EP4745306A1 - Verfahren und anordnung zum erstellen eines schlitzwandelementes - Google Patents

Verfahren und anordnung zum erstellen eines schlitzwandelementes

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EP4745306A1
EP4745306A1 EP24213810.5A EP24213810A EP4745306A1 EP 4745306 A1 EP4745306 A1 EP 4745306A1 EP 24213810 A EP24213810 A EP 24213810A EP 4745306 A1 EP4745306 A1 EP 4745306A1
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EP
European Patent Office
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ground
image data
ropes
camera unit
evaluation
Prior art date
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Pending
Application number
EP24213810.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Roth
Sebastian Soier
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to PCT/EP2025/082584 priority patent/WO2026109355A1/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzwandelementes im Boden, bei welchem mittels eines Abtragsgerätes durch Abtragen von Bodenmaterial ein Schlitz im Boden erstellt wird, in welchen anschließend ein aushärtbares Medium zum Bilden eines Schlitzwandelementes eingebracht wird, wobei zwischen dem Abtragsgerät und einem Trägergerät mindestens zwei Seile gespannt sind, deren Lage durch eine Erfassungseinrichtung zumindest stellenweise erfasst wird, und dass basierend auf den erfassten Lagen zu den Seilen mittels einer Auswerteeinrichtung eine Lage des Abtragsgerätes im Boden bestimmt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfasst wird, und dass mittels der Auswerteeinrichtung basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile ermittelt und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes im Boden bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen von Schlitzwandelementen im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anordnung zum Erstellen eines Schlitzwandelementes im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Bei einem gattungsbildenden Verfahren zum Erstellen eines Schlitzwandelementes im Boden wird mittels eines Abtragsgerätes durch Abtragen von Bodenmaterial ein Schlitz im Boden erstellt, in welchen anschließend ein aushärtbares Medium zum Bilden eines Schlitzwandelementes eingebracht wird, wobei zwischen dem Abtragsgerät und einem Trägergerät mindestens zwei Seile gespannt sind, deren Lage durch eine Erfassungseinrichtung zumindest stellenweise erfasst wird, und basierend auf den erfassten Lagen der Seile mittels einer Auswerteeinrichtung eine Lage des Abtragsgerätes im Boden bestimmt wird.
  • Eine gattungsbildende Anordnung zum Erstellen eines Schlitzwandelementes umfasst ein Trägergerät, ein an dem Trägergerät angehängtes Abtragsgerät zum Abtragen von Bodenmaterial zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, mindestens zwei zwischen dem Abtragsgerät und dem Trägergerät gespannte Seile, eine Erfassungseinrichtung zum zumindest stellenweisen Erfassen einer Lage der mindestens zwei Seile und eine Auswerteeinrichtung, welche ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Lagen der Seile eine Lage des Abtragsgerätes im Boden zu bestimmen.
  • Insbesondere bei Schlitz- beziehungsweise Dichtwänden mit großer Tiefe ist es von Bedeutung, bereits bei der Herstellung des Schlitzes Informationen über die Lage des Schlitzes, insbesondere dessen Vertikalität, zu erhalten. Schlitzwände sind in der Regel aus einzelnen, nebeneinander angeordneten Schlitzwandelementen oder Lamellen aufgebaut. Um Undichtigkeiten zwischen den einzelnen Schlitz- beziehungsweise Dichtwandlamellen zu vermeiden, dürfen die einzelnen Lamellen nur geringfügig von der Vertikalität abweichen.
  • Im Stand der Technik sind die folgenden Verfahren zur Überprüfung der Vertikalität von Schlitzen bekannt:
    Als allgemein bekannt gilt vor allem die Messung mit Sensoren wie Inklinometern oder Gyroskopen. Hierbei sind Sensoren an einem Abtragsgerät angeordnet, die dessen Neigung während des Abteufvorgangs messen. Ein Nachteil besteht darin, dass zwar die Neigung des Abtragsgerätes bestimmt werden kann, nicht jedoch ein seitliches Abdriften des Abtragsgerätes während des Abtragens des Bodenmaterials. Von einem Gerätefahrer ist ein solches seitliches Abdriften während des Abtragsvorgangs nicht festzustellen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass nur einzelne Schlitzwandlamellen vermessen werden können, jedoch nicht eine Anbindung von zwei nebeneinander liegenden Lamellen. Zudem befindet sich das Abtragsgerät in einem mit Suspension gefülltem Schlitz und ist im Betrieb starken Vibrationen ausgesetzt. Dies kann die Funktionsfähigkeit und Messgenauigkeit der Sensoren beeinträchtigen.
  • Aus der gattungsbildenden EP 23677 B1 ist ein Verfahren bekannt, in dem durch Spannen mindestens zweier Seile zwischen einem Abtragsgerät und einem Trägergerät mittels eines Messgerätes die Positionen von mindestens zwei vertikal beabstandeten Seilpunkten eines Seiles über Winkel- und Entfernungsmessungen ermittelt werden. Basierend auf der Lage der mindestens zwei Seilpunkte zueinander kann auf die Lage des Abtragsgerätes im Boden geschlossen werden. Als Messgerät wird ein Tachymeter beschrieben, welches beabstandet zum Trägergerät zum Anvisieren der Seilpunkte ausgerichtet wird. Eine Messung von Seilpunkten mittels Messgeräten zur Winkel- und Entfernungsmessung wie dem Tachymeter stellt zwar die notwendige Genauigkeit zur Lagebestimmung des Abtragsgerätes bereit, ist jedoch aufwändig. Das Messgerät muss gezielt auf die gewünschten Seilpunkte ausgerichtet werden. Dies bedarf zur Bedienung einer zusätzlichen Fachperson, insbesondere eines Vermessers. Zudem muss eine erneute Ausrichtung des Messgerätes vor jedem Messvorgang erfolgen. Der Messvorgang ist zeit- und arbeitsaufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, welche eine präzise und wirtschaftliche Erstellung einer Schlitzwand ermöglichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfasst wird, und dass mittels der Auswerteeinrichtung basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile ermittelt und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes im Boden bestimmt wird.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfassbar ist, und dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile zu ermitteln und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes im Boden zu bestimmen.
  • Ein erster Grundgedanke kann darin gesehen werden, dass die Erfassungseinrichtung mit einer elektronischen Kameraeinheit ausgebildet ist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfasst wird. Im Unterschied zu anderen Erfassungseinrichtungen, wie beispielsweise einem Tachymeter, müssen die Seile mit der elektronischen Kameraeinheit nicht exakt anvisiert werden. Die elektronische Kameraeinheit kann neben räumlichen Informationen auch farbliche Bildinformationen über die Szene liefern. Diese multimodalen Informationen können einer entsprechenden Algorithmik das Extrahieren von relevanten Bildbereichen erleichtern, wodurch ein Anvisieren entfällt. Ein weiterer Vorteil einer elektronischen Kameraeinheit liegt darin, dass bei ausreichendem Umgebungslicht keine aktive Beleuchtung der abgebildeten Szene notwendig ist, um dreidimensionale Daten aus einer Szene zu gewinnen. Elektronische Kameraeinheiten bieten eine höhere Erfassungsrate als andere Erfassungseinrichtungen. Durch die höhere Verfügbarkeit von Bilddaten können beispielsweise Steuer- oder Auswerteeinrichtungen effizienter arbeiten.
  • Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile zu ermitteln und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes im Boden zu bestimmen. Die Kombination von elektronischer Kameraeinheit mit der Auswerteeinheit, welche insbesondere eine elektronische Rechnereinheit ist, ermöglicht ein kontinuierliches oder in kurzen Zeitabständen erfolgendes automatisches Messen, insbesondere während des laufenden Abtragsbetriebes. Dies erlaubt eine frühzeitige Korrektur von Lageabweichungen des Abtragsgeräts und somit eine besonders präzise Erstellung der Schlitzwandelemente. Ein zusätzlicher Vermesser wird nicht benötigt, was Zeit und Kosten spart.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Kameraeinheit an dem Trägergerät, insbesondere im Bereich einer Bedienkabine, an einer Position angeordnet wird, von welcher aus ein Bild umfassend Bilddaten von den zu erfassenden Seilen erzeugt wird. Genauer kann die Kameraeinheit an einem fixen Punkt mit einer festen Blickfeldeinstellung an dem Trägergerät angeordnet sein. Dies kann vorzugsweise in einem oberen Bereich einer Stirnseite einer Bedienkabine sein. Eine Lageänderung des Trägergerätes hat somit nicht die zwingende Neueinstellung der Kameraeinheit zur Folge, wie es beispielsweise bei einem externen Tachymeter der Fall wäre. Durch die Anordnung am Trägergerät ist eine direkte Verbindung zu einer Auswerteeinrichtung und/oder einer Steuereinrichtung möglich. Die Auswerteeinrichtung kann anschließend, basierend auf den erfassten Bilddaten, die Lage des Abtragsgerätes bestimmen. Weiter kann es bevorzugt sein, dass die Kameraeinheit verstellbar an dem Trägergerät gelagert ist. Hierdurch kann die Kamera zwischen zwei oder mehreren einstellbaren Positionen und Blickwinkeln verfahren werden. Dies kann vorzugsweise automatisiert erfolgen, wobei ein Einstellen der Position über die Steuereinrichtung erfolgen kann. Das Erfassen einer Vielzahl von Messpunkten oder Messbereichen kann die Messgenauigkeit erhöhen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Kameraeinheit eine 3D-Kameraeinheit verwendet, welche 3D-Bilddaten erzeugt, basierend auf welchen Vektoren in einem 3D-Koordinatensystem gebildet werden, welche einen räumlichen Verlauf der Seile zumindest abschnittsweise abbilden. Durch mathematische Verfahren sowie einen Abgleich mit gespeicherten Daten kann anhand der Vektoren die Lage des Abtragsgerätes, beispielsweise einer Schlitzwandfräse oder einem Schlitzgreifer, in der Auswerteeinrichtung ermittelt werden. Errechnet werden können insbesondere ein seitliches Abdriften und eine Verdrehung des Abtragsgerätes.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird als Kameraeinheit eine Stereokamera verwendet. Diese umfasst zwei gleichgerichtete, horizontal beabstandete Objektive. Die Stereokamera errechnet ein dreidimensionales Bild der Szene, indem sie zwei 2D-Bilder derselben Szene aus geringfügig versetzten Perspektiven aufnimmt. Aus der Überlagerung dieser Teilbilder lässt sich ein Versatz von Bildpunkten in den jeweiligen Teilbildern berechnen: die Disparität. Aus der Disparität der Bildpunkte sowie dem Abstand der Objektive lassen sich per Triangulation genaue Tiefeninformationen über die Bildpunkte der Szene ableiten. Die Stereokamera benötigt keine zusätzliche aktive Lichtquelle. Für Abtragsarbeiten bei Nacht kann vorzugsweise eine aktive Lichtquelle zur Ausleuchtung des Kamerablickfelds am Trägergerät angeordnet sein. Diese kann beispielsweise auch ein strukturiertes Licht werfen. Hierbei wird ein Lichtmuster auf die Szene projiziert und von der Kameraeinheit erfasst. Durch den Grad der Verzerrung des Musters können ebenfalls Tiefeninformationen über die Szene ermittelt werden. Weiterhin kann die 3D-Kameraeinheit zur Messung bei widrigen Lichtverhältnissen vorzugsweise auch als eine Time-Of-Flight (TOF)-Kamera ausgebildet sein. Diese Kamera leuchtet die Szene mit einem Lichtpuls aus und bestimmt die Distanz zu Objekten anhand der Umlaufzeit des Lichts von der Kamera zum Objekt und zurück zum Sensor. Mithin kann es außerdem bevorzugt sein, dass die 3D-Kameraeeinheit durch eine Kameraeinheit mit lediglich einem Objektiv realisiert ist. Hierbei werden die versetzten Teilbilder aufgenommen, indem die Kameraeinheit zwischen mindestens zwei Perspektiven verfahren wird. Es kann auch bevorzugt sein, dass lediglich ein Objektiv angeordnet ist und die Auswerteeinheit ausgebildet ist, per geeignetem neuronalen Netz und/oder Algorithmik Tiefeninformationen aus den 2D-Bildinformationen abzuleiten. Weiterhin kann die Kameraeinheit auch ausgebildet sein, Bilddaten aus anderen Spektralbereichen, wie beispielsweise aus dem Infrarotbereich, aufzunehmen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der Auswerteeinrichtung Informationen zur Geometrie des Trägergerätes, zu einer Position eines globalen Nullpunkts und zu einem Vektor in Gravitationsrichtung in einem globalen 3D-Koordinatensystem hinterlegt. Die Auswerteeinrichtung kann basierend auf den erfassten Bilddaten Vektoren in dem 3D-Koordinatensystem bilden. Die Verläufe dieser Vektoren werden mit den hinterlegten Informationen verglichen, um eine Lage des Abtragsgerätes zu ermitteln. Die gespeicherten Informationen können vorzugsweise für einen Kalibriervorgang der Erfassungseinrichtung genutzt werden. Vorzugsweise kann die Auswerteeinrichtung zur Berechnung der Lage des Abtragsgerätes mit zumindest einem Algorithmus zum maschinellen Lernen ausgebildet sein. Hierbei kann es sich beispielswiese um ein neuronales Netz in Verbindung mit weiteren neuronalen Netzen oder anderer Algorithmik handeln. Ein solches Netz kann vorzugsweise dazu ausgebildet sein, aus einer Menge historischer Bilddaten samt bekannter Lage des Abtragsgerätes zu lernen, die Lagebestimmung durchzuführen und zu optimieren. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, eine zuvor bestimmte Lagemessung per manueller Eingabe zu korrigieren, um so im Betrieb weitere Datenpaare zu generieren, anhand derer die Algorithmik lernen kann. Bevorzugterweise kann die Auswerteeinrichtung einen entsprechenden lokalen Datenspeicher oder eine Verbindung zu einem entfernten Datenspeicher oder einer Cloud aufweisen. Ferner ist es bevorzugt, dass die Auswerteeinrichtung eine entsprechend leistungsstarke GPU und CPU umfasst.
  • Zur Unterstützung bei der Steuerung des Abtragsgerätes kann die Auswerteausrichtung vorzugsweise so ausgebildet sein, dass sie einen Zustand erkennt, in dem ein Schrägzug auf das Abtragsgerät ausgeübt wird. Diese Information kann vorzugsweise an eine Anzeigeeinrichtung und/oder die Steuereinrichtung weitergeleitet werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Auswerteeinrichtung mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht, durch welche Stelleinrichtungen an dem Abtragsgerät zum Einstellen der Lage des Abtragsgerätes angesteuert werden. Die Stelleinrichtungen können beispielsweise unabhängig ansteuerbare Stellklappen sein. Je nach Lage des Abtragsgerätes im Boden können diese so eingestellt werden, dass durch Druck der Stellklappen gegen die Lamellenwand eine Lagekorrektur erfolgt.
  • Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um einen Zustand ohne Schrägzug auf das Abtragsgerät herzustellen. Vorzugsweise kann dies durch ein Ansteuern der Stelleinrichtung und/oder durch Ansteuern des Trägergerätes sowie eines Mastes oder Auslegers daran erfolgen. Damit kein Schrägzug auf das Abtragsgerät wirkt, muss der Abgang der zumindest zwei Seile an dem Kopf des Mastes oder Auslegers in der Gravitationsachse liegen. Hierdurch wird ein möglichst abweichungsfreies Abtragen unterstützt.
  • Damit die Verläufe der Seile möglichst genau durch die Erfassungseinrichtung selbst bei einem laufenden Abtragsbetrieb erfasst werden können, ist die Auswerteeinrichtung nach einer bevorzugten Ausgestaltung mit einem Algorithmus ausgebildet, mit welchem Seilschwingungen bei der Bilddatenverarbeitung rechnerisch neutralisiert werden. Hierbei kann es sich vorzugsweise um ein neuronales Netz, einen Kalman-Filter oder die Kombination mehrerer neuronaler Netze und/oder Algorithmen handeln.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann eine Genauigkeit der Lagenmessung bestimmt werden, indem ein Kontrollpunkt insbesondere an dem Trägergerät, insbesondere an einem Kopf eines Mastes oder Auslegers des Trägergerätes, festgelegt wird, zu welchem ein Kontrollbild umfassend Kontrollbilddaten erzeugt. Basierend hierauf wird mittels der Auswerteeinrichtung eine Lage eines Kontrollpunktes bestimmt, welche mit hinterlegten Lagedaten zu dem Kontrollpunkt verglichen wird, um eine Lageerfassung zu kalibrieren und/oder eine Genauigkeit der Lagenerfassung zu ermitteln. Der Kontrollpunkt kann hierfür vorzugsweise in dem 3D-Koordinatensystem der Auswerteeinrichtung hinterlegt sein. Der Kontrollpunkt kann an einem definierten Punkt an dem Trägergerät oder davon getrennt, etwa an dem Leitrahmen am Boden, festgelegt sein. An dem Trägergerät kann der Kontrollpunkt vorzugsweise an einem Kopf eines Mastes oder Auslegers angeordnet sein. Projiziert man den Verlauf der mathematischen Vektoren, welche den räumlichen Seilverlauf zumindest abschnittsweise abbilden, so sollte dieser möglichst genau durch den Kontrollpunkt verlaufen. Ist dies nicht der Fall, kann von einer ungenauen Messung ausgegangen werden. In einem solchen Fall kann das System neu ausgerichtet oder kalibriert werden.
  • Hinsichtlich der Anordnung zum Erstellen des Schlitzwandelementes ist es bevorzugt, dass die Erfassungseinrichtung eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfassbar ist, und dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile zu ermitteln und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes im Boden zu bestimmen.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer vorteilhaften Ausgestaltung, dass die 3D-Kameraeinheit an einer festen definierten Position an dem Trägergerät angeordnet ist. Die Position kann vorzugsweise ein oberer Bereich einer Stirnseite einer Bedienkabine sein. Eine Lageänderung des Trägergerätes hat somit nicht die zwingende Neueinstellung der Kameraeinheit zur Folge, wie es beispielsweise bei einem externen Tachymeter der Fall wäre. Durch die Anordnung am Trägergerät ist eine direkte Verbindung zu einer Auswerteeinrichtung und/oder die Steuereinrichtung möglich. Eine Auswerteeinrichtung kann anschließend, basierend auf den erfassten Bilddaten, die Lage des Abtragsgerätes bestimmen. Mithin kann es bevorzugt sein, dass die Kameraeinheit verstellbar an dem Trägergerät gelagert ist. Auf diese Weise kann die Kamera zwischen zwei oder mehreren einstellbaren Positionen und Blickwinkeln verfahren werden. Dies kann vorzugsweise automatisiert erfolgen, wobei ein Einstellen der Position über die Steuereinrichtung erfolgen kann.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass das Trägergerät ein Fahrwerk, insbesondere ein Raupenfahrwerk, aufweist.
  • Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass an dem Trägergerät eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, welche unter Verwendung der erfassten Bilddaten die Lage des Abtragsgerätes anzeigt. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise einen Anzeigemonitor aufweisen, der zum Beispiel in einer Bedienkabine des Trägergerätes angeordnet sein kann. Die Messwerte der Messeinrichtung beziehungsweise die Lage des Abtragsgerätes kann beispielsweise in einer graphischen Darstellung angezeigt werden. Vorzugsweise wird hierbei eine Abweichung von einer theoretischen Vertikallinie, eine Verdrehung und/oder ein Abdriften des Abtragsgerätes angezeigt. Der Bediener des Trägergerätes kann dann, beispielsweise durch Einstellen der Steuerklappen am Abtragsgerät, nötigenfalls die Lage des Abtragsgerätes beeinflussen. Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass eine solche Lagekorrektur automatisch durch die Steuereinrichtung erfolgt. Die Auswerteeinrichtung kann integriert in die Steuereinrichtung oder getrennt hiervon ausgebildet sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben, welches in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ist. Die einzige Zeichnung zeigt eine Anordnung zum Erstellen eines Schlitzwandelementes beziehungsweise einer Schlitzwand.
  • Eine erfindungsgemäße Anordnung 10 zum Erstellen eines Schlitzwandelementes umfasst ein Arbeitsgerät 12, insbesondere eine Vorrichtung zum Erstellen einer Schlitzwand. Das Arbeitsgerät 12 weist ein Trägergerät 14 auf, an dem über zwei Seile 26 in Form von Tragseilen ein Abtragsgerät 30, beispielsweise eine Schlitzwandfräse oder ein Schlitzwandgreifer, aufgehängt ist. An einem Trägerfahrzeug 16, welches einen Unterwagen 18 und einen daran um eine vertikale Schwenkachse drehbar gelagerten Oberwagen 20 aufweisen kann, kann ein Mast oder ein Ausleger 22 gelagert sein. Die Tragseile können über im oberen Bereich des Mastes oder Auslegers 22 angeordnete Umlenkrollen 24 geführt und über Winden 28 auf- beziehungsweise abspulbar sein.
  • Das an den Tragseilen aufgehängte Abtragsgerät 30, welches auch als Aushubgerät bezeichnet werden kann, kann gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen in einen Schlitz 58 im Boden 64 absenkbaren Rahmen 32 umfassen, an dessen unterem Ende zumindest ein Abtragswerkzeug, insbesondere ein oder mehrere Fräsräder 34, angeordnet ist. Das mindestens eine Fräsrad 34 ist zum Abtragen von Bodenmaterial drehbar an dem Rahmen 32 gelagert.
  • Zum Erstellen eines Dicht- oder Schlitzwandelementes wird mittels des Abtragsgerätes 30 zunächst ein Schlitz 58 im Boden 64 erstellt. Das Abtragsgerät 30 wird hierbei im Wesentlichen vertikal abgesenkt und erstellt durch Abtragen oder Aushub von Bodenmaterial den Schlitz 58. Dieser wird nach oder während seiner Erstellung mit einem aushärtbaren Medium, insbesondere einer aushärtbaren Suspension, Beton oder Erdbeton, verfüllt, welches zu dem Dicht- oder Schlitzwandelement aushärtet.
  • Durch die Erstellung einer Mehrzahl von aneinander angrenzenden Dicht- oder Schlitzwandelementen kann eine Dicht- oder Schlitzwand im Boden gebildet werden.
  • Damit zwischen den einzelnen Schlitzwandelementen der Schlitzwand keine Zwischenräume entstehen und die Schlitzwand dicht ist, müssen die einzelnen Schlitzwandelemente präzise ausgerichtet werden. Insbesondere sind Verkippungen, Abdriften und Verdrehungen der Schlitzwandelemente zu vermeiden.
  • Durch die Verfüllung der erstellten Schlitze 58 mit dem zum jeweiligen Schlitzwandelement aushärtenden Material entspricht die Form der erstellten Schlitze 58 den einzelnen Schlitzwandelementen beziehungsweise der Schlitzwand. Die Lage der einzelnen Schlitze 58 wird wiederum durch die Lage des Abtragsgerätes 30 bestimmt. Durch Kenntnis und gegebenenfalls Korrektur der Lage des Abtragsgerätes 30 kann somit die Lage der zu erstellenden Schlitzwandelemente bestimmt werden.
  • Um die Lage, worunter insbesondere auch die räumliche Ausrichtung zu verstehen ist, des Abtragsgerätes 30 zu ermitteln, ist erfindungsgemäß eine Erfassungseinrichtung 5 vorgesehen, welche eine elektronische Kameraeinheit aufweist. Mittels der Kameraeinheit kann von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles 26 ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfasst werden. Das dreidimensionale Bild enthält Lageinformationen zu Bildpunkten der abgebildeten Szene und folglich auch Lageinformationen zu ein oder mehreren Seilpunkten 42. Mittels einer Auswerteeinrichtung kann basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile 26 ermittelt und basierend hierauf Vektoren 46 gebildet werden, anhand derer die Lage des Abtragsgerätes 30 im Boden 64 bestimmt werden. Die Erfassungseinrichtung 5 ist vorzugsweise in einem oberen Bereich einer Stirnseite der Bedienkabine 17 angeordnet.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Erstellen eines Schlitzwandelementes im Boden (64), bei welchem mittels eines Abtragsgerätes (30) durch Abtragen von Bodenmaterial ein Schlitz (58) im Boden (64) erstellt wird, in welchen anschließend ein aushärtbares Medium zum Bilden eines Schlitzwandelementes eingebracht wird, wobei
    - zwischen dem Abtragsgerät (30) und einem Trägergerät (14) mindestens zwei Seile (26) gespannt sind, deren Lage durch eine Erfassungseinrichtung (5) zumindest stellenweise erfasst wird, und
    - dass basierend auf den erfassten Lagen zu den Seilen (26) mittels einer Auswerteeinrichtung eine Lage des Abtragsgerätes (30) im Boden (64) bestimmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Erfassungseinrichtung (5) eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles (26) ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfasst wird, und
    - dass mittels der Auswerteeinrichtung basierend auf den erfassten Bilddaten die Lage der Seile (26) ermittelt und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes (30) im Boden (64) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kameraeinheit an dem Trägergerät (14), insbesondere im Bereich einer Bedienkabine (17), an einer Position angeordnet wird, von welcher ein Bild umfassend Bilddaten von den zu erfassenden Seilen (26) erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Kameraeinheit eine 3D-Kameraeinheit verwendet wird, welche 3D-Bilddaten erzeugt, basierend auf welchen Vektoren in einem 3D-Koordinatensystem gebildet werden, welche einen räumlichen Verlauf der Seile (26) zumindest abschnittsweise abbilden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Kameraeinheit eine Stereokamera oder eine TOF-Kamera verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Auswerteeinrichtung Informationen zur Geometrie des Trägergerätes (14), zu einer Position eines globalen Nullpunkts und zu einem Vektor in Gravitationsrichtung in einem 3D-Koordinatensystem hinterlegt sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, einen Zustand zu erkennen, in dem ein Schrägzug auf das Abtragsgerät (30) ausgeübt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auswerteeinrichtung mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, durch welche Stelleinrichtungen an dem Abtragsgerät (30) zum Einstellen der Lage des Abtragsgerätes (30) angesteuert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, einen Zustand ohne Schrägzug auf das Abtragsgerät (30) herzustellen.
  9. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auswerteeinrichtung mit einem Algorithmus ausgebildet ist, mit welchem Seilschwingungen bei der Bilddatenverarbeitung rechnerisch neutralisiert werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Kontrollpunkt, insbesondere an dem Trägergerät (14), festgelegt wird, zu welchem ein Kontrollbild umfassend Kontrollbilddaten erzeugt wird, basierend auf welchen mittels der Auswerteeinrichtung eine Lage des Kontrollpunktes bestimmt wird, welche mit hinterlegten Lagedaten zu dem Kontrollpunkt verglichen wird, um eine Lageerfassung zu kalibrieren und/oder eine Genauigkeit der Lagenerfassung zu ermitteln.
  11. Anordnung zum Erstellen eines Schlitzwandelementes im Boden (64), insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit
    - einem Trägergerät (14),
    - einem an dem Trägergerät (14) angehängtem Abtragsgerät (30) zum Abtragen von Bodenmaterial zum Erstellen eines Schlitzes (58) im Boden (64),
    - mindestens zwei zwischen dem Abtragsgerät (30) und dem Trägergerät (14) gespannten Seilen (26),
    - eine Erfassungseinrichtung (5) zum zumindest stellenweisen Erfassen einer Lage der mindestens zwei Seile (26), und
    - einer Auswerteeinrichtung, welche ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Lagen der Seile (26) eine Lage des Abtragsgerätes (30) im Boden (64) zu bestimmen,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Erfassungseinrichtung (5) eine elektronische Kameraeinheit aufweist, mit welcher von mindestens einem Abschnitt jedes Seiles (26) ein dreidimensionales Bild umfassend Bilddaten erfassbar ist, und
    - Daten die Lage der Seile (26) zu ermitteln und basierend hierauf die Lage des Abtragsgerätes (30) im Boden (64) zu bestimmen.
  12. Anordnung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kameraeinheit an einer festen definierten Position an dem Trägergerät (14) angeordnet ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Arbeitsgerät (12) eine Schlitzwandfräse oder ein Schlitzwandgreifer ist, welche/r an einem Mast oder einem Ausleger (22) des Trägergerätes (14) aufgehängt ist.
  14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trägergerät (14) ein Fahrwerk, insbesondere ein Raupenfahrwerk, aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0023677B1 (de) 1979-08-03 1984-04-04 Ae Plc Fahrzeuggeschwindigkeitsregelsysteme
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