EP4047133B1 - Pistenraupe mit wenigstens einem pistenbearbeitungsgerät - Google Patents

Pistenraupe mit wenigstens einem pistenbearbeitungsgerät Download PDF

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EP4047133B1
EP4047133B1 EP22155072.6A EP22155072A EP4047133B1 EP 4047133 B1 EP4047133 B1 EP 4047133B1 EP 22155072 A EP22155072 A EP 22155072A EP 4047133 B1 EP4047133 B1 EP 4047133B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piste
snow
caterpillar
processing unit
sensor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP22155072.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4047133A1 (de
Inventor
Andreas Behmüller
Claudius Henger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Original Assignee
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=80218446&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP4047133(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kassbohrer Gelandefahrzeug AG, Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG filed Critical Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Publication of EP4047133A1 publication Critical patent/EP4047133A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4047133B1 publication Critical patent/EP4047133B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H4/00—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow
    • E01H4/02—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails

Definitions

  • the invention relates to a snow groomer with at least one piste processing device, and with an optical sensor device, in particular a camera, for detecting an actual state of a piste surface processed by the at least one piste processing device.
  • Such a snow groomer is from the DE 100 45 524 A1 known.
  • the well-known snow groomer has a rear piste processing device in the form of a rear cutter in order to finally process a snow surface that has been driven over by the snow groomer.
  • a milling shaft shreds the corresponding snow particles thrown up by the snow groomer's chains.
  • a smoothing device behind the milling shaft compacts and smoothes the shredded snow particles to create a processed snow surface.
  • a camera is arranged on the snow groomer as an optical sensor, which records an area of the processed snow surface behind the rear cutter when the snow groomer is in operation. Corresponding image data captured by the camera is evaluated by means of an electronic image processing unit in order to control corresponding setting parameters of the rear tiller depending on the evaluation of the image data.
  • the object of the invention is to create a snow groomer of the type mentioned at the beginning, which enables further improved processing of a slope surface.
  • a device for generating at least one optically recognizable transverse stripe extending in the width direction of the snow groomer and moving with a travel movement of the snow groomer, which cooperates with the optical sensor device in such a way that the optical sensor device detects the transverse stripe in addition to the actual state of the processed piste surface.
  • the optically recognizable transverse stripe improves the recognizability of the contour of the processed piste surface transverse to the direction of travel of the snow groomer and thus in the width direction of the piste grooming device.
  • the generation of the additional optical transverse stripe enables improved image capture for the optical sensor device.
  • the optically recognizable transverse stripe allows a surface contour of the processed snow surface to be better recognized, so that an improved evaluation of corresponding image data from the optical sensor device is possible.
  • This enables a significantly improved control of the piste grooming device to be carried out in order to improve the processing of the piste surface by the piste grooming device and thus enabling an improved quality of the processed piste surface.
  • the solution according to the invention is particularly advantageously suitable for automated control of the piste grooming device. A driver of the snow groomer can therefore restrict himself to controlling the snow groomer without requiring extensive knowledge of how to control the piste grooming device to achieve a high-quality processed piste surface.
  • the solution according to the invention is particularly advantageously suitable for a piste grooming device in the form of a rear tiller.
  • the solution according to the invention is intended for processing snow surfaces in winter sports areas.
  • the device for generating the at least one transverse strip is designed as a light beam projection device, the transverse strip being formed as a light beam projection in function of the device.
  • a light beam forming the transverse strip is projected onto the processed snow surface, specifically in the area that is detected by the optical sensor device, in particular by the camera, when the snow groomer is in operation.
  • the light beam projection device emits at least one laser beam onto the treated piste surface.
  • a laser line is generated that extends transversely to the travel movement of the snow groomer and advantageously runs over at least half the width of the snow groomer.
  • the light emitted by the laser beam is strongly contrasted in color from the snow surface, in particular as a red laser line.
  • the light beam projection device is preferably designed as a line laser device.
  • the moving transverse strip is optically designed in such a way that a surface structure of the detected slope surface running in the width direction is optically enhanced.
  • image data from the optical sensor device, which captures both the image-captured snow surface and the moving optical transverse strip.
  • the laser line that moves with the snow groomer is permanently detected by the optical sensor device and processed according to the resulting image data. By lining up the recorded lines, a surface model is created that reflects the processed slope surface.
  • the principle of laser triangulation is used to record the processed snow surface and generate the three-dimensional surface model. This makes it possible in particular to have defects in the To reliably detect snow surfaces such as snow clumps or snow holes as well as snow accumulations.
  • the sensor device is connected to an electronic data processing unit which detects sensor signals from the sensor device and processes them to generate at least one output signal.
  • Image data from the optical sensor device are provided as sensor signals, which detect not only the detected snow surface but also the moving transverse strip.
  • the snow grooming device is designed as a rear tiller.
  • the optical sensor device is preferably aligned to an area behind the rear tiller in order to be able to detect the snow surface worked by the rear tiller.
  • the device for generating the at least one moving transverse strip is also aligned so that the transverse strip behind the rear tiller is projected onto the snow surface worked by the rear tiller.
  • Both the optical sensor device, in particular the camera, and the light beam projection device generating the transverse strip are attached either to the snow groomer, preferably in a rear area of the snow groomer, or to the rear tiller.
  • a control unit is provided for controlling functional components of the rear tiller, and the data processing unit is coupled to the control unit, which controls the functional components by means of the at least one output signal of the data processing unit.
  • the rear milling machine can be controlled accordingly with regard to its various functional parameters, such as in particular a milling shaft speed, an immersion depth of the milling shaft, an orientation of the finisher arrangement, a contact pressure of the finisher arrangement on the snow surface and with regard to its inclination in the longitudinal direction, in the transverse direction or in the vertical direction, depending on the evaluation of the image data through the data processing unit.
  • Functional components are therefore drive or adjustment components of the rear tiller that enable control of the various functional parameters.
  • the functional components of the rear tiller are functional components that are provided with a drive, whereby the drive can be designed as a rotary drive, a lifting drive, an adjustment drive, a swivel drive or in a similar way.
  • the respective drive can also preferably be electrical or hydraulic.
  • the data processing unit is assigned a data memory in which sensor data recorded during a learning phase and analyzed by means of an evaluation algorithm are stored, which serve as target values for a desired piste surface, and the control unit can be controlled by the data processing unit in such a way that the functional components of the rear tiller are regulated depending on the target values stored in the data memory.
  • This embodiment enables at least largely automated control of the rear tiller depending on the evaluation of the image data, which, due to the optically amplifying transverse strip, enable improved detection of the surface contour of the processed snow surface transverse to a towing direction of the rear tiller.
  • only one or two functional components of the rear tiller or at least largely all functional components of the rear tiller can be controlled.
  • the data processing unit has an image processing module, which is intended to analyze image data generated by the optical sensor device while detecting the moving optical transverse strip and compare it with image data in the data memory.
  • the image processing module is preferably a software module that compares and evaluates target data stored in the data memory with the actual data recorded by the optical sensor device.
  • the data processing unit is provided to compare the image data of the optical sensor device and the optical cross strip with target image data of the data storage device, to evaluate them and to control the control unit depending on the evaluation. Accordingly, the control unit is provided to actuate at least one drive of at least one functional component in a suitable manner depending on the output signals of the electronic data processing unit.
  • a snow groomer P is equipped in a generally known manner with a vehicle frame that is flanked on opposite long sides by a tracked chassis.
  • a driver's cab is mounted on the front of the vehicle frame.
  • an adjustable dozer blade is also provided on one end of the vehicle frame.
  • the tracked chassis has a rotating chain on each side of the chassis, which is placed around a rear sprocket wheel, a front tensioning wheel and several running wheels arranged between the tensioning wheel and the sprocket wheel.
  • the sprocket wheel on each side of the chassis is driven, advantageously by means of a hydraulic motor or an electric motor. Both the tensioning wheel and the running wheels and the sprocket wheel on each side of the chassis are mounted on the vehicle frame.
  • the snow groomer P is controlled by controlling the sprockets in different or identical ways.
  • the snowcat is equipped with a rear implement carrier (not shown in detail), which is used for the detachable attachment of a Fig.1
  • the rear tiller 1 has a support frame 2 which can be detachably fastened to the rear implement carrier by means of a holding device 3.
  • the support frame 2 carries a tiller shaft housing 4 for a rotatable tiller shaft arrangement which is composed of one or more tiller shafts. Both the tiller shaft housing 4 and the tiller shaft arrangement extend over the entire width of the snow groomer P.
  • the tiller shaft arrangement can be driven by tiller shaft drives 7 which are hydraulic in the embodiment shown. In other variants of the invention, the tiller shaft drives can also be electrical.
  • the tiller shaft arrangement advantageously has two or three tiller shafts which are at least largely coaxial with one another and which can be driven synchronously with one another by means of several tiller shaft drives 7.
  • the finisher arrangement 5 is assigned hydraulic actuating means 6, which are used to adjust the finisher arrangement 5 relative to the milling shaft housing 4 and to apply pressure to the finisher arrangement 5 to press the finisher arrangement 5 with its underside onto a snow surface SP with more or less pressure.
  • Fig.1 The snow groomer P with attached rear tiller 1 is shown in operation on a snow surface to be worked.
  • the snow surface SP worked by the rear tiller 1 has a largely uniform cord pattern, which in Fig.1 is shown.
  • the snow groomer P drives over the snow surface with its crawler track.
  • the chain webs of each crawler track press firmly into the snow surface and lead to compaction and severe defects in the form of snow clumps or snow depressions.
  • the coarse-treaded snow particles that arise immediately behind the crawler tracks of the snow groomer P are broken up by the cutter shaft arrangement, in that the cutter shaft arrangement breaks up the snow particles using corresponding cutter teeth and repeatedly hurls them into a space between the cutter shaft arrangement and an inner wall of the cutter shaft housing 4.
  • the snow particles crushed by the cutter shaft arrangement are then smoothed and compacted by the finisher arrangement 5.
  • the finisher arrangement 5 has profiles on its underside that apply the cord pattern already described to the processed piste surface SP.
  • the rear tiller 1 is assigned an optical sensor device 9, in the present case in the form of at least one camera, which is directed at an area of the snow surface SP immediately behind the finisher arrangement 5.
  • the optical sensor device 9 permanently captures the image of the snow surface SP that was driven over and processed by the rear tiller 1 immediately beforehand.
  • a contrast strip which extends transversely to the drag direction of the rear tiller 1 is created immediately behind the finisher arrangement 5 and is also referred to as a transverse strip.
  • the transverse strip is generated optically, in the present case by a light projection device 8 in the form of a line laser device. Based on the edge rays shown in dash-dotted lines, a transverse extension of the generated laser line L can be seen, which forms the contrast strip, ie the optical transverse strip in the sense of the invention.
  • This optical transverse stripe is moved along with the dragging movement of the rear tiller 1 and thus also with the driving movement of the snow groomer P, so that the transverse stripe, ie the laser line L, is always at least largely at the same distance from a rear end of the finisher arrangement 5.
  • the optical transverse strip, ie the laser line L must always be in a recording area, ie a scanning area, of the optical sensor device 9 condition. As a result, the optical sensor device 9 not only records the image of the processed snow surface SP, but also permanently records the laser line L projected onto the processed snow surface SP.
  • the optical sensor device 9 is connected to an electronic data processing unit D, which is assigned a data memory DS.
  • An image processing module in the present case in the form of image processing software, is integrated into the data processing unit D, which evaluates the sensor data recorded by the optical sensor device 9.
  • the image processing module compares the actual image data recorded by the optical sensor device 9 with target image data stored in the data memory DS.
  • the image processing module is specifically designed for the additional detection of the contrast strip, i.e. H. the laser line L.
  • the target image data were previously generated and evaluated during a training phase of the snow groomer P and the rear snow groomer 1 based on specifications for a particularly uniform snow surface quality, i.e.
  • the electronic data processing unit D controls a control unit S, which actuates the corresponding actuating or rotation drives of the rear tiller 1.
  • Corresponding actuating or rotary drives of the rear tiller 1 form functional components of the rear tiller 1.
  • Corresponding rotary drives are the milling shaft drives 7.
  • Corresponding actuators are the hydraulic actuating means 6 for the finisher arrangement 5.
  • the tail tiller 1 has further actuating drives for pivoting or tilting movements of the support frame 2, which are not shown in more detail here.
  • the described control of the control unit S by the electronic data processing unit D enables automated control of the Rear tiller 1 to achieve the best possible snow surface quality of the processed snow surface SP.
  • Fig.2 Based on Fig.2 an image of the processed snow surface SP with the laser line L displayed can be seen, which represents an image generated by the optical sensor device 9. It is clearly visible that the high-contrast laser line L clearly highlights the surface contour of the snow surface SP. Due to the movement of the laser line during the operation of the snow groomer, the image data recorded for the current laser line are arranged one after the other in the direction of travel, which results in a continuous recording of the image data. The sensor device 9 produces a complete surface model of the processed runway surface. Recording and evaluation are carried out according to the principle of laser triangulation. Fig.3 is shown in an enlarged view a variant of an evaluation of the recorded surface contour, ie the recorded, moving laser line L.
  • section L2 shows an incomplete cord pattern of the processed snow surface SP
  • section L3 shows a defect in the form of a bump
  • section L1 shows a section of the snow surface SP that is uniform and therefore of acceptable quality.
  • sections L2, L3 and L1 are repeated in a similar way when the image is viewed in Fig.3 from left to right, whereby the defect L3 in the middle of the picture, which is designed as a bulge, is larger than the left bulge in the area of the first section L3.
  • the section L1 to the right again represents an acceptable cord pattern.
  • the Fig.3 The right end section L4 shows an edge wall of the treated snow surface SP and thus an end of the treated snow surface SP that extends in the width direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pistenraupe mit wenigstens einem Pistenbearbeitungsgerät, sowie mit einer optischen Sensoreinrichtung, insbesondere einer Kamera, zur Erfassung eines Ist-Zustands einer durch das wenigstens eine Pistenbearbeitungsgerät bearbeiteten Pistenoberfläche.
  • Eine derartige Pistenraupe ist aus der DE 100 45 524 A1 bekannt. Die bekannte Pistenraupe weist ein heckseitiges Pistenbearbeitungsgerät in Form einer Heckfräse auf, um eine von der Pistenraupe überfahrene Schneefläche abschließend zu bearbeiten. Hierzu zerkleinert eine Fräswelle entsprechende, durch Ketten der Pistenraupe aufgeworfene Schneepartikel. Eine Glätteinrichtung hinter der Fräswelle verdichtet und glättet die zerkleinerten Schneepartikel unter Erzielung einer bearbeiteten Schneeoberfläche. Auf der Pistenraupe ist als optischer Sensor eine Kamera angeordnet, die im Fahrbetrieb der Pistenraupe einen Bereich der bearbeiteten Schneeoberfläche hinter der Heckfräse erfasst. Entsprechende, durch die Kamera erfasste Bilddaten werden mittels einer elektronischen Bildverarbeitungseinheit ausgewertet, um abhängig von der erfolgten Auswertung der Bilddaten entsprechende Einstellparameter der Heckfräse anzusteuern.
  • Aus dem Zwischendokument WO 2021/229551 A1 ist außerdem eine Pistenraupe mit einer Einrichtung zur Erfassung der bearbeiteten Schneeoberfläche bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pistenraupe der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine weiter verbesserte Bearbeitung einer Pistenoberfläche ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zur Erzeugung wenigstens eines optisch erkennbaren, in Breitenrichtung der Pistenraupe erstreckten und mit einer Fahrbewegung der Pistenraupe mitbewegten Querstreifens vorgesehen ist, die mit der optischen Sensoreinrichtung derart zusammenwirkt, dass die optische Sensoreinrichtung den Querstreifen zusätzlich zu dem Ist-Zustand der bearbeiteten Pistenoberfläche erfasst. Der optisch erkennbare Querstreifen verbessert die Erkennbarkeit der Konturierung der bearbeiteten Pistenoberfläche quer zur Fahrtrichtung der Pistenraupe und damit in Breitenrichtung des Pistenbearbeitungsgeräts. Die Erzeugung des zusätzlichen optischen Querstreifens ermöglicht für die optische Sensoreinrichtung eine verbesserte Bilderfassung. Der optisch erkennbare Querstreifen lässt eine Oberflächenkontur der bearbeiteten Schneeoberfläche besser erkennen, so dass eine verbesserte Auswertung entsprechender Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung ermöglicht ist. Hierdurch kann eine erheblich verbesserte Ansteuerung des Pistenbearbeitungsgeräts vorgenommen werden, um eine verbesserte Bearbeitung der Pistenoberfläche durch das Pistenbearbeitungsgerät und demzufolge eine verbesserte Qualität der bearbeiteten Pistenoberfläche zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Lösung ist in besonders vorteilhafter Weise für eine automatisierte Steuerung des Pistenbearbeitungsgeräts geeignet. Ein Fahrer der Pistenraupe kann sich demzufolge auf die Steuerung der Pistenraupe beschränken, ohne eine intensive Kenntnis für die Ansteuerung des Pistenbearbeitungsgeräts zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen bearbeiteten Pistenoberfläche zu benötigen. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für ein Pistenbearbeitungsgerät in Form einer Heckfräse. Die erfindungsgemäße Lösung ist zur Bearbeitung von Schneeoberflächen in Wintersportgebieten vorgesehen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung zur Erzeugung des wenigstens einen Querstreifens als Lichtstrahlprojektionseinrichtung ausgeführt, wobei der Querstreifen in Funktion der Vorrichtung als Lichtstrahlprojektion gebildet wird. Dabei wird - sobald die Vorrichtung in Funktion ist - ein den Querstreifen bildender Lichtstrahl auf die bearbeitete Schneeoberfläche projiziert, und zwar in dem Bereich, der durch die optische Sensoreinrichtung, insbesondere durch die Kamera, im Betrieb der Pistenraupe erfasst wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung emittiert die Lichtstrahlprojektionseinrichtung wenigstens einen Laserstrahl auf die bearbeitete Pistenoberfläche. Vorzugsweise wird eine quer zur Fahrbewegung der Pistenraupe erstreckte und vorteilhaft wenigstens über eine Hälfte der Breite der Pistenraupe verlaufende Laserlinie erzeugt. Das durch den Laserstrahl emittierte Licht ist farbig stark abgesetzt von der Schneeoberfläche, insbesondere als rote Laserlinie. Die Lichtstrahlprojektionseinrichtung ist vorzugsweise als Linienlasereinrichtung ausgeführt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der mitbewegte Querstreifen optisch derart ausgeführt, dass eine in Breitenrichtung verlaufende Oberflächenstruktur der erfassten Pistenoberfläche optisch verstärkt wird. Hierdurch ergeben sich Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung, die sowohl die bildtechnisch erfasste Schneeoberfläche als auch den mitbewegten optischen Querstreifen erfassen. Damit ist in besonders vollständiger Weise die Oberflächenstruktur der bearbeiteten Schneeoberfläche erkennbar und auswertbar. Vorteilhaft wird permanent die mit der Pistenraupe mitbewegte Laserlinie durch die optische Sensoreinrichtung erfasst und entsprechend der sich ergebenden Bilddaten verarbeitet. Durch die Aneinanderreihung der erfassten Linien wird ein Oberflächenmodell erzeugt, das die bearbeitete Pistenoberfläche wiedergibt. Damit wird für die Erfassung der bearbeiteten Schneeoberfläche und die Erzeugung des dreidimensionalen Oberflächenmodells das Prinzip der Lasertriangulation eingesetzt. Hierdurch ist es insbesondere möglich, Fehlstellen der Schneeoberfläche wie Schneeklumpen oder Schneelöcher wie auch Schneeanhäufungen zuverlässig zu erfassen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung an eine elektronische Datenverarbeitungseinheit angeschlossen, die Sensorsignale der Sensoreinrichtung erfasst und für die Erzeugung wenigstens eines Ausgabesignals verarbeitet. Als Sensorsignale sind Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung vorgesehen, die neben der erfassten Schneeoberfläche auch den mitbewegten Querstreifen erfassen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Pistenbearbeitungsgerät als Heckfräse ausgebildet. Die optische Sensoreinrichtung ist vorzugsweise auf einen Bereich hinter der Heckfräse ausgerichtet, um die durch die Heckfräse bearbeitete Schneeoberfläche erfassen zu können. Auch die Vorrichtung zur Erzeugung des wenigstens einen mitbewegten Querstreifens ist so ausgerichtet, dass der Querstreifen hinter der Heckfräse auf die durch die Heckfräse bearbeitete Schneeoberfläche projiziert wird. Sowohl die optische Sensoreinrichtung, insbesondere die Kamera, als auch die den Querstreifen erzeugende Lichtstrahlprojektionseinrichtung sind entweder auf der Pistenraupe, vorzugsweise in einem Heckbereich der Pistenraupe, oder auf der Heckfräse befestigt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinheit zur Ansteuerung von Funktionskomponenten der Heckfräse vorgesehen, und die Datenverarbeitungseinheit ist mit der Steuereinheit gekoppelt, die mittels des wenigstens einen Ausgabesignals der Datenverarbeitungseinheit die Funktionskomponenten ansteuert. Damit ist die Heckfräse bezüglich ihrer verschiedenen Funktionsparameter wie insbesondere einer Fräswellengeschwindigkeit, einer Eintauchtiefe der Fräswelle, einer Ausrichtung der Finisheranordnung, eines Anpressdrucks der Finisheranordnung auf die Schneeoberfläche und bezüglich ihrer Neigung in Längsrichtung, in Querrichtung oder in Hochrichtung entsprechend ansteuerbar abhängig von der Auswertung der Bilddaten durch die Datenverarbeitungseinheit.
  • Funktionskomponenten sind demzufolge Antriebs- oder Stellkomponenten der Heckfräse, die eine Steuerung der verschiedenen Funktionsparameter ermöglichen. Unter den Funktionskomponenten der Heckfräse sind mit einem Antrieb versehene Funktionskomponenten zu verstehen, wobei der Antrieb als Drehantrieb, als Hubantrieb, als Stellantrieb, als Schwenkantrieb oder in ähnlicher Weise gestaltet sein kann. Der jeweilige Antrieb kann zudem vorzugsweise elektrisch oder hydraulisch ausgeführt sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Datenverarbeitungseinheit ein Datenspeicher zugeordnet, in dem während einer Einlernphase erfasste und mittels eines Auswertealgorithmus analysierte Sensordaten abgelegt sind, die als Sollwerte für eine gewünschte Pistenoberfläche dienen, und die Steuereinheit ist durch die Datenverarbeitungseinheit derart ansteuerbar, dass eine Regelung der Funktionskomponenten der Heckfräse in Abhängigkeit von den in dem Datenspeicher abgelegten Sollwerten erfolgt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zumindest weitgehend automatisierte Steuerung der Heckfräse abhängig von der Auswertung der Bilddaten, die aufgrund des optisch verstärkenden Querstreifens eine verbesserte Erfassung der Oberflächenkontur der bearbeiteten Schneeoberfläche quer zu einer Schlepprichtung der Heckfräse ermöglichen. Je nach der gewünschten Variante können lediglich eine oder zwei Funktionskomponenten der Heckfräse oder zumindest weitgehend alle Funktionskomponenten der Heckfräse angesteuert werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Datenverarbeitungseinheit ein Bildverarbeitungsmodul auf, das dazu vorgesehen ist, unter Erfassung des mitbewegten optischen Querstreifens erzeugte Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung zu analysieren und mit Bilddaten in dem Datenspeicher zu vergleichen. Das Bildverarbeitungsmodul ist vorzugsweise ein Softwaremodul, das im Datenspeicher abgelegte Solldaten mit den durch die optische Sensoreinrichtung erfassten Ist-Daten vergleicht und auswertet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinheit dazu vorgesehen, die Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung und des optischen Querstreifens mit Sollbilddaten des Datenspeichers zu vergleichen, auszuwerten und abhängig von der Auswertung die Steuereinheit anzusteuern. Demzufolge ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, abhängig von den Ausgabesignalen der elektronischen Datenverarbeitungseinheit wenigstens einen Antrieb wenigstens einer Funktionskomponente in geeigneter Weise zu betätigen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
    • Fig. 1
    zeigt in perspektivischer Darstellung einen Heckbereich einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pistenraupe mit einer an die Pistenraupe angehängten Heckfräse,
    Fig. 2
    schematisch ein Kamerabild einer optischen Sensoreinrichtung, das eine erfasste, bearbeitete Schneeoberfläche mit einer quer verlaufenden Laserlinie zeigt, und
    Fig. 3
    in vergrößerter Darstellung ein Kamerabild mit einer entsprechend einer Oberflächenkontur der bearbeiteten Schneeoberfläche verlaufenden Laserlinie.
  • Eine Pistenraupe P ist in grundsätzlich bekannter Weise mit einem Fahrzeugrahmen versehen, der auf gegenüberliegenden Längsseiten von einem Kettenlaufwerk flankiert ist. Frontseitig ist auf dem Fahrzeugrahmen ein Fahrerhaus montiert. Vor dem Fahrerhaus ist an einer Stirnseite des Fahrzeugrahmens zudem ein verstellbarer Räumschild vorgesehen. Das Kettenlaufwerk weist auf jeder Laufwerksseite jeweils eine umlaufende Kette auf, die um ein heckseitiges Turasrad, ein frontseitiges Spannrad sowie mehrere zwischen dem Spannrad und dem Turasrad angeordnete Laufräder gelegt ist. Das Turasrad jeder Laufwerksseite ist angetrieben, vorteilhaft mittels eines Hydromotors oder mittels eines Elektromotors. Sowohl das Spannrad als auch die Laufräder und das Turasrad jeder Laufwerksseite sind am Fahrzeugrahmen gelagert. Die Pistenraupe P wird durch entsprechend unterschiedliche oder gleiche Ansteuerung der Turasräder gesteuert.
  • Heckseitig ist die Pistenraupe mit einem nicht näher dargestellten Heckgeräteträger versehen, der zur lösbaren Befestigung einer in Fig. 1 dargestellten Heckfräse 1 dient. Die Heckfräse 1 weist einen Tragrahmen 2 auf, der mittels einer Haltevorrichtung 3 an dem Heckgeräteträger lösbar befestigbar ist. Der Tragrahmen 2 trägt ein Fräswellengehäuse 4 für eine rotierbare Fräswellenanordnung, die aus einer oder aus mehreren Fräswellen zusammengesetzt ist. Sowohl das Fräswellengehäuse 4 als auch die Fräswellenanordnung erstrecken sich über eine gesamte Breite der Pistenraupe P. Die Fräswellenanordnung ist durch Fräswellenantriebe 7 antreibbar, die im dargestellten Ausführungsbeispiel hydraulisch ausgeführt sind. Bei anderen Varianten der Erfindung können die Fräswellenantriebe auch elektrisch ausgeführt sein. Die Fräswellenanordnung weist vorteilhaft zwei oder drei relativ zueinander zumindest weitgehend koaxiale Fräswellen auf, die mittels mehrerer Fräswellenantriebe 7 synchron zueinander antreibbar sind.
  • An einer von der Pistenraupe P abliegenden Rückseite des Fräswellengehäuses 4 ist eine Finisheranordnung 5 befestigt, die flexibel gestaltet ist. Der Finisheranordnung 5 sind hydraulische Stellmittel 6 zugeordnet, die zur Verstellung der Finisheranordnung 5 relativ zu dem Fräswellengehäuse 4 und zur Druckbeaufschlagung der Finisheranordnung 5 dienen, um die Finisheranordnung 5 mit ihrer Unterseite mit mehr oder weniger Druck auf eine Schneeoberfläche SP zu pressen.
  • In Fig. 1 ist die Pistenraupe P mit angehängter Heckfräse 1 in einem Fahrbetrieb auf einer zu bearbeitenden Schneeoberfläche gezeigt. Die durch die Heckfräse 1 bearbeitete Schneeoberfläche SP weist ein weitgehend gleichmäßiges Cordmuster auf, das in Fig. 1 gezeigt ist. Für eine Bearbeitung der Schneeoberfläche SP durch die Pistenraupe und die Heckfräse 1 überfährt die Pistenraupe P mit ihrem Kettenlaufwerk die Schneeoberfläche. Dabei drücken sich Kettenstege jeder Laufwerkskette fest in die Schneeoberfläche ein und führen zu Verdichtungen und starken Fehlstellen in Form von Schneeklumpen oder Schneevertiefungen. Mittels der Fräswellenanordnung werden die grobstolligen Schneepartikel, die unmittelbar hinter den Laufwerksketten der Pistenraupe P entstehen, zerkleinert, indem die Fräswellenanordnung die Schneepartikel mittels entsprechender Fräszähne auflöst und wiederholt in einen Zwischenraum zwischen der Fräswellenanordnung und einer Innenwandung des Fräswellengehäuses 4 schleudert. Die durch die Fräswellenanordnung zerkleinerten Schneepartikel werden anschließend durch die Finisheranordnung 5 geglättet und verdichtet. Dabei weist die Finisheranordnung 5 auf ihrer Unterseite Profilierungen auf, die auf die bearbeitete Pistenoberfläche SP das bereits beschriebene Cordmuster aufbringen.
  • Um eine Qualität der bearbeiteten Schneeoberfläche SP kontrollieren und steuern zu können, ist der Heckfräse 1 eine optische Sensoreinrichtung 9, vorliegend in Form wenigstens einer Kamera, zugeordnet, die auf einen Bereich der Schneeoberfläche SP unmittelbar hinter der Finisheranordnung 5 gerichtet ist. Die optische Sensoreinrichtung 9 erfasst permanent das Bild der jeweils unmittelbar zuvor durch die Heckfräse 1 überfahrenen und bearbeiteten Schneeoberfläche SP. Um die Oberflächenkonturen der bearbeiteten Schneeoberfläche SP unmittelbar hinter der Finisheranordnung 5 noch besser durch die optische Sensoreinrichtung 9 erfassen zu können, wird unmittelbar hinter der Finisheranordnung 5 ein quer zur Schlepprichtung der Heckfräse 1 erstreckter Kontraststreifen erzeugt, der auch als Querstreifen bezeichnet wird. Der Querstreifen wird optisch erzeugt, vorliegend durch eine Lichtprojektionseinrichtung 8 in Form einer Linienlasereinrichtung. Anhand der strichpunktiert dargestellten Randstrahlen ist eine Quererstreckung der erzeugten Laserlinie L erkennbar, die den Kontraststreifen, d.h. den optischen Querstreifen im Sinne der Erfindung, bildet. Dieser optische Querstreifen wird mit der Schleppbewegung der Heckfräse 1 und damit auch mit der Fahrbewegung der Pistenraupe P mitbewegt, so dass der Querstreifen, d.h. die Laserlinie L, sich immer zumindest weitgehend in gleichem Abstand zu einem rückseitigen Ende der Finisheranordnung 5 befindet. Der optische Querstreifen, d.h. die Laserlinie L, muss sich immer in einem Aufnahmebereich, d.h. einem Scanbereich, der optischen Sensoreinrichtung 9 befinden. Dadurch nimmt die optische Sensoreinrichtung 9 nicht nur das Bild der bearbeiteten Schneeoberfläche SP, sondern auch permanent die auf die bearbeitete Schneeoberfläche SP projizierte Laserlinie L mit auf.
  • Die optische Sensoreinrichtung 9 ist an eine elektronische Datenverarbeitungseinheit D angeschlossen, der ein Datenspeicher DS zugeordnet ist. In der Datenverarbeitungseinheit D ist ein Bildverarbeitungsmodul, vorliegend in Form einer Bildverarbeitungssoftware, integriert, die die durch die optische Sensoreinrichtung 9 erfassten Sensordaten auswertet. Dabei vergleicht das Bildverarbeitungsmodul die durch die optische Sensoreinrichtung 9 erfassten Ist-Bilddaten mit in dem Datenspeicher DS abgelegten Soll-Bilddaten. Das Bildverarbeitungsmodul ist speziell auf die zusätzliche Erfassung des Kontraststreifens, d. h. der Laserlinie L, abgestimmt. Die Soll-Bilddaten wurden zuvor während einer Einlernphase der Pistenraupe P und der Heckfräse 1 erzeugt und ausgewertet anhand von Vorgaben für eine besonders gleichmäßige Schneeoberflächenqualität, d.h. anhand eines besonders gleichmäßigen Cordmusters der Schneeoberfläche SP ohne negative Fehlstellen in Form von Löchern oder positive Fehlstellen in Form von Schneeklumpen oder Schneeaufwerfungen. Anhand eines Vergleichs der Ist-Bilddaten mit den Soll-Bilddaten steuert die elektronische Datenverarbeitungseinheit D eine Steuereinheit S an, die entsprechende Stell- oder Rotationsantriebe der Heckfräse 1 betätigt. Entsprechende Stell- oder Rotationsantriebe der Heckfräse 1 bilden Funktionskomponenten der Heckfräse 1. Entsprechende Rotationsantriebe sind die Fräswellenantriebe 7. Entsprechende Stellantriebe sind die hydraulischen Stellmittel 6 für die Finisheranordnung 5. Zusätzlich weist die Heckfräse 1 weitere Stellantriebe für Schwenk- oder Kippbewegungen des Tragrahmens 2 auf, die hier nicht näher dargestellt sind. Diese dienen insbesondere zur Einstellung einer Frästiefe der Fräswellenanordnung oder zur Verstellung des Tragrahmens 2 einschließlich seines Fräswellengehäuses 4 in unterschiedlichen Freiheitsgraden relativ zur Schneepistenoberfläche SP und/oder relativ zur Pistenraupe P. Die beschriebene Ansteuerung der Steuereinheit S durch die elektronische Datenverarbeitungseinheit D ermöglicht eine automatisierte Steuerung der Heckfräse 1 zur Erzielung einer möglichst optimalen Schneeoberflächenqualität der bearbeiteten Schneeoberfläche SP.
  • Anhand der Fig. 2 ist ein Bild der bearbeiteten Schneeoberfläche SP mit der eingeblendeten Laserlinie L zu sehen, das ein durch die optische Sensoreinrichtung 9 erzeugtes Bild darstellt. Dabei ist gut erkennbar, dass die kontrastreiche Laserlinie L die Oberflächenkontur der Schneeoberfläche SP deutlich herausstellt. Aufgrund der Mitbewegung der Laserlinie während des Fahrbetriebs der Pistenraupe reihen sich die jeweils erfassten Bilddaten der momentanen Laserlinie in Fahrtrichtung aneinander an, wodurch sich aufgrund der permanenten Erfassung durch die Sensoreinrichtung 9 ein vollständiges Oberflächenmodell der bearbeiteten Pistenoberfläche ergibt. Aufnahme und Auswertung erfolgen nach dem Prinzip der Lasertriangulation. Anhand der Fig. 3 ist in vergrößerter Darstellung eine Variante einer Auswertung der erfassten Oberflächenkontur, d.h. der erfassten, mitbewegten Laserlinie L, gezeigt. Dabei zeigt von links her gesehen der Abschnitt L2 ein unvollständiges Cordmuster der bearbeiteten Schneeoberfläche SP, der Abschnitt L3 eine Fehlstelle in Form einer Aufwerfung, der Abschnitt L1 einen Abschnitt der Schneeoberfläche SP, der gleichmäßig und demzufolge qualitätsmäßig akzeptabel ist. Wie Fig. 3 entnehmbar ist, wiederholen sich die Abschnitte L2, L3 und L1 in ähnlicher Weise bei einer Betrachtung des Bilds in Fig. 3 von links nach rechts, wobei die als Aufwerfung gestaltete Fehlstelle L3 in der Mitte des Bilds größer ist als die linke Aufwerfung im Bereich des ersten Abschnitts L3. Rechts neben der großen Aufwerfung, d.h. rechts neben dem Abschnitt L3, ist ein weiterer Abschnitt L2 mit einem unvollständigen Cordmuster gezeigt. Der rechts daneben liegende Abschnitt L1 stellt wieder ein akzeptables Cordmuster dar. Der in Fig. 3 rechte Endabschnitt L4 zeigt einen Randwall der bearbeiteten Schneeoberfläche SP und damit ein in Breitenrichtung erstrecktes Ende der bearbeiteten Schneeoberfläche SP.
  • Durch entsprechende Ansteuerung der Funktionskomponenten der Heckfräse 1 ist es möglich, die Heckfräse 1 so zu verstellen und zu steuern, dass die unerwünschten Fehlstellen gemäß den Abschnitten L3 oder L2 oder auch L4 beseitigt werden. Ohne die mitbewegte Laserlinie L wäre ein auswertbares Oberflächenmodell für die Schneeoberfläche SP nicht erzeugbar, so dass auch entsprechende Fehlstellen der bearbeiteten Schneeoberfläche SP nicht oder nicht so gut erkennbar wären. Eine gezielte Steuerung der Heckfräse zur Beseitigung der genannten Fehlstellen wird somit speziell durch die Erfassung der mitbewegten Laserlinie und durch die Auswertung des erzeugten Oberflächenmodells für die bearbeitete Schneeoberfläche SP erreicht.

Claims (8)

  1. Pistenraupe (P) mit wenigstens einem Pistenbearbeitungsgerät (1), sowie mit einer optischen Sensoreinrichtung (9), insbesondere einer Kamera, zur Erfassung eines Ist-Zustands einer durch das wenigstens eine Pistenbearbeitungsgerät (1) bearbeiteten Schneeoberfläche (SP), dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (8) zur Erzeugung wenigstens eines optisch erkennbaren, in Breitenrichtung der Pistenraupe (P) erstreckten und mit einer Fahrbewegung der Pistenraupe (P) mitbewegten Querstreifens (L) vorgesehen ist, die mit der optischen Sensoreinrichtung (9) derart zusammenwirkt, dass die optische Sensoreinrichtung den Querstreifen (L) zusätzlich zu dem Ist-Zustand der bearbeiteten Schneeoberfläche (SP) erfasst, dass die Vorrichtung (8) zur Erzeugung des wenigstens einen Querstreifens (L) als Lichtstrahlprojektionseinrichtung ausgeführt ist, wobei der Querstreifen (L) in Funktion der Vorrichtung als Lichtstrahlprojektion gebildet wird, und dass, die Lichtstrahlprojektionseinrichtung wenigstens einen Laserstrahl auf die bearbeitete Schneeoberfläche (SP) emittiert, wobei das durch den Laserstrahl emittierte Licht farbig stark abgesetzt ist von der Schneeoberfläche.
  2. Pistenraupe (P) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mitbewegte Querstreifen (L) optisch derart ausgeführt ist, dass eine in Breitenrichtung verlaufende Oberflächenstruktur der erfassten Schneeoberfläche (SP) optisch verstärkt wird.
  3. Pistenraupe (P) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9) an eine elektronische Datenverarbeitungseinheit (D) angeschlossen ist, die Sensorsignale der Sensoreinrichtung (9) erfasst und für die Erzeugung wenigstens eines Ausgabesignals verarbeitet.
  4. Pistenraupe (P) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pistenbearbeitungsgerät als Heckfräse (1) ausgebildet ist.
  5. Pistenraupe (P) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (S) zur Ansteuerung von Funktionskomponenten der Heckfräse (1) vorgesehen ist, und dass die Datenverarbeitungseinheit (D) mit der Steuereinheit (S) gekoppelt ist, die mittels des wenigstens einen Ausgabesignals der Datenverarbeitungseinheit (D) die Funktionskomponenten ansteuert.
  6. Pistenraupe (P) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenverarbeitungseinheit (D) ein Datenspeicher (DS) zugeordnet ist, in dem während einer Einlernphase erfasste und mittels eines Auswertealgorithmus analysierte Sensordaten abgelegt sind, die als Sollwerte für eine gewünschte Schneeoberfläche dienen, und dass die Steuereinheit (S) durch die Datenverarbeitungseinheit (D) derart ansteuerbar ist, dass eine Regelung der Funktionskomponenten der Heckfräse (1) in Abhängigkeit von den in dem Datenspeicher (DS) abgelegten Sollwerten erfolgt.
  7. Pistenraupe (P) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (D) ein Bildverarbeitungsmodul aufweist, das dazu vorgesehen ist, unter Erfassung des wenigstens einen optischen Querstreifens (L) erzeugte Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung (9) zu analysieren und mit Bilddaten in dem Datenspeicher (DS) zu vergleichen.
  8. Pistenraupe (P) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (D) dazu vorgesehen ist, die Bilddaten der optischen Sensoreinrichtung (9) und des optischen Querstreifens (L) mit Sollbilddaten des Datenspeichers (DS) zu vergleichen, auszuwerten und abhängig von der Auswertung die Steuereinheit (S) anzusteuern.
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