DE102020206374A1

DE102020206374A1 - Verfahren zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche eines Transportfahrzeugs zum Transport von Schüttgut

Info

Publication number: DE102020206374A1
Application number: DE102020206374.5A
Authority: DE
Inventors: Udo Schulz; Markus Kempf; Ramkumar Jaganathan; Andrzej Piotr Rys; Jürgen Saile; Nils Kaiser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-25

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche (22) eines Transportfahrzeugs (16) zum Transport von Schüttgut (12), wobei das Schüttgut (12) mittels einer Lademaschine (14) mit einem Ladewerkzeug (15), insbesondere eines Baggers (15) mit einem Löffel (14), auf die Ladefläche (22) entladen wird, mit folgenden Schritten vorgeschlagen:- Ermitteln eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von dem Ladewerkzeug (15) der Lademaschine (14), insbesondere dem Löffel (15) des Baggers (14), aufgenommenen Schüttgutladung jeweils vor einem Entladen des Schüttguts (12) auf die Ladefläche (22), mittels einer Sensoreinheit (18);- Erfassen eines sich durch das entladene Schüttgut (12) auf der Ladefläche (22) ausgebildeten Schüttguthaufens (24) mittels der Sensoreinheit (18) oder einer zweiten Sensoreinheit, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens (24) zu ermitteln;- Vergleichen der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen der Schüttgutladungen mittels einer Steuereinheit; und- Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mittels der Steuereinheit, um den Beladevorgang zu steuern.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche eines Transportfahrzeugs zum Transport von Schüttgut, wobei das Schüttgut mittels einer Lademaschine mit einem Ladewerkzeug, insbesondere eines Baggers mit einem Löffel, auf die Ladefläche entladen wird, eine entsprechende Steuereinheit sowie eine Lademaschine mit zumindest einer Sensoreinheit zum Ermitteln eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens und zum Erfassen eines sich durch das entladene Schüttgut auf der Ladefläche ausgebildeten Schüttguthaufens und einer entsprechenden Steuereinheit.
Bei der Beladung von Kippern oder auch Anhängern muss vermieden werden, dass diese überladen werden. Überladung mit zu viel Gewicht führt zu Schäden am Fahrzeug und Erlöschen der Betriebserlaubnis. Überladung mit zu viel Volumen führt zu Verlust von Material beim Transport, mit zum Beispiel auch Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer. Im manuellen Betrieb gibt es hierzu verschiedene Möglichkeiten:

- Erfahrungswerte des Baggerführers
- Hinweistafel am Fahrzeug zur Belastbarkeit
- Wiegen des Fahrzeugs vor dem Verlassen des Werksgeländes
- Auswahl von Fahrzeugen auf Basis der Materialparameter, so dass ein vollständiges Ausnutzen des Volumens dennoch innerhalb der Tragfähigkeit des Fahrzeugs bleibt.

Ferner finden in modernen Arbeitsmaschinen automatisierte- oder teilautomatisierte Arbeitsprozesse immer mehr Einsatz.
Die DE 10 2017 218 770 A1 offenbart ein System mit einem 3D-Sensor auf einem Arbeitsfahrzeug, wobei der 3D-Sensor ausgebildet ist, eine Mehrzahl an Bildern eines Inhalts in einem Behälter des Arbeitsfahrzeugs zu erfassen, um ein Inhaltsvolumen in dem Behälter mittels der Mehrzahl an Bildern zu bestimmen.
Die WO 2017/125607 A1 offenbart ein System aus Baumaschine, Transportfahrzeug mit Laderaum und Bildaufnahmeeinrichtung und ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildstromes beim Be- und Entladen eines Transportfahrzeuges.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche eines Transportfahrzeugs zum Transport von Schüttgut, wobei das Schüttgut mittels einer Lademaschine mit einem Ladewerkzeug, insbesondere eines Baggers mit einem Löffel, auf die Ladefläche entladen wird.
Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von dem Ladewerkzeug der Lademaschine, insbesondere dem Löffel des Baggers, aufgenommenen Schüttgutladung jeweils vor einem Entladen des Schüttguts auf die Ladefläche, mittels einer Sensoreinheit. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Erfassens eines sich durch das entladene Schüttgut auf der Ladefläche ausgebildeten Schüttguthaufens mittels der Sensoreinheit oder einer zweiten Sensoreinheit, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens zu ermitteln. Das Verfahren umfasst außerdem einen Schritt des Vergleichens der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen mittels einer Steuereinheit. Das Verfahren umfasst des Weiteren einen Schritt eines Ausgebens eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mittels der Steuereinheit, um den Beladevorgang zu steuern.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinheit, welche eingerichtet es, die folgenden Schritte durchzuführen:

- Ermitteln eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von einem Ladewerkzeug einer Lademaschine, insbesondere einem Löffel eines Baggers, aufgenommenen Schüttgutladung jeweils vor einem Entladen des Schüttguts auf eine Ladefläche eines Transportfahrzeugs, unter Verwendung von Sensordaten einer Sensoreinheit;
- Ermitteln einer Haufenmasse und/oder eins Haufenvolumens eines sich durch das entladene Schüttgut auf der Ladefläche ausgebildeten Schüttguthaufens auf der Ladefläche unter Verwendung von Sensordaten der Sensoreinheit oder einer zweiten Sensoreinheit;
- Vergleichen der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen; und
- Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis, um einen Beladevorgang der Ladefläche des Transportfahrzeugs zum Transport von Schüttgut zu steuern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Lademaschine, insbesondere mobiler Löffelbagger, mit zumindest einer, insbesondere optischen Sensoreinheit, insbesondere Kamera zum Ermitteln eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von einem Ladewerkzeug der Lademaschine, insbesondere dem Löffel des Baggers, aufgenommenen Schüttgutladung und zum Erfassen eines sich durch das entladene Schüttgut auf der Ladefläche ausgebildeten Schüttguthaufens, und einer vorangehend beschriebenen Steuereinheit.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen und/oder zu steuern, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Das Transportfahrzeug ist zum Transport von Schüttgut ausgebildet. Hierfür weist das Transportfahrzeug eine entsprechende Ladefläche auf. Das Transportfahrzeug kann bspw. ein Muldenkipper sein. Der Muldenkipper kann hierbei als fester Aufbau oder Anhänger ausgebildet sein.
Die Lademaschine ist bevorzugt eine mobile Lademaschine. Die Lademaschine kann jedoch auch stationär ausgebildet sein. Die Lademaschine kann eine vollautonome bzw. vollautomatisierte Lademaschine oder eine halbautonome bzw. halbautomatisierte Lademaschine sein. Unter vollautonom bzw. vollautomatisiert ist hierbei gemeint, dass kein Lademaschinenführer vorhanden ist, weder in einer Lademaschinenkabine noch an einer Fernsteuerung. Die Lademaschine kann für bauwirtschaftliche, landwirtschaftliche, forstwirtschaftliche und/oder logistische Zwecke ausgebildet bzw. eingerichtet sein. Die Lademaschine kann bspw. ein Bagger, insbesondere ein Löffelbagger, oder ein Radlader sein.
Die Lademaschine weist ein Ladewerkzeug zum Aufnehmen und Entladen von Schüttgut, wie bspw. Sand, Erde, Festgestein oder Lockergestein auf. Das Ladewerkzeug ist bevorzugt ein Löffel, insbesondere ein Tieflöffel.
Die Lademaschine befindet sich bevorzugt in einem Abbaugebiet, bspw. von Sand, Erde, Festgestein oder Lockergestein. D.h., dass der Entladevorgang bevorzugt in einem Abbaugebiet, insbesondere als Teil eines Beladevorgangs des Transportfahrzeugs, durchgeführt wird.
Jeweils vor einem Entladen des Schüttguts auf die Ladefläche wird mittels einer Sensoreinheit und einer Steuereinheit ein Ladegewicht und/oder ein Ladevolumen einer von dem Ladewerkzeug der Lademaschine, insbesondere dem Löffel des Baggers, aufgenommenen Schüttgutladung ermittelt. Das aufgenommene und entladene Schüttgut kann bspw. Sand, Erde, Festgestein oder Lockergestein aufweisen oder daraus bestehen. Hierbei wird/werden das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen der aufgenommenen Schüttgutladung zwischen einem Beladen des Schüttguts und dem Entladen des Schüttguts ermittelt. Bevorzugt entspricht die entladene Schüttgutladung einem im Wesentlichen maximalen Ladevolumen, d.h. maximal aufnehmbaren Schüttgutvolumen, des Ladewerkzeugs der Lademaschine, insbesondere des Löffels des Baggers, für das Schüttgut.
Bevorzugt wird/werden im Schritt des Ermittelns das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen mittels einer Massesensoreinheit durch Druckmessung in einem Hydrauliksystem der Lademaschine und/oder durch Kraftmessung an einem das Ladewerkzeug tragenden Gestänge/Ausleger und/oder durch Messung der auf das beladene Ladewerkzeug bei einer Rotation eines Oberwagens der Lademaschine wirkenden Fliehkräfte; und/oder mittels einer Volumensensoreinheit, insbesondere einer Kamera, durch optische Erfassung des mit dem Schüttgut beladenen Ladewerkzeugs ermittelt.
Der Schritt des Erfassens eines sich durch das entladene Schüttgut auf der Ladefläche ausgebildeten Schüttguthaufens wird mittels der Sensoreinheit oder einer zweiten Sensoreinheit, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens zu ermitteln. Hierbei werden bevorzugt der Schritt des Ermittelns des Ladegewichts und/oder des Ladevolumens und das Ermitteln der Haufenmasse und/oder des Haufenvolumens mittels derselben Sensoreinheit, insbesondere Kamera durchgeführt.
Bevorzugt wird/werden im Schritt des Ermittelns das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen und/oder das Ermitteln der Haufenmasse und/oder des Haufenvolumens unter Verwendung einer vorgegeben und/oder ermittelten Schüttgutdichte; und/oder einer vorgegebenen oder mittels der Massesensoreinheit ermittelten Leermasse des Ladewerkzeugs; und/oder eines vorgegebenen oder mittels der Volumensensoreinheit ermittelten Leervolumens des Ladewerkzeugs ermittelt. Hierbei kann ferner eine direkte Feuchtemessung im Material durch eingebrachte, insbesondere vernetzte Feuchtesensoren erfolgen, um die Schüttgutmasse und/oder das Schüttgutvolumen zu bestimmen. Alternativ kann über die lokale Niederschlagsmenge eine Hypothese zur Materialfeuchte gebildet werden.
Die Sensoreinheit ist bevorzugt eine optische Sensoreinheit. Demnach kann die optische Sensoreinheit ausgebildet sein, ein dreidimensionales Abbild bzw. eine 3D-Kontur und/oder ein digitales Bild zu erzeugen. Die Sensoreinheit kann einen Sensor oder mehrere Sensoren umfassen. Ein Sensor ist bevorzugt eine 3D-Kamera bzw. Kamera, insbesondere TOF-Kamera, Stereokamera oder Monokamera, oder ein LiDAR bzw. 3D-LiDAR. Zumindest ein Sensor, bevorzugt alle Sensoren der Sensoreinheit ist/sind bevorzugt an der Lademaschine, bspw. einer Vorderseite bzw. Kabinenvorderseite der Lademaschine angeordnet. Weiter bevorzugt ist die Sensoreinheit bzw. der zumindest eine Sensor eine maschineneigene Einheit, welche zur Durchführung weiterer Aufgaben eingerichtet ist, insbesondere zumindest einer der folgenden Aufgaben: Navigation, Hinderniserkennung, Ermittlung Schüttguteigenschaften, Ermittlung Beladestrategie, Ermittlung Entladestrategie, Assistenz Beladevorgänge und Entladevorgänge, Koordinierung von Transportfahrzeugen.
Der Schritt des Vergleichens der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen erfolgt mittels einer Steuereinheit. D.h. mit anderen Worten, dass der Haufen bzw. die Haufenmasse/das Haufenvolumen mit den aufsummierten Einzelladungen bzw. den aufsummierten Einzelmassen/Einzelvolumen der Entladungen verglichen wird.
Der Schritt des Ausgebens eines Signals wird in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mittels der Steuereinheit, um den Beladevorgang zu steuern.
Hierbei wird bevorzugt im Schritt des Ausgebens das Signal in Abhängigkeit von dem größeren oder einem Mittelwert der beiden Werte der ermittelten Haufenmasse und der Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte; und/oder das ermittelte Haufenvolumen und der Summe der einzelnen ermittelten Ladevolumen ausgegeben.
Vorteilhafterweise wird im Schritt des Ausgebens das Signal ferner in Abhängigkeit eines maximal zulässigen Ladegewichts und/oder eines maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs ausgegeben, um insbesondere eine Überschreitung des zulässigen Ladegewichts und/oder des maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs zu verhindern. Hierbei kann das maximal zulässige Ladegewicht und/oder das maximal zulässige Ladevolumen drahtlos mittels eines Informationssignals von einer Empfangseinheit der Lademaschine empfangen und/oder mittels der Sensoreinheit oder der zweiten Sensoreinheit oder einer weiteren Sensoreinheit ermittelt werden. Das maximal zulässige Ladegewicht und/oder das maximal zulässige Ladevolumen können von einem am Transportfahrzeug angeordneten Transponder ausgelesen; und/oder durch optische Erfassung eines Kennzeichens, insbesondere Nummernschildes, des Transportfahrzeugs und eines Datenbankabgleichs; und/oder durch optische Erfassung eines die entsprechenden Daten aufweisenden, insbesondere am Transportfahrzeug angeordneten Hinweisschilds; und/oder durch optische Erfassung der Ladefläche; und/oder durch, insbesondere optische Erfassung des Einfederverhaltens des Transportfahrzeugs beim Entladen eines bekannten Ladegewichts auf die Ladefläche und Ermittlung einer Einfedercharakteristik des Transportfahrzeugs; ermittelt werden.
Hierbei wird bevorzugt im Schritt des Ausgebens mittels des Signals eine optische und/oder akustische Ausgabeeinheit gesteuert, welche in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ein optisches und/oder akustisches Signal ausgibt, um dem Fahrzeugführer das Ende des Beladevorgangs zu signalisieren. Die Ausgabeeinheit kann an der Lademaschine angeordnet sein. Das optische Signal kann ein Scheinwerfersignal von der Lademaschine sein. Das akustische Signal kann ein Hupsignal von der Lademaschine sein.
Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt im Schritt des Ausgebens mittels des Signals eine Sendeeinheit gesteuert, welche in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis zur Ermittlung einer Beladestrategie und/oder Entladestrategie des Transportfahrzeugs relevante Informationen, insbesondere ein aktuell beladenes Schüttgutgewicht und/oder ein aktuell beladenes Schüttgutvolumen, an eine Anzeigeeinheit, insbesondere ein Display oder Head-Up-Display oder eine Datenbrille, ausgibt. Die Anzeigeeinheit kann an der Lademaschine angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt im Schritt des Ausgebens mittels des Signals die Lademaschine und/oder weitere Lademaschinen (d.h. entsprechende Einheiten der Lademaschine(n)) gesteuert, derart, dass eine Überschreitung der zulässigen Ladekapazität des Transportfahrzeugs verhindert wird, insbesondere ferner der Beladevorgang des Transportfahrzeugs halbautomatisiert oder vollautomatisiert von der Lademaschine durchgeführt wird; und/oder das Transportfahrzeug und/oder ein weiteres Transportfahrzeugs gesteuert, insbesondere derart, dass das Transportfahrzeug automatisiert abfährt und/oder ein weiteres leeres Transportfahrzeug automatisiert zur nachfolgenden Beladung zu einem entsprechenden Wartebereich oder Beladebereich begibt.
Das Verfahren und die entsprechende Steuereinheit bieten eine sichere und genaue Ermittlung des auf ein Transportfahrzeug beladenen Gewichts bzw. beladenen Volumens. Hierdurch kann ein Beladevorgang intelligent gesteuert werden, um insbesondere eine Überladung des Transportfahrzeugs zu verhindern und somit die Sicherheit und Zuverlässigkeit sowohl beim manuellen als auch beim automatisierten Steuern zu erhöhen. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass das Verfahren auch mittels einer bereits vorhandenen optischen Sensoreinheit durchführbar ist, welche bereits an der Lademaschine für andere Aufgaben vorhanden ist, ohne dass am Transportfahrzeug etwas verändert werden muss.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Abbaugebiets mit einem Löffelbagger;
2 eine schematische Darstellung eines Abbaugebiets mit einem Löffelbagger und einem Muldenkipper; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche eines Transportfahrzeugs zum Transport von Schüttgut.

1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung eines Abbaugebiets 10 von Lockergestein 12 bzw. Sand 12. Im Abbaugebiet 10 befindet sich eine Lademaschine 14 zum Beladen eines Transportfahrzeugs 16 mit Schüttgut 12 bzw. Sand 12. Die Lademaschine 14 ist hierbei als Löffelbagger 14 mit einem Tieflöffel 15 ausgebildet. Das Transportfahrzeug 16 ist als Muldenkipper 16 ausgebildet.
Der Löffelbagger 14 weist eine optische Sensoreinheit 18 auf. Die Sensoreinheit 18 ist als Kamera 18 ausgebildet. Wie aus 1 ersichtlich, ist die Kamera 18 ausgebildet eine von dem Tieflöffel 15 des Baggers 14 aufgenommene Schüttgutladung 20 jeweils vor einem Entladen des Schüttguts 12 auf eine Ladefläche 22 des Muldenkippers 16 zu erfassen, um daraus ein Ladegewicht und/oder ein Ladevolumen der Schüttgutladung zu ermitteln.
Wie aus 2 ersichtlich, ist die Kamera 18 ferner ausgebildet, einen sich durch das entladene Schüttgut 12 auf der Ladefläche 22 ausgebildeten Schüttguthaufen 24 zu erfassen, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens 24 zu ermitteln.
Mittels einer Steuereinheit wird/werden dann die ermittelte Haufenmasse und/oder das ermittelte Haufenvolumen mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen der Schüttgutladungen 20 verglichen.
In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis wird dann mittels der Steuereinheit ein Signal ausgegeben, um den Beladevorgang zu steuern. Hierbei wird insbesondere das Signal in Abhängigkeit von dem größeren der beiden ermittelten Werte und in Abhängigkeit eines maximal zulässigen Ladegewichts und/oder eines maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs 16 ausgegeben, um insbesondere eine Überschreitung des zulässigen Ladegewichts und/oder des maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs 16 zu verhindern.
Die Steuereinheit steuert mittels des Signals eine (nicht gezeigte) Sendeeinheit, welche den größeren der beiden ermittelten Werte als aktuell beladenes Schüttgutgewicht bzw. aktuell beladenes Schüttgutvolumen an eine Anzeigeeinheit, insbesondere ein Display, an dem Bagger 14 ausgibt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche 22 eines Transportfahrzeugs 16 zum Transport von Schüttgut 12, wobei das Schüttgut 12 mittels einer Lademaschine 14 mit einem Ladewerkzeug 15, insbesondere eines Baggers 14 mit einem Löffel 15, auf die Ladefläche 22 entladen wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns 102 eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von dem Ladewerkzeug 15 der Lademaschine 14, insbesondere dem Löffel 15 des Baggers 14, aufgenommenen Schüttgutladung 20 jeweils vor einem Entladen des Schüttguts 12 auf die Ladefläche 22, mittels einer Sensoreinheit 18. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Erfassens 104 eines sich durch das entladene Schüttgut 12 auf der Ladefläche 22 ausgebildeten Schüttguthaufens 24 mittels der Sensoreinheit 18 oder einer zweiten Sensoreinheit, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens 24 zu ermitteln. Das Verfahren umfasst außerdem einen Schritt des Vergleichens 106 der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen der Schüttgutladungen 20 mittels einer Steuereinheit. Das Verfahren umfasst des Weiteren einen Schritt eines Ausgebens 108 eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mittels der Steuereinheit, um den Beladevorgang zu steuern.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017218770 A1 [0004]
WO 2017/125607 A1 [0005]

Claims

Verfahren (100) zur Steuerung eines Beladevorgangs einer Ladefläche (22) eines Transportfahrzeugs (16) zum Transport von Schüttgut (12), wobei das Schüttgut (12) mittels einer Lademaschine (14) mit einem Ladewerkzeug (15), insbesondere eines Baggers (14) mit einem Löffel (14), auf die Ladefläche (22) entladen wird, mit den Schritten: - Ermitteln (102) eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von dem Ladewerkzeug (15) der Lademaschine (14), insbesondere dem Löffel (15) des Baggers (14), aufgenommenen Schüttgutladung (20) jeweils vor einem Entladen des Schüttguts (12) auf die Ladefläche (22), mittels einer Sensoreinheit (18); - Erfassen (104) eines sich durch das entladene Schüttgut (12) auf der Ladefläche (22) ausgebildeten Schüttguthaufens (24) mittels der Sensoreinheit (18) oder einer zweiten Sensoreinheit, um eine Haufenmasse und/oder ein Haufenvolumen des Schüttguthaufens (24) zu ermitteln; - Vergleichen (106) der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen der Schüttgutladungen (20) mittels einer Steuereinheit; und - Ausgeben (108) eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mittels der Steuereinheit, um den Beladevorgang zu steuern.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen der aufgenommenen Schüttgutladung (20) zwischen einem Beladen des Schüttguts (12) und dem Entladen des Schüttguts (12) ermittelt wird/werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns (102) das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen mittels - einer Massesensoreinheit durch Druckmessung in einem Hydrauliksystem der Lademaschine (14) und/oder durch Kraftmessung an einem das Ladewerkzeug (15) tragenden Gestänge und/oder durch Messung der auf das beladene Ladewerkzeug (15) bei einer Rotation eines Oberwagens der Lademaschine (14) wirkenden Fliehkräfte; und/oder - einer Volumensensoreinheit (18), insbesondere einer Kamera (18), durch optische Erfassung des mit dem Schüttgut (12) beladenen Ladewerkzeugs (15) ermittelt wird/werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns (102) des Ladegewichts und/oder des Ladevolumens und das Ermitteln der Haufenmasse und/oder des Haufenvolumens mittels derselben Sensoreinheit (18), insbesondere Kamera (18) durchgeführt werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns (102) das Ladegewicht und/oder das Ladevolumen und/oder das Ermitteln der Haufenmasse und/oder des Haufenvolumens unter Verwendung - einer vorgegeben und/oder ermittelten Schüttgutdichte; und/oder - einer vorgegebenen oder mittels der Massesensoreinheit ermittelten Leermasse des Ladewerkzeugs (15); und/oder - eines vorgegebenen oder mittels der Volumensensoreinheit (18) ermittelten Leervolumens des Ladewerkzeugs (15) ermittelt wird/werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausgebens (108) das Signal in Abhängigkeit von dem größeren oder einem Mittelwert der beiden Werte - der ermittelten Haufenmasse und der Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte; und/oder - das ermittelte Haufenvolumen und der Summe der einzelnen ermittelten Ladevolumen ausgegeben wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausgebens (108) das Signal ferner in Abhängigkeit eines maximal zulässigen Ladegewichts und/oder eines maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs (16) ausgegeben wird, um insbesondere eine Überschreitung des zulässigen Ladegewichts und/oder des maximal zulässigen Ladevolumens des Transportfahrzeugs (16) zu verhindern.
Verfahren (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal zulässige Ladegewicht und/oder das maximal zulässige Ladevolumen drahtlos mittels eines Informationssignals von einer Empfangseinheit der Lademaschine (14) empfangen und/oder mittels der Sensoreinheit (18) oder der zweiten Sensoreinheit oder einer weiteren Sensoreinheit ermittelt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal zulässige Ladegewicht und/oder das maximal zulässige Ladevolumen - von einem am Transportfahrzeug (16) angeordneten Transponder ausgelesen; und/oder - durch optische Erfassung eines Kennzeichens, insbesondere Nummernschildes, des Transportfahrzeugs)16) und eines Datenbankabgleichs; und/oder - durch optische Erfassung eines die entsprechenden Daten aufweisenden, insbesondere am Transportfahrzeug (16) angeordneten Hinweisschilds; und/oder - durch optische Erfassung der Ladefläche (22); und/oder - durch, insbesondere optische Erfassung des Einfederverhaltens des Transportfahrzeugs (16) beim Entladen eines bekannten Ladegewichts auf die Ladefläche (22) und Ermittlung einer Einfedercharakteristik des Transportfahrzeugs (16); ermittelt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausgebens (108) mittels des Signals - eine optische und/oder akustische Ausgabeeinheit gesteuert werden, welche in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ein optisches und/oder akustisches Signal ausgibt, um dem Fahrzeugführer das Ende des Beladevorgangs zu signalisieren; und/oder - eine Sendeeinheit gesteuert werden, welche in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis zur Ermittlung einer Beladestrategie und/oder Entladestrategie des Transportfahrzeugs (16) relevante Informationen, insbesondere ein aktuell beladenes Schüttgutgewicht und/oder ein aktuell beladenes Schüttgutvolumen, an eine Anzeigeeinheit, insbesondere ein Display oder Head-Up-Display oder eine Datenbrille, ausgibt; und/oder - die Lademaschine (14) und/oder weitere Lademaschinen gesteuert wird, derart, dass eine Überschreitung der zulässigen Ladekapazität des Transportfahrzeugs (16) verhindert wird, insbesondere ferner der Beladevorgang des Transportfahrzeugs (16) halbautomatisiert oder vollautomatisiert von der Lademaschine (16) durchgeführt wird; und/oder das Transportfahrzeug (16) und/oder ein weiteres Transportfahrzeugs gesteuert wird, insbesondere derart, dass das Transportfahrzeug (16) automatisiert abfährt und/oder ein weiteres leeres Transportfahrzeug automatisiert zur nachfolgenden Beladung zu einem entsprechenden Wartebereich oder Beladebereich begibt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (18) und/oder die zweite Sensoreinheit an der Lademaschine (14) angeordnet ist, und insbesondere eine maschineneigene Einheit ist, welche zur Durchführung weiterer Aufgabe eingerichtet ist, insbesondere zumindest einer der folgenden Aufgaben: Navigation, Hinderniserkennung, Ermittlung Schüttguteigenschaften, Ermittlung Beladestrategie, Ermittlung Entladestrategie, Assistenz Beladevorgänge und Entladevorgänge, Koordinierung von Transportfahrzeugen (16).
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lademaschine (14) mobil und/oder autonom, insbesondere als mobiler autonomer Löffelbagger (14) ausgebildet ist.
Steuereinheit, welche eingerichtet es, die folgenden Schritte durchzuführen: - Ermitteln (102) eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von einem Ladewerkzeug (15) einer Lademaschine (14), insbesondere einem Löffel (15) eines Baggers (14), aufgenommenen Schüttgutladung (20) jeweils vor einem Entladen des Schüttguts (12) auf eine Ladefläche (22) eines Transportfahrzeugs (16), unter Verwendung von Sensordaten einer Sensoreinheit (18); - Ermitteln einer Haufenmasse und/oder eins Haufenvolumens eines sich durch das entladene Schüttgut (12) auf der Ladefläche (22) ausgebildeten Schüttguthaufens (24) auf der Ladefläche (22) unter Verwendung von Sensordaten der Sensoreinheit (18) oder einer zweiten Sensoreinheit; - Vergleichen (106) der ermittelten Haufenmasse und/oder des ermittelten Haufenvolumens mit einer Summe der einzelnen ermittelten Ladegewichte und/oder Ladevolumen der Schüttgutladungen (20); und - Ausgeben (108) eines Signals in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis, um einen Beladevorgang der Ladefläche (22) des Transportfahrzeugs (16) zum Transport von Schüttgut (12) zu steuern.
Lademaschine (14), insbesondere mobiler Löffelbagger (14), mit zumindest einer, insbesondere optischen Sensoreinheit (18), insbesondere Kamera zum Ermitteln eines Ladegewichts und/oder eines Ladevolumens einer von einem Ladewerkzeug (15) der Lademaschine (14), insbesondere dem Löffel (15) des Baggers (14), aufgenommenen Schüttgutladung (20) und zum Erfassen eines sich durch das entladene Schüttgut (12) auf der Ladefläche (22) ausgebildeten Schüttguthaufens (24), und einer Steuereinheit nach Anspruch 13.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen und/oder zu steuern.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 15.