WO2015055236A1 - Radar-assisted positioning of large devices - Google Patents

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WO2015055236A1
WO2015055236A1 PCT/EP2013/071562 EP2013071562W WO2015055236A1 WO 2015055236 A1 WO2015055236 A1 WO 2015055236A1 EP 2013071562 W EP2013071562 W EP 2013071562W WO 2015055236 A1 WO2015055236 A1 WO 2015055236A1
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radar
radar sensor
reflection
belt
sensors
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PCT/EP2013/071562
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Inventor
Reik Winkel
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Indurad Gmbh
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G01S13/874—Combination of several systems for attitude determination
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/08—Guiding the machine
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
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    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning

Definitions

  • the invention relates to methods for Pos ition réelle of two a transfer of bulk material devices to each other, of which at least one device bewegl I and with a submitted to him material discharge or a material intake to the material discharge or the Materialauflab e of j eweils other device is aligned.
  • a method of the aforementioned type is described in DE 1 0 2005 054 840 AI, in which it comes in one embodiment, set up in a brown coal en-open pit bulk material transport system, the bulk material from a belt system via a longitudinally of the belt system movable tripper car to record and abandon a remote from the B andschlelei boom on the conveyor belt of a relative to the conveyor belt system or the movable there Dolly trolley movable Absetzer.
  • the two large appliances must each be in the correct position to each other in order to ensure a smooth material transfer.
  • the application of transponder technology is described in detail in DE 1 0 2005 054 840 A1, in the context of which a base station for transmitting a base signal and for receiving
  • Transponder signals and on the tripper car or its boom a plurality of transponders for receiving the base signal s and to send out of transponder signals are arranged, wherein in an evaluation unit determining the relative position of Absetzer and B weschle trolley each other suc and via an associated Steuereinri rectification a tracking of the settler is initiated to the movement of the tripper car.
  • an evaluation unit determining the relative position of Absetzer and B weschle trolley each other suc and via an associated Steuereinri rectification a tracking of the settler is initiated to the movement of the tripper car.
  • the relative position and / or the relative speed of the two devices concerned are determined to one another according to the principle of three-dimensional triangulation.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned for seduction, in which the hardware costs for the implementation of the method is reduced and the process reliability of the method is improved.
  • the invention provides, in a method with the generic features mentioned at the outset, that multidimensional, d. H .
  • At least two two-dimensional radar sensors detect periodically the environment of material shedding or material pickup of the other device and record the reflection of emitted radar beams on a reflection ring attached to the other device, the material shed located on this device or the material holder enclosing the corresponding raw data to an arithmetic unit, and that in the arithmetic unit the spatial position of each radar sensor stored in the arithmetic unit on the device in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z is in relation to the spatial position determined in the arithmetic unit the reflecting points caused by the impact of the radar beams emitted by each radar sensor on the reflection ring are set in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z and then the position of the devices relative to each other is derar t is changed until the positional relationship of the radar sensors to their attributable Reflection- points corresponds to a predetermined target value.
  • coordinates can be derived position information about the spatial position with X, Y, Z coordinate
  • the invention has the advantage that, in particular in comparison with the known from DE 1 0 2005 054 840 AI, radiating in a wide range of angles transponder technology used radar technology due to the focused beam provides reliable readings and also with very robust components which, under the often harsh operating conditions, ensure reliable operation of the radar technology with sufficient accuracy.
  • the calculation model is preferably based on the merging of the radar sensors two-dimensional data in a multi-dimensional space with subsequent comparison using an observation model, which coincides with the expected due to the device geometry spatial reflection points the observations in the form of recorded real reflection points qualitatively and quantitatively.
  • an integrated motion model l restricts the movement of the expected observations, the motion model being essentially based on constraints on the physical motion of the devices in question.
  • the corresponding information can also be combined, similar to the prior art, with the three-dimensional triangulation, whereby angle values are used in addition to distance values.
  • a first exemplary embodiment of the invention assumes that the two devices with the material discharge on the one hand and the material receptacle on the other hand can be moved freely relative to one another and thus positioned, as is the case, for example, in a mobile crushing plant and a downstream crushing plant.
  • gabeband can be the case.
  • a larger number of radar sensors can also be provided.
  • the first device is formed by a Bandan location.
  • this belt system a number of other devices can be used as a common second device.
  • it may be the track system, caterpillar-tracked carriages, such as in the form of a material discharge forming task car or in the form of a recording of bulk material from the belt system Bandsch leifenwagens.
  • Another configuration is when paral lel to the conveyor belt a loading or support car or a belt carriage as a recording car or even a large equipment such as an excavator or a spreader are freely movable.
  • the two carriages must move parallel to the axis of the rig to avoid collision, and each jettison and material pickup must be properly positioned relative to each other.
  • This is ensured, in particular, by determining, in addition to the arrangement of the reflection ring, on the one hand and the radar sensors, on the other hand, the lateral distance of the respective carriage to the conveyor system by means of at least one radar sensor arranged on the respective carriage and setting it in relation to a distance setpoint stored in the arithmetic unit becomes.
  • it is sufficient, with regard to the certainty of the position data if at least one radar sensor is arranged on one of the apparatuses of the reflection ring and on the respective other apparatus at least two radar sensors aligned with the reflection ring.
  • the invention may be provided according to an embodiment of the invention, that at least one laterally aligned on a support frame of the belt system radar sensor with vertical Winkelabbi tion, ie arranged perpendicular to the ground i st and on the basis of In the arithmetic unit, the lateral distance of the radar sensor from the support frame is determined.
  • the lateral distance can be tapped directly from the raw data supplied by the radar sensor concerned by transformation of the polar coordinates into Cartesian coordinates.
  • several, preferably three, radar sensors have to be mounted on the carriage in order to enable a measurement even during the crossing of a gap between two belt stands.
  • At least one arranged in the direction of the belt system at least two-dimensional radar sensor with horizontal angle and s m with a range of its radiation of> 5 m is arranged on the j efug car, the continuous due to the reflection of the radar beams set up supporting frames of the conveyor system in distance and angle locates, being determined in the arithmetic unit due to the transmitted from the radar sensor raw data, the lateral distance of the radar sensor to the area of the transfer point located in the region of the support frame.
  • the radar used sor in the abbi ldenden 2 D field should have an opening angle of about 1 0 ° to 1 60 °.
  • triangular angular reflectors are arranged on the reflection ring, wherein the individual reflectors are arranged in a structured manner in series or in a pattern.
  • single-surface plate reflectors are arranged on the reflection ring in an orientation such that the incoming radar beam strikes the plate perpendicularly and the plate has sufficient surface deformation and roughness to provide diffuse scattering within a limited angular range.
  • angle reflectors with a reflection characteristic temporarily changed on account of diodes connected to the reflection ring are arranged in order to make the angular reflectors distinguishable from other natural reflections (harmonic radar).
  • flat insulated resonance reflectors with the same size of half a wavelength are connected to the reflection ring. ordered, whose reflection property is changed by switching between two loads, to make them distinguishable from other natural reflections (switched reflector radar).
  • the invention provides, as a B andan position on the one hand and along the B-plant movable carriage Vietnamese Ier function on the other hand trained devices on the arrangement of a reflection ring to dispense and only one oriented in the direction of the belt system at least two-dimensional radar sensor with horizontal angle and with a range of its radiation of> 5m, in which case a progression line of the supporting frameworks of the installation is determined from the raw data transferred by the radar sensor, resulting in both the lateral vertical distance of the application carriage from the installation and the horizontal angle between the belt axis and the direction of travel of the respective car can be determined.
  • the radar sensor used in the imaging 2D field should have an opening angle of about 1 0 ° to 1 60 °.
  • radar sensors come with a len wavelength range of 1 mm to 1 m used.
  • embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it:
  • Fig. 3 shows another embodiment of the dargestel in Fig. 1 lungs transfer arrangement.
  • FIG. 1 A typical application of the invention is shown in FIG. An abandoned in a mobile crusher 10 bulk material should be spent on a Bandan position 1 1.
  • the crusher 10 passes over a mounted on it boom 12 on a movable, laterally issued arms 14 having belt carriage 1 3, wherein the belt carriage 13 in turn on a the belt system 1 1 cross, on a crawler chassis 1 6 movable task vehicle 1 5 passes, the the bulk material in turn on the belt system 1 1 gives up.
  • the transfer arrangement for the bulk material on two transfer points, in which an alignment of each of the participating devices crusher 10 and belt carriage 13 on the one hand and B trolley 1 3 and task cars 1 5 must be guaranteed on the other hand.
  • FIG. 2 likewise shows in a schematic representation the arrangement of radar sensors 20 and reflection ring 19 in the region of the transfer from the boom 1 2 of the crusher 10 to the belt carriage 13.
  • the reflection ring 1 9 is arranged on the B trailer car 1 3, while again three radar sensors 20 at the end of the boom 1 2 of the crusher 1 0 are mounted.
  • the three radar sensors s im m it with its opening angle 2 1 on the reflection ring 1 9 chopped graduallyi, so that there are correspondingly three reflection points.
  • the spatial position of these reflection points in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z is determined, and this spatial location is in the arithmetic unit in relation to the stored in the arithmetic gel Ien position of each radar sensor 20 set on the boom 12 in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z, wherein the resulting positional relationship reproduces the position of the devices to each other, so that at a detected deviation of this determined positional relationship to a predetermined value in the arithmetic unit Position of the devices relative to each other is changed until the actual position ratio corresponds to the given sol lwert.
  • F i g. 3 may be provided in a particular embodiment of the invention, that for controlling a parallel to the belt system 1 1 aligned Fahrtri direction of the belt carriage 1 3 to the belt carriage 1 3 a multi-dimensional, d. H . m at least two-dimensional imaging radar sensor 25 is arranged with a horizontal, that is aligned parallel to the ground Winkelabbi ldung tion, which has a range of its radiation of> 5m, such radar sensors 25 are available with a range of up to 1 00 m.
  • This radar sensor 25 is aligned in the direction of the course of the belt system 1 1 on the belt carriage 1 3 and looks at an opening angle 26 of 10 degrees to 160 degrees to the standing in the longitudinal direction of the belt system 1 1 in series belt stands.
  • belt scaffolds not shown further, have sufficiently sharp edges and surfaces on their belt scaffold pillars and belt scaffold beams in order to bring about a good reflection of the radar beams.
  • the belt stands in their di stance and at its angle to the radar sensor 25 can be located by this. From the recorded by the radar sensor 25 raw data thus Verl can be created inlain the belt system 1 1, so that the j eweils applicable horizontal angle between the defined by the orientation of the radar sensor 25 direction of the belt carriage 1 3 and the axis of the belt system 1 1 erm tedelt can be . This horizontal angle allows a proactive Beurtei development, whether in the course of the driving movements of the band carriage 1 3 a true orientation of belt carriage 1 3 and belt system 1 1 is ensured.
  • the determination of the lateral distance 27 from the radar sensor 25 to the belt system 1 1 or to their belt stands in the arithmetic unit is possible, and as far as this lateral distance is available as a position signal is in the case of the application of reflection ring 1 9 and radar 20 in Area of handing over of trolleys 1 3 to the gabewagen 1 5 the arrangement of only two, on the Refletechnischsri ng 1 9 aligned radar sensors 20 required.
  • such an arrangement of a radar sensor aligned in the belt axis can be used particularly advantageously with a horizontal angle image and a correspondingly long range in a trolley 1 5 which overlaps the belt system 1 1 and can be moved on crawlers or a suitably arranged and traversable B & W vehicle, such as is used to receive bulk material from a continuous conveyor system.

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Abstract

The invention relates to a method for positioning two devices for transferring bulk material relative to each other, wherein at least one device of said devices can be moved, and a material discharge or a material receiving portion arranged on said device is to be aligned with the material discharge or the material receiving portion of the respective other device. The invention is characterized in that multidimensional imaging radar sensors (20) which are attached to one device periodically detect the surroundings of the material discharge or the material receiving portion of the other device, pick up the reflection of emitted radar beams on a reflection ring (19) which is attached to the respective other device and which surrounds the material discharge or the material receiving portion arranged on said device, and transmit corresponding raw data to a calculating unit. In the calculating unit, the spatial position of each radar sensor (20) arranged on the device in a corresponding relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z, said position being stored in the calculating unit, is put into a ratio with the spatial position of the reflection points which are generated by the incidence of the radar beams emitted by each radar sensor (20) on the reflection ring (19) in a corresponding relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z, said position being ascertained in the calculating unit, and the relative position of the devices is then changed until the positional ratio of the radar sensors (20) to the reflection points which are to be assigned to the radar sensors corresponds to a specified target value.

Description

Radargestützte Positioni erung von Großgeräten  Radar-based positioning of large equipment
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Pos itionierung von zwei eine Übergabe von Schüttgut realisierenden Geräten zueinander, von denen wenigstens ein Gerät bewegl ich und mit einem an ihm eingereichten Materialabwurf oder einer Materialaufnahme zu dem Materialabwurf oder der Materialaufnahm e des j eweils anderen Gerätes auszurichten ist. The invention relates to methods for Pos itionierung of two a transfer of bulk material devices to each other, of which at least one device bewegl I and with a submitted to him material discharge or a material intake to the material discharge or the Materialaufnahm e of j eweils other device is aligned.
Ein Verfahren der vorgenannten Art ist in der DE 1 0 2005 054 840 A I beschrieben, bei welchem es in einem Ausführungsbeispiel darum geht, bei einem in einem Braunkohl en-Tagebau eingerichteten Schüttgut-Transportsystem das Schüttgut von einer Bandanlage über einen längs der Bandanlage verfahrbaren Bandschleifenwagen aufzunehmen und über einen an dem B andschlei fenwagen befindlichen Ausleger auf das Transportband eines relativ zu der Bandanlage bzw. dem daran verfahrbaren Bandschleifenwagen verfahrbaren Absetzer aufzugeben . Insofern ist der Bandschleifenwagen m it Aus leger als das einen Materialabwurf aufweisende erste Großgerät und der Absetzer m it dem das Schüttgut aufnehmenden Transportband als das eine Materialaufnahme aufweisende zweite Großgerät anzusehen. Es versteht sich, dass die beiden Großgeräte j eweils in der richtigen Position zueinanderstehen müssen, um eine reibungslose Materialübergabe zu gewährleisten . Hierzu i st in der DE 1 0 2005 054 840 A I im Einzelnen die Anwendung der Transpondertechnik beschrieben, im Rahmen derer an dem Absetzer eine Basisstation zum Aussenden eines Basi ssignals und zum Empfangen von A method of the aforementioned type is described in DE 1 0 2005 054 840 AI, in which it comes in one embodiment, set up in a brown coal en-open pit bulk material transport system, the bulk material from a belt system via a longitudinally of the belt system movable tripper car to record and abandon a remote from the B andschlelei boom on the conveyor belt of a relative to the conveyor belt system or the movable there Dolly trolley movable Absetzer. In this respect, the tripper with m iter casual than the first major equipment having a material discharge and the winder with it to consider the bulk material receiving conveyor as the material receiving a second major equipment. It goes without saying that the two large appliances must each be in the correct position to each other in order to ensure a smooth material transfer. For this purpose, the application of transponder technology is described in detail in DE 1 0 2005 054 840 A1, in the context of which a base station for transmitting a base signal and for receiving
Transpondersignalen und an dem Bandschleifenwagen bzw. dessen Ausleger eine Vielzahl von Transpondern zum Empfang des Basissignal s und zum Aus senden von Transpondersignalen angeordnet sind, wobei in einer Auswerteeinheit ein Bestimmen der relativen Position von Absetzer und B andschleifenwagen zueinander erfol gt und über eine zugeordnete Steuereinri chtung ein Nachführen des Absetzers zu der Bewegung des Bandschleifenwagens eingeleitet wird. Hierbei ist vorgesehen, dass die relative Pos ition und/oder die Relativgeschwindigkeit der beiden betroffenen Geräte zueinander nach dem Prinzip der dreidimensionalen Triangulation bestimmt wird. Transponder signals and on the tripper car or its boom a plurality of transponders for receiving the base signal s and to send out of transponder signals are arranged, wherein in an evaluation unit determining the relative position of Absetzer and B weschle trolley each other suc and via an associated Steuereinri rectification a tracking of the settler is initiated to the movement of the tripper car. In this case, it is provided that the relative position and / or the relative speed of the two devices concerned are determined to one another according to the principle of three-dimensional triangulation.
Mit dem bekannten Verfahren i st insbesondere noch der Nachteil verbunden, dass eine Vielzahl von Transpondern an den Geräten verbaut werden muss , welche in ihrer Anordnung an dem j eweiligen Gerät mit der erforderlichen Genauigkeit eingemessen werden müssen. Einige Transponder sind regelmäßig abgeschattet, so dass S ignale nicht ankommen oder durch Mehrwegeausbreitungen verfälscht werden. Weiterhin benötigen derartige aktive Transpon- dersysteme j eweil s eine Stromversorgung für die einzelnen Transponder, was den Instal lationsaufwand und die Anfälligkeit im oft rauhen B etrieb erhöht. With the known method i st still particularly connected the disadvantage that a plurality of transponders must be installed on the devices, which must be measured in their arrangement on the j eweiligen device with the required accuracy. Some transponders are regularly shaded so that signals do not arrive or are corrupted by multipath propagation. Furthermore, such active transponder systems require a power supply for the individual transponders, which increases the installation costs and the susceptibility in often rough operation.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verführung zu stellen, bei dem der Hardwareaufwand für die Durchführung des Verfahrens reduziert und die Prozesssicherheit des Verfahrens verbessert ist. The invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned for seduction, in which the hardware costs for the implementation of the method is reduced and the process reliability of the method is improved.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser B eschreibung nachgestellt sind. Die Erfindung sieht hierzu bei einem Verfahren m it den eingangs genannten, gattungsgemäßen Merkmalen vor, dass an dem einen Gerät angebrachte mehrdimensional, d. h . mindestens zwei zweidimensional abbildende Radarsenso ren das Umfeld von Materialabwurf oder Materialaufnahme des anderen Gerätes periodisch erfassen und die Reflektion ausgesandter Radarstrahlen an einem an dem j ewei ls anderen Gerät angebrachten, den an diesem Gerät angeordneten Materialabwurf oder die Materialaufnahme umschließenden Reflek- tionsring aufnehmen und entsprechende Rohdaten an eine Recheneinheit ü- berm itteln, und dass in der Recheneinheit die in der Recheneinheit abgelegte räumliche Lage j edes Radarsensors an dem Gerät in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z in ein Verhältnis zu der in der Recheneinheit ermittelten räumlichen Lage der durch das Auftreffen der von j edem Radarsensor ausgesendeten Radarstrahlen auf den Re- flektionsring hervorgerufenen Reflektionspunkte in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z gesetzt wird und daraufhin die Position der Geräte zueinander derart verändert wird, bis das Lageverhältnis der Radarsensoren zu den ihnen zuzuordnenden Reflekti- onspunkten einem vorgegebenen Sollwert entspricht. Neben der räumlichen Lage mit X, Y, Z-Koordinaten lassen sich auch Lageinformationen zur Neigung ableiten. The solution of this problem arises, including advantageous refinements and developments of the invention from the content of the claims, which are readjusted this B description. For this purpose, the invention provides, in a method with the generic features mentioned at the outset, that multidimensional, d. H . At least two two-dimensional radar sensors detect periodically the environment of material shedding or material pickup of the other device and record the reflection of emitted radar beams on a reflection ring attached to the other device, the material shed located on this device or the material holder enclosing the corresponding raw data to an arithmetic unit, and that in the arithmetic unit the spatial position of each radar sensor stored in the arithmetic unit on the device in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z is in relation to the spatial position determined in the arithmetic unit the reflecting points caused by the impact of the radar beams emitted by each radar sensor on the reflection ring are set in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z and then the position of the devices relative to each other is derar t is changed until the positional relationship of the radar sensors to their attributable Reflection- points corresponds to a predetermined target value. In addition to the spatial position with X, Y, Z coordinates can be derived position information about the inclination.
Bei Verwirklichung der Erfindung sind an die Ausbildung des Reflektionsrin- ges keine besonderen Anforderungen zu stellen; dieser kann kreisförmig, oval oder po lygonartig ausgebildet sein. When implementing the invention, no special requirements are to be placed on the design of the reflection ring; this can be circular, oval or po lygonartig trained.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass insbesondere im Vergleich mit der aus der DE 1 0 2005 054 840 A I bekannten, in einem weiten Winkelbereich abstrahlende Transpondertechnik die eingesetzte Radartechnik aufgrund des fokussierten Strahls zuverlässige Messwerte liefert und auch mit sehr robusten Komponenten arbeitet, die unter den oft rauhen B etriebsbed ingungen e ine zuverlässige Funktion der Radartechnik mit ausreichender Genaui gkeit gewährleisten. Im Hinblick auf die Bestimmung der Positionsinformationen zu den beiden Geräten basiert das Rechenmodell vorzugsweise auf dem Zusammenführen der von den Radarsensoren aufgenommen zweidimens ionalen Daten in einem mehrdimensionalen Raum mit anschließendem Abgleich anhand eines Observationsmodells, welches die Übereinstimmung der aufgrund der Gerätegeometrie zu erwartenden räum lichen Reflektionspunkte mit den Observationen in Form der aufgenommenen realen Reflektionspunkte qualitativ und quantitativ bewertet. Zusätzlich schränkt ein integriertes Bewegungsmodel l die Bewegung der erwarteten Observationen ein, wobei das Bewegungsmodell im Wesentlichen auf Randbedingungen zur physikalischen Bewegung der betreffenden Geräte basiert. Alternativ können die entsprechenden Informationen auch ähnlich dem Stand der Technik m it der dreidi mensionalen Triangulation zusammengeführt werden, wobei hier neben Entfernungswerten auch Winkelwerte genutzt werden. The invention has the advantage that, in particular in comparison with the known from DE 1 0 2005 054 840 AI, radiating in a wide range of angles transponder technology used radar technology due to the focused beam provides reliable readings and also with very robust components which, under the often harsh operating conditions, ensure reliable operation of the radar technology with sufficient accuracy. With regard to the determination of the position information to the two devices, the calculation model is preferably based on the merging of the radar sensors two-dimensional data in a multi-dimensional space with subsequent comparison using an observation model, which coincides with the expected due to the device geometry spatial reflection points the observations in the form of recorded real reflection points qualitatively and quantitatively. In addition, an integrated motion model l restricts the movement of the expected observations, the motion model being essentially based on constraints on the physical motion of the devices in question. Alternatively, the corresponding information can also be combined, similar to the prior art, with the three-dimensional triangulation, whereby angle values are used in addition to distance values.
Mittels des vorgebbaren Sollwertes bezüglich der Abweichung der räum lichen Läge der Radarsensoren zu den an dem Reflektionsring hervorgerufenen Re- flektionspunkten können an den Übergaben besondere B etriebsverhältnisse wie beispielsweise sich bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten einstel= lende unterschiedliche Abwurfparabeln für das Schüttgut berücksichtigt bzw. abgebildet werden, die j eweils eine an die j eweilige Abwurfparabel angepass- te Positionierung des Materialabwurfs des einen Geräts zu der Materialaufnahme des anderen Gerätes bedingen. By means of the predeterminable desired value with respect to the deviation of the spatial position of the radar sensors from the reflection points produced at the reflection ring, special operating conditions such as different discharge parabolas for the bulk material can be taken into account or imaged at different belt speeds, for example In each case, a positioning of the material ejection of the one device adapted to the respective discharge parabola must determine the material receptacle of the other device.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung geht davon aus, dass die beiden Geräte mit dem Materialabwurf einerseits und der Materialaufnahme andererseits frei zueinander verfahrbar und damit positionierbar sind, wie dies beispielsweise bei einer mobilen Brechanlage und einem nachgeschalteten Über- gabeband der Fall sein kann. In diesem Fall ist es notwendig, dass an einem der beiden Geräte wenigstens drei auf den an dem j ewei l s anderen Gerät angeordneten Reflektionsring ausgerichtete Radarsensoren angebracht sind, weil nur in diesem Fall eine ausreichende Bestimmtheit der Positionierung der Geräte zueinander gewährleistet ist. Es kann j edoch auch eine größere Anzahl von Radarsensoren vorgesehen sein . A first exemplary embodiment of the invention assumes that the two devices with the material discharge on the one hand and the material receptacle on the other hand can be moved freely relative to one another and thus positioned, as is the case, for example, in a mobile crushing plant and a downstream crushing plant. gabeband can be the case. In this case, it is necessary for at least three radar sensors, which are aligned with the reflection ring arranged on the other device, to be mounted on one of the two devices, because only in this case is sufficient certainty of the positioning of the devices relative to one another ensured. However, a larger number of radar sensors can also be provided.
Ein weiterer Anwendungsfall ist dadurch gegeben, dass das erste Gerät von einer Bandan lage gebildet ist. Bezügl ich dieser Bandanlage kann eine Reihe von weiteren Geräten als j eweiliges zweites Gerät zum Einsatz kommen. Zum einen kann es sich um die Bandanlage übergreifende, raupengeführte Wagen handeln, etwa in Form eines den Materialabwurf bildenden Aufgabewagens oder in Form eines der Aufnahme von Schüttgut von der Bandanlage dienenden Bandsch leifenwagens . Eine andere Konfiguration liegt vor, wenn paral lel zur Bandanlage ein Belade- oder Stützwagen oder ein Bandwagen als Aufnahmewagen oder auch unmittelbar ein Großgerät wie ein Bagger oder ein Absetzer freibeweglich verfahrbar sind. In allen Fällen müssen die j ewei l igen Wagen parallel zur Achse der B andanlage verfahren, um eine Kolli sion zu vermeiden, und es müssen j eweiliger Materialabwurf und Materialaufnahme zueinander richtig positioniert sein. Dies wird insbesondere dadurch gewährleistet, dass zusätzlich zu der Anordnung des Reflektionsringes einerseits und der Radarsensoren andererseits der seitliche Abstand des j eweiligen Wagens zu der Bandanlage mittels wenigstens eines an dem betreffenden Wagen angeordneten Radarsensors ermittelt und in ein Verhältnis zu einem in der Recheneinheit abgelegten Abstandssollwert gesetzt wird. In diesem Fall reicht es m it Blick auf die Bestimmtheit der Lagedaten aus, wenn an dem einen Gerät der Reflektionsring und an dem j eweils anderen Gerät wenigstens zwei auf den Reflektionsring ausgerichtete Radarsensoren angeordnet sind. Zur Ermittlung des seitl ichen Abstandes kann nach einem Ausführungsbei spiel der Erfindung vorgesehen sein, dass an dem j ewei ligen Wagen weni gstens ein seitlich auf ein Traggerüst der Bandanlage ausgerichteter Radarsensor mit vertikaler Winkelabbi ldung, d. h. senkrecht zum Boden angeordnet i st und anhand der von dem Radarsensor aufgenomm enen Refl ektionssignale in der Recheneinheit der seitl iche Abstand des Radarsensors von dem Traggerüst ermittelt wird. In diesem Fal l ist der seitl iche Abstand unm ittelbar aus den von dem betreffenden Radarsensor gelieferten Rohdaten durch Transformation der Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten abgreifbar. Es müssen j edoch mehrere, vorzugsweise drei Radarsensoren an dem Wagen angebracht werden, um eine Messung auch während des Überfahrens einer zwischen zwei Bandgerüsten bestehenden Lücke zu ermöglichen . Another application is given by the fact that the first device is formed by a Bandan location. With regard to this belt system, a number of other devices can be used as a common second device. On the one hand, it may be the track system, caterpillar-tracked carriages, such as in the form of a material discharge forming task car or in the form of a recording of bulk material from the belt system Bandsch leifenwagens. Another configuration is when paral lel to the conveyor belt a loading or support car or a belt carriage as a recording car or even a large equipment such as an excavator or a spreader are freely movable. In all cases, the two carriages must move parallel to the axis of the rig to avoid collision, and each jettison and material pickup must be properly positioned relative to each other. This is ensured, in particular, by determining, in addition to the arrangement of the reflection ring, on the one hand and the radar sensors, on the other hand, the lateral distance of the respective carriage to the conveyor system by means of at least one radar sensor arranged on the respective carriage and setting it in relation to a distance setpoint stored in the arithmetic unit becomes. In this case, it is sufficient, with regard to the certainty of the position data, if at least one radar sensor is arranged on one of the apparatuses of the reflection ring and on the respective other apparatus at least two radar sensors aligned with the reflection ring. To determine the lateral distance, the invention may be provided according to an embodiment of the invention, that at least one laterally aligned on a support frame of the belt system radar sensor with vertical Winkelabbi tion, ie arranged perpendicular to the ground i st and on the basis of In the arithmetic unit, the lateral distance of the radar sensor from the support frame is determined. In this case, the lateral distance can be tapped directly from the raw data supplied by the radar sensor concerned by transformation of the polar coordinates into Cartesian coordinates. However, several, preferably three, radar sensors have to be mounted on the carriage in order to enable a measurement even during the crossing of a gap between two belt stands.
Gemäß einer alternativen Verfahrensweise kann vorgesehen sein, das s an dem j eweiligen Wagen wenigstens ein in Verlaufsrichtung der Bandanlage ausgerichteter wenigstens zweidimensionaler Radarsensor mit horizontaler Winkelabbildung und m it einer Reichweite seiner Strahlung von >5 m angeordnet ist, der aufgrund der Reflektion der Radarstrahlen die fortlaufend aufgestellten Traggerüste der Bandanlage in Distanz und Winkel ortet, wobei in der Recheneinheit aufgrund der von dem Radarsensor übermittelten Rohdaten der seitliche Abstand des Radarsensors zu dem im B ereich der Übergabestel le gelegenen Traggerüst ermittelt wird. Vorzugsweise sollte der eingesetzte Radarsen sor in dem abbi ldenden 2 D-Feld einen Öffnungswinkel von ca. 1 0° bis 1 60° aufweisen. Hierbei ergibt sich zunächst noch der zusätzliche Vortei l, dass nur noch ein Radarsensor erforderlich ist, der nun eine horizontale Winkelabbildung parallel zum Boden aufweist und ebenfalls eine entsprechend größere Reichweite . Aufgrund der von einem derartigen Radarsensor ermittelten Rohdaten kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusätzlich anhand einer aus dem Radarsensor übermittelten Rohdaten ermittelten Ver- laufslinie der Traggerüste der Horizontalwinkel zwischen der B andachse und der Fahrtrichtung des j eweiligen Wagen ermittelt werden, so dass eine mögliche Kollision frühzeitig erkennbar ist. In diesem Fal l wird der seitliche Abstand des Radarsensors zu dem im Bereich der Übergabestel le gel egenen Traggerüst errechnet. According to an alternative procedure, it can be provided that at least one arranged in the direction of the belt system at least two-dimensional radar sensor with horizontal angle and s m with a range of its radiation of> 5 m is arranged on the j eweiligen car, the continuous due to the reflection of the radar beams set up supporting frames of the conveyor system in distance and angle locates, being determined in the arithmetic unit due to the transmitted from the radar sensor raw data, the lateral distance of the radar sensor to the area of the transfer point located in the region of the support frame. Preferably, the radar used sor in the abbi ldenden 2 D field should have an opening angle of about 1 0 ° to 1 60 °. This initially results in the additional Vortei l that only a radar sensor is required, which now has a horizontal angle image parallel to the ground and also a correspondingly greater range. On the basis of the raw data determined by such a radar sensor, according to an embodiment of the invention, in addition, based on a raw data transmitted from the radar sensor, Run line of the shoring of the horizontal angle between the B axis and the direction of travel of j eweiligen car are determined so that a possible collision can be detected early on. In this case, the lateral distance of the radar sensor is calculated to the support frame in the area of the transfer lever.
Gemäß j eweils unterschiedl ichen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen , dass an dem Reflektionsring dreiflächige Winkelreflektoren angeordnet sind, wobei die Einzelreflektoren in Reihe oder in einem Muster strukturiert angeordnet werden. According to in each case different embodiments of the invention, it is provided that triangular angular reflectors are arranged on the reflection ring, wherein the individual reflectors are arranged in a structured manner in series or in a pattern.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass an dem Reflektionsring zweiflächige Winkelreflektoren in einer derartigen Ausrichtung angeordnet sind, dass ankommende Radarstrahlen lotrecht auf die Verbindungsl inie der beiden Flächen treffen. Alternatively it can be provided that on the reflection ring dihedral angle reflectors are arranged in such an orientation that incoming radar beams perpendicular to the Verbindungsl inia of the two surfaces meet.
Wiederum alternativ sind an dem Reflektionsring einflächige Plattenreflektoren in einer derartigen Ausrichtung angeordnet, dass der eingehende Radarstrahl lotrecht auf die Platte trifft und die Platte eine ausreichende Oberfl ächenverformung und Rauheit aufweist, so dass eine diffuse Streuung in einem beschränkten Winkelbereich gegeben ist. Again alternatively, single-surface plate reflectors are arranged on the reflection ring in an orientation such that the incoming radar beam strikes the plate perpendicularly and the plate has sufficient surface deformation and roughness to provide diffuse scattering within a limited angular range.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an dem Reflektionsring Winkelreflektoren m it einer aufgrund von mit Dioden geschalteten Gittern zeitweise veränderten Reflektionseigenschaft angeordnet sind, um die Winkelreflektoren von anderen natürlichen Reflektionen unterscheidbar zu machen (Harm o- nicradar). It can furthermore be provided that angle reflectors with a reflection characteristic temporarily changed on account of diodes connected to the reflection ring are arranged in order to make the angular reflectors distinguishable from other natural reflections (harmonic radar).
Wiederum kann vorgesehen sein, dass an dem Reflektionsring flache isol ierte Resonanzreflektoren mit der j eweiligen Größe einer halben Wel lenlänge an- geordnet sind , deren Reflektionseigenschaft durch Umschalten zwischen zwei Lasten verändert wird, um diese von anderen natürlichen Reflektionen unterscheidbar zu machen (Switched Reflector Radar) . Again, it can be provided that flat insulated resonance reflectors with the same size of half a wavelength are connected to the reflection ring. ordered, whose reflection property is changed by switching between two loads, to make them distinguishable from other natural reflections (switched reflector radar).
In einer besonderen Ausführungsform sieht die Erfindung vor, be i als B andan lage einerseits und längs der B andanlage verfahrbaren Wagen unterschiedl icher Funktion andererseits ausgebildeten Geräten auf die Anordnung eines Reflektionsringes zu verzichten und lediglich einen in Verlaufsrichtung der Bandanlage ausgerichteten wenigstens zweidimensionalen Radarsensor mit horizontaler Winkelabbildung und mit einer Reichweite seiner Strahlung von >5m einzusetzen, wobei in diesem Fall aus den von dem Radarsensor überm ittelten Rohdaten eine Verlaufslinie der Traggerüste der B andanlage erm ittelt wird, woraus sowohl der seitliche lotrechte Abstand des Aufgabewagens von der B andanlage wie auch der Horizontalwinkel zwischen der Bandachse und der Fahrtrichtung des j eweiligen Wagens ermittelt werden können. Auch hierbei sollte der eingesetzte Radarsensor in dem abbildenden 2D-Feld einen Öffnungswinkel von ca. 1 0° bis 1 60° aufweisen. In a particular embodiment, the invention provides, as a B andan position on the one hand and along the B-plant movable carriage unterschiedl Ier function on the other hand trained devices on the arrangement of a reflection ring to dispense and only one oriented in the direction of the belt system at least two-dimensional radar sensor with horizontal angle and with a range of its radiation of> 5m, in which case a progression line of the supporting frameworks of the installation is determined from the raw data transferred by the radar sensor, resulting in both the lateral vertical distance of the application carriage from the installation and the horizontal angle between the belt axis and the direction of travel of the respective car can be determined. Again, the radar sensor used in the imaging 2D field should have an opening angle of about 1 0 ° to 1 60 °.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass neben den m ittels des Radarsensors aufgenommenen Entfernungswerten und Winkelwerten auch die vom Radarsensor gemessenen Dopp ler Relativgeschwindigkeiten genutzt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass neben den vom Radarsensor aufgenommenen Entfernungswerten und Winkelwerten zusätzliche Lageinformationen genutzt werden, die von einer zusätzlichen Stützsensorik wie Neigungsgeber, Beschleunigungsgeber, Gyroskope und/oder Gelenkwinkelgeber zur Verfügung gestel lt werden. According to one exemplary embodiment of the invention, provision can be made for using the distance values and angle values recorded in addition to the radar sensor and the relative speeds measured by the radar sensor. Furthermore, it can be provided that, in addition to the distance values and angle values recorded by the radar sensor, additional position information is used which is made available by an additional support sensor system such as tilt sensors, acceleration sensors, gyroscopes and / or joint angle sensors.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kommen Radarsensoren m it einem Längenwel lenbereich von 1 mm bis I m zum Einsatz. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen: According to one embodiment of the invention, radar sensors come with a len wavelength range of 1 mm to 1 m used. In the drawings, embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it:
Fig. 1 eine von einem mobilen Brecher zu einer Bandanlage führende Übergabeanordnung für S chüttgut in einer schematischen Darstellung, 1 is a leading from a mobile crusher to a belt plant transfer arrangement for S bulk material in a schematic representation,
Fig. 2 die Übergabe von einem Brecher auf einen Bandwagen in einer Fig. 2, the transfer of a crusher on a belt carriage in a
schematischen Darstellung,  schematic representation,
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 dargestel lten Übergabeanordnung. Fig. 3 shows another embodiment of the dargestel in Fig. 1 lungs transfer arrangement.
Eine typische Anwendung der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Ein in einen mobilen Brecher 10 aufgegebenes Schüttgut soll auf eine Bandan lage 1 1 verbracht werden. Hierzu übergibt der Brecher 10 über einen an ihm angebrachten Ausleger 12 auf einen verfahrbaren, seitlich ausgestellte Arme 14 aufweisenden Bandwagen 1 3 , wobei der Bandwagen 13 seinerseits auf einen die Bandanlage 1 1 übergreifenden, auf einem Raupenfahrwerk 1 6 verfahrbaren Aufgabewagen 1 5 übergibt, der das Schüttgut seinerseits auf die Bandanlage 1 1 aufgibt. Insofern wei st die Übergabeanordnung für das Schüttgut zwei Übergabepunkte auf, bei denen eine Ausrichtung der j eweils beteiligten Geräte Brecher 10 und Bandwagen 13 einerseits sowie B andwagen 1 3 und Aufgabewagen 1 5 andererseits gewährleistet sein muss . Die j eweiligen, j ewei ls parallel zur Erstreckung der Bandanlage 1 1 zu wählenden Fahrtrichtungen von Brecher 1 0, Bandwagen 1 3 und Aufgabewagen 1 5 s ind m it Pfei len 1 7 bezeichnet, während die möglichen Drehrichtungen von Ausleger 1 2 des Brechers 1 0 und der Arme 14 des Bandwagens 1 3 m it Pfeilen 1 8 bezeichnet s ind . A typical application of the invention is shown in FIG. An abandoned in a mobile crusher 10 bulk material should be spent on a Bandan position 1 1. For this purpose, the crusher 10 passes over a mounted on it boom 12 on a movable, laterally issued arms 14 having belt carriage 1 3, wherein the belt carriage 13 in turn on a the belt system 1 1 cross, on a crawler chassis 1 6 movable task vehicle 1 5 passes, the the bulk material in turn on the belt system 1 1 gives up. In this respect, knows the transfer arrangement for the bulk material on two transfer points, in which an alignment of each of the participating devices crusher 10 and belt carriage 13 on the one hand and B trolley 1 3 and task cars 1 5 must be guaranteed on the other hand. The j eweiligen, j ewei ls parallel to the extension of the belt system to be selected 1 1 directions of crusher 1 0, belt car 1 3 and task trolley 1 5 s ind m with Pfei len 1 7, while the possible directions of rotation of boom 1 2 of the crusher 0 and the arms 14 of the belt carriage 1 3 m with arrows 1 8 s ind.
In einer vergrößerten, nicht maßstäblichen Darstellung sind an den Übergabepunkten von Ausleger 1 2 des 'Brechers 1 0 auf den zugeordneten Arm 14 des B andwagens 1 3 und von dem anderen Arm 1 4 des Bandwagens 1 3 auf den Aufgabewagen 1 5 die Anordnung von erfindungsgemäß eingesetzten Reflekti- onsringen 1 9 und zugeordneten Radarsensoren 20 wiedergegeben, wobei die Zuordnung von Reflektionsring 1 9 und Radarsensoren 20 auf den j ewei ls zueinander zu positionierenden Geräten beliebig gewählt sein kann. So können der Reflektionsring 1 9 auf dem Aufgabewagen 1 5 und die Radarreflektoren 20 am Ende des Arm s 14 des Bandwagens 1 3 oder umgekehrt angeordnet sein. B ei dem dargestel lten Ausführungsbeispiel sind drei Radarsensoren 20 in ei ner gleichm äßigen Umfangsverteilung angeordnet, al lerdings können auch mehr als drei Radarsensoren 20 vorgesehen sein . Die Radarsensoren 20 verfügen über eine m indestens zweidimensionale Abbildung, j edoch können auch dreidimensional abbildende Radarsensoren zum Einsatz kommen. In an enlarged, not to scale representation are at the transfer points of boom 1 2 of the ' crusher 1 0 on the associated arm 14 of the B and carriage 1 3 and from the other arm 1 4 of the belt truck 1 3 on the task carriage 1 5 the arrangement of inventions used onsringen Ref 1 9 and associated radar sensors 20 reproduced, the assignment of reflection ring 1 9 and radar 20 on the j ewei ls to each other positioning devices can be chosen arbitrarily. Thus, the reflection ring 1 9 on the task carriage 1 5 and the Radarreflektoren 20 at the end of the arm s 14 of the belt carriage 1 3 or vice versa can be arranged. In the illustrated embodiment, three radar sensors 20 are arranged in a uniform circumferential distribution, but more than three radar sensors 20 may be provided. The radar sensors 20 have at least two-dimensional imaging, but three-dimensional imaging radar sensors can also be used.
Fi g. 2 verdeutlicht ebenfalls in einer schematischen Darstellung die Anordnung von Radarsensoren 20 und Reflektionsring 1 9 im Bereich der Übergabe von dem Ausleger 1 2 des Brechers 10 auf den Bandwagen 13 . Bei dem dargestellten Ausführurigsbeispiel ist der Reflektionsring 1 9 an dem B andwagen 1 3 angeordnet, während wiederum drei Radarsensoren 20 am Ende des Auslegers 1 2 des Brechers 1 0 angebracht sind. Die drei Radarsensoren s ind m it ihrem Öffnungswinkel 2 1 auf den Reflektionsring 1 9 ausgeri chtet, so dass sich dort entsprechend drei Reflektionspunkte ergeben. In einer zugeordneten Rechen einheit wird die räumliche Lage dieser Reflektionspunkte in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z ermittelt, und diese räum liche Lage wird in der Recheneinheit in ein Verhältnis zu der in der Recheneinheit abgelegten räuml ichen Lage j edes Radarsensors 20 an dem Ausleger 12 in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z gesetzt, wobei das sich daraus ergebende Lageverhältnis die Position der Geräte zueinander wiedergibt, so dass bei einer festgestellten Abweichung dieses ermittelten Lageverhältnisses zu einem in der Recheneinheit vorgegebenen Sollwert die Position der Geräte zueinander der- art verändert wird, bis das tatsächliche Lageverhältnis dem vorgegebenen Sol lwert entspricht. Fi g. FIG. 2 likewise shows in a schematic representation the arrangement of radar sensors 20 and reflection ring 19 in the region of the transfer from the boom 1 2 of the crusher 10 to the belt carriage 13. In the illustrated Ausführurigsbeispiel the reflection ring 1 9 is arranged on the B trailer car 1 3, while again three radar sensors 20 at the end of the boom 1 2 of the crusher 1 0 are mounted. The three radar sensors s im m it with its opening angle 2 1 on the reflection ring 1 9 chopped ausgei, so that there are correspondingly three reflection points. In an associated computing unit, the spatial position of these reflection points in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z is determined, and this spatial location is in the arithmetic unit in relation to the stored in the arithmetic gel Ien position of each radar sensor 20 set on the boom 12 in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z, wherein the resulting positional relationship reproduces the position of the devices to each other, so that at a detected deviation of this determined positional relationship to a predetermined value in the arithmetic unit Position of the devices relative to each other is changed until the actual position ratio corresponds to the given sol lwert.
Gemäß F i g. 3 kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass zur Steuerung einer parallel zur Bandanlage 1 1 ausgerichteten Fahrtri chtung des Bandwagens 1 3 an dem Bandwagen 1 3 ein mehrdimensional , d . h . m indestens zweidimensional abbildender Radarsensor 25 mit einer horizontalen, d. h. parallel zum Boden ausgerichteten Winkelabbi ldung angeordnet ist, der über eine Reichweite seiner Strahlung von >5m verfügt, wobei derartige Radarsensoren 25 mit einer Reichweite von bis zu 1 00 m zur Verfügung stehen. Dieser Radarsensor 25 ist in Richtung des Verlaufs der Bandanlage 1 1 an dem Bandwagen 1 3 ausgerichtet und blickt bei einem Öffnungswinkel 26 von 10 Grad bis 160 Grad auf die in Längsrichtung der Bandanlage 1 1 in Reihe stehenden Bandgerüste . Diese nicht weiter dargestellten Bandgerüste verfügen an ihren Bandgerüstpfeilern und Bandgerüstholmen über ausreichend scharfe Kanten und Flächen, um eine gute Reflektion der Radarstrahlen herbeizuführen. Somit können die Bandgerüste in ihrer Di stanz und in ihrem Winkel zum Radarsensor 25 von diesem geortet werden . Aus den vom Radarsensor 25 aufgenommenen Rohdaten kann somit eine Verl aufsl inie der Bandanlage 1 1 erstellt werden, so dass der j eweils geltende Horizontalwinkel zwischen der durch die Ausrichtung des Radarsensors 25 definierten Fahrtrichtung des Bandwagens 1 3 und der Achse der Bandanlage 1 1 erm ittelt werden kann . Dieser Horizontalwinkel ermöglicht eine vorausschauende Beurtei lung, ob auch im weiteren Verlauf der Fahrbewegungen des Bandwagens 1 3 eine zutreffende Ausrichtung von Bandwagen 1 3 und Bandanlage 1 1 gewährleistet ist. Gleichzeitig ist die Bestimmung des seitlichen Abstandes 27 von dem Radarsensor 25 zur Bandanlage 1 1 bzw. zu deren Bandgerüsten in der Recheneinheit möglich, und soweit dieser seitliche Abstand als Lagesignal zur Verfügung steht, ist im Falle der Anwendung von Reflektionsring 1 9 und Radarsensoren 20 im Bereich der Übergabe von B andwagen 1 3 auf den Auf- gabewagen 1 5 die Anordnung von nur zwei, auf den Reflektionsri ng 1 9 ausgerichteten Radarsensoren 20 erforderlich. According to F i g. 3 may be provided in a particular embodiment of the invention, that for controlling a parallel to the belt system 1 1 aligned Fahrtri direction of the belt carriage 1 3 to the belt carriage 1 3 a multi-dimensional, d. H . m at least two-dimensional imaging radar sensor 25 is arranged with a horizontal, that is aligned parallel to the ground Winkelabbi ldung tion, which has a range of its radiation of> 5m, such radar sensors 25 are available with a range of up to 1 00 m. This radar sensor 25 is aligned in the direction of the course of the belt system 1 1 on the belt carriage 1 3 and looks at an opening angle 26 of 10 degrees to 160 degrees to the standing in the longitudinal direction of the belt system 1 1 in series belt stands. These belt scaffolds, not shown further, have sufficiently sharp edges and surfaces on their belt scaffold pillars and belt scaffold beams in order to bring about a good reflection of the radar beams. Thus, the belt stands in their di stance and at its angle to the radar sensor 25 can be located by this. From the recorded by the radar sensor 25 raw data thus Verl can be created inlain the belt system 1 1, so that the j eweils applicable horizontal angle between the defined by the orientation of the radar sensor 25 direction of the belt carriage 1 3 and the axis of the belt system 1 1 erm tedelt can be . This horizontal angle allows a proactive Beurtei development, whether in the course of the driving movements of the band carriage 1 3 a true orientation of belt carriage 1 3 and belt system 1 1 is ensured. At the same time the determination of the lateral distance 27 from the radar sensor 25 to the belt system 1 1 or to their belt stands in the arithmetic unit is possible, and as far as this lateral distance is available as a position signal is in the case of the application of reflection ring 1 9 and radar 20 in Area of handing over of trolleys 1 3 to the gabewagen 1 5 the arrangement of only two, on the Reflektionsri ng 1 9 aligned radar sensors 20 required.
Unabhängig von der Positions-Ausrichtung im Bereich der eigentlichen Übergabe des S chüttgutes ist eine derartige Anordnung eines in der Bandachse ausgerichteten Radarsensors 25 m it horizontaler Winkelabbildung und entsprechend großer Reichweite besonders vorteilhaft einsetzbar bei einem die Bandanlage 1 1 übergreifenden und auf Raupenfahrwerken verfahrbaren Aufgabewagen 1 5 oder einem entsprechend angeordneten und verfahrbaren B andschleifenwagen, wie er zur Aufnahme von Schüttgut von einer fortgeführten Bandanlage zum Einsatz kommt. Da hier die Bewegungsspielräume von Aufgabewagen bzw. Bandschleifenwagen zu der fest eingebauten B andanlage besonders gering sind, ist eine vorausschauende Überwachung der Fahrtrichtung von Aufgabewagen bzw. Bandschleifenwagen im Verhältnis zum Verlauf der Bandachse besonders wichtig, so dass entsprechend der Einsatz eines in die Fahrtrichtung des zugeordneten Gerätes blickenden Radarsensors 25 im Rahmen einer eigenständigen und von dem zusätzlichen Einsatz eines Reflekti - onsringes mit zugeordneten Radarsensoren unabhängigen Erfindung vorgeschl agen ist. Regardless of the position alignment in the area of the actual transfer of the bulk material, such an arrangement of a radar sensor aligned in the belt axis can be used particularly advantageously with a horizontal angle image and a correspondingly long range in a trolley 1 5 which overlaps the belt system 1 1 and can be moved on crawlers or a suitably arranged and traversable B & W vehicle, such as is used to receive bulk material from a continuous conveyor system. Since the range of motion of task cars or tripper to the permanently installed B and system are particularly low, a forward-looking monitoring of the direction of task car or tripper car in relation to the course of the belt axis is particularly important, so that according to the use of a in the direction of the associated Device radar sensor 25 is proposed in the context of an independent and independent of the additional use of a Reflections - ring with associated radar sensors invention.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features disclosed in the foregoing description, the claims, the abstract and the drawings of the subject matter of these documents may be essential individually or in any combination with each other for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Positionierung von zwei eine Übergabe von S chüttgut realisierenden Geräten zueinander, von denen wenigstens ein Gerät bewegl ich und m it einem an ihm eingerichteten Material abwurf oder Materialaufnahme zu dem Materialabwurf oder der Materialaufnahme des j ewei ls anderen Gerätes auszurichten ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Gerät angebrachte mehrdimensional abbildende Radarsensoren (20) das Umfeld von Materialabwurf oder Materialaufnahme des anderen Gerätes periodisch erfas sen und die Reflektion ausgesandter Radarstrahlen an einem an dem jeweils anderen Gerät angebrachten, den an diesem Gerät angeordneten Materialabwurf oder die Materialaufnahme umschl ießenden Reflektionsring ( 19) aufnehmen und entsprechende Rohdaten an eine Recheneinheit überm itteln, und dass in der Recheneinheit di e in der Recheneinheit abgelegte räumliche Lage j edes Radarsensors (20) an dem Gerät in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z in ein Verhältnis zu der in der Recheneinheit erm ittelten räum lichen Lage der durch das Auftreffen der von j edem Radarsensor (20) ausgesendeten Radarstrahlen auf den Reflektionsring ( 1 9) hervorgerufenen Reflektionspunkte in einem zugeordneten relativen Koordinatensystem mit den Raumkoordinaten X, Y, Z gesetzt wird und daraufhin die Position der Geräte zueinander derart verändert wird, bis das Lageverhältnis der Radarsensoren (20) zu den ihnen zuzuordnenden Reflektionspunkten einem vorgegebenen So llwert entspricht. 1 . Method for positioning two devices, which realize a transfer of solid material, of which at least one device is movable and with a material attached to it, or material reception is to be aligned with the material discharge or the material receptacle of the other device, characterized that on one device mounted multi-dimensional imaging radar sensors (20) periodically the environment of material shedding or material recording of the other device erfas sen and the reflection emitted radar beams attached to a device attached to the other, arranged on this device material shedding or material intake umschl ießenden reflection ring (19) and transmit corresponding raw data to a computing unit, and that in the arithmetic unit the spatial position of each radar sensor (20) stored in the arithmetic unit of the radar sensor (20) in the associated relative coordinate system with the spatial coordinate X, Y, Z in relation to the spatial position of the arithmetic unit in the coordinate position caused by the radar beams emitted by each radar sensor (20) on the reflection ring (1 9) in an associated relative coordinate system with the spatial coordinates X, Y, Z is set and then the position of the devices to each other is changed so until the positional relationship of the radar sensors (20) corresponds to their assigned reflection points a predetermined So ll value.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei zueinander frei beweglichen, den Materialabwurf und die Materialaufnahme aufweisenden Geräten an einem der beiden Geräte wenigstens drei auf den an dem anderen Gerät angeordneten Reflektionsring (19) ausgerichtete Radarsensoren (20) angebracht sind. 2. The method according to claim 1, characterized in that at mutually freely movable, the material discharge and the material receiving devices having on one of the two devices at least three on the attached to the other device arranged reflection ring (19) aligned radar sensors (20) are mounted.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Gerät eine Bandanlage (11) darstellt, längs der als zweites Gerät ein in der Bandachse raupengeführter Wagen (15) oder ein neben der Bandanlage freibeweglicher Wagen (13) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Gerät oder am zweiten Gerät der Reflektionsring (19) angeordnet ist und an dem jeweils anderen Gerät wenigstens ein auf den Reflektionsring (19) ausgerichteter Radarsensor (20) angeordnet ist, und dass zusätzlich der seitliche Abstand (27) des jeweiligen Wagens (13, 15) zu der Bandanlage (11) mittels wenigstens eines an dem betreffenden Wagen (13/15) angeordneten Radarsensors (25) ermittelt und in ein Verhältnis zu einem in der Recheneinheit abgelegten Abstandssollwert gesetzt wird. 3. The method of claim 1, wherein the first device is a belt system (11), along the second device in the belt axis caterpillar tracked carriage (15) or next to the conveyor belt freely movable carriage (13) is movable, characterized in that the first device or on the second device, the reflection ring (19) is arranged and at the respective other device at least one on the reflection ring (19) aligned radar sensor (20) is arranged, and that in addition the lateral distance (27) of the respective carriage (13, 15) is determined to the belt system (11) by means of at least one on the respective car (13/15) arranged radar sensor (25) and set in a ratio to a stored in the arithmetic unit distance setpoint.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem jeweiligen Wagen (13, 15) wenigstens ein seitlich auf ein Traggerüst der Bandanlage (11) ausgerichteter Radarsensor mit vertikaler Winkelabbildung angeordnet ist und anhand der von dem Radarsensor aufgenommenen Reflektionssignale in der Recheneinheit der seitliche Abstand des Radarsensors von dem Traggerüst ermittelt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that on the respective carriage (13, 15) at least one laterally on a support frame of the belt system (11) aligned radar sensor is arranged with vertical angle imaging and based on the recorded by the radar sensor reflection signals in the arithmetic unit lateral distance of the radar sensor is determined by the support frame.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem jeweiligen Wagen (13, 15) wenigstens ein in Verlaufsrichtung der Bandanlage (11) ausgerichteter wenigstens zweidimensionaler Radarsensor (25) mit horizontaler Winkelabbildung und mit einer Reichweite seiner Strahlung von >5m angeordnet ist, der aufgrund der Reflektion der Radarstrahlen die fortlaufend aufgestellten Traggerüste der Bandanlage (11) in Distanz und Winkel ortet, wobei in der Recheneinheit aufgrund der von dem Radarsensor (25) übermittelten Rohdaten der seitliche Abstand (27) des Radarsensors (25 ) zu dem im Bereich der Übergabestel le gel egenen Traggerüst ermittelt wird. 5. The method according to claim 3, characterized in that on the respective carriage (13, 15) at least one in the direction of the belt system (11) aligned at least two-dimensional radar sensor (25) is arranged with horizontal angle mapping and with a range of its radiation of> 5m due to the reflection of the radar beams locating the continuously erected support frames of the conveyor system (11) in the distance and angle, wherein in the arithmetic unit due to the raw data transmitted by the radar sensor (25), the lateral distance (27) of Radar sensor (25) is determined to the gel in the area of Übergabestel lee scaffold.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich anhand einer aus den vom Radarsensor (25 ) überm ittelten Rohdaten ermittelten Verl aufslinie der Traggerüste der Horizontalwinkel zwischen der Bandachse und der Fahrtrichtung des j eweiligen Wagens ( 1 3 , 1 5 ) erm ittelt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that in addition from a determined from the radar sensor (25) überm ittelten raw data Verl line of the supporting frameworks of the horizontal angle between the belt axis and the direction of j eweiligen wagon (1 3, 1 5) erm ittelt becomes.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem an dem Re- flektionsring ( 1 9) dreiflächige Winkelreflektoren angeordnet sind. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein at the reflection ring (1 9) three-plane angle reflectors are arranged.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , bei welchem an dem Re- flektionsring ( 1 9) zweiflächige Winkelreflektoren in einer derartigen Ausrichtung angeordnet sind, dass ankommende Radarstrahlen lotrecht auf die Verbindungsl inie der beiden Flächen treffen. 8. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein on the reflection ring (1 9) bifacial angle reflectors are arranged in such an orientation that incoming radar beams perpendicular to the Verbindungsl inia of the two surfaces meet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem an dem Re- flektionsring ( 1 9) einflächige Plattenreflektoren in einer derartigen Ausrichtung angeordnet sind, dass der eingehende Radarstrahl lotrecht auf die Platte trifft und die Platte eine ausreichende Oberflächenverformung und Rauheit aufweist, so dass eine diffuse Streuung in einem beschränkten Winkelbereich gegeben ist. 9. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein on the reflection ring (19) one-surface plate reflectors are arranged in an orientation such that the incoming radar beam is perpendicular to the plate and the plate has sufficient surface deformation and roughness. so that a diffuse scattering is given in a limited angular range.
1 0. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , bei welchem an dem Re- flektionsring ( 1 9) Winkelreflektoren m it einer aufgrund von m it Dioden geschalteten Gittern zeitweise veränderten Reflekti onseigenschaft angeordnet sind. 1 0. A method according to any one of claims 1 to 5, wherein on the reflection ring (1 9) angle reflectors m with a switched due to m diodes with lattice temporarily changed Reflekti onseigenschaft are arranged.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem an dem Re- flektionsring (19) flache isolierte Resonanzreflektoren mit der jeweiligen Größe einer halben Wellenlänge angeordnet sind, deren Reflektion- seigenschaft durch Umschalten zwischen zwei Lasten verändert wird. 11. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein flat isolated resonant reflectors of the respective size of half a wavelength are arranged on the reflection ring (19) whose reflection property is changed by switching between two loads.
12. Verfahren zur Positionierung von zwei eine Übergabe von Schüttgut realisierenden Geräten zueinander, von denen wenigstens ein Gerät beweglich und mit einem Materialabwurf oder einer Materialaufnahme zu dem Materialabwurf oder der Materialaufnahme des anderen Gerätes auszurichten ist, wobei das erste Gerät eine Bandanlage (11) darstellt, längs der als zweites Gerät ein in der Bandachse raupengeführter Wagen (15) oder ein neben der Bandanlage (11) freibeweglicher Wagen (13) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein in Verlaufsrichtung der Bandanlage (11) ausgerichteter wenigstens zweidimensionaler Radarsensor (25) mit horizontaler Winkelabbildung und mit einer Reichweite seiner Strahlung von >5m angeordnet ist, der aufgrund der Reflektion der Radarstrahlen die fortlaufend aufgestellten Traggerüste der Bandanlage in Distanz und Winkel ortet, wobei in der Recheneinheit aufgrund der von dem Radarsensor (25) übermittelten Rohdaten der seitliche Abstand (27) des Radarsensors (25) zu dem im Bereich der Übergabestelle gelegenen Traggerüst und anhand einer aus den Rohdaten ermittelten Verlaufslinie der Traggerüste der Horizontalwinkel zwischen der Bandachse und der Fahrtrichtung des jeweiligen Wagens (13, 15) ermittelt werden. 12. A method for positioning two of a transfer of bulk material implementing devices to each other, of which at least one device is movable and align with a material discharge or a material intake to the material discharge or the material intake of the other device, wherein the first device is a belt system (11) , along which a carriage (15) catered for in the belt axis as the second device or a carriage (13) movable freely next to the belt system (11), characterized in that at least one at least two-dimensional radar sensor (25) aligned in the running direction of the belt system (11) ) is arranged with horizontal angle mapping and with a range of its radiation of> 5m, which locates the continuously erected support frames of the conveyor system in distance and angle due to the reflection of the radar beams, wherein in the arithmetic unit due to the radar sensor (25) transmitted raw data of the lateral Distance (27) d it radar sensor (25) to the located in the transfer point shoring and based on a determined from the raw data curve of the shoring of the horizontal angle between the belt axis and the direction of travel of the respective car (13, 15) are determined.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem Radarsensoren (25) mit einem Wellenlängenbereich von 1mm bis Im eingesetzt werden. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein radar sensors (25) are used with a wavelength range of 1mm to Im.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 3 , bei welchem neben den mittel s des Radarsensors (25 ) aufgenommenen Entfernungswerten und Wi nkelwerten auch die vom Radarsensor gemessenen Doppler Relativgeschwindigkeiten genutzt werden. 14. The method according to any one of claims 1 to 1 3, wherein in addition to the mean s of the radar sensor (25) recorded distance values and Wi nkelwerten the measured by the radar sensor Doppler relative speeds are used.
1 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 , bei welchem neben den vom Radarsensor (25 ) aufgenommenen Entfernungswerten und Winkelwerten zusätzliche Lageinformationen genutzt werden, die von einer zusätzlichen Stützsensorik wie Neigungsgeber, Beschleunigungsgeber, Gyroskope, Gelenkwinkelgeber, GPS und/oder Kompass zur Verfügung gestellt werden. 5. Method according to one of claims 1 to 14, wherein in addition to the distance values and angle values recorded by the radar sensor (25), additional position information is used, which is provided by additional support sensors such as tilt sensors, acceleration sensors, gyroscopes, joint angle sensors, GPS and / or compass Will be provided.
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