um das Durchdringen von Pflanzen zu gewährleisten. Ebenso können überstehende Bereiche vermieden werden. Durch die lokale Berechnung eines Soll-Niveaus wird keine vorhergehende Ermittlung eines Reverenz-Niveaus benötigt. Dadurch werden auch keine zusätzlichen Hilfsmittel zur Reverenz-Niveau-Erstellung benötigt. Des Weiteren besteht die Möglichkeit das Soll-Niveau in der Genauigkeit und im Harmonisierungsgrad beeinflussen zu können. Somit können unterschiedlichste Nivellierungs-Level realisiert werden. Auch könnten z. B. Steigungen zum Abführen von Flüssigkeiten in die Berechnung des Soll-Niveaus implementiert werden. Diese Parameter können bei der Berechnung des Soll-Niveaus berücksichtigt werden. Die Angabe solcher Parameter kann weitestgehend automatisiert werden, so dass lediglich geringe Anforderungen an das benötigte Wissen und die Erfahrung beim Anwender bestehen. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren erfolgt nun eine lokale Berechnung des Soll-Niveaus basierend auf dem Ist-Niveau, welches auf unterschiedliche Weise anhand von gemessenen Höhendaten bestimmt werden kann. Das Ist-Niveau kann lokal durch Messung des Grunds sowie der Maschinen-Neigung und der Vorschubgeschwindigkeit erfolgen. Dabei kann das Soll-Niveau in der Genauigkeit und im Harmonisierungsgrad beeinflusst werden. Somit können unterschiedlichste Nivellierungs-Level realisiert werden, was durch Vorgabe von erlaubter Höhen-Abweichung über eine Vorschub-Länge berücksichtigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Wegstrecke bei der Erfassung der Höhendaten in einer Fahrtrichtung des Nivelliergerätes. Dabei kann die Wegstrecke bei der Erfassung der Höhendaten zusätzlich quer zur Fahrtrichtung des Nivelliergerätes verlaufen.
Demnach werden die Höhendaten entweder zweidimensional entlang der Fahrtrichtung oder dreidimensional entlang der Fahrtrichtung sowie quer dazu erfasst. Durch die Berücksichtigung einer Vorschubgeschwindigkeit lässt sich ausgehend von einer Startposition eine aktuelle lokale Position entsprechend ermitteln. Die zweidimensionale Erfassung weist quer zur Fahrtrichtung eine geringere Genauigkeit auf und kann aber auch so erfolgen, dass mehrere quer zur Fahrtrichtung erfasste Werte gemittelt werden. Falls die erreichte Genauigkeit nicht ausreicht oder ein hinreichend breites Nivelliergerät eingesetzt werden soll, kann auch eine dreidimensionale Erfassung der Höhendaten vorgenommen werden. Je nach Anzahl und Anordnung von dafür geeigneten Sensoren kann dabei in Fahrtrichtung und quer zur Fahrtrichtung des Nivelliergerätes gleichzeitig eine Datenaufnahme erfolgen oder aber sukzessive beim Bewegen des Nivelliergeräts entlang der Wegstrecke bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ergibt sich der Toleranzbereich für den maximalen Höhenunterschied innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke aus einer Bearbeitungsfläche einer Bearbeitungsmaschine.
Demnach orientiert sich die Beschaffenheit des Sollprofils, also die Beschaffenheit der Fläche nach der Bearbeitung, an der Bearbeitungsfläche einer Bearbeitungsmaschine. Dabei kann eine Bearbeitungsmaschine beispielsweise ein Rasenmähroboter sein, dessen Bearbeitungsfläche die Fläche seines Mähwerkes ist. Beispielsweise würde sich für einen Mähroboter die Anforderung ergeben, dass auf der von ihm bewirtschafteten Fläche keine Erhebung vorhanden ist, auf der er beim Überfahren aufsitzen würde. Diese Anforderung bedeutet für den Toleranzbereich beispielsweise, dass er kleiner ist als der lichte Radstand des Mähroboters minus der Höhe seines Mähwerks. Ähnliche Anforderungen ergeben sich für manuell bedienbare Rasenmäher. Die Festlegung des Toleranzbereiches legt also insbesondere auch die spätere Oberflächenrauigkeit fest. Des Weiteren könnte sich der Toleranzbereich auch aus der Anforderung ergeben, dass die Fläche nach der Nivellierung geeignet ist, bestimmte Sportarten auf ihr auszuführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verknüpfung des Toleranzbereiches mit dem lokalen Extremwert so, dass der Toleranzbereich mit seiner oberen Grenze an ein lokales Maximum angelegt wird und sich der niedrigste zulässige Punkt innerhalb der Höhendaten aus dem lokalen Maximum minus des Toleranzbereiches ergibt.
Demnach orientiert sich das Verfahren an einem höchsten innerhalb einer Wegstrecke oder innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke liegenden Punkt, von dem der niedrigste für die Interpolation zulässige Punkt durch den Betrag des Toleranzbereichs abhängt. Dabei beruht der Verfahrensschritt des Nivellierens in vorteilhafter Weise ausschließlich auf dem Hinzufügen beziehungsweise Aufschütten von Material, da über den höchsten Punkt hinweg kein Material aufzutragen ist. Der gegenteilige Fall wäre, den Toleranzbereich mit seiner unteren Grenze mit dem niedrigsten Punkt innerhalb einer Wegstrecke oder innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke zu verknüpfen, wobei das Nivellieren nur auf dem Abtragen von Material beruhen würde. Generell gilt, dass mit dem höchsten Punkt, also dem größten Maximum, ein Punkt aus einem zwei- oder dreidimensionalen Satz an Höhendaten innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke gemeint ist. Insbesondere ist der Toleranzbereich im dreidimensionalen Fall als Bereich zwischen zwei parallelen beabstandeten Flächen zu verstehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Interpolation stückweise und die innerhalb der Wegstrecke gewählten Teilintervalle orientieren sich an der stückweisen Interpolation.
Demnach wird die Interpolation jeweils für Teilintervalle der Wegstrecke vorgenommen und die gewählten Teilintervalle hängen von der Interpolation ab. Dabei kann die Interpolation insbesondere so vorgesehen sein, dass sie eine bestimmte Fehlerordnung oder einen bestimmten betragsmäßigen Fehler nicht überschreitet. Insbesondere kann wegen der günstigen Implementierung eine Spline-Interpolation vorgesehen sein, welche zusammen mit einem vorgegebenen zulässigen Interpolationsfehler die maximale Intervalllänge vorgibt. Dadurch wird also die Stückelung der Wegstrecke in Teilintervalle bestimmt. Ein weiterer Vorteil der teilweisen Interpolation liegt im geringeren Rechenaufwand, weil eine optimale Kurvenanpassung für eine geringere Anzahl an Höhendaten erfolgt. Um Stufen an den Intervallgrenzen zu vermeiden, können für die Intervallgrenzen Stetigkeitsbedingungen formuliert werden. Beispielsweise kann gefordert werden, dass die Sollkurven zweier Teilintervalle bezüglich ihrer ersten und zweiten mathematischen Ableitung übereinstimmen. Insbesondere ergibt sich hieraus auch die Möglichkeit bei der Nivellierung von Teilflächen vorherliegende und bereits nivellierte Flächen zu berücksichtigen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das lokale Aufschütten von Material, wobei sich die genauen Orte der Aufschüttung aus denjenigen Wegpunkten ergeben, deren Höhenpunkte niedriger sind als das glatte Sollprofil und sich die genaue Masse an Material aus dem durch die Differenz zwischen Höhenpunkt und Sollprofil ergebenden Volumen ergibt.
Demnach wird eine berechnete Menge von Material an einen bestimmten Ort ausgebracht, der für eine Flächennivellierung genau diese Menge an Material erfordert. Dabei ergibt sich die auszubringende Menge an Material aus dem integralen Volumen zwischen dem Ist-Profil – also den Höhendaten – und dem Sollprofil unter Beachtung der Dichte und der Verdichtbarkeit des Materials. Beispielsweise muss bei der Aufschüttung von lockerer Erde berücksichtigt werden, dass das Volumen durch Komprimieren abnimmt und folglich muss von Beginn an ein größeres Volumen ausgebracht werden. Vorteilhafterweise muss das ausgebrachte Material nicht noch weiter verteilt werden und es bleibt nach dem Verdichten auch kein überschüssiges Material, welches wieder entfernt werden müsste, übrig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Höhendaten relativ zu einem dem Nivelliergerät zugeordneten Referenzpunkt erfasst.
Demnach handelt es sich beim Referenzpunkt um ein beim Fahren des Nivelliergerätes mitbewegten Punkt. Dabei ist der Referenzpunkt ein beliebiger aber gleichbleibender Ort des Nivelliergerätes. Als Ort könnte man beispielsweise den Mittelpunkt einer Fahrwerksachse auffassen. Der Vorteil dieses nicht raumfesten sondern mitbewegten Referenzpunktes liegt darin, dass das Verfahren von globalen Oberflächeneigenschaften unabhängig ist und hierdurch eine lokale Nivellierung ermöglicht wird. Der Vorteil wird insbesondere dann deutlich, wenn man eine nicht sternförmig zusammenhängende zu nivellierende Fläche betrachtet, denn in dieser Fläche existiert kein ausgezeichneter Ort, an welchem ein beispielsweise optischer Referenzpunkt angebracht werden könnte, sodass er von allen anderen Orten der Fläche aus zu erkennen wäre. Man würde also eine Vielzahl von externen Referenzpunkten benötigen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die zu nivellierende Fläche vor dem Erfassen der Höhendaten durch Abtragung von Material um ein einstellbares und konstantes Maß vornivelliert.
Demnach erfolgt die Erfassung der Höhendaten entlang eines Weges, der bereits eine reduzierte Oberflächenrauigkeit aufweist. Dabei werden insbesondere Erhöhungen abgetragen, die einen bestimmten Grenzwert überragen. Beispielsweise kann das Maß der Vornivellierung durch einen Bediener des Nivelliergerätes grob durch Augenmaß eingestellt werden. Das Maß ist daher konstant, da es nicht automatisch angepasst wird. Ein Bediener kann das Maß aber dennoch von Zeit zu Zeit oder von Wegstrecke zu Wegstrecke anpassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird die Anzahl an erfassten Höhenpunkten entlang der Wegstrecke oder eines Teilintervalls der Wegstrecke adaptiert.
Demnach ist die Anzahl der erfassten Höhenpunkte nicht räumlich und nicht zeitlich konstant. Dabei kann die Adaption der Anzahl an erfassten Höhenpunkten insbesondere anhand eines lokalen Gradienten der Höhenpunkte erfolgen. Würde die Erfassung der Höhendaten beispielsweise entlang eines Weges erfolgen, der nahezu eben ist, also die Höhendaten nahezu konstante Werte aufweisen, würden Höhendaten in zeitlich und/ oder räumlich größeren Abständen aufgezeichnet werden. Dagegen würden entlang eines rauen Weges mit vielen und stark variierenden Extremwerten mehr Punkte aufgezeichnet werden. Die Adaption der Anzahl an aufgezeichneten Höhenpunkten erweist sich insbesondere bei der Interpolation der Höhendaten als Vorteil, da der Rechenaufwand von der Anzahl der Höhenpunkte abhängt. Neben einem Gradientenverfahren zur Adaption kann auch ein einfacheres Verfahren, welches beispielsweise die Abweichung von einem laufenden Durchschnittswert berücksichtigt, verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Wert der Höhendaten als Mittelwert eines Messpunkts und einer um diesen Messpunkt liegenden Menge weiterer Messpunkte berechnet.
Demnach resultiert ein Punkt der Höhendaten aus dem Mittelwert einer Vielzahl von Messpunkten in einem festgelgten Bereich. Dabei werden zufällige Ausreißer der Höhendaten vermieden und die Höhendaten homogenisiert. Vorteilhaft erweist sich diese Ausführungsform beispielsweise dann, wenn auf einer mit einem Bewuchs versehenen Oberfläche eine Nivellierung erfolgen soll. Würde ein Höhenpunkt beispielsweise genau über einem besonders hohen lokalen Hügel oder auch einem Grashalm aufgezeichnet werden, würde die ermittelte Höhe dieses Punktes von der tatsächlichen Höhe abweichen. Verwendet man nun aber den Mittelwert von einer gewissen Anzahl an Messpunkten um den eigentlichen Messpunkt, relativiert sich der Fehler in der Höhenmessung aus statistischen Gründen. Es ist generell auch denkbar, einen durch Bewuchs oder durch ähnliche aus der Fläche stehende Objekte resultierenden Messfehler von vornherein zu berücksichtigen, sodass die Höhenmessung noch genauere Höhendaten liefert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich ein Neigungswert des Nivelliergerätes ermittelt, der zur Korrektur der Höhendaten herangezogen wird.
Demnach werden die Höhendaten mittels eines Neigungswertes um ein berechenbares Maß korrigiert. Dabei wird sowohl die Neigung um die Längsachse als auch um die Querachse des Nivelliergerätes berücksichtigt. Der Vorteil dieser Ausführungsform wird deutlich, wenn man sich ein Nivelliergerät vorstellt, welches um seine Querachse geneigt ist, also beispielsweise mit seiner in Fahrtrichtung vorderen Seite in einer besonders tiefen Kuhle steht, denn dann würde die Höhenmessung einen deutlich zu geringen Wert ergeben. Berücksichtigt man nun die Neigung, kann der zu geringe Höhenwert um ein berechenbares Maß korrigiert werden. Zudem kann ein bestehendes Gefälle der Wegstrecke berücksichtigt werden.
Gemäß der Erfindung wird auch ein Nivelliergerät zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau, insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgestellt, welches eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von lokalen und relativen Höhendaten entlang einer vom Nivelliergerät abfahrbaren Wegstrecke innerhalb der zu nivellierenden Fläche, eine Materialausschütteinrichtung zum Ausschütten von Material, eine Steuereinrichtung zum Auswerten der Höhendaten und zum Steuern der Materialausschütteinrichtung und eine Verdichteinrichtung zum Planieren von Material umfasst, wobei die Steuereinrichtung anhand der Höhendaten ein für einen Ort entlang der Wegstrecke aufzuschüttendes Materialvolumen bestimmt und die Ausschüttung dieses Materialvolumens über die Materialausschütteinrichtung steuert.
Demnach wird ein Nivelliergerät geschaffen, welches Mittel umfasst um ein lokales Abbild des Profils einer zu nivellierenden Fläche zu erzeugen und anhand dieser Profildaten, d.h. den Höhendaten, eine Nivellierung des begrenzten Bereiches vorzunehmen. Insbesondere bedarf es bei der Erzeugung der Höhendaten keiner externen Referenzpunkte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sensoreinrichtung mindestens einen Höhensensor und mindestens einen Lagesensor, wobei die Höhendaten des Höhensensors durch Lagedaten des Lagesensors korrigierbar sind und die Korrektur der Höhendaten in der Steuereinrichtung erfolgt.
Dabei kommt als Höhensensor jeder geeignete Sensor in Frage, jedoch erweisen sich insbesondere optische Sensoren als besonders geeignet. Für den Lagesensor kommt ebenfalls jeder geeignete Sensor in Frage, jedoch haben sich Beschleunigungssensoren als besonders geeignet erwiesen. Möglich ist es auch einen Lagesensor für die Längsachse und einen für die Querachse auszulegen. Insbesondere können auch Lage- und Höhensensoren als Raster ausgelegt sein, wobei durch das Raster eine Ortsauflösung festlegbar sein kann. Eine andere Möglichkeit, eine Ortsauflösung zu erreichen, besteht darin, Höhensensoren quer zur Fahrtrichtung des Nivelliergerätes anzubringen. In diesem Fall würden die parallel verlaufenden Wegstrecken der Höhensensoren beim Bewegen des Nivelliergerätes ein dreidimensionales Abbild der abgefahrenen Wegstrecke liefern. Generell ist vorgesehen, dass die Höhensensoren die lichte Höhe zwischen der zu nivellierenden Fläche und ihrer Montageposition am Nivelliergerät erfassen. Hierzu müssen die Höhensensoren schwenkbar, beziehungsweise kardanisch gelagert sein. Es ist aber auch möglich, dass die Höhensensoren nicht schwenkbar gelagert sind, also einen Ort in Abhängigkeit der Lage des Nivelliergerätes zur Oberfläche vermessen. Besonders in diesem Fall ist es angebracht, die Höhendaten durch ein den Lagedaten entsprechendes Maß zu korrigieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Materialausschütteinrichtung zur Materialförderung einen ersten Motor auf, der durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, dass das bestimmte Materialvolumen an den Ort zuführbar ist.
Demnach ergibt sich der Wirkungszusammenhang, dass die Steuereinrichtung Höhendaten und Lagedaten erhält und verarbeitet, anschließend für jeden Ort entlang der Wegstrecke ein zum Nivellieren notwendiges Materialvolumen ermittelt, wobei eine vorliegende Materialdichte und eine Verdichtbarkeit des Materials berücksichtigt werden können, anschließend beim Überfahren der Orte, an welchen Material ausgebracht werden muss, den ersten Motor so ansteuert, dass genau über diesen Orten eine genau ausreichende Materialmenge ausgebracht wird. Zuletzt kann das ausgebrachte Material durch die Verdichteinrichtung verdichtet werden. Dabei kann die Materialausschütteinrichtung eine Transportschnecke sein, die rotatorisch durch den ersten Motor angetrieben wird. Insbesondere kann die Materialausschütteinrichtung auch einen Zerkleinerer beziehungsweise Auflockerer umfassen, der größere Materialbrocken vor dem Ausbringen beziehungsweise während des Transports zerkleinert und/ oder auflockert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, umfasst die Materialausschütteinrichtung zum lokalen Zuführen von Material eine durch einen zweiten Motor um eine Längsachse des Nivelliergerätes schwenkbare Zuführeinrichtung, wobei der zweite Motor derart durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist, dass durch Schwenken der Zuführeinrichtung das bestimmte Materialvolumen einem auf den Ort weisenden Bereich einer Platziereinrichtung zuführbar ist und durch die Platziereinrichtung das bestimmte Material dem Ort zuführbar ist.
Demnach umfasst das Nivelliergerät Mittel, die es ermöglichen, das bestimmte Material präzise auf dem bestimmten Ort auszubringen. Dabei kann die Zuführeinrichtung ein in Richtung der Materialausschütteinrichtung geöffneter und um eine Hochachse motorisch drehbarer Hohlzylinder sein, dessen Hochachse so geneigt ist, dass ihm zugeführtes Material Schwerkraft bedingt weitergeführt wird, wobei die Zuführeinrichtung einen ausgussartigen Fortsatz umfassen kann, sodass dem Material beim Weiterführen eine bestimmte Richtung vorgegeben werden kann. Das Material wird der Platziereinrichtung zugeführt, wobei durch Drehen der Zuführeinrichtung das Material an einer bestimmten Stelle der Platziereinrichtung zuführbar ist. Die Platziereinrichtung kann so als Schacht mit innenliegenden Trennstegen ausgeführt sein, dass jeweils eine Teilkammer einem Ort entlang der Querachse des Nivelliergerätes zugeordnet ist. Präzises Ausbringen von Material erfolgt also dadurch, dass eine bestimmte Materialmenge zunächst der Zuführeinrichtung zugeführt wird. Diese leitet das Material dann gezielt einer bestimmten Teilkammer der Platziereinrichtung weiter, durch welche das Material zuletzt genauestens auf einen vorgesehenen Ort geleitet wird. Damit das Material ohne haftende Rückstände zu bilden sowohl über die Zuführeinrichtung, als auch über die Platziereinrichtung gleitet, können Vibrationen ausübende Rüttler vorgesehen sein. Generell können Rüttler an allen Bauteilen vorgesehen werden, an welchen das Material haften bleiben könnte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist die Verdichteinrichtung durch einen dritten Motor antreibbar, wobei der Motor durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist.
Dabei kann der Motor die Verdichteinrichtung so antreiben, dass diese das Nivelliergerät entlang der Wegstrecke bewegt. In diesem Fall ist die Verdichteinrichtung als Walze ausgeführt, welche durch ihre Eigenmasse das Material zu verdichten vermag. In vorteilhafter Weise kann die Walze aber auch über eine geringe Eigenmasse verfügen, wobei das Nivelliergerät dann aber so konstruiert ist, dass ein möglichst großer Anteil der Gesamtmasse des Nivelliergerätes eine Kraft auf die Verdichteinrichtung ausübt. Beispielsweise kann das Nivelliergerät so konstruiert sein, dass eine Transportwanne, welche geeignet ist das noch nicht ausgebrachte Material aufzunehmen, mit ihrem Schwerpunkt über der Verdichteinrichtung sitzt. Ebenso könnte eine als Walze ausgeführte Verdichteinrichtung mit einem geeigneten Stoff, beispielsweise Wasser, beschwerbar sein, um die Masse zu erhöhen. Ebenso ist es aber auch möglich, dass die Verdichteinrichtung aus vertikal bewegbaren Stempeln besteht, welche das Material durch Stampfen verdichten, wobei die Stempel durch den dritten Motor antreibbar sein könnten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die durch den dritten Motor antreibbare Verdichteinrichtung für ein Abfahren der Wegstrecke durch das Nivelliergerät geeignet und das Abfahren der Wegstrecke durch die Steuereinrichtung regelbar.
Dabei kann die Verdichteinrichtung, wie im vorhergehenden Absatz beschrieben, eine Walze sein. Insbesondere kann die Verdichteinrichtung auch als Vielzahl von eng beabstandeten schmaleren Walzen ausgeführt sein, sodass ein Rangieren des Nivelliergerätes innerhalb von besonders kleinen Flächen möglich wird. Vor allem kann in der Ausführung als mehrere Walzen ein Drehen um die durch die Verdichteinrichtung verlaufende Hochachse des Nivelliergerätes möglich sein. Die Regelung des dritten Motors durch die Steuereinrichtung kann so erfolgen, dass das Nivelliergerät um gerade so eine Strecke bewegt wird, dass die Materialausschütteinrichtung beziehungsweise die Platziereinrichtung genau über einem Ort steht, über welchem Material ausgebracht werden soll. Ebenfalls ist es auch möglich, dass die Steuereinrichtung Bewegungsdaten des dritten Motors erhält und somit bei einer Einflussnahme eines Bedieners anhand der Bewegungsdaten ermitteln kann, wann sich die Materialausschütteinrichtung beziehungsweise die Platziereinrichtung genau über einem Ort befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Nivelliergerät eine Vornivelliereinrichtung, die geeignet ist die zu nivellierende Fläche entlang der Wegstrecke durch Abtragung von Material vorzunivellieren, wobei abgetragenes Material durch eine Transporteinrichtung der Materialausschütteinrichtung zuführbar ist.
Demnach ist noch vor der Sensoreinrichtung ein Mittel vorgesehen, mit welchem eine Fläche entlang einer Wegstrecke vornivelliert werden kann. Dabei kann die Vornivelliereinrichtung eine durch einen weiteren Motor antreibbare Fräse sein, die Erhebungen, welche über ein augenscheinliches und von einem Bediener festlegbares Maß hinausragen, abträgt, wobei das abgetragene Material durch eine Transporteinrichtung, welche beispielsweise ein Förderband sein kann, der Materialausschütteinrichtung beziehungsweise der Transportwanne zugeführt werden kann. Das Maß der Abtragung ist dabei von einem Bediener einstellbar, wobei auch für die Einstellung Stellmotoren vorgesehen werden können.
Des Weiteren wird ein Softwareprogrammprodukt angegeben, das für einen Prozessor lesbare Befehle enthält, die geeignet sind, ein oben beschriebenes Verfahren auszuführen.
Schließlich wird eine Steuereinrichtung angegeben, die aus einem Speicher Befehle erhält, die geeignet sind, ein oben beschriebenes Verfahren auszuführen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1A eine schematische Darstellung eines Schrittes eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
1B einen ersten weiteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
1C einen zweiten weiteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
1D einen dritten weiteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
1E einen vierten weiteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
1F einen fünften weiteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nivelliergeräts, und
3 eine Ansicht von vorne-oben eines erfindungsgemäßen Nivelliergeräts, und
4 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Nivelliergeräts, und
5 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Nivelliergeräts.
In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Unter Bezugnahme auf die 1A bis 1F werden nachfolgend Verfahrensschritte bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer zweidimensionalen Darstellung mittels Flächenprofilen und Diagrammen erläutert. Diese sind jedoch ohne weiteres auch auf einen dreidimensionalen Ablauf anwendbar. Eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Maschine wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 erläutert.
In 1A ist schematisch ein erster Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. 1A zeigt ein Flächenprofil einer zu nivellierenden Fläche FL in einer zweidimensionalen Querschnittansicht. Demnach werden entlang einer Wegstrecke WS, welche durch die zu nivellierende Fläche FL verläuft, Höhendaten HD erfasst. Die Höhendaten HD werden dabei räumlich beabstandet von der Rohoberfläche RF erfasst. Die Höhendaten HD werden für weitere Schritte in einer geeigneten Steuereinrichtung gespeichert.
Nach dem Erfassen der Höhendaten HD, werden wie in 1B schematisch dargestellt durch eine Steuereinrichtung Maxima MA und Minima MI der Höhenpunkte HP ermittelt. Zur Verdeutlichung sind die Maxima MA und Minima MI der Höhenpunkte HP in das Flächenprofil der zu nivellierenden Fläche FL mit der Rohoberfläche RF eingetragen. Exemplarisch ist der niedrigste Höhenpunkt HP als Minimum MI und der höchste Höhenpunkt HP als Maximum MA angegeben.
Im Anschluss an die Ermittlung von Maxima MA und Minima MI wird, wie in 1C gezeigt, ein Toleranzbereich TB für den maximalen Höhenunterschied zwischen Maxima MA und Minima MI innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke WS bereitgestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde als Teilintervall die gesamte Wegstrecke WS gewählt. Ferner wurden um den Datencharakter der Höhendaten zu verdeutlichen eine Achse für die Höhe und eine Achse für den Weg angegeben. Daraufhin wird, wie ebenfalls in 1C gezeigt, der bereitgestellte Toleranzbereich TB mit einem lokalen Extremwert, in diesem Fall dem höchsten Höhenpunkt HP, welcher als Maximum MA angegeben ist, verknüpft. Die Verknüpfung erfolgt im gezeigten Fall durch Anlegen der oberen Grenze OG des Toleranzbereiches TB an das Maximum MA. Somit werden die Höhenpunkte HP in diejenigen, die innerhalb des Toleranzbereiches TB liegen und diejenigen, die außerhalb liegen, aufgeteilt.
Beim in 1D gezeigten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die innerhalb des Toleranzbereiches TB liegenden Höhenpunkte HP berücksichtigt, um ein glattes Sollprofil SP zu interpolieren. Das Sollprofil SP liegt innerhalb des Toleranzbereiches TB, muss aber, um dies zu erreichen, nicht alle innerhalb des Toleranzbereiches TB liegenden Höhenpunkte HP exakt treffen. Die Bedingung eines glatten Sollprofils SP führt, wie in der Abbildung zu erkennen ist, dazu, dass das Sollprofil SP keine Stufen oder Sprünge aufweist.
1E zeigt den darauffolgenden Verfahrensschritt, in welchem die Differenz DI zwischen den unterhalb des Sollprofils SP liegenden Höhenpunkten HP und dem Sollprofil SP ermittelt wird.
Diese Differenz DI wird im abschließenden Verfahrensschritt, welcher in 1F gezeigt ist, verwendet, um die Rohoberfläche RF um ein der Differenz DI entsprechendes Maß zu nivellieren. Im gezeigten Fall erfolgte die Nivellierung durch Aufschütten eines der Differenz DI entsprechenden Volumens an Material MAT an den Orten, an denen die Differenz DI ermittelt wurde.
2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nivelliergeräts NI, wobei das Nivelliergerät NI gerade eines der erfindungsgemäßen Verfahren ausführt. Das Nivelliergerät fährt hierzu eine in der Figur von links nach rechts weisende Wegstrecke WS innerhalb der zu nivellierenden Fläche FL ab, wobei die Sensoreinrichtung SE Höhendaten HD der Rohoberfläche RF ermittelt. Anhand dieser Höhendaten HD wird ein berechnetes Volumen des Materials MAT mittels der Materialausschütteinrichtung MS durch die Öffnung OE aus der Transportwanne TW in die Zuführeinrichtung ZU befördert. Die Zuführeinrichtung ZU wiederum leitet das Material MAT gezielt an die Platziereinrichtung PE weiter, welche das Material MAT gezielt über einem Ort OR ausschüttet. Dieses ausgeschüttete Material MAT wird anschließend beim weiteren Fahren des Nivelliergerätes NI durch die Verdichteinheit VE planiert und verdichtet.
Hierdurch entsteht der links der Verdichteinheit VE gezeigte glatte Teil der Fläche FL, während der auf der anderen Seite der Verdichteinheit VE liegende Teil, auf dem zumindest noch kein Material MAT ausgebracht wurde, also die Rohoberfläche RF, eine Rauigkeit aufweist. Fahrbar ist das Nivelliergerät in der gezeigten Ausführungsform durch die Verdichteinheit VE, welche als Walze ausgeführt ist, und durch Räder RA an der in Fahrtrichtung liegenden Vorderseite.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Nivelliergerät NI aus einer Ansicht von vorne-oben. Die Materialausschütteinrichtung MS ist als Transportschnecke ausgeführt und sitzt mittig innerhalb der Transportwanne TW, welche für die Aufnahme von auszubringendem Material vorgesehen ist. Die Materialausschütteinrichtung MS weist zur Materialförderung einen ersten Motor auf, der beispielsweise die Transportschnecke antreibt. Die Öffnung OE stellt eine funktionsbedingte Verbindung zur Zuführeinrichtung ZU dar, welche unterhalb der Öffnung angebracht ist. Unter der Zuführeinrichtung ZU befindet sich wiederum die Platziereinrichtung PE, welche Trennstege TS umfasst. Die Zuführeinrichtung ZU ist um eine Achse derart schwenkbar, dass Material MAT gezielt den verschiedenen durch Trennstege TS separierten Bereichen der Platziereinrichtung PE zugeführt werden kann. Die Zuführeinrichtung ZU ist durch einen zweiten Motor um eine Längsachse des Nivelliergerätes NI schwenkbar.
Ferner ist die entlang einer Querachse angebrachte Sensoreinrichtung SE gezeigt, die aus mehreren zueinander beabstandeten Sensoren besteht, wobei es sich bei den Sensoren um Höhensensoren aber auch um Lagesensoren oder eine Kombination aus Höhensensoren und Lagesensoren handeln kann.
Unter Berücksichtigung einer Vorschubgeschwindigkeit, die beispielsweise durch einen die Verdichteinrichtung VE antreibenden dritten Motor bestimmt ist, der durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist, wird dadurch auch eine dreidimensionale Erfassung der Höhendaten HD durch sukzessives Aufnehmen von Messwerten ermöglicht.
Durch die Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit lässt sich ausgehend von einer Startposition des Nivelliergeräts NI eine aktuelle lokale Position durch die Steuereinheit entsprechend ermitteln. Um die Vorschubbewegung des Nivelliergeräts NI bei der Ermittlung einbeziehen zu können, sollte der Vorschub durch die Steuereinheit vorgegeben werden. Insbesondere bei ausreichend niedrigen Vorschubgeschwindigkeiten ist alternativ zur Vorgabe des Vorschubes auch eine Messung der Vorschubgeschwindigkeit für die korrekte Durchführung des Verfahrens mit dem Nivelliergerät NI möglich.
4 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Nivelliergerät. Die sich mittig innerhalb der Transportwanne TW befindende Materialausschütteinrichtung MS ist so angebracht, dass sie Material MAT hin zur durch einen Deckel nach oben geschlossenen Öffnung OE befördern kann. Der in die Transportwanne TW weisende Deckel der Öffnung OE stellt sicher, dass Material nicht zufällig aus der Transportwanne rutscht.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Nivelliergerätes NI aus 2, wobei das Nivelliergerät NI in dieser Ausführungsform geeignet ist, ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, bei dem die zu nivellierende Fläche entlang der Wegstrecke vornivelliert wird. Hierzu ist eine Vornivelliereinrichtung VN vorgesehen, die eine Abtrageinrichtung AE und eine Transporteinrichtung TE umfasst und geeignet ist, besonders weit herausstehende Erhöhungen entlang der Wegstrecke abzutragen. Wobei mit besonders herausstehend eine mit dem bloßen Auge erkennbare Unebenheit gemeint ist, zu deren Abtragung ein Bediener die Abtrageinrichtung in ihrer Höhe und Lage justieren und betreiben kann. Das Material MAT, welches von der Abtrageinrichtung AE abgetragen wird, kann mittels der Transporteinrichtung TE in die Transportwanne TW befördert werden und steht anschließend für die Nivellierung der Fläche FL zur Verfügung.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.

Claims

Verfahren zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau mit einem Nivelliergerät (NI), umfassend die Schritte: – Erfassen von Höhendaten (HD) entlang einer Wegstrecke (WS) innerhalb einer zu nivellierenden Fläche (FL); – Ermitteln von Maxima (MA) und Minima (MI) als Extremwerte in den Höhendaten (HD); – Bereitstellen eines Toleranzbereiches (TB) für den maximalen Höhenunterschied zwischen Maxima (MA) und Minima (MI) innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke (WS); – Verknüpfen einer Grenze des Toleranzbereiches (TB) mit einem lokalen Extremwert; – Ermitteln aller Punkte der Höhendaten (HD), welche innerhalb des Toleranzbereichs (TB) liegen; – Interpolation eines glatten Sollprofils (SP) entlang aller Punkte der Höhendaten (HD), welche innerhalb des Toleranzbereiches (TB) liegen; – Ermitteln einer Differenz (DI) zwischen dem glatten Sollprofil (SP) und den Punkten der Höhendaten, die unterhalb des glatten Sollprofils (SP) liegen, und – Nivellieren der Fläche (FL) um ein der Differenz (DI) entsprechendes Maß entlang der Wegstrecke (WS) durch lokales Aufschütten von Material (MAT).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wegstrecke (WS) bei der Erfassung der Höhendaten (HD) in einer Fahrtrichtung des Nivelliergerätes (NI) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wegstrecke (WS) bei der Erfassung der Höhendaten (HD) quer zur Fahrtrichtung des Nivelliergerätes (NI) verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Toleranzbereich (TB) für den maximalen Höhenunterschied innerhalb eines Teilintervalls der Wegstrecke (WS) aus einer Bearbeitungsfläche einer Bearbeitungsmaschine festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Verknüpfung des Toleranzbereiches (TB) mit dem lokalen Extremwert so erfolgt, dass der Toleranzbereich (TB) mit seiner oberen Grenze (OG) an ein lokales Maximum (MA) angelegt wird und sich der niedrigste zulässige Punkt innerhalb der Höhendaten aus dem lokalen Maximum (MA) minus des Toleranzbereiches (TB) ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Interpolation stückweise erfolgt und sich die innerhalb der Wegstrecke (WS) gewählten Teilintervalle an der stückweisen Interpolation orientieren, insbesondere derart, dass die stückweisen Interpolationen als Spline-Interpolationen mit Stetigkeitsbedingungen an ihren Intervallgrenzen erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das lokale Aufschütten von Material aus denjenigen Wegpunkten errechnet wird, deren Höhenpunkte (HP) niedriger sind als das glatte Sollprofil und sich die genaue Masse an Material aus dem durch die Differenz zwischen Höhenpunkt (HP) und Sollprofil (SP) ergebenden Volumen, insbesondere in Verbindung mit der Dichte und der Verdichtbarkeit des Materials ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Höhendaten (HD) relativ zu einem dem Nivelliergerät (NI) zugeordneten Referenzpunkt erfasst werden, insbesondere derart, dass globale Absolut-Höhendaten der die zu nivellierende Fläche umgebenden Bereiche irrelevant sind und insbesondere derart, dass als Referenzpunkt ein mitbewegter Ort (OR) des Nivelliergerätes (NI) gewählt ist, welcher in Fahrtrichtung hinter den Orten der Aufschüttung liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Fläche vor dem Erfassen der Höhendaten (HD) um ein konstantes und einstellbares Maß durch Abtragen von Material (MAT) vornivelliert wird, insbesondere dadurch, dass einen Grenzwert überragende Maxima (MA) abgetragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine Anzahl an erfassten Höhenpunkten (HP) entlang der Wegstrecke (WS) oder eines Teilintervalls adaptiert wird, insbesondere anhand eines entlang der Wegstrecke (WS) ermittelten Gradienten der Höhenpunkte (HP), wobei ein starker Gradient eine Steigerung der Anzahl an erfassten Höhenpunkten (HP) bedingt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem ein Wert der Höhendaten (HD) als Mittelwert eines Messpunkts und einer um den Messpunkt liegenden Menge weiterer Messpunkte berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem darüber hinaus ein Neigungswert des Nivelliergerätes (NI) ermittelt wird, der zur Korrektur der Höhendaten (HD) herangezogen wird.
Nivelliergerät (NI) zum relativen und lokalen Nivellieren von begehbaren Flächen, insbesondere von Außenanlagen im Garten- oder Landschaftsbau, insbesondere zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, umfassend eine Sensoreinrichtung (SE) zum Erfassen von lokalen und relativen Höhendaten (HD) entlang einer vom Nivelliergerät (NI) abfahrbaren Wegstrecke (WS) innerhalb der zu nivellierenden Fläche (FL), eine Materialausschütteinrichtung (MS) zum Ausschütten von Material (MAT), eine Steuereinrichtung zum Auswerten der Höhendaten (HD) und zum Steuern der Materialausschütteinrichtung (MS) und eine Verdichteinrichtung (VE) zum Planieren von Material, wobei die Steuereinrichtung anhand der Höhendaten (HD) ein für einen Ort (OR) entlang der Wegstrecke aufzuschüttendes Materialvolumen bestimmt und die Ausschüttung dieses Materialvolumens über die Materialausschütteinrichtung (MS) steuert.
Nivelliergerät (NI) nach Anspruch 13, bei dem die Sensoreinrichtung (SE) mindestens einen Höhensensor und mindestens einen Lagesensor umfasst, wobei die Höhendaten (HD) des Höhensensors durch Lagedaten des Lagesensors korrigierbar sind und eine Korrektur der Höhendaten in der Steuereinrichtung erfolgt.
Nivelliergerät (NI) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, bei dem die Materialausschütteinrichtung (MS) zur Materialförderung einen ersten Motor aufweist, der durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, dass das bestimmte Materialvolumen dem Ort (OR) zuführbar ist.
Nivelliergerät (NI) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Materialausschütteinrichtung (MS) zum lokalen Zuführen von Material (MAT) eine durch einen zweiten Motor um eine Längsachse des Nivelliergerätes (NI) schwenkbare Zuführeinrichtung (ZU) umfasst und der zweite Motor derart durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist, dass durch Schwenken der Zuführeinrichtung (ZU) das bestimmte Materialvolumen einem auf den Ort (OR) weisenden Bereich einer Platziereinrichtung (PE) zuführbar ist und durch die Platziereinrichtung (PE) das bestimmte Material dem Ort (OR) zuführbar ist.
Nivelliergerät (NI) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Verdichteinrichtung (VE) durch einen dritten Motor antreibbar ist, wobei der dritte Motor durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist.
Nivelliergerät (NI) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die durch den dritten Motor antreibbare Verdichteinrichtung (VE) für ein Abfahren der Wegstrecke (WS) durch das Nivelliergerät (NI) geeignet ist und das Abfahren der Wegstrecke (WS) oder eine Vorschubgeschwindigkeit durch die Steuereinrichtung regelbar ist.
Nivelliergerät (NI) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, das darüber hinaus eine Vornivelliereinrichtung (VN) umfasst, die geeignet ist die zu nivellierende Fläche (FL) entlang der Wegstrecke (WS) durch Abtragung von Material (MAT) vorzunivellieren, wobei abgetragenes Material (MAT) durch eine Transporteinrichtung (TE) der Materialausschütteinrichtung (MS) zuführbar ist.
Softwareprogrammprodukt, das für einen Prozessor lesbare Befehle enthält, die geeignet sind, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
Steuereinrichtung mit einem Speicher, wobei die Steuereinheit aus dem Speicher Befehle erhält, die geeignet sind, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.