EP4532263A1 - Vorrichtung zum ermitteln der optimalen position eines holztransporters in bezug auf ein lagerziel - Google Patents

Vorrichtung zum ermitteln der optimalen position eines holztransporters in bezug auf ein lagerziel

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Publication number
EP4532263A1
EP4532263A1 EP23723549.4A EP23723549A EP4532263A1 EP 4532263 A1 EP4532263 A1 EP 4532263A1 EP 23723549 A EP23723549 A EP 23723549A EP 4532263 A1 EP4532263 A1 EP 4532263A1
Authority
EP
European Patent Office
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wood
gripper arm
storage
transporter
storage target
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP23723549.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gabriela Jager
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4532263A1 publication Critical patent/EP4532263A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/40—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects for carrying long loads, e.g. with separate wheeled load supporting elements
    • B60P3/41—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects for carrying long loads, e.g. with separate wheeled load supporting elements for log transport
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • A01G23/003—Collecting felled trees
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/54—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading
    • B60P1/5404—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base
    • B60P1/5423—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base attached to the loading platform or similar
    • B60P1/5433—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base attached to the loading platform or similar and having the first pivot on a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Program control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/54—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with pneumatic or hydraulic motors, e.g. for actuating jib-cranes on tractors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/58—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes arranged to carry out a desired sequence of operations automatically, e.g. hoisting followed by luffing and slewing
    • B66C23/585—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes arranged to carry out a desired sequence of operations automatically, e.g. hoisting followed by luffing and slewing electrical

Definitions

  • the present invention relates to a device for determining the optimal position of a wood transporter with a length-adjustable gripping arm that can be rotated about an axis of rotation for reloading a load of wood in relation to a storage destination for the wood, and a system with such a device and with a sensor and a further processing unit.
  • the invention further relates to a method for determining the optimal position of a wood transporter in relation to a storage target.
  • logs are often transferred from one mode of transport to another mode of transport.
  • the two means of transport must be brought into a position relative to each other in which it is possible to move the logs from one means of transport to the other.
  • one of the means of transport which is often a log truck or truck for picking up logs, has a gripper arm that allows the log truck to be loaded and unloaded.
  • Reloading often occurs either between two trucks or between a truck and a rail car suitable for holding logs.
  • the truck In the case of reloading from a truck to a wagon, the truck must be brought into a position such that the reloading process is possible and the wood can be grasped with the gripper arm of the truck and placed on the wagon.
  • the wood is placed by a timber transporter on a designated area on the ground, for example in a sawmill or for temporary storage, so that it can later be picked up and transported further by the same or another timber transporter.
  • DE 10 2020 205 627 A1 proposes using a camera to detect round wood on a transport system and to handle it autonomously by controlling a gripper arm. In addition, it is suggested to define the storage area and detect it with a sensor. Based on this, a sequence for handling the logs or logs moved on the transport system is determined. In this way, automated unloading of a transport system is possible.
  • EP 3 333 113 A1 proposes equipping a vehicle for loading objects with a detection device that can detect the surroundings of the vehicle and display it in an overview image. Furthermore, a target image can be generated which includes a target marking and is displayed in a display unit of the vehicle and is superimposed there on the overview image. When the vehicle is in a position where a target shown in the overview image matches the target marker, an optimal vehicle position is recognized.
  • the US 2014/0261152 A1 discloses a system for displaying the parking position and parking direction of a dump truck, which allows the operator of an excavator to specify the parking position and direction to the dump truck in order to enable easy loading.
  • the present invention relates in a first aspect to a device for determining the optimal position of a wood transporter with a length-adjustable gripping arm that can be rotated about an axis of rotation for reloading a load of wood in relation to a storage destination for the wood, with: an input interface for receiving storage information regarding the storage destination for the wood and for receiving grip point data regarding a grip point on the wood load for the gripper arm; an evaluation unit for determining the position of the storage target based on the storage information for the wood and for determining an optimal gripper arm length based on the gripping point data, the evaluation unit doing this is designed to determine a gripper arm position value for an optimal gripper arm position of the rotation axis of the gripper arm in relation to the position of the storage target from the storage information and the gripper arm length; an output interface for sending the gripper arm position value to a further processing unit.
  • FIG. 1 Further aspects of the invention relate to a timber transporter and a method designed in accordance with the device, as well as a computer program product with program code for carrying out the steps of the method when the program code is executed on a computer, and a storage medium on which a computer program is stored, which when it is executed on a computer, causes the procedures described therein to be carried out.
  • the device can be used to determine the optimal position of the wood transporter based on an optimal gripper arm length of the gripper arm.
  • the gripper arm length is based on the gripping point data for the load stored on the transporter, which can consist of logs, wooden sticks or logs. This gripping position is usually mid-length.
  • the gripping position usually reflects the center of gravity of the logs or pole-like timbers.
  • the present invention therefore has the advantage that the wood transporter is positioned in relation to the storage target for the wood so that the gripper arm length for the The entire loading process, loading and unloading, can be maintained. This means that it is not necessary to adjust the length of the gripper arm.
  • the gripper arm simply rotates to transfer the load from one transport system to the other transport system.
  • the gripper arm length does not have to be varied during reloading, a faster loading and unloading process is possible. In addition, you can work safely because the position of the load and the gripper arm is always predictable.
  • the storage destination is the place to which unloading takes place or from which the timber transporter is loaded.
  • the storage target can be determined and predetermined by a single point or, if the storage target is known, by its external shape and/or dimensions. For example, if the storage target is a railway wagon, its external dimensions and contour can represent the storage target.
  • the storage target can also represent the location where the center of gravity of the wood or the gripping position of the gripper arm is at the target location.
  • an optimal gripper arm position of the rotation axis of the gripper arm can be determined. This makes it possible to carry out reloading operations or loading and unloading with only one rotational movement. In this way, faster reloading can take place. This is particularly important because the logs or logs are usually loaded individually or in small quantities. Therefore, frequent repetition of the gripper arm movement is necessary. Since the gripper arm length does not have to be changed due to the optimal gripper arm position, the reloading, loading or unloading process can be significantly accelerated.
  • This warehouse information can be provided by a central control center and sent to Device are transmitted.
  • the transmission can preferably take place wirelessly, for example via WLAN, mobile communications or other wireless signal transmission paths.
  • the input interface is designed to receive sensor signals from an optical sensor.
  • the sensor signals include the storage information regarding the storage destination for the wood. In this case, there is no need for a central control center. Rather, the sensor signals from the optical sensor are evaluated.
  • the optical sensor is a camera that takes an image of the environment.
  • the camera can preferably be mounted on the timber transporter. Just as preferably, the camera can be part of a monitoring environment for the timber transporter. The camera can be integrated in the vehicle.
  • image evaluation can be carried out.
  • the image can, for example, be evaluated using the AI approach in order to recognize and detect possible targets for unloading or picking up logs. It is also possible for estimation algorithms to be used or other known estimators to be used to deduce the storage target for the wood and the position of the storage target from the image data and the storage information.
  • the evaluation unit is designed and set up to categorize the storage target from the storage information received.
  • Different categories of storage goals can be used. For example, one category may include rail cars, another category may include log trucks or trucks with trailers that can transport logs. Another category could involve designated ground storage areas.
  • An approach can also be used for detection and categorization based on artificial intelligence (Kl). Using categorization, it is possible to identify storage targets that can be transported. For example, a distinction can be made as to whether a wagon is suitable for holding logs or long pieces of wood or whether it is, for example, a closed wagon. The categorization also serves to identify storage targets that can be transported, such as wagons.
  • Stock targets can be displayed in a display unit.
  • the category or capacity can be displayed as an absolute value, as a percentage or as an estimate or classified in predetermined ranges.
  • the position of the storage target is determined or estimated by means of the evaluation unit relative to the gripper arm position of the gripper arm.
  • the gripper arm position of the gripper arm is preferably processed in longitudinal and lateral coordinates. On this basis, relationships to the other positions can be easily established. Processing is simple and requires little computational effort.
  • the environment around the wood transporter or vehicle as well as the storage target can be displayed on a display unit, such as a display.
  • a display available in the vehicle can also be used for this purpose.
  • a wood transporter position is determined from the determined gripper arm position using the evaluation unit.
  • the log truck position can be used as a target for a log truck movement.
  • automated, semi-autonomous, autonomous or assisted driving of the vehicle into the optimal wood transport position can be provided.
  • the position of the storage target and/or the wood transporter position are output to a further processing unit in order to further process the position data.
  • the further processing unit can be, for example, a navigation system or a system for autonomous driving or semi-autonomous driving of the vehicle.
  • the route can be calculated from the determined positions and an autonomous journey can be started.
  • the relative position of the gripper arm and the pivot point of the gripper arm to the wood transporter is preferably taken into account.
  • the gripper arm can be arranged centrally between the two sides of the vehicle. It is also possible for the gripper arm to be arranged on one side of the vehicle. The wood transporter position then results from the gripper arm position relative to the wood transporter.
  • a monitoring device is included for monitoring the surroundings of the vehicle or the wood transporter.
  • the monitoring device can receive position values of the sensors from the device.
  • the monitoring device can be integrated into the vehicle or timber transporter.
  • the monitoring device can preferably include collision monitoring in order to avoid collisions with other vehicles or people in the vicinity of the wood transporter.
  • the monitoring device can also provide image-based vehicle detection as used, for example, in systems to avoid rear-end collisions. A safe distance from other vehicles that are not an unloading destination can also be stored.
  • Storage targets can be set using optical sensors, e.g. B. cameras, recorded and evaluated.
  • Warehouse goals can also be specified by a central control center. The specification can be based on other procedures or merchandise management programs. Higher-level goals of optimization can influence the selection of storage targets.
  • the evaluation unit is preferably designed to further process the sensor signals of the imaging sensor and to determine the position of the storage target for the wood load from the sensor signals comprising the storage information. Camera images can be evaluated.
  • the first free target is preferred or the driver can select a storage target individually. Further selection criteria are conceivable. They can be specified, e.g. B. from a central control center.
  • the present invention is particularly suitable for the timber industry, in which long wooden sticks or round timbers are reloaded. This usually involves reloading from a timber transporter or truck with a trailer capable of transporting timber or a semi-trailer to another vehicle or to railway wagons that are suitable for transporting timber.
  • the invention is also suitable and applicable for other elongated or rod-shaped or tubular objects or loads that are loaded individually or in small quantities.
  • the invention is particularly suitable for vehicles that have a gripper arm.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a system with the device from Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a wood transporter before reloading wood
  • Fig. 4 shows a reloading situation with a wood transporter when reloading wood onto a railway wagon
  • Fig. 5 shows a reloading situation with a timber transporter for selecting the optimal timber transporter position
  • FIG. 6 shows a reloading situation with a wood transporter with a gripper arm and a transporter without a gripper arm
  • Fig. 7 is a schematic representation of the method according to the invention for determining the optimal position of a wood transporter.
  • Fig. 1 shows a device 10 for determining the optimal position of a wood transporter 30.
  • the device 10 comprises an evaluation unit 12, an input interface 14 connected to the evaluation unit and an output interface 16.
  • the input interface 14 is used to receive storage information regarding a storage destination for Wood and for receiving grip point data regarding a grip point on a wood load for a gripper arm.
  • the output interface 16 is designed to transmit gripper arm position values to a further processing unit, the gripper arm position values being determined by the evaluation unit 12 based on the storage information and the gripping point data as well as a gripper arm length.
  • Fig. 2 shows a system 20 comprising the device 10 with the evaluation unit 12, the input interface 14 and the output interface 16.
  • a sensor 22 is connected to the input interface 14, which is preferably an optical sensor and in the embodiment shown here is a camera 24, which can be integrated in a vehicle, for example.
  • the sensor 22 supplies sensor signals with storage information regarding the storage destination for the wood to be loaded.
  • a further processing unit 26 is connected to the output interface 16, which can be, for example, an ECU (Electronic Computing Unit) of a vehicle.
  • the further processing unit 26 can include a navigation unit or a navigation system as well as a system for autonomous or semi-autonomous driving and other vehicle systems that further process the gripper arm position values for the gripper arm position of the rotation axis of the gripper arm.
  • values relating to the position of a vehicle can also be transmitted to the further processing unit 26 by means of the output interface 16.
  • the timber transporter position data can, for example, be fed to a navigation system in order to autonomously drive the vehicle to a desired target position or to support the driver in finding this position.
  • the optimal position of the wood transporter can be displayed graphically on a display, for example a display of a navigation system. It is also possible to use a surround view display of the vehicle, including its surroundings, to show the destination, i.e. the optimal position of the wood transporter, for reloading wood. An optimal route can be calculated and shown on a display.
  • the system 20 may also include a monitoring device 28 connected to the device 10 via an optional monitoring interface 18.
  • the system 20 can be part of a vehicle or timber transporter 30, with parts of the system 20 also being able to be integrated into existing electronic units of the vehicle or timber transporter 30.
  • the typical ECU of a vehicle can calculate and process the processing of the image data, the detection of unloading destinations, the calculation of the optimal position or final position of the wood transporter, especially in relation to the storage destination.
  • the calculation of display information for the optimal final position of the vehicle is also possible selected or preferred storage destination can take place in the ECU.
  • a display of the wood transporter 30 can, for example, show the display of recognized or possible storage destinations as well as possible end positions of the vehicle.
  • GPS data from the log truck can be used to perform a calculation of targets or positions.
  • a connectivity or connection for example a wireless connection, to a central control center, for example to obtain warehouse information for the warehouse target or to make a selection of one of several warehouse targets.
  • Fig. 3 shows a wood transporter 30 with a length-adjustable gripping arm 32, which is rotatable about an axis of rotation 34.
  • a load of wood 36 which includes individual logs 38, is stored on the wood transporter 30.
  • a gripping point 40 of the logs 38 results from the center of gravity of the logs 38, which is in the middle of the longitudinal extent of the logs 38.
  • a distance 42 between the axis of rotation 34 and the gripping point 40 forms the gripper arm length 44, which is set for the gripper arm 32 so that it can grip and reload a log 38. In the present case, the reloading should take place from the wood transporter 30 to a wagon 46 of a train.
  • FIG. 3 shows two wagons 46a and 46b capable of transporting wood, the wagon 46a being loaded with only one log 38 and thus having free transport capacity.
  • the wagon 46b on the other hand, is loaded with a complete load of wood 36 and cannot accommodate any more logs. It therefore has no further transport capacity and is therefore classified as occupied.
  • a storage destination In order to reload the wood load 36 from the wood transporter 30 onto one of the wagons 46, a storage destination must first be recognized. This storage target 48 is formed by the wagon 46a since it is only partially occupied. For the reloading process, the wood transporter 30 must be moved into an optimal wood transporter position 50. This is the optimal position for reloading the wood load 36 from the wood transporter 30 on a wagon 46, whereby the gripper arm length 44 can remain constant. The wood transporter 30 is moved on a trajectory 52 to the wood transporter position 50.
  • the target position After the target position is calculated as the timber transporter position 50, it can be displayed in the camera image on a display in the timber transporter 30. Alternatively, additional images from other cameras can be used, for example to show a surround view image into which the target position is projected.
  • the path to the target position i.e. the trajectory 52 to the wood transporter position 50, is constantly calculated by a navigation system. The closer the wood transporter 30 is to the destination, the more accurately the trajectory 52 can be calculated so that the vehicle, i.e. the wood transporter 30, reaches the wood transporter position 50 as the desired destination and in the desired orientation.
  • An assistance for steering can preferably be displayed or carried out at any time, for example a correction angle for the wood transporter 30 can be determined and specified.
  • the lane taken by the vehicle it is also possible for the lane taken by the vehicle to be shown. It is also conceivable to show the trajectory as an overlay in the direction of travel as long as the target position is still in the field of vision. Alternatively, a surround view can be used if the vehicle is already very close (less than 20 m) to the target position.
  • a warning can advantageously be issued if the vehicle is positioned in such a way that the wood transporter position 50 can no longer be reached in forward gear alone, taking into account a vehicle model. The driver can then be asked to either maneuver or change the steering angle. When maneuvering, a minimum length for a reverse trip can be recommended in order to be able to make a successful new attempt to reach the log truck position 50 in relation to the storage target 48.
  • a camera 24 of the wood transporter 30 is used to detect the storage target 48 in the form of a wagon 46.
  • the camera 24 supplies sensor signals that contain storage information about the storage target 48.
  • the image of the camera 24 is searched for suitable storage targets 48, such as wagons 46, other wood transporters 30 or storage areas such as piles of wood, for example using an AI approach.
  • suitable storage targets 48 such as wagons 46, other wood transporters 30 or storage areas such as piles of wood, for example using an AI approach.
  • the Recognition of a wagon 46 as a storage target 48 can be carried out, for example, using known image recognition methods.
  • the device according to the invention which is integrated in the wood transporter, is set up to distinguish between wagons 46 capable of transporting wood and other wagons, such as containers or closed wagons, and to carry out a corresponding categorization.
  • the evaluation of the images from the camera 24 can not only categorize the identified storage targets 48, but also classify them according to occupancy capacities. By dividing the storage targets 48 into free, partially occupied or occupied, it can be guaranteed that the driver is only offered storage targets 48 that are free or partially occupied, i.e. have a wood holding capacity.
  • images of the vehicle surroundings can also be recorded by the camera 24, so that other vehicles in the vicinity of the timber transporter 30 can be recognized.
  • image-based vehicle detection it is possible to perform image-based vehicle detection to avoid collisions.
  • a safety distance can be implemented for other vehicles that are not a dumping destination.
  • FIG 4 shows a situation in which the log transporter 30 is arranged in the optimal log transporter position 50.
  • the gripper arm 32 To reload logs 38 from the wood transporter 30 onto the wagon 46 categorized as partially occupied, it is sufficient for the gripper arm 32 to simply perform a rotational movement in the direction of the arrow 54. In this way it is possible to place logs 38 on the wagon 46 without changing the gripper arm length 44. This enables quick and safe unloading.
  • the optimal wood transporter position 50 depends on the optimal gripper arm position and the axis of rotation 34 of the gripper arm 32. Depending on the position of the gripper arm 32 on the wood transporter 30, the wood transporter position 50 is determined from the gripper arm position 56. In the present case, the gripper arm 32 and its axis of rotation 34 is arranged centrally between the two sides of the wood transporter 30. From the stored vehicle data and the relative position of the axis of rotation 34 to the wood transporter 30, the gripper arm position 56 can be inferred from the wood transporter position 50.
  • a minimum distance 58 must be maintained, which is defined here between the left outside of the wood transporter 30 and the outside of the wagon. This minimum distance 58 is also shown in FIG. 3.
  • a position is now sought for the gripper arm 32 or its axis of rotation 34, in which a circle 60 is formed, the radius of which is the gripper arm length 44.
  • the center of the circle 60 is the axis of rotation 34.
  • the wood transporter 30 must now be positioned so that a storage target 48 lies on the circle 60.
  • the storage target 48 is preferably formed by the center of gravity of the logs 38, the center of gravity corresponding to the gripping point 40. This results in two storage targets 48 according to FIG. 5, with one storage target 48a on the wagon 46a and the other (48b) on the wagon 46b.
  • the storage target 48a on the wagon 46a is selected because the angle of rotation a of the gripper arm 32 is smaller and wood can therefore be transferred more quickly from the wood transporter 30 to the wagon 46.
  • a preferred embodiment provides that free unloading targets, i.e. storage targets 48, are first recognized using the camera 24.
  • the first free storage destination 48 or a storage destination selected by the driver of the wood transporter 30 are then used for the reloading process.
  • the position of the storage target 48 relative to the log truck 30 is preferably estimated using the lateral and longitudinal coordinates relative to the log truck 30. The estimate can be made, for example, based on the size of the storage target or the wagon 46, assuming that the wagon 46 has a standard size that is known.
  • the position of the storage target 48 can be estimated using image-based 3D reconstructions. It is also possible to infer the distance by recognizing the railway tracks 62 on which the wagon 46 is positioned. This will assuming a standard track size and a standard spacing.
  • the position in the 3D image can be inferred.
  • a lateral distance is calculated along the longitudinal axis to the storage target 48.
  • This minimum distance 58 can be defined based on occupational safety requirements.
  • the left side of a target lane for the timber transporter 30 or the vehicle can be defined.
  • the right line of the target track and the center on which the axis of rotation 34 of the gripper arm 32 lies, at least when the gripper arm is arranged centrally are also calculated.
  • a circle 60 with the radius R can alternatively be defined around the recognized storage target 48 of the wagon 46a as the selected storage target, the radius corresponding to the gripper arm length 44.
  • the wood transporter is now brought into a position in which the axis of rotation 34 lies on the circle 60.
  • the position on the circle is selected at which the angle of rotation a of the gripper arm 32 is as small as possible.
  • the storage target 48a on the wagon 46a can be selected as the center of a circle 60 with a radius corresponding to the gripper arm length.
  • the wood transporter position 50 must then be selected so that the axis of rotation 34 of the gripper arm 32 is located on the circle.
  • FIG. 6 shows a situation in which a log truck 30 is arranged in the optimal log truck position 50 relative to the storage target and the wagons 46. An unloading process for unloading the load of wood 36 from the wood transporter 30 can begin.
  • the wood transporter 30 with a gripper arm 32 can be used for the reloading process.
  • the vehicle 64 must be brought into an optimal target position 66 so that the wood load 36 can be optimally loaded from the vehicle 64 to the wagon 46 without changing the gripper arm length 44 can be done.
  • a circle 60 with a radius that corresponds to the gripper arm length 44 is drawn around the axis of rotation 34 of the gripper arm 32 of the wood transporter 30.
  • the gripping point 40 of the logs 38 on the vehicle 64 must now also be on the circle 60.
  • a target position is used in which the vehicle 64 is positioned as close as possible to the wood transporter 30 in order to keep the angle of rotation for the gripper arm 32 as small as possible. A minimum distance of 58 can also be taken into account.
  • the position of the storage target 48 is defined by a central control center and transmitted to the device 10 of the wood transporter 30.
  • the position can be in the form of GPS data, for example.
  • Storage targets and storage targets 48 no longer have to be recognized, but are predetermined.
  • the unloading destination or storage destination 48 is selected, which is closest to the current position of the wood transporter 30.
  • a strategy can also be used here, with which partially filled wagons 46 are loaded first and then free wagons 46 are loaded.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of the method according to the invention for determining the optimal position of a wood transporter with a length-adjustable gripper arm 32 which can be rotated about an axis of rotation 34 for reloading a load of wood 36 in relation to a storage target 48 for wood.
  • the procedure includes the following steps:
  • a first step S10 of receiving storage information regarding the storage target 48 for wood either sensor data from a sensor 22 is evaluated or storage information from a control center is used.
  • a step of receiving S12 of gripping point data data regarding a gripping point 40 on the wood load 36 is used for the gripping arm 32.
  • Another step of determining S14 involves determining the position of the storage target 48 based on the storage information for the wood.
  • the method includes a further step of determining S16 an optimal gripper arm length 44 based on gripping point data of the gripping point 40 and a step of determining S18 a gripper arm position value for an optimal gripper arm position 56 of the rotation axis 34 of the gripper arm 32 in relation to the position of the storage target 48 from the storage Information and the gripper arm length 44.
  • a further method step relates to sending S20 of the gripper arm position value to a further processing unit 26 of the system according to the invention.
  • the process can be expanded with further steps.
  • An optional step S22 of determining a wood transporter position 50 takes place from the gripper arm position 56.
  • a step of taking S24 into account a minimum distance 58 to the position of the storage target 48 when determining the wood transporter position 50 follows, as does a step S26 of using the wood transporter position 50 as a target for a movement of the log transporter 30.
  • a step of outputting S28 of the log transporter position 50 for further processing or for a visual display completes the optional method.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters (30) mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse (34) drehbaren Greifarm (32) zum Umladen einer Holzladung (36) in Bezug auf ein Lagerziel (48) für das Holz, hat eine Eingangsschnittstelle (14) zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt (40) an der Holzladung (36) für den Greifarm (32), eine Auswerteeinheit (12) zum Ermitteln der Position des Lagerziels (48) basierend auf den Lager-Informationen für das Holz und zum Festlegen einer optimalen Greifarmlänge (44) basierend auf den Greifpunktdaten, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um aus den Lager-Informationen und der Greifarmlänge (44) einen Greifarmpositionswert für eine optimale Greifarmposition (56) der Drehachse (34) des Greifarms (32) in Bezug auf die Position des Lagerziels (48) zu ermitteln und eine Ausgangsschnittstelle (16) zum Versenden des Greifarmpositionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit (26).

Description

Vorrichtung zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters in Bezug auf ein Lagerziel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Umladen einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz sowie ein System mit einer derartigen Vorrichtung und mit einem Sensor sowie einer Weiterverarbeitungseinheit. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters in Bezug auf ein Lagerziel.
In der Holzindustrie werden häufig Holzstämme von einem Transportmittel auf ein anderes Transportmittel umgeladen. Hierbei müssen die beiden Transportmittel zueinander in eine Position gebracht werden, bei der es möglich ist, die Holzstämme von dem einen Transportmittel auf das andere zu bewegen. In der Regel hat eines der Transportmittel, das häufig ein Holztransporter oder LKW zur Aufnahme von Holzstämmen ist, einen Greifarm, der das Be- und Entladen des Holztransporters ermöglicht. Das Umladen erfolgt häufig entweder zwischen zwei LKWs oder zwischen einem LKW und einem Eisenbahnwaggon, der zur Aufnahme von Holzstämmen geeignet ist. Im Fall des Umladens von einem LKW auf einen Waggon muss der LKW in eine derartige Position gebracht werden, dass der Umladevorgang möglich ist und das Holz mit dem Greifarm des LKW gegriffen und auf dem Waggon abgelegt werden kann.
Teilweise wird das Holz von einem Holztransporter auch auf einer dafür vorgesehenen Fläche am Boden abgelegt, beispielsweise in einem Sägewerk oder für eine Zwischenlagerung, sodass es später von dem gleichen oder einem anderen Holztransporter aufgenommen und weitertransportiert werden kann.
Bei einem Abladen bzw. Um laden von Holz von einem Holztransporter auf eine Fläche am Boden kann ein automatisiertes Entladen erfolgen. Die DE 10 2020 205 627 A1 schlägt vor, mittels einer Kamera Rundholz auf einem Transportsystem zu erkennen und dieses autonom durch Ansteuerung eines Greifarms zu handhaben. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Ablagebereich festzulegen und diesen mit einem Sensor zu erkennen. Basierend hierauf wird eine Reihenfolge für die Handhabung der auf dem Transportsystem umgelagerten Rundhölzer oder Baumstämme festgelegt. Auf diese Weise ist ein automatisiertes Entladen eines Transportsystems möglich.
Die EP 3 333 113 A1 schlägt vor, ein Fahrzeug zum Laden von Gegenständen mit einer Erfassungsvorrichtung auszustatten, das die Umgebung des Fahrzeugs erkennen und in einem Übersichtsbild darstellen kann. Ferner kann ein Zielbild erzeugt werden, das eine Zielmarkierung umfasst und in einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs angezeigt und dort dem Übersichtsbild überlagert wird. Wenn sich das Fahrzeug in einer Position befindet, bei der ein im Übersichtsbild gezeigtes Ziel mit der Zielmarkierung übereinstimmt, wird eine optimale Fahrzeugposition erkannt.
Die US 2014/0261152 A1 offenbart ein System zur Anzeige der Parkposition und Parkrichtung eines Kipplasters, das es dem Bediener eines Baggers ermöglicht, dem Muldenkipper die Parkposition und -richtung vorzugeben, um ein einfaches Beladen zu ermöglichen.
Insgesamt besteht beim Umladen von Holzstämmen von einem Fahrzeug zu einem anderen weiterhin ein Bedarf, den Um ladevorgang möglichst effizient, schnell und sicher durchführen zu können.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Um laden einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz mit: einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt an der Holzladung für den Greifarm; einer Auswerteeinheit zum Ermitteln der Position des Lagerziels basierend auf den Lager-Informationen für das Holz und zum Festlegen einer optimalen Greifarmlänge basierend auf den Greifpunktdaten, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, um aus den Lager-Informationen und der Greifarm länge einen Greifarmpositionswert für eine optimale Greifarmposition der Drehachse des Greifarms in Bezug auf die Position des Lagerziels zu ermitteln; einer Ausgangsschnittstelle zum Versenden des Greifarm positionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Um laden einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz umfassend die oben beschriebene Vorrichtung, einen Sensor zum Erfassen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz und eine Weiterverarbeitungseinheit zum Verarbeiten des Greifarmpositionswertes.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen einen Holztransporter und ein entsprechend der Vorrichtung ausgebildetes Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung der darin beschriebenen Verfahren bewirkt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung und das System definierten Ausgestaltungen ausgeführt sein können.
Es ist vorgesehen, dass mit der Vorrichtung das Ermitteln der optimalen Position des Holztransporters anhand einer optimalen Greifarm länge des Greifarms erfolgen kann. Die Greifarmlänge basiert auf den Greifpunktdaten für die auf dem Transporter gelagerte Ladung, die aus Rundhölzern, Holzstäben oder Holzstämmen bestehen kann. Diese Greifposition ist in der Regel in der Mitte der Länge. Die Greifposition spiegelt in der Regel den Schwerpunkt der Holzstämme oder stangenartigen Hölzer wider. Damit hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass der Holztransporter so in Bezug auf das Lagerziel für das Holz positioniert ist, dass die Greifarmlänge für den ganzen Um ladevorgang, das Be- und Entladen, beibehalten werden kann. Somit ist eine Längenverstellung des Greifarms nicht notwendig. Es wird lediglich eine Rotation des Greifarms ausgeführt, um die Ladung von einem Transportsystem auf das andere Transportsystem umzulagern.
Da die Greifarmlänge während des Umladens nicht variiert werden muss, ist ein schnellerer Be- und Entladevorgang möglich. Darüber hinaus erfolgt auch ein sicheres Arbeiten, da die Position der Ladung und des Greifarms stets vorhersehbar ist.
Zum Festlegen der optimalen Position des Holztransporters sind neben der Greifarmlänge, die sich aus der Ladung und den Greifpunktdaten für einen Greifpunkt an der Ladung ergibt, auch Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz notwendig. Das Lagerziel ist der Ort, zu dem hin ein Entladen erfolgt oder von dem aus ein Beladen des Holztransporters erfolgt. Das Lagerziel kann durch einen einzelnen Punkt oder bei Kenntnis des Lagerziels durch dessen äußere Form und/oder Abmessungen bestimmt und vorgegeben sein. Ist das Lagerziel beispielsweise ein Eisenbahnwaggon, so können dessen äußere Abmessungen und seine Kontur das Lagerziel repräsentieren. Das Lagerziel kann auch den Ort repräsentieren, an dem der Schwerpunkt des Holzes oder die Greifposition des Greifarms am Zielort ist.
Durch Ermittlung des optimalen Lagerziels und unter Verwendung der festgelegten Greifarm länge kann eine optimale Greifarmposition der Drehachse des Greifarms festgelegt werden. Hierdurch ist es möglich, Umladevorgänge bzw. das Be- und Entladen jeweils nur mit einer Rotationsbewegung durchzuführen. Auf diese Weise kann ein schnelleres Um laden erfolgen. Dies ist insbesondere wichtig, da die Holzstämme oder Rundhölzer in der Regel einzeln oder in geringer Stückzahl verladen werden. Deshalb ist eine häufige Wiederholung der Greifarmbewegung notwendig. Da die Greifarmlänge durch die optimale Greifarmposition nicht verändert werden muss, kann der Umlade-, Be- oder Entladevorgang deutlich beschleunigt werden.
Somit werden zur Bestimmung des Lagerziels und dessen Position Lager-Informationen ausgewertet, die von der Eingangsschnittstelle empfangen werden. Diese Lager- Informationen können von einer zentralen Leitstelle bereitgestellt und an die Vorrichtung übermittelt werden. Die Übermittlung kann bevorzugt drahtlos erfolgen, beispielsweise über WLAN, Mobilfunk oder andere drahtlose Signalübertragungswege.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eingangsschnittstelle dazu ausgebildet, Sensorsignale eines optischen Sensors zu empfangen. Die Sensorsignale umfassen die Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz. In diesem Fall muss keine zentrale Leitstelle vorhanden sein. Vielmehr erfolgt eine Auswertung der Sensorsignale des optischen Sensors. Vorzugsweise ist der optische Sensor eine Kamera, die ein Bild von der Umgebung aufnimmt. Bevorzugt kann die Kamera an dem Holztransporter montiert sein. Ebenso bevorzugt kann die Kamera Teil einer Umfeldüberwachung des Holztransporters sein. Die Kamera kann in dem Fahrzeug integriert sein.
Um die Lager-Informationen aus dem Umgebungsbild zu extrahieren, kann eine Bildauswertung erfolgen. Das Bild kann beispielsweise mittels Kl-Ansatz ausgewertet werden, um mögliche Ziele zur Abladung oder zur Aufnahme von Holzstämmen zu erkennen und zu detektieren. Ebenso ist möglich, dass Schätzungsalgorithmen eingesetzt werden oder andere bekannte Schätzer verwendet werden, um aus den Bilddaten und den Lager-Informationen auf das Lagerziel für das Holz und die Position des Lagerziels zu schließen.
Der optische Sensor ist also bevorzugt ein bildgebender Sensor, der eine Kamera ist und ein Bild von dem Lagerziel erzeugt. Mittels Bildauswertung und Schätzung kann die Lagerzielposition ermittelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet und eingerichtet, um aus den erhaltenen Lager-Informationen das Lagerziel zu kategorisieren. Hierbei können unterschiedliche Kategorien von Lagerzielen zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann eine Kategorie Eisenbahnwaggons umfassen, eine andere Kategorie Holztransporter oder LKWs mit Anhängern, die Holzstämme transportieren können. Eine weitere Kategorie könnte ausgewiesene Lagerplätze am Boden betreffen. Zur Erkennung und Kategorisierung kann ebenfalls ein Ansatz basierend auf künstlicher Intelligenz (Kl) verwendet werden. Mittels der Kategorisierung ist es möglich, holztransportfähige Lagerziele zu erkennen. Beispielsweise kann so unterschieden werden, ob ein Waggon für die Aufnahme von Holzstämmen oder Langhölzern geeignet ist oder ob es sich beispielsweise um einen geschlossenen Waggon handelt. Die Kategorisierung dient also auch dazu, holztransportfähige Lagerziele wie Waggons zu erkennen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit in der Lage, Lagerkapazitäten eines Lagerziels zu detektieren. Insbesondere werden Lagerkapazitäten von kategorisieren Lagerzielen erkannt. Hier können unterschiedliche Klassen verwendet werden. Beispielsweise kann ein holztransportfähiger Waggon oder Anhänger unterschiedliche Zustände haben, beispielsweise leer, teilbelegt oder vollständig belegt. Im Falle der vollständigen Belegung kann kein weiteres Holz in dem Waggon oder auf dem Anhänger abgelegt werden. Der Zustand kann bei der Ermittlung der optimalen Position für den Holztransporter berücksichtigt werden.
Lagerziele können in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die Kategorie oder die Aufnahmekapazität kann angezeigt werden, als Absolutwert, prozentual oder als Schätzwert oder in vorgegebenen Bereichen eingeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Position des Lagerziels mittels der Auswerteeinheit relativ zu der Greifarmposition des Greifarms ermittelt oder geschätzt. Die Greifarmposition des Greifarms wird bevorzugt in longitudinalen und lateralen Koordinaten verarbeitet. Auf dieser Basis können Beziehungen zu den anderen Positionen auf einfache Weise hergestellt werden. Eine Verarbeitung ist einfach und mit geringem Rechenaufwand möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Umgebung um den Holztransporter oder das Fahrzeug sowie das Lagerziel auf einer Anzeigeeinheit, wie beispielsweise einem Display, angezeigt werden. Hierzu kann auch ein im Fahrzeug vorhandenes Display verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, die Kategorisierung in Form von grafischen Elementen anzuzeigen. Beispielsweise kann ein freier oder nur teilbeladener Waggon oder Anhänger mit einem Rahmen umfasst sein, bei einer Farbdarstellung beispielsweise mit einem grünen Rahmen. Ein belegter Waggon o- der Anhänger kann auf dem Display durchgestrichen oder mit einem andersfarbigen, beispielsweise roten Rahmen umrahmt sein. Auf diese Weise kann ein nicht vorhandenes Lagerziel kenntlich gemacht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird aus der ermittelten Greifarmposition eine Holztransporterposition mittels der Auswerteeinheit ermittelt. Die Holztransporterposition kann als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, eine errechnete oder ermittelte Holztransporterposition ebenfalls auf einem Display des Fahrzeugs anzuzeigen. Die Position ist dann Ziel einer Bewegung, zu dem der Transporter bewegt werden muss. Bei einem "Surround View" kann dem Fahrer so angezeigt werden, wann das Fahrzeug die ermittelte Holztransporterposition erreicht hat. Auf diese Weise wird es dem Fahrer deutlich erleichtert, die optimale Position für einen optimalen Umlade- oder Be- bzw. Entladevorgang einzunehmen. Ebenso bevorzugt kann ein automatisiertes, teilautonomes, autonomes oder unterstütztes Fahren des Fahrzeugs in die optimale Holztransporterposition vorgesehen sein. Bei einem autonomen oder teilautonomen Bewegen zur optimalen Holztransporterposition kann eine Bestätigung des Fahrers notwendig sein, bevor der Fahrvorgang oder Rangiervorgang gestartet wird. Insbesondere bei einer vorhandenen Umgebungsüberwachung des Fahrzeugs ist eine autonome oder teilautonome Fahrt zu dem Ziel in der Nähe des Lagerziels bevorzugt. Zur Unterstützung können optional GPS-Daten vorhanden sein und verwendet werden. Die Holztransporterposition kann ebenfalls auf einem Display des Fahrzeugs angezeigt werden. Der Fahrer kann dann, insbesondere wenn auch das Fahrzeug beispielsweise im Surround View dargestellt ist, den Rangiervorgang optisch überwachen. Möglich ist auch, dass eine Konnektivität zu einer zentralen Leitstelle besteht, mittels derer eine weitere Überwachung eines Rangiervorgangs denkbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen oder zu ermittelnden Mindestabstand zu der Position des Lagerziels bei der Ermittlung der Holztransporterposition zu berücksichtigen. Der Mindestabstand zwischen Lagerposition und Holztransporterposition kann sich beispielsweise aus Arbeitssicherheitsgründen ergeben. Dabei soll verhindert werden, dass der Holztransporter mit dem Lagerziel kollidiert und es zu Beschädigungen oder Gefahrensituationen kommt.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Position des Lagerziels und/oder die Holztransporterposition an eine Anzeigeeinheit übermittelt und dort angezeigt werden. Auf diese Weise ist eine Überwachung durch den Fahrer möglich, insbesondere wenn die Anzeigeeinheit in der Fahrerkabine, beispielsweise im Armaturenbrett, angeordnet ist. Der Fahrer hat dann die Möglichkeit, beispielsweise eine Auswahl von mehreren Ablagezielen oder Lagerzielen zu treffen, beispielsweise wenn mehrere leere oder teilbelegte Waggons vorhanden sind.
Alternativ oder optional kann vorgesehen sein, dass die Position des Lagerziels und/oder die Holztransporterposition an eine Weiterverarbeitungseinheit ausgegeben werden, um die Positionsdaten weiterzuverarbeiten. Die Weiterverarbeitungseinheit kann beispielsweise ein Navigationssystem oder ein System zum autonomen Fahren oder teilautonomen Fahren des Fahrzeugs sein. Aus den ermittelten Positionen kann der Fahrweg berechnet werden und eine autonome Fahrt gestartet werden.
Bei der Ermittlung der Holztransporterposition wird bevorzugt die relative Lage des Greifarms und des Drehpunkts des Greifarms zum Holztransporter berücksichtigt.
Beispielsweise kann der Greifarm mittig zwischen den beiden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass der Greifarm an einer Fahrzeugseite angeordnet ist. Die Holztransporterposition ergibt sich dann entsprechend aus der Greifarmposition relativ zum Holztransporter.
In Bezug auf das erfindungsgemäße System ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs bzw. des Holztransporters umfasst ist. Die Überwachungsvorrichtung kann Positionswerte der Sensoren von der Vorrichtung empfangen. Die Überwachungsvorrichtung kann in dem Fahrzeug oder Holztransporter integriert sein. Bevorzugt kann die Überwachungsvorrichtung eine Kollisionsüberwachung umfassen, um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder Personen im Umfeld des Holztransporters zu vermeiden. Die Überwachungsvorrichtung kann auch eine bildbasierte Fahrzeugerkennung verwenden, wie sie beispielsweise bei Systemen zur Vermeidung von Auffahrunfällen verwendet wird. Auch kann ein Sicherheitsabstand zu anderen Fahrzeugen, die kein Abladeziel sind, hinterlegt sein.
Lagerziele können mit optischen Sensoren, z. B. Kameras, erfasst und ausgewertet werden. Lagerziele können auch von einer zentralen Leitstelle vorgegeben werden. Die Vorgabe kann auf Grund anderer Verfahren oder Warenwirtschaftsprogramme erfolgen. Übergeordnete Ziele einer Optimierung können die Lagerzielauswahl beeinflussen.
Die Auswerteeinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet, die Sensorsignale des bildgebenden Sensors weiterzuverarbeiten und aus den die Lager-Informationen umfassenden Sensorsignalen die Position des Lagerziels für die Holzladung zu bestimmen. Kamerabilder können ausgewertet werden.
Werden mehrere Lagerziele erkannt, wird bevorzugt das erste freie Ziel ausgewählt oder der Fahrer kann ein Lagerziel individuell auswählen. Weitere Auswahlkriterien sind denkbar. Sie können vorgegeben werden, z. B. von einer zentralen Leitstelle.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für die Holzwirtschaft, bei der lange Holzstäbe oder Rundhölzer umgeladen werden. Hierbei erfolgt in der Regel ein Um laden von einem Holztransporter oder LKW mit holztransportfähigem Anhänger oder einem Sattelschlepper auf ein weiteres Fahrzeug oder auf Eisenbahnwaggons, die zum Holztransport geeignet sind. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch auch geeignet und anwendbar für andere langgestreckte oder stab- oder röhrenförmige Gegenstände oder Ladungen, die einzeln oder in kleinen Stückzahlen verladen werden. Besonders geeignet ist die Erfindung dabei für Fahrzeuge, die einen Greifarm aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 ein System mit der Vorrichtung aus Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Holztransporter vor dem Umladen von Holz;
Fig. 4 eine Umladesituation mit einem Holztransporter beim Umladen von Holz auf einen Eisenbahnwaggon;
Fig. 5 eine Umladesituation mit einem Holztransporter zur Auswahl der optimalen Holztransporterposition;
Fig. 6 eine Umladesituation mit einem Holztransporter mit Greifarm und einem Transporter ohne Greifarm; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters 30. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 12, eine mit der Auswerteeinheit verbundene Eingangsschnittstelle 14 und eine Ausgangsschnittstelle 16. Die Eingangsschnittstelle 14 dient zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend ein Lagerziel für Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt an einer Holzladung für einen Greifarm. Die Ausgangsschnittstelle 16 ist dazu ausgebildet, Greifarmpositionswerte an eine Weiterverarbeitungseinheit zu übermitteln, wobei die Greifarmpositionswerte von der Auswerteeinheit 12 auf Grundlage der Lager-Informationen und der Greifpunktdaten sowie einer Greifarmlänge ermittelt werden.
Fig. 2 zeigt ein System 20 umfassend die Vorrichtung 10 mit der Auswerteeinheit 12, der Eingangsschnittstelle 14 und der Ausgangsschnittstelle 16. An der Eingangsschnittstelle 14 ist ein Sensor 22 angeschlossen, der bevorzugt ein optischer Sensor ist und in der hier gezeigten Ausführungsform eine Kamera 24 ist, die beispielsweise in einem Fahrzeug integriert sein kann. Der Sensor 22 liefert Sensorsignale mit Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das zu verladene Holz. An der Ausgangsschnittstelle 16 ist eine Weiterverarbeitungseinheit 26 angeschlossen, die beispielsweise eine ECU (Electronic Computing Unit) eines Fahrzeugs sein kann. Die Weiterverarbeitungseinheit 26 kann eine Navigationseinheit oder ein Navigationssystem sowie ein System für autonomes oder teilautonomes Fahren und weitere Fahrzeugsysteme umfassen, die Greifarm positionswerte für die Greifarmposition der Drehachse des Greifarms weiterverarbeiten. Neben Greifarm positionswerten können auch Werte betreffend die Position eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Holztransporters, mittels der Ausgangsschnittstelle 16 an die Weiterverarbeitungseinheit 26 übermittelt werden. Die Holztransporterpositionsdaten können beispielsweise einem Navigationssystem zugeführt werden, um das Fahrzeug an eine gewünschte Zielposition autonom zu fahren oder den Fahrer zum Auffinden dieser Position zu unterstützen. Dabei kann beispielsweise die optimale Position des Holztransporters grafisch auf einem Display, beispielsweise einem Display eines Navigationssystems, angezeigt werden. Möglich ist auch, auch eine Surround View-Anzeige des Fahrzeugs einschließlich seiner Umgebung zu verwenden, um das Ziel, also die optimale Position des Holztransporters, für ein Umladen von Holz anzuzeigen. Ein optimaler Fahrweg kann berechnet und auf einem Display eingeblendet werden.
Das System 20 kann auch eine Überwachungsvorrichtung 28 umfassen, die mittels einer optionalen Überwachungsschnittstelle 18 der Vorrichtung 10 mit dieser verbunden ist.
Das System 20 kann Teil eines Fahrzeugs oder Holztransporters 30 sein, wobei Teile des Systems 20 auch in vorhandene elektronische Einheiten des Fahrzeuges oder Holztransporters 30 integriert sein können. Beispielsweise kann die typische ECU eines Fahrzeugs die Bearbeitung der Bilddaten, die Erkennung von Abladezielen, die Berechnung der optimalen Position bzw. Endposition des Holztransporters, insbesondere in Bezug auf das Lagerziel berechnen und verarbeiten. Auch die Berechnung von Anzeigeinformationen zur optimalen Endposition des Fahrzeugs an einem ausgewählten oder bevorzugten Lagerziel können in der ECU stattfinden. Ein Display des Holztransporters 30 kann beispielsweise die Anzeige von erkannten oder möglichen Lagerzielen sowie mögliche Endpositionen des Fahrzeugs darstellen. Auch ist es möglich, über eine Bedienschnittstelle oder eine Kombination aus Display und Bedieneinheit wie einem Touchscreen Möglichkeiten für eine Bestätigung oder Auswahl von Lagerzielen oder autonomen oder teilautonomen Fahr- oder Rangiervorgängen zu bieten. Optional können GPS-Daten des Holztransporters verwendet werden, um eine Berechnung der Ziele oder Positionen auszuführen. Auch ist es möglich, dass eine Konnektivität oder Verbindung, beispielsweise drahtlose Verbindung, zu einer zentralen Leitstelle besteht, um beispielsweise Lager-Informationen für das Lagerziel zu erhalten oder eine Auswahl eines von mehreren Lagerzielen zu treffen.
Fig. 3 zeigt einen Holztransporter 30 mit einem längenverstellbaren Greifarm 32, der um eine Drehachse 34 drehbar ist. Auf dem Holztransporter 30 ist eine Holzladung 36 gelagert, die einzelne Holzstämme 38 umfasst. Ein Greifpunkt 40 der Holzstämme 38 ergibt sich aus dem Schwerpunkt der Holzstämme 38, der in der Mitte der Längsausdehnung der Holzstämme 38 ist. Ein Abstand 42 zwischen Drehachse 34 und dem Greifpunkt 40 bildet die Greifarmlänge 44, die für den Greifarm 32 eingestellt wird, damit er einen Holzstamm 38 greifen und umladen kann. Die Umladung soll im vorliegenden Fall von dem Holztransporter 30 auf einen Waggon 46 eines Zuges erfolgen.
In Fig. 3 sind zwei holztransportfähige Waggons 46a und 46b gezeigt, wobei der Waggon 46a mit nur einem Holzstamm 38 beladen ist und somit freie Transportkapazitäten aufweist. Der Waggon 46b hingegen ist mit einer kompletten Holzladung 36 beladen und kann keine weiteren Holzstämme aufnehmen. Er hat also keine weitere Transportkapazität und wird deshalb als belegt klassifiziert.
Für ein Umladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 auf einen der Waggons 46 muss also zunächst ein Lagerziel erkannt werden. Dieses Lagerziel 48 wird von dem Waggon 46a gebildet, da er nur teilbelegt ist. Für den Umladeprozess muss der Holztransporter 30 in eine optimale Holztransporterposition 50 bewegt werden. Dies ist die optimale Position, um ein Umladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 auf einen Waggon 46 durchzuführen, wobei die Greifarmlänge 44 konstant bleiben kann. Dabei wird der Holztransporter 30 auf einer Trajektorie 52 zur Holztransporterposition 50 bewegt.
Nachdem die Zielposition als Holztransporterposition 50 berechnet wird, kann diese in dem Kamerabild auf einem Display im Holztransporter 30 angezeigt werden. Alternativ können weitere Bilder von anderen Kameras verwendet werden, um beispielsweise ein Surround View-Bild zu zeigen, in das die Zielposition projiziert wird. Der Weg zur Zielposition, also die Trajektorie 52 zur Holztransporterposition 50, wird von einem Navigationssystem ständig berechnet. Je näher der Holztransporter 30 dem Ziel ist, desto genauer kann die Trajektorie 52 berechnet werden, sodass das Fahrzeug, also der Holztransporter 30, die Holztransporterposition 50 als gewünschtes Ziel und in der gewünschten Ausrichtung erreicht. Dabei kann vorzugsweise zu jedem Zeitpunkt eine Assistenz zum Lenken angezeigt oder ausgeführt werden, beispielsweise kann ein Korrekturwinkel für den Holztransporter 30 ermittelt und angegeben werden. Auch ist es möglich, dass die von dem Fahrzeug eingenommene Spur gezeigt wird. Denkbar ist auch die Trajektorie als Overlay in Fahrtrichtung solange zu zeigen, wie die Zielposition noch im Sichtfeld ist. Alternativ kann ein Surround View verwendet werden, wenn das Fahrzeug schon sehr nah (weniger als 20 m) an der Zielposition ist. Vorteilhafterweise kann eine Warnung ausgegeben werden, wenn das Fahrzeug so steht, dass die Holztransporterposition 50 unter Berücksichtigung eines Fahrzeugmodells alleine im Vorwärtsgang nicht mehr erreicht werden kann. Dann kann der Fahrer aufgefordert werden, entweder zu rangieren oder den Lenkwinkel zu ändern. Beim Rangieren kann eine Mindestlänge für eine Rückwärtsfahrt empfohlen werden, um einen erfolgreichen neuen Versuch unternehmen zu können, um die Holztransporterposition 50 in Bezug auf das Lagerziel 48 zu erreichen.
Zur Erkennung des Lagerziels 48 in Form eines Waggons 46 wird eine Kamera 24 des Holztransporters 30 eingesetzt. Die Kamera 24 liefert Sensorsignale, die Lager- Informationen zum Lagerziel 48 enthalten. Das Bild der Kamera 24 wird beispielsweise mittels eines Kl-Ansatzes nach geeigneten Lagerzielen 48, wie etwa Waggons 46, anderen Holztransportern 30 oder Ablageplätzen wie Holzhaufen, abgesucht. Die Erkennung eines Waggons 46 als Lagerziel 48 kann beispielsweise mittels bekannter Bilderkennungsverfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in dem Holztransporter integriert ist, dazu eingerichtet, zwischen holztransportfähigen Waggons 46 und anderen Waggons, etwa Containern o- der geschlossenen Waggons, zu unterscheiden und eine entsprechende Kategorisierung vorzunehmen.
Ebenfalls mittels eines Kl-Systems kann die Auswertung der Bilder der Kamera 24 die erkannten Lagerziele 48 nicht nur kategorisieren, sondern auch nach Belegungskapazitäten einstufen. Durch Einteilung der Lagerziele 48 in frei, teilbelegt oder belegt kann garantiert werden, dass dem Fahrer nur Lagerziele 48 angeboten werden, die frei oder teilbelegt sind, also eine Holzaufnahmekapazität haben.
Vorzugsweise können von der Kamera 24 auch Bilder der Fahrzeugumgebung aufgenommen werden, sodass weitere Fahrzeuge in der Umgebung des Holztransporters 30 erkannt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, eine bildbasierte Fahrzeugerkennung durchzuführen, um Kollisionen zu vermeiden. Beispielsweise kann ein Sicherheitsabstand für weitere Fahrzeuge, die kein Abladeziel sind, implementiert sein.
Fig. 4 zeigt eine Situation, bei der der Holztransporter 30 in der optimalen Holztransporterposition 50 angeordnet ist. Zum Umladen von Holzstämmen 38 vom Holztransporter 30 auf den als teilbelegt kategorisierten Waggon 46 genügt es, dass der Greifarm 32 lediglich eine Rotationsbewegung in Pfeilrichtung 54 durchführt. Auf diese Weise ist es möglich, Holzstämme 38 auf dem Waggon 46 abzulegen, ohne die Greifarm länge 44 zu verändern. So lässt sich ein schnelles und sicheres Abladen realisieren.
Anhand von Fig. 5 wird nun erläutert, wie die optimale Holztransporterposition 50 ermittelt wird. Die optimale Holztransporterposition 50 ist abhängig von der optimalen Greifarmposition und der Drehachse 34 des Greifarms 32. Abhängig von der Position des Greifarms 32 am Holztransporter 30 wird aus der Greifarmposition 56 die Holztransporterposition 50 ermittelt. Im vorliegenden Fall sind der Greifarm 32 und seine Drehachse 34 mittig zwischen den beiden Seiten des Holztransporters 30 angeordnet. Aus hinterlegten Fahrzeugdaten und der relativen Position der Drehachse 34 zu dem Holztransporter 30 kann von der Greifarmposition 56 auf die Holztransporterposition 50 geschlossen werden.
Zur Feststellung der optimalen Greifarmposition 56 oder Holztransporterposition 50 hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn der Holztransporter 30 parallel zu den Waggons 46 angeordnet ist. Dabei ist ein Mindestabstand 58 einzuhalten, der hier zwischen der linken Außenseite des Holztransporters 30 und der Waggonaußen- seite definiert ist. Dieser Mindestabstand 58 ist auch in Fig. 3 dargestellt.
Es wird nun eine Position für den Greifarm 32 bzw. seine Drehachse 34 gesucht, bei der ein Kreis 60 gebildet wird, dessen Radius die Greifarmlänge 44 ist. Der Mittelpunkt des Kreises 60 ist die Drehachse 34. Der Holztransporter 30 ist nun so zu positionieren, dass ein Lagerziel 48 auf dem Kreis 60 liegt. Das Lagerziel 48 wird dabei bevorzugt von dem Schwerpunkt der Holzstämme 38 gebildet, wobei der Schwerpunkt dem Greifpunkt 40 entspricht. Somit ergeben sich gemäß Fig. 5 zwei Lagerziele 48, wobei das eine Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a und das andere (48b) auf dem Waggon 46b liegt. Hierbei wird das Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a ausgewählt, da der Drehwinkel a des Greifarms 32 kleiner ist und somit ein schnelleres Um laden von Holz vom Holztransporter 30 auf den Waggon 46 erfolgen kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zunächst freie Abladeziele, also Lagerziele 48, mittels der Kamera 24 erkannt werden. Das erste freie Lagerziel 48 o- der ein vom Fahrer des Holztransporters 30 ausgewähltes Lagerziel werden dann für den Umladevorgang verwendet. Die Position des Lagerziels 48 zum Holztransporter 30 wird bevorzugt geschätzt, wobei die laterale und longitudinale Koordinate relativ zum Holztransporter 30 verwendet wird. Die Schätzung kann beispielsweise anhand der Größe des Lagerziels bzw. des Waggons 46 erfolgen, wobei angenommen wird, dass der Waggon 46 eine Standardgröße aufweist, die bekannt ist. Alternativ kann die Position des Lagerziels 48 anhand von bildbasierten 3D-Rekonstruktionen geschätzt werden. Ebenso ist es möglich, durch Erkennen der Bahnschienen 62, auf denen der Waggon 46 positioniert ist, auf den Abstand zu schließen. Hierbei wird eine Standardgröße der Gleise und ein Standardabstand vorausgesetzt. Mittels einer erkannten Position im Bild einer extrinsisch und/oder intrinsisch kalibrierten Kamera 24 kann auf die Position im 3D-Bild geschlossen werden.
Unter Berücksichtigung eines Mindestabstands 58 zu einer möglichen Holztransporterposition 50 wird entlang der longitudinalen Achse zum Lagerziel 48 ein lateraler Abstand berechnet. Dieser Mindestabstand 58 kann aufgrund von Arbeitssicherheitsvorgaben definiert sein. Mittels des Mindestabstands 58 kann die linke Seite einer Zielspur für den Holztransporter 30 oder das Fahrzeug definiert werden. Anhand der bekannten Spurbreite wird auch die rechte Linie der Zielspur berechnet und die Mitte, auf der die Drehachse 34 des Greifarms 32 liegt, jedenfalls wenn der Greifarm mittig angeordnet ist. Mittels der bekannten optimalen Greifarmlänge 44 des Greifarms 32 kann alternativ um das erkannte Lagerziel 48 des Waggons 46a als ausgewähltes Lagerziel ein Kreis 60 mit dem Radius R definiert werden, wobei der Radius der Greifarmlänge 44 entspricht. Der Holztransporter wird nun in eine Position gebracht, in der die Drehachse 34 auf dem Kreis 60 liegt. Dabei wird die Position auf dem Kreis ausgewählt, bei der der Drehwinkel a des Greifarms 32 möglichst klein ist.
Alternativ kann das Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a als Mittelpunkt eines Kreises 60 mit einem der Greifarmlänge entsprechenden Radius gewählt werden. Die Holztransporterposition 50 ist dann so zu wählen, dass sich die Drehachse 34 des Greifarms 32 auf dem Kreis befindet.
Fig. 6 zeigt eine Situation, bei der ein Holztransporter 30 in der optimalen Holztransporterposition 50 relativ zu dem Lagerziel und den Waggons 46 angeordnet ist. Ein Abladevorgang zum Abladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 kann beginnen.
Um einen Um- oder Abladevorgang von Holzladung eines Fahrzeugs 64 zu ermöglichen, das selbst keinen Greifarm hat, kann der Holztransporter 30 mit Greifarm 32 für den Um ladevorgang verwendet werden. Dazu muss das Fahrzeug 64 in eine optimale Zielposition 66 gebracht werden, damit ein optimales Um laden der Holzladung 36 vom Fahrzeug 64 auf den Waggon 46 ohne Änderung der Greifarm länge 44 erfolgen kann. Zum Auffinden der optimalen Zielposition 66 für das Fahrzeug 64 wird um die Drehachse 34 des Greifarms 32 des Holztransporters 30 ein Kreis 60 mit einem Radius gezogen, der der Greifarmlänge 44 entspricht. Der Greifpunkt 40 der Holzstämme 38 auf dem Fahrzeug 64 muss nun ebenfalls auf dem Kreis 60 liegen. Auch hier wird eine Zielposition verwendet, bei der das Fahrzeug 64 möglichst nah am Holztransporter 30 positioniert wird, um den Drehwinkel für den Greifarm 32 möglichst klein zu halten. Ein Mindestabstand 58 kann ebenfalls berücksichtigt werden.
Neben einem manuellen Umladen, das von einem Fahrer des Holztransporters 30 initiiert und gesteuert sein kann, ist es auch möglich, ein assistiertes oder autonomes Um laden durchzuführen. Hierzu sind in der Regel weitere Kameras notwendig, die beispielsweise am freien Ende des Greifarms 32 angeordnet sein können. Auf diese Weise kann das Lagerziel 48 und der Ablageort für die Holzladung 36 beobachtet und ausgewertet werden. Für ein halbautonomes Abladen oder Umladen einer Holzladung 36 können dabei unbekannte Verfahren eingesetzt werden.
Neben dem Erkennen des Abladeziels, also eines Lagerziels 48, mittels einer Kamera 24 ist es auch möglich, dass die Position des Lagerziels 48 von einer zentralen Leitstelle definiert und an die Vorrichtung 10 des Holztransporters 30 übermittelt wird. Die Position kann beispielsweise in Form von GPS-Daten vorliegen. Ablageziele und Lagerziele 48 müssen also nicht mehr erkannt werden, sondern sind vorgegeben. Es wird auch hier das Abladeziel oder Lagerziel 48 ausgewählt, das sich am nächsten zu der aktuellen Position des Holztransporters 30 befindet. Optional kann auch hier eine Strategie verwendet werden, mit der erst teilbefüllte Waggons 46 und danach freie Waggons 46 beladen werden.
Es ist denkbar, den Beladevorgang durch eine Erkennung der freien Holztransportkapazität zu unterstützen. So können Lagerziele in einem Waggon oder Teilbereiche oder Teilabschnitte ausgewählt werden, die noch Lagerkapazität haben. Bereits vollständig gefüllte Bereiche können ausgenommen werden. Es kann vorgesehen sein, dass Waggons, die teilbefüllt sind, zunächst befüllt werden, bevor leere Waggons befallt werden. Die Erkennung des Befüllgrads oder der freien Lagerkapazität eines Waggons 46 kann durch eine Kamera am Greifarm 32 erkannt werden. Es ist denkbar, dass nach Abschluss eines Umladevorgangs der Füllgrad eines Waggons an eine zentrale Leitstelle übermittelt wird. Dazu kann beispielsweise eine Eingabe des Fahrers eines Holztransporters erforderlich sein. Auch ist es möglich, dass der Endzustand eines autonom ausgeführten Umladevorgangs ausgewertet wird. So können Arbeitsaufträge zwischen Fahrzeugen und Holztransportern aufgeteilt werden. Da die Lagerziele 48 im Bild der Kamera und aus den Sensordaten der Kamera ermittelt werden, müssen die aktuell übermittelte Position und der verwendete GPS-Empfänger nicht sehr genau arbeiten, um trotzdem ein zielgenaues Anfahren der Lagerziele zu ermöglichen.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse 34 drehbaren Greifarm 32 zum Um laden einer Holzladung 36 in Bezug auf ein Lagerziel 48 für Holz. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
In einem ersten Schritt S10 des Empfangens von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel 48 für Holz werden entweder Sensordaten eines Sensors 22 ausgewertet oder Lager-Informationen von einer Leitstelle verwendet. In einem Schritt des Empfangens S12 von Greifpunktdaten werden Daten betreffend einen Greifpunkt 40 an der Holzladung 36 für den Greifarm 32 verwendet. Ein weiterer Schritt des Ermittelns S14 betrifft das Ermitteln der Position des Lagerziels 48 basierend auf den Lager-Informationen für das Holz. Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt des Festlegens S16 einer optimalen Greifarmlänge 44 basierend auf Greifpunktdaten des Greifpunkts 40 sowie einen Schritt des Ermittelns S18 eines Greifarmpositionswertes für eine optimale Greifarmposition 56 der Drehachse 34 des Greifarms 32 in Bezug auf die Position des Lagerziels 48 aus den Lager-Informationen und der Greifarm länge 44. Ein weiterer Verfahrensschritt betrifft das Versenden S20 des Greifarmpositionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit 26 des erfindungsgemäßen Systems. Optional kann das Verfahren erweitert werden durch weitere Schritte. Ein optionaler Schritt des Ermittelns S22 einer Holztransporterposition 50 erfolgt aus der Greifarmposition 56. Ein Schritt des Berücksichtigens S24 eines Mindestabstands 58 zu der Position des Lagerziels 48 bei der Ermittlung der Holztransporterposition 50 schließt sich an ebenso wie ein Schritt des Verwendens S26 der Holztransporterposition 50 als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters 30. Ein Schritt des Ausgebens S28 der Holztransporterposition 50 für eine Weiterverarbeitung oder für eine optische Anzeige schließt das optionale Verfahren ab.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger ge- speichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Bezugszeichen
Vorrichtung
Auswerteeinheit
Eingangsschnittstelle
Ausgangsschnittstelle
Ü b erwach u ngssch n ittste I le
System
Sensor
Kamera
Weiterverarbeitungseinheit
Überwachungsvorrichtung
Holztransporter
Greifarm
Drehachse
Holzladung
Holzstamm
Greifpunkt
Abstand
Greifarmlänge
Waggon
Lagerziel
Holztransporterposition
Trajektorie
Pfeilrichtung
Greifarmposition
Mindestabstand
Kreis
Bahnschiene
Fahrzeug
Zielposition

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (10) zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters (30) mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse (34) drehbaren Greifarm (32) zum Umladen einer Holzladung (36) in Bezug auf ein Lagerziel (48) für das Holz, mit: einer Eingangsschnittstelle (14) zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt (40) an der Holzladung (36) für den Greifarm (32); einer Auswerteeinheit (12) zum Ermitteln der Position des Lagerziels (48) basierend auf den Lager-Informationen für das Holz und zum Festlegen einer optimalen Greifarmlänge basierend auf den Greifpunktdaten, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um aus den Lager-Informationen und der Greifarmlänge (44) einen Greifarmpositionswert für eine optimale Greifarmposition (56) der Drehachse (34) des Greifarms (32) in Bezug auf die Position des Lagerziels (48) zu ermitteln; einer Ausgangsschnittstelle (16) zum Versenden des Greifarmpositionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit (26).
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei die Eingangsschnittstelle (14) zum Empfangen von Sensorsignalen eines optischen Sensors (22) ausgebildet und eingerichtet ist, wobei die Sensorsignale Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz umfassen.
3. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um aus den Lager-Informationen das Lagerziel (48) zu kategorisieren und um holztransportfähige Lagerziele (48) zu erkennen.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um zu erkennen, ob das Lagerziel (48) freie Lagerkapazitäten aufweist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um die Position des Lagerziels (48) relativ zu der Greifarmposition (56) des Greifarms (32) zu ermitteln oder zu schätzen, wobei die Greifarmposition (56) des Greifarms (32) in longitudinalen und lateralen Koordinaten verarbeitet wird.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um aus der Greifarmposition (56) eine Holztransporterposition (50) zu ermitteln, die als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters (30) verwendet wird.
7. Vorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, um bei der Ermittlung der Holztransporterposition (50) einen vorgegebenen oder zu ermittelnden Mindestabstand (58) zu der Position des Lagerziels (48) zu berücksichtigen.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu ausgebildet ist, die Position des Lagerziels (48) und/oder eine Holztransporterposition (50) an eine Anzeigeeinheit und/oder die Weiterverarbeitungseinheit (26) auszugeben, um die Position des Lagerziels (48) und/oder die Holztransporterposition (50) optisch auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen und/oder in der Weiterverarbeitungseinheit (26) weiterzuverarbeiten.
9. System (20) zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters (30) mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse (34) drehbaren Greifarm (32) zum Umladen einer Holzladung (36) in Bezug auf ein Lagerziel (48) für das Holz, mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Sensor (22) zum Erfassen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz und umfassend eine Weiterverarbeitungseinheit (26) zum Verarbeiten des Greifarm positionswertes.
10. System (20) nach Anspruch 9, umfassend eine Überwachungsvorrichtung (28) zum Überwachen der Umgebung des Holztransporters (30), wobei die Überwachungsvorrichtung (28) die ermittelten Positionswerte von der Vorrichtung (10) empfängt.
11 . System (20) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Sensor (22) ein optischer Sensor oder ein bildgebender Sensor oder eine Kamera (24) ist.
12. Holztransporter (30) mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse (34) drehbaren Greifarm (32) zum Umladen einer Holzladung (36) in Bezug auf ein Lagerziel (48) für das Holz, mit einem System (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 oder mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, einer Weiterverarbeitungseinheit (26) und mit einem Sensor (22) zum Erfassen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz.
13. Verfahren zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters (30) mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse (34) drehbaren Greifarm (32) zum Umladen einer Holzladung (36) in Bezug auf ein Lagerziel (48) für das Holz, mit den folgenden Schritten:
Empfangen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel (48) für das Holz;
Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt (40) an der Holzladung (36) für den Greifarm (32);
Ermitteln der Position des Lagerziels (48) basierend auf den Lager-Informationen für das Holz;
Festlegen einer optimalen Greifarm länge (44) basierend auf den Greifpunktdaten;
Ermitteln eines Greifarmpositionswerts für eine optimale Greifarmposition (56) der Drehachse (34) des Greifarms (32) in Bezug auf die Position des Lagerziels (48) aus den Lager-Informationen und der Greifarm länge (44);
Versenden des Greifarm positionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit (26).
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend die folgenden weiteren Schritte:
Ermitteln einer Holztransporterposition (50) aus der Greifarmposition (56); Berücksichtigen eines Mindestabstands (58) zu der Position des Lagerziels (48) bei der Ermittlung der Holztransporterposition (50);
Verwenden der Holztransporterposition (50) als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters (30);
Ausgeben der Holztransporterposition (50) für eine Weiterverarbeitung oder für eine optische Anzeige.
15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 13 oder 14, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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