WO2020200537A1 - Verfahren und system zur identifikation von schüttgut - Google Patents

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WO2020200537A1
WO2020200537A1 PCT/EP2020/051989 EP2020051989W WO2020200537A1 WO 2020200537 A1 WO2020200537 A1 WO 2020200537A1 EP 2020051989 W EP2020051989 W EP 2020051989W WO 2020200537 A1 WO2020200537 A1 WO 2020200537A1
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WO
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data
bulk material
evaluation device
bulk
image
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/051989
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stanley Kurian Jose
Udo Schulz
Edwinus HEEMSKERK
Thomas Thiel
Martha MELLO CANELADA
Filip Rosenstein
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2020200537A1 publication Critical patent/WO2020200537A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour

Definitions

  • the invention relates to a method for identifying bulk goods, such as is used, for example, to recognize bulk goods during handling so that it is ensured that the correct bulk goods are processed.
  • the method is used to identify the bulk material during handling by autonomously operating devices, for example in the area of a building material store or the like.
  • the invention also relates to a system for performing the method according to the invention and an evaluation device.
  • the preamble of claim 1 is known from DE 195 11 901 A1.
  • the known method is characterized by optoelectronic scanning means which serve to generate first data on a bulk material, the optoelectronic scanning means making it possible to identify the bulk material by color and / or shape. With this, for example
  • the known method thus uses only a single data source in the form of the optoelectronic scanning means, the images of which are evaluated by means of an evaluation device in a suitable manner to identify the bulk material.
  • the method according to the invention for identifying bulk goods with the features of claim 1 has the advantage that it enables particularly reliable and precise identification of the bulk goods.
  • Such a precise or Reliable identification of bulk goods is required, for example, in the case of fully automatic handling of the bulk goods by means of an autonomously operating machine in order to avoid the handling of incorrect bulk goods.
  • the invention is based on the idea of using, in addition to first data, which are suitable per se to identify a bulk material, also second data for identifying the bulk material and a (common)
  • Feed evaluation device for identification of the bulk material It is essential that these second data are generated independently of the first data and, in particular, come from a data source that is different from the first data. By comparing the first and second data by means of the evaluation device, it can be determined whether both data identify the bulk material as the same bulk material. In this case, it is assumed that the bulk material identified by means of the two data is the actual bulk material. In contrast, should discrepancies or differences arise between the first data and the second data, from which the evaluation device points to different
  • Bulk material closes, for example a process for handling the bulk material is stopped or the handling is waited until it is verified which bulk material is involved.
  • the method according to the invention is preferred for (fully) automated ones
  • the image-recording device can comprise a camera which is designed to optically capture the bulk material, in particular to generate image data of the bulk material.
  • the first data of the bulk material are preferably image data of the bulk material.
  • the second data of the bulk material can include image data of the bulk material.
  • the second data of the bulk material can be generated by means of an image-recording device for optical detection of the bulk material different from the image-recording device for optical detection of the bulk material and generation of the first data.
  • the teaching of the invention therefore proposes that, in addition, second data for identifying the bulk material are fed to the evaluation device as an input variable, the second data being localization data a place of handling of the bulk material and / or data of a
  • the logistics database are, and that by comparing the results based on the first data and the second data by the evaluation device, the bulk material is inferred.
  • the second data of the bulk material can be additional data of the bulk material, which are recorded by means of a mobile and / or stationary sensor system.
  • the localization data can include position data of the bulk material on a company site or a construction site.
  • the data in the logistics database can also
  • the data of the logistics database can also include information about a quantity, a type of heap and / or material properties of the bulk material. It is conceivable that the second data include data for several, preferably all, bulk goods on a company site or a construction site.
  • the method has a step of outputting a signal based on the identified bulk material in order to display information on the identified bulk material and / or to issue a warning to an operator of a work machine and / or to control a work machine.
  • the information on the identified bulk material can be the type or class of the bulk material.
  • the warning can be an optical, acoustic and / or haptic warning, in particular by means of a warning unit of a work machine.
  • Controlling the work machine can include controlling a manipulation element or a work arm of the work machine. It is conceivable that the control of a conveyance of the bulk material, for example an interruption or
  • Performing the conveyance includes.
  • the first data are data relating to a material property of the bulk material.
  • Such first data can be acquired, for example, by means of an image-recording device or a camera.
  • the material property can be, for example, texture, color, porosity, moisture, absorbency or the
  • the first data can be used in an advantageous manner be recorded by means of a video and / or LI DAR and / or ToF and / or infrared and / or thermal camera. It is also conceivable that the first data by means of a moisture sensor, an absorption sensor and / or a
  • Reflection sensor are detected.
  • the bulk material forms different angles on the bulk material pile when it is formed. Therefore, a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the first data is an external shape of an accumulation of the bulk material, in particular an angle of repose of a bulk material heap.
  • the first data is an external shape of an accumulation of the bulk material, in particular an angle of repose of a bulk material heap.
  • vertical boundaries of the bulk material such as walls or the like, are also recorded, which are taken into account when evaluating the first data.
  • the first data are recorded while the bulk material is at rest or when the bulk material is at rest.
  • the aforementioned angles in the case of a bulk material heap which occurs in a characteristic manner in the case of a heaped up bulk material, are considered here.
  • Another preferred variant of the method according to the invention provides that the second data is transmitted by an image-recording device in the
  • the digitized map then contains, for example, objects recognized or identified as stationary, such as walls, paths, etc., so that these objects are excluded as bulk goods.
  • the digital map also contains, for example, already localized or identified locations for certain bulk goods, so that the current handling is based on the recorded position the corresponding bulk material can be deduced from the digitized card.
  • an advantageous embodiment of the method also provides that the first data is transferred to a machine or Similar to the handling of the bulk material arranged or attached device can be detected.
  • the device or image recording camera is attached to the work machine or the like. is attached or aligned that the area is detected directly by the device, which is a
  • the image-recording device on an excavator can be aligned with the area of the excavator shovel.
  • bulk goods that are outside the excavator shovel for example a bulk pile that is next to the bulk pile currently being processed by the work machine or the excavator, are not recorded.
  • a preferred application of the method according to the invention described so far is used to control a, in particular autonomously working, preferably mobile, work machine or the like. seen for handling the bulk material.
  • the method according to the invention makes it possible, for example, to convey the bulk material (fully automatically) without human intervention or a corresponding specification of the bulk material.
  • the invention also comprises an evaluation device and a system for performing the method according to the invention described so far.
  • the system is characterized by the evaluation device, which is designed to carry out a comparison of the first data and the second data of the bulk material and to infer the bulk material based on the result of the comparison.
  • Fig. 1 shows a simplified representation of a system for the identification of
  • FIG. 3 shows a flow chart to explain the method for identifying a bulk material with its essential steps.
  • FIG. 1 shows an area 100 in the form of a building material store, a building yard or the like. shown greatly simplified.
  • area 100 five different bulk goods A to E are stored, for example, in the form of (differently sized or shaped) bulk goods piles 1 to 5.
  • the bulk goods A to E are stored, for example, in the form of (differently sized or shaped) bulk goods piles 1 to 5.
  • substance-specific property the texture, color, porosity, moisture,
  • the absorption capacity or reflectivity of the bulk material A to E is understood.
  • the working machine 12 is an autonomously driving excavator 14 or the like, the task of which is to collect a certain or defined amount of a certain
  • the excavator 14 has, for example, a multi-articulated excavator arm 18 with a manipulation element 20 arranged at the end of the excavator arm 18 for handling the bulk material A to E in the form of an excavator shovel 22. Furthermore, an image-recording device 25 for recording and generating first data X of the bulk material A to E is arranged on the excavator arm 18.
  • the image-recording device 25 can be, by way of example and not by way of limitation, a video and / or LIDAR and / or ToF and / or infrared and / or thermal camera.
  • a video camera as the image recording device 25, it is also possible by means of the device 25 to detect an angle of repose a of the bulk material A to E with respect to the horizontal of a bulk material heap 1 to 5, as shown in FIG Bulk material heap 2 is shown.
  • the cameras 36, 38 are, for example, movable or
  • the excavator 14 or the area of the bulk material heap 1 to 5 which is currently being processed by the excavator 14 can thus also be detected or recorded by means of the cameras 36, 38.
  • the second data Y generated by the cameras 36, 38, like the first data X, are fed to the image recording device 25 to a (common) evaluation device 40 as an input variable.
  • the evaluation device 40 is part of a system 1000 for identifying the bulk material A to E.
  • the evaluation device 40 is furthermore preferably bidirectionally connected to a logistics database 50.
  • the logistics database 50 for the respective bulk goods A to E or their bulk material heaps 1 to 5 and their respective localization on the area 100 are stored.
  • the system 1000 also includes a database 60, which is bidirectionally connected to the evaluation device 40, with a digital map 62.
  • the digital map 62 which is continuously updated based on the ongoing handling of the bulk goods A to E, is used to identify or localize the bulk material heaps 1 to 5 or the
  • the evaluation device 40 also includes a database 70 and / or an algorithm 72.
  • a database 70 for the respective bulk goods A to E data records are stored, which make it possible to infer bulk goods A to E based on a comparison with the first data X and the second data Y.
  • an algorithm 72 this is suitable for inferring the corresponding bulk material A to E based on the (image) data X and the data Y as well.
  • the evaluation device 40 now merges or compares the results of the identification of the bulk goods A to E on the basis of the first and second data X and Y. If the comparison of the data X and Y results from the
  • Evaluation device 40 that in each case the same bulk material A to E has been identified, it is assumed that this is actually the corresponding bulk material A to E. If, on the other hand, a comparison of the data X and Y by the evaluation device 40 leads to different bulk goods A to E or if the first data X results in a different bulk material A to E than the second data Y, then, for example, the (automatic) operation of the excavator 14 can continue can be set until, for example, the corresponding bulk material A to E has been verified by a manual input by an operator.
  • first data X are recorded by the image recording device 25 and the
  • Evaluation device 40 supplied as an input variable. At the same time or before or after the cameras 36, 38 determine the second data Y in a step 202 and also feed it to the evaluation device 40 as an input variable. In a third step 203, the
  • Evaluation device 40 determines the bulk material A to E on the basis of the data X, Y on the basis of the image recording device or the camera 36, 38. This takes place with the data X using the database 70 or using the algorithm 72.
  • a fourth step 204 the bulk goods A to E determined in step 203 are compared with one another by means of the evaluation device 40. If the comparison shows that the bulk goods A to E are the same, the current handling by the excavator 14 is continued in a step 205. If, on the other hand, the comparison of the two bulk goods A to E results in a different bulk goods A to E, the operation of the excavator 14 is stopped in a step 206, for example.
  • the method or system 1000 described so far can be modified or modified in many ways without deviating from the inventive concept. In particular, it is conceivable to generate further data and supply it to evaluation device 40 as an input variable. That's the way it is
  • the excavator 14 not only has an image-recording
  • the system 1000 described so far or the method described so far is designed as a self-learning system, i.e. the respective data X and Y can overwrite previously existing data X and Y, for example.

Landscapes

  • Image Analysis (AREA)
  • Ship Loading And Unloading (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von Schüttgut (A bis E), mit einer bildaufnehmenden Einrichtung (25) zur optischen Erfassung und Generierung erster Daten (X) des Schüttguts (A bis E), wobei die ersten Daten (X) an eine Auswerteeinrichtung (40) als Eingangsgröße zugeführt werden, wobei die Auswerteeinrichtung (40) einen Algorithmus (72) oder eine Datenquelle (70) mit abgespeicherten Daten für das Schüttgut (A bis E) aufweist, um einen Datenvergleich der abgespeicherten Daten mit den ersten Daten (X) durchzuführen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und System zur Identifikation von Schüttgut
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von Schüttgut, wie es beispielsweise dazu dient, ein Schüttgut während der Handhabung zu erkennen, damit sichergestellt ist, dass das richtige Schüttgut verarbeitet wird.
Insbesondere dient das Verfahren der Identifikation des Schüttguts bei der Handhabung durch autonom arbeitende Vorrichtungen, beispielsweise im Bereich eines Baustofflagers o.ä. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine Auswerteeinrichtung.
Stand der Technik
Ein Verfahren zur Identifikation von Schüttgut mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 195 11 901 A1 bekannt. Das bekannte Verfahren zeichnet sich durch optoelektronische Abtastmittel aus, die dazu dienen, erste Daten eines Schüttguts zu generieren, wobei durch die optoelektronische Abtastmittel es ermöglicht wird, das Schüttgut nach Farbe und/oder Form zu identifizieren. Damit lassen sich beispielsweise
Schüttgutteilchen aus einem Förderstrom ausscheiden, welche nicht zur Weiterverarbeitung vorgesehen sind. Das bekannte Verfahren nutzt somit lediglich eine einzige Datenquelle in Form der optoelektronischen Abtastmittel, deren Bilder mittels einer Auswerteeinrichtung in geeigneter Art und Weise zur Identifikation des Schüttguts ausgewertet werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifikation von Schüttgut mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es eine besonders sichere und genaue Erkennung des Schüttguts ermöglicht. Eine derartige genaue bzw. sichere Identifikation von Schüttgut ist beispielsweise bei einer vollautomatischen Handhabung des Schüttguts mittels einer autonom arbeitenden Arbeitsmaschine erforderlich, um die Handhabung von falschen Schüttgütern zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, zusätzlich zu ersten Daten, die an sich geeignet sind, ein Schüttgut zu identifizieren, zusätzlich zweite Daten zur Identifikation des Schüttguts zu verwenden und einer (gemeinsamen)
Auswerteeinrichtung zur Identifikation des Schüttguts zuzuführen. Wesentlich dabei ist, dass diese zweiten Daten unabhängig von den ersten Daten generiert werden und insbesondere von einer gegenüber den ersten Daten anderen Datenquelle stammen. Durch einen Vergleich der ersten und zweiten Daten mittels der Auswerteeinrichtung kann ermittelt werden, ob beide Daten das Schüttgut als das gleiche Schüttgut identifizieren. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem mittels der beiden Daten identifizierten Schüttgut um das tatsächliche Schüttgut handelt. Sollten sich demgegenüber Diskrepanzen bzw. Unterschiede zwischen den ersten Daten und den zweiten Daten ergeben, aus denen die Auswerteeinrichtung auf unterschiedliche
Schüttgüter schließt, so wird beispielsweise ein Verfahren zur Handhabung des Schüttguts gestoppt bzw. es wird solange mit der Handhabung gewartet, bis verifiziert ist, um welches Schüttgut es sich handelt. Das erfindungsgemäße Verfahren findet dabei bevorzugt bei (voll-) automatisierten
Handhabungsvorgängen von Schüttgut mittels autonom betriebener
Arbeitsmaschinen, beispielsweise Förderfahrzeugen wie Baggern usw.
Verwendung.
Hierbei kann die bildaufnehmende Einrichtung eine Kamera umfassen, die ausgebildet ist, das Schüttgut, optisch zu erfassen, insbesondere Bilddaten des Schüttguts zu generieren. Die ersten Daten des Schüttguts sind bevorzugt Bilddaten des Schüttguts. Die zweiten Daten des Schüttguts können Bilddaten des Schüttguts umfassen. Hierbei können die zweiten Daten des Schüttguts mittels einer von der bildaufnehmenden Einrichtung zur optischen Erfassung des Schüttguts und Generierung der ersten Daten verschiedenen bildaufnehmenden Einrichtung zur optischen Erfassung des Schüttguts generiert werden.
Zusammengefasst schlägt es daher die Lehre der Erfindung vor, dass zusätzlich zweite Daten zur Identifikation des Schüttguts an die Auswerteeinrichtung als Eingangsgröße zugeführt werden, wobei die zweiten Daten Lokalisierungsdaten eines Orts einer Handhabung des Schüttguts und/oder Daten einer
Logistikdatenbank sind, und dass durch einen Abgleich der Ergebnisse anhand der ersten Daten und der zweiten Daten durch die Auswerteeinrichtung auf das Schüttgut geschlossen wird. Die zweiten Daten des Schüttguts können zusätzliche Daten des Schüttguts sein, die mittels eines mobilen und/oder stationären Sensorsystems erfasst werden. Die Lokalisierungsdaten können können Positionsdaten des Schüttguts auf einem Betriebsgelände oder einer Baustelle umfassen. Die Daten der Logistikdatenbank können ebenfalls
Positionsdaten des Schüttguts auf einem Betriebsgelände oder einer Baustelle umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Daten der Logistikdatenbank auch Informationen über eine Menge, eine Art der Aufschüttung und/oder Stoffeigenschaften des Schüttguts bzw. umfassen. Denkbar ist, dass die zweite Daten Daten für mehrere, bevorzugt alle, Schüttgüter auf einem Betriebsgelände oder einer Baustelle umfassen.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Identifikation von Schüttgut sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bevorzugt ist es, wenn das Verfahren einen Schritt des Ausgebens eines Signals basierend auf dem identifizierten Schüttgut aufweist, um eine Information zu dem identifizierten Schüttgut anzuzeigen und/oder ein Warnung an einen Bediener einer Arbeitsmaschine abzugeben und/oder eine Arbeitsmaschine zu steuern.
Die Information zu dem identifizierten Schüttgut kann die Art oder Klasse des Schüttguts sein. Die Warnung kann eine optische, akustische und/oder haptische Warnung, insbesondere mittels einer Warneinheit einer Arbeitsmaschine, sein. Das Steuern der Arbeitsmaschine kann ein Steuern eines Manipulationselements bzw. eines Arbeitsarms der Arbeitsmaschine umfassen. Denkbar ist, dass das Steuern eines Förderns des Schüttguts, bspw. ein Unterbrechen oder
Durchführen des Förderns, umfasst.
Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei den ersten Daten um Daten handelt, die eine Stoffeigenschaft des Schüttguts betreffen. Derartige erste Daten können beispielsweise mittels einer bildaufnehmenden Einrichtung bzw. einer Kamera erfasst werden. Bei der Stoffeigenschaft kann es sich beispielsweise um die Textur, Farbe, Porosität, Feuchte, Absorptionsfähigkeit oder die
Reflexionsfähigkeit des Schüttguts handeln. Dabei können die ersten Daten insbesondere, je nach Art der Stoffeigenschaft, in vorteilhafter Art und Weise mittels einer Video- und/oder LI DAR- und/oder ToF- und/oder Infrarot- und/oder Thermokamera erfasst werden. Denkbar ist auch, dass die ersten Daten mittels eines Feuchtigkeitssensors, eines Absorptionssensors und/oder eines
Reflexionssensors erfasst werden.
Auch ist es bekannt, dass beispielsweise in Abhängigkeit der Körnung bzw. der Partikelgröße des Schüttguts dieses beim Bilden von Schüttguthaufen unterschiedliche Winkel am Schüttguthaufen ausbildet. Daher sieht es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die ersten Daten eine äußere Form einer Ansammlung des Schüttguts, insbesondere einen Schüttwinkel eines Schüttguthaufens, sind. Insbesondere im Zusammenhang mit bildaufnehmenden Einrichtungen können dabei
beispielsweise auch senkrecht stehende Begrenzungen des Schüttguts, wie Wände oder Ähnliches erfasst werden, die bei der Auswertung der ersten Daten entsprechend berücksichtigt werden.
Je nach Art der ersten Daten kann es vorteilhaft sein, diese während einer Handhabung, insbesondere einer Förderung des Schüttguts, zu erfassen.
Beispielsweise lässt sich anhand des Fließverhaltens des Schüttguts bei seiner Förderung auch ohne Schüttguthaufen auf eine Körnung des Schüttguts oder Ähnliches in besonders einfache Art und Weise schließen.
Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass die ersten Daten während des ruhenden Schüttguts erfasst werden bzw. wenn sich das Schüttgut in Ruhe befindet. Gedacht ist hierbei insbesondere an die bereits erwähnten Winkel bei einem Schüttguthaufen, der sich in charakteristischer Art und Weise bei einem aufgeschütteten Schüttgut einstellt.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die zweiten Daten durch eine bildaufnehmende Einrichtung im
Zusammenhang mit bzw. unter Verwendung einer digitalen Karte generiert werden. Die digitalisierte Karte enthält dann beispielsweise als ortsfest erkannte beziehungsweise identifizierte Objekte, wie Mauern, Wege usw., sodass diese Objekte als Schüttgut ausgeschlossen werden. Weiterhin enthält die digitale Karte beispielsweise bereits lokalisierte bzw. identifizierte Orte für bestimmte Schüttgüter, sodass anhand der erfassten Position der aktuellen Handhabung mittels der digitalisierten Karte auf das entsprechende Schüttgut geschlossen werden kann.
Um zu verhindern, dass ggf. Schüttgüter bei der Erfassung der ersten Daten mittels einer bildaufnehmenden Einrichtung oder Ähnliches erfasst werden, die augenblicklich nicht gehandhabt werden, ist es weiterhin in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die ersten Daten durch eine an einer Arbeitsmaschine oder Ähnliches zur Handhabung des Schüttguts angeordneten bzw. befestigten Einrichtung erfasst werden. Gemeint ist hierbei insbesondere, dass die Einrichtung bzw. bildaufnehmende Kamera so an der Arbeitsmaschine o.ä. befestigt bzw. ausgerichtet ist, dass unmittelbar der Bereich von der Einrichtung erfasst wird, der mittels der Arbeitsmaschine eine
Handhabung des Schüttguts ermöglicht. Beispielsweise kann an einem Bagger die bildaufnehmende Einrichtung auf den Bereich der Baggerschaufel ausgerichtet sein. Somit werden Schüttgüter, die außerhalb der Baggerschaufel liegen, beispielsweise ein Schüttguthaufen, der neben dem aktuell von der Arbeitsmaschine bzw. dem Bagger bearbeitenden Schüttguthaufen liegt, nicht erfasst.
Ein bevorzugter Anwendungsfall des soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Steuerung einer, insbesondere autonom arbeitenden, bevorzugt mobilen, Arbeitsmaschine o.ä. zur Handhabung des Schüttguts gesehen. In diesem Fall ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren ohne menschliche Eingriffe bzw. eine entsprechende Vorgabe des Schüttguts das Schüttgut (vollautomatisch) beispielsweise zu fördern.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Auswerteeinrichtung und ein System zum Durchführen des soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das System zeichnet sich durch die Auswerteeinrichtung aus, die dazu ausgebildet ist, einen Vergleich der ersten Daten und der zweiten Daten des Schüttguts durchzuführen und anhand des Ergebnisses des Vergleichs auf das Schüttgut zu schließen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung ein System zur Identifikation von
Schüttgut im Bereich eines Bauhofes o.ä. mit seinen wesentlichen Elementen,
Fig. 2 einen Teilbereich einer Arbeitsmaschine mit an der Arbeitsmaschine
befestigter bildaufnehmender Einrichtung in vereinfachter Darstellung und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Identifikation eines Schüttguts mit seinen wesentlichen Schritten.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Weiterhin sind die Figuren teilweise stark vereinfacht dargestellt und dienen lediglich der Erläuterung.
In der Fig. 1 ist ein Areal 100 in Form eines Baustofflagers, eines Bauhofs o.ä. stark vereinfacht dargestellt. Im Bereich des Areals 100 sind beispielhaft fünf unterschiedliche Schüttgüter A bis E in Form von (unterschiedlich großen bzw. geformten) Schüttguthaufen 1 bis 5 gelagert. Die Schüttgüter A bis E
unterscheiden sich wenigstens in einer stoffspezifischen Eigenschaft
voneinander. Beispielhaft, und nicht einschränkend, wird unter einer
stoffspezifischen Eigenschaft die Textur, Farbe, Porosität, Feuchte,
Absorptionsfähigkeit oder Reflexionsfähigkeit des Schüttguts A bis E verstanden.
Auf dem Areal 100 befindet sich weiterhin ein Fahrweg 101 , der dazu ausgebildet ist, dass darauf eine Vorrichtung 10 in Form einer Arbeitsmaschine 12 bewegt werden kann. Bei der Arbeitsmaschine 12 handelt es sich im dargestellten Beispiel um einen autonom fahrenden Bagger 14 oder Ähnliches, dessen Aufgabe es ist, eine bestimmte bzw. definierte Menge eines bestimmten
Schüttguts A bis E von dem Schüttguthaufen 1 bis 5 zu entnehmen und von dem Schüttguthaufen 1 bis 5 an ein am Rande des Areals 100 bereitgestelltes Förderfahrzeug 16 abzugeben. Der Bagger 14 weist beispielhaft einen mehrgelenkig ausgebildeten Baggerarm 18 mit einem am Ende des Baggerarms 18 angeordneten Manipulationselement 20 zur Handhabung des Schüttguts A bis E in Form einer Baggerschaufel 22 auf. Weiterhin ist am Baggerarm 18 eine bildaufnehmende Einrichtung 25 zur Erfassung und Generierung erster Daten X des Schüttguts A bis E angeordnet. Bei der bildaufnehmenden Einrichtung 25 kann es sich beispielhaft, und nicht einschränkend, um eine Video- und/oder LIDAR- und/oder ToF- und/oder Infrarot- und/oder Thermokamera handeln. Im Falle einer Videokamera als bildaufnehmende Einrichtung 25 ist es mittels der Einrichtung 25 auch möglich, einen Schüttwinkel a des Schüttguts A bis E gegenüber der Horizontalen eines Schüttguthaufens 1 bis 5 zu erfassen, wie dies anhand der Fig. 2 beispielhaft anhand des im Wesentlichen kegelförmig aufgeschütteten Schüttguthaufens 2 dargestellt ist.
Weiterhin befinden sich im Bereich des Areals 100 mehrere Kameras 36, 38, die dazu ausgebildet sind, den Bereich des Areals 100 möglichst vollflächig erfassen zu können. Hierzu sind die Kameras 36, 38 beispielsweise beweglich bzw.
schwenkbar angeordnet. Mittels der Kameras 36, 38 kann somit auch der Bagger 14 bzw. der Bereich des Schüttguthaufens 1 bis 5 detektiert bzw. erfasst werden, der gerade von dem Bagger 14 bearbeitet wird.
Die von den Kameras 36, 38 erzeugten zweiten Daten Y werden ebenso wie die ersten Daten X der bildaufnehmenden Einrichtung 25 einer (gemeinsamen) Auswerteeinrichtung 40 als Eingangsgröße zugeführt. Die Auswerteeinrichtung 40 ist Bestandteil eines Systems 1000 zur Identifikation des Schüttguts A bis E. Die Auswerteeinrichtung 40 ist darüber hinaus vorzugsweise bidirektional mit einer Logistikdatenbank 50 verbunden. In der Logistikdatenbank 50 sind für die jeweiligen Schüttgüter A bis E bzw. deren Schüttguthaufen 1 bis 5 und deren jeweilige Lokalisation auf dem Areal 100 abgespeichert. Ebenso umfasst das System 1000 eine mit der Auswerteeinrichtung 40 bidirektional verbundene Datenbank 60 mit einer digitalen Karte 62. Die digitale Karte 62, die anhand der laufenden Handhabung der Schüttgüter A bis E laufend aktualisiert wird, dient der Erkennung bzw. Lokalisation der Schüttguthaufen 1 bis 5 bzw. der
Schüttgüter A bis E im Zusammenhang mit den Daten Y der Kameras 36, 38.
Die Auswerteeinrichtung 40 umfasst weiterhin eine Datenbank 70 und/oder einen Algorithmus 72. Im Falle einer Datenbank 70 sind für die jeweiligen Schüttgüter A bis E Datensätze abgespeichert, die es ermöglichen, anhand eines Vergleichs mit den ersten Daten X und der zweiten Daten Y jeweils auf das Schüttgut A bis E zu schließen. Im Falle eines Algorithmus 72 ist dieser dazu geeignet, anhand der (Bild-) Daten X sowie der Daten Y ebenfalls auf das entsprechende Schüttgut A bis E zu schließen.
Die Auswerteeinrichtung 40 fusioniert bzw. vergleicht nun die Ergebnisse der Identifikation der Schüttgüter A bis E auf Grundlage der ersten und der zweiten Daten X und Y. Ergibt der Vergleich der Daten X und Y durch die
Auswerteeinrichtung 40, dass jeweils das gleiche Schüttgut A bis E identifiziert wurde, so wird davon ausgegangen, dass es sich dabei tatsächlich um das entsprechende Schüttgut A bis E handelt. Führt dagegen ein Vergleich der Daten X und Y durch die Auswerteeinrichtung 40 zu unterschiedlichen Schüttgütern A bis E bzw. ergeben die ersten Daten X ein anderes Schüttgut A bis E als die zweiten Daten Y, so kann beispielsweise der (automatische) Betrieb des Baggers 14 solange eingestellt werden, bis zum Beispiel durch eine manuelle Eingabe eines Bedieners das entsprechende Schüttgut A bis E verifiziert wurde.
Anhand der Fig. 3 wird nunmehr (stark vereinfacht) das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt erläutert: In einem ersten Schritt 201 werden von der bildaufnehmenden Einrichtung 25 erste Daten X erfasst und der
Auswerteeinrichtung 40 als Eingangsgröße zugeführt. Zeitgleich oder vorher oder nachher werden mittels der Kameras 36, 38 die zweiten Daten Y in einem Schritt 202 ermittelt und ebenfalls der Auswerteeinrichtung 40 als Eingangsgröße zugeführt. In einem dritten Schritt 203 werden nun mittels der
Auswerteeinrichtung 40 aufgrund der Daten X, Y das Schüttgut A bis E aufgrund der bildaufnehmenden Einrichtung bzw. der Kamera 36, 38 ermittelt. Dies erfolgt bei den Daten X anhand der Datenbank 70 bzw. mittels des Algorithmus 72.
Bzgl. der Daten Y erfolgt dies mittels der Logistikdatendank 50 und/oder der Datenbank 60 bzw. der digitalen Karte 62. In einem vierten Schritt 204 werden mittels der Auswerteeinrichtung 40 die im Schritt 203 ermittelten Schüttgüter A bis E miteinander verglichen. Ergibt dabei der Vergleich, dass es sich um dasselbe Schüttgut A bis E handelt, so wird in einem Schritt 205 die aktuelle Handhabung durch den Bagger 14 fortgesetzt. Ergibt hingegen der Vergleich der beiden Schüttgüter A bis E ein unterschiedliches Schüttgut A bis E, so wird in einem Schritt 206 beispielsweise der Betrieb des Baggers 14 gestoppt. Das soweit beschriebene Verfahren bzw. System 1000 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere denkbar, weitere Daten zu generieren und der Auswerteeinrichtung 40 als Eingangsgröße zuzuführen. So ist es
beispielsweise auch denkbar, an dem Bagger 14 nicht nur eine bildaufnehmende
Einrichtung 25, sonderen mehrere, unterschiedliche Stoffeigenschaften des Schüttguts A bis E detektierende Einrichtungen 25 vorzusehen, um die
Erkennungswahrscheinlichkeit des Schüttguts A bis E weiter zu verbessern. Weiterhin wird erläutert, dass das soweit beschriebene System 1000 bzw. das soweit beschriebene Verfahren als selbstlernendes System ausgebildet ist, d.h. die jeweiligen Daten X und Y beispielsweise bisher vorhandene Daten X und Y überschreiben können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Identifikation von Schüttgut (A bis E), mit einer
bildaufnehmenden Einrichtung (25) zur optischen Erfassung und
Generierung erster Daten (X) des Schüttguts (A bis E), wobei die ersten Daten (X) an eine Auswerteeinrichtung (40) als Eingangsgröße zugeführt werden, wobei die Auswerteeinrichtung (40) einen Algorithmus (72) oder eine Datenquelle (70) mit abgespeicherten Daten für das Schüttgut (A bis E) aufweist, um einen Datenvergleich der abgespeicherten Daten mit den ersten Daten (X) durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zweite Daten (Y) zur Identifikation des Schüttguts (A bis E) an die Auswerteeinrichtung (40) als Eingangsgröße zugeführt werden, wobei die zweiten Daten (Y) Lokalisierungsdaten eines Orts einer Handhabung des Schüttguts (A bis E) und/oder Daten einer Logistikdatenbank (50) sind, und dass durch einen Abgleich eines Ergebnisses des durchgeführten
Datenvergleichs mit den zweiten Daten (Y) durch die Auswerteeinrichtung (40) das Schüttgut (A bis E) identifiziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch,
einen Schritt des Ausgebens eines Signals basierend auf dem identifizierten Schüttgut, um eine Information zu dem identifizierten Schüttgut anzuzeigen und/oder ein Warnung an einen Bediener einer Arbeitsmaschine abzugeben und/oder eine Arbeitsmaschine zu steuern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Daten (X) eine Stoffeigenschaft des Schüttguts (A bis E) betreffen.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stoffeigenschaft eine Textur, Farbe, Porosität, Feuchte
Absorptionsfähigkeit oder Reflexionsfähigkeit des Schüttguts (A bis E) ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Daten (X) eine äußere Form einer Ansammlung des
Schüttguts (A bis E), insbesondere ein Schüttwinkel (a) eines
Schüttguthaufens (1 bis 5), sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Daten (X) während einer Handhabung, insbesondere einer Förderung des Schüttguts (A bis E) erfasst werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Daten (X) des Schüttguts (A bis E) erfasst werden, wenn sich das Schüttgut in Ruhe befindet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Daten (Y) durch eine bildaufnehmende Einrichtung (36, 38) unter Verwendung einer digitalen Karte (62) generiert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Daten (X) mittels einer Video- und/oder Lidar- und/oder ToF- und/oder Infrarot- und/oder Thermokamera erfasst werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Identifikation des Schüttguts (A bis E) zur Steuerung einer, insbesondere autonom arbeitenden, Arbeitsmaschine (12) zur Handhabung des Schüttguts (A bis E) verwendet wird.
11. Auswerteeinrichtung (40), die eingerichet ist,
erste Daten (X) von einer bildaufnehmenden Einrichtung (25) zur optischen Erfassung und Generierung der ersten Daten (X) des Schüttguts (A bis E) als Eingangsgröße zu empfangen, die ersten Daten (X) mit abgespeicherten Daten für das Schüttgut (A bis E) zu vergleichen,
zusätzlich zweite Daten (Y) zur Identifikation des Schüttguts (A bis E) als Eingangsgröße zu empfangen, wobei die zweiten Daten (Y) Lokalisierungsdaten eines Orts einer Handhabung des Schüttguts (A bis E) und/oder Daten einer Logistikdatenbank (50) sind, und ein Ergebnis des Vergleichens der ersten Daten (X) mit den abgespeicherten Daten für das Schüttgut (A bis E) mit den zweiten Daten (Y) abzugleichen, um das Schüttgut zu identifizieren.
12. System zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend zumindest eine bildaufnehmende Einrichtung (25) zur Erfassung erster Daten (X) zur Identifikation des Schüttguts (A bis E) mittels einer Auswerteeinrichtung (40),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (40) dazu ausgebildet ist, einen Vergleich der ersten Daten (X) mit zusätzlichen zweiter Daten (Y) des Schüttguts (A bis E) durchzuführen.
13. System nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die bildaufnehmende Einrichtung (25) an einer Arbeitsmaschine (12) angeordnet und zur Erfassung des mit einem Manipulationselement (20) handhabbaren Schüttguts (A bis E) ausgerichtet ist.
14. System nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (40) in Wirkverbindung mit wenigstens einer Datenbank (50, 60) für die zweiten Daten (Y) angeordnet ist.
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