Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Umladen einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz sowie ein System mit einer derartigen Vorrichtung und mit einem Sensor sowie einer Weiterverarbeitungseinheit. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters in Bezug auf ein Lagerziel.

In der Holzindustrie werden häufig Holzstämme von einem Transportmittel auf ein anderes Transportmittel umgeladen. Hierbei müssen die beiden Transportmittel zueinander in eine Position gebracht werden, bei der es möglich ist, die Holzstämme von dem einen Transportmittel auf das andere zu bewegen. In der Regel hat eines der Transportmittel, das häufig ein Holztransporter oder LKW zur Aufnahme von Holzstämmen ist, einen Greifarm, der das Be- und Entladen des Holztransporters ermöglicht. Das Umladen erfolgt häufig entweder zwischen zwei LKWs oder zwischen einem LKW und einem Eisenbahnwaggon, der zur Aufnahme von Holzstämmen geeignet ist. Im Fall des Umladens von einem LKW auf einen Waggon muss der LKW in eine derartige Position gebracht werden, dass der Umladevorgang möglich ist und das Holz mit dem Greifarm des LKW gegriffen und auf dem Waggon abgelegt werden kann.

Teilweise wird das Holz von einem Holztransporter auch auf einer dafür vorgesehenen Fläche am Boden abgelegt, beispielsweise in einem Sägewerk oder für eine Zwischenlagerung, sodass es später von dem gleichen oder einem anderen Holztransporter aufgenommen und weitertransportiert werden kann.

Bei einem Abladen bzw. Um laden von Holz von einem Holztransporter auf eine Fläche am Boden kann ein automatisiertes Entladen erfolgen. Die DE 10 2020 205 627 A1 schlägt vor, mittels einer Kamera Rundholz auf einem Transportsystem zu erkennen und dieses autonom durch Ansteuerung eines Greifarms zu handhaben. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Ablagebereich festzulegen und diesen mit einem Sensor zu erkennen. Basierend hierauf wird eine Reihenfolge für die Handhabung der auf dem Transportsystem umgelagerten Rundhölzer oder Baumstämme festgelegt. Auf diese Weise ist ein automatisiertes Entladen eines Transportsystems möglich.

Die EP 3 333 113 A1 schlägt vor, ein Fahrzeug zum Laden von Gegenständen mit einer Erfassungsvorrichtung auszustatten, das die Umgebung des Fahrzeugs erkennen und in einem Übersichtsbild darstellen kann. Ferner kann ein Zielbild erzeugt werden, das eine Zielmarkierung umfasst und in einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs angezeigt und dort dem Übersichtsbild überlagert wird. Wenn sich das Fahrzeug in einer Position befindet, bei der ein im Übersichtsbild gezeigtes Ziel mit der Zielmarkierung übereinstimmt, wird eine optimale Fahrzeugposition erkannt.

Die US 2014/0261152 A1 offenbart ein System zur Anzeige der Parkposition und Parkrichtung eines Kipplasters, das es dem Bediener eines Baggers ermöglicht, dem Muldenkipper die Parkposition und -richtung vorzugeben, um ein einfaches Beladen zu ermöglichen.

Insgesamt besteht beim Umladen von Holzstämmen von einem Fahrzeug zu einem anderen weiterhin ein Bedarf, den Um ladevorgang möglichst effizient, schnell und sicher durchführen zu können.

Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Um laden einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz mit: einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt an der Holzladung für den Greifarm; einer Auswerteeinheit zum Ermitteln der Position des Lagerziels basierend auf den Lager-Informationen für das Holz und zum Festlegen einer optimalen Greifarmlänge basierend auf den Greifpunktdaten, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, um aus den Lager-Informationen und der Greifarm länge einen Greifarmpositionswert für eine optimale Greifarmposition der Drehachse des Greifarms in Bezug auf die Position des Lagerziels zu ermitteln; einer Ausgangsschnittstelle zum Versenden des Greifarm positionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse drehbaren Greifarm zum Um laden einer Holzladung in Bezug auf ein Lagerziel für das Holz umfassend die oben beschriebene Vorrichtung, einen Sensor zum Erfassen von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz und eine Weiterverarbeitungseinheit zum Verarbeiten des Greifarmpositionswertes.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen einen Holztransporter und ein entsprechend der Vorrichtung ausgebildetes Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung der darin beschriebenen Verfahren bewirkt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung und das System definierten Ausgestaltungen ausgeführt sein können.

Es ist vorgesehen, dass mit der Vorrichtung das Ermitteln der optimalen Position des Holztransporters anhand einer optimalen Greifarm länge des Greifarms erfolgen kann. Die Greifarmlänge basiert auf den Greifpunktdaten für die auf dem Transporter gelagerte Ladung, die aus Rundhölzern, Holzstäben oder Holzstämmen bestehen kann. Diese Greifposition ist in der Regel in der Mitte der Länge. Die Greifposition spiegelt in der Regel den Schwerpunkt der Holzstämme oder stangenartigen Hölzer wider. Damit hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass der Holztransporter so in Bezug auf das Lagerziel für das Holz positioniert ist, dass die Greifarmlänge für den ganzen Um ladevorgang, das Be- und Entladen, beibehalten werden kann. Somit ist eine Längenverstellung des Greifarms nicht notwendig. Es wird lediglich eine Rotation des Greifarms ausgeführt, um die Ladung von einem Transportsystem auf das andere Transportsystem umzulagern.

Da die Greifarmlänge während des Umladens nicht variiert werden muss, ist ein schnellerer Be- und Entladevorgang möglich. Darüber hinaus erfolgt auch ein sicheres Arbeiten, da die Position der Ladung und des Greifarms stets vorhersehbar ist.

Zum Festlegen der optimalen Position des Holztransporters sind neben der Greifarmlänge, die sich aus der Ladung und den Greifpunktdaten für einen Greifpunkt an der Ladung ergibt, auch Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz notwendig. Das Lagerziel ist der Ort, zu dem hin ein Entladen erfolgt oder von dem aus ein Beladen des Holztransporters erfolgt. Das Lagerziel kann durch einen einzelnen Punkt oder bei Kenntnis des Lagerziels durch dessen äußere Form und/oder Abmessungen bestimmt und vorgegeben sein. Ist das Lagerziel beispielsweise ein Eisenbahnwaggon, so können dessen äußere Abmessungen und seine Kontur das Lagerziel repräsentieren. Das Lagerziel kann auch den Ort repräsentieren, an dem der Schwerpunkt des Holzes oder die Greifposition des Greifarms am Zielort ist.

Durch Ermittlung des optimalen Lagerziels und unter Verwendung der festgelegten Greifarm länge kann eine optimale Greifarmposition der Drehachse des Greifarms festgelegt werden. Hierdurch ist es möglich, Umladevorgänge bzw. das Be- und Entladen jeweils nur mit einer Rotationsbewegung durchzuführen. Auf diese Weise kann ein schnelleres Um laden erfolgen. Dies ist insbesondere wichtig, da die Holzstämme oder Rundhölzer in der Regel einzeln oder in geringer Stückzahl verladen werden. Deshalb ist eine häufige Wiederholung der Greifarmbewegung notwendig. Da die Greifarmlänge durch die optimale Greifarmposition nicht verändert werden muss, kann der Umlade-, Be- oder Entladevorgang deutlich beschleunigt werden.

Somit werden zur Bestimmung des Lagerziels und dessen Position Lager-Informationen ausgewertet, die von der Eingangsschnittstelle empfangen werden. Diese Lager- Informationen können von einer zentralen Leitstelle bereitgestellt und an die Vorrichtung übermittelt werden. Die Übermittlung kann bevorzugt drahtlos erfolgen, beispielsweise über WLAN, Mobilfunk oder andere drahtlose Signalübertragungswege.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eingangsschnittstelle dazu ausgebildet, Sensorsignale eines optischen Sensors zu empfangen. Die Sensorsignale umfassen die Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das Holz. In diesem Fall muss keine zentrale Leitstelle vorhanden sein. Vielmehr erfolgt eine Auswertung der Sensorsignale des optischen Sensors. Vorzugsweise ist der optische Sensor eine Kamera, die ein Bild von der Umgebung aufnimmt. Bevorzugt kann die Kamera an dem Holztransporter montiert sein. Ebenso bevorzugt kann die Kamera Teil einer Umfeldüberwachung des Holztransporters sein. Die Kamera kann in dem Fahrzeug integriert sein.

Um die Lager-Informationen aus dem Umgebungsbild zu extrahieren, kann eine Bildauswertung erfolgen. Das Bild kann beispielsweise mittels Kl-Ansatz ausgewertet werden, um mögliche Ziele zur Abladung oder zur Aufnahme von Holzstämmen zu erkennen und zu detektieren. Ebenso ist möglich, dass Schätzungsalgorithmen eingesetzt werden oder andere bekannte Schätzer verwendet werden, um aus den Bilddaten und den Lager-Informationen auf das Lagerziel für das Holz und die Position des Lagerziels zu schließen.

Der optische Sensor ist also bevorzugt ein bildgebender Sensor, der eine Kamera ist und ein Bild von dem Lagerziel erzeugt. Mittels Bildauswertung und Schätzung kann die Lagerzielposition ermittelt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet und eingerichtet, um aus den erhaltenen Lager-Informationen das Lagerziel zu kategorisieren. Hierbei können unterschiedliche Kategorien von Lagerzielen zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann eine Kategorie Eisenbahnwaggons umfassen, eine andere Kategorie Holztransporter oder LKWs mit Anhängern, die Holzstämme transportieren können. Eine weitere Kategorie könnte ausgewiesene Lagerplätze am Boden betreffen. Zur Erkennung und Kategorisierung kann ebenfalls ein Ansatz basierend auf künstlicher Intelligenz (Kl) verwendet werden. Mittels der Kategorisierung ist es möglich, holztransportfähige Lagerziele zu erkennen. Beispielsweise kann so unterschieden werden, ob ein Waggon für die Aufnahme von Holzstämmen oder Langhölzern geeignet ist oder ob es sich beispielsweise um einen geschlossenen Waggon handelt. Die Kategorisierung dient also auch dazu, holztransportfähige Lagerziele wie Waggons zu erkennen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit in der Lage, Lagerkapazitäten eines Lagerziels zu detektieren. Insbesondere werden Lagerkapazitäten von kategorisieren Lagerzielen erkannt. Hier können unterschiedliche Klassen verwendet werden. Beispielsweise kann ein holztransportfähiger Waggon oder Anhänger unterschiedliche Zustände haben, beispielsweise leer, teilbelegt oder vollständig belegt. Im Falle der vollständigen Belegung kann kein weiteres Holz in dem Waggon oder auf dem Anhänger abgelegt werden. Der Zustand kann bei der Ermittlung der optimalen Position für den Holztransporter berücksichtigt werden.

Lagerziele können in einer Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die Kategorie oder die Aufnahmekapazität kann angezeigt werden, als Absolutwert, prozentual oder als Schätzwert oder in vorgegebenen Bereichen eingeordnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Position des Lagerziels mittels der Auswerteeinheit relativ zu der Greifarmposition des Greifarms ermittelt oder geschätzt. Die Greifarmposition des Greifarms wird bevorzugt in longitudinalen und lateralen Koordinaten verarbeitet. Auf dieser Basis können Beziehungen zu den anderen Positionen auf einfache Weise hergestellt werden. Eine Verarbeitung ist einfach und mit geringem Rechenaufwand möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Umgebung um den Holztransporter oder das Fahrzeug sowie das Lagerziel auf einer Anzeigeeinheit, wie beispielsweise einem Display, angezeigt werden. Hierzu kann auch ein im Fahrzeug vorhandenes Display verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, die Kategorisierung in Form von grafischen Elementen anzuzeigen. Beispielsweise kann ein freier oder nur teilbeladener Waggon oder Anhänger mit einem Rahmen umfasst sein, bei einer Farbdarstellung beispielsweise mit einem grünen Rahmen. Ein belegter Waggon o- der Anhänger kann auf dem Display durchgestrichen oder mit einem andersfarbigen, beispielsweise roten Rahmen umrahmt sein. Auf diese Weise kann ein nicht vorhandenes Lagerziel kenntlich gemacht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird aus der ermittelten Greifarmposition eine Holztransporterposition mittels der Auswerteeinheit ermittelt. Die Holztransporterposition kann als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, eine errechnete oder ermittelte Holztransporterposition ebenfalls auf einem Display des Fahrzeugs anzuzeigen. Die Position ist dann Ziel einer Bewegung, zu dem der Transporter bewegt werden muss. Bei einem "Surround View" kann dem Fahrer so angezeigt werden, wann das Fahrzeug die ermittelte Holztransporterposition erreicht hat. Auf diese Weise wird es dem Fahrer deutlich erleichtert, die optimale Position für einen optimalen Umlade- oder Be- bzw. Entladevorgang einzunehmen. Ebenso bevorzugt kann ein automatisiertes, teilautonomes, autonomes oder unterstütztes Fahren des Fahrzeugs in die optimale Holztransporterposition vorgesehen sein. Bei einem autonomen oder teilautonomen Bewegen zur optimalen Holztransporterposition kann eine Bestätigung des Fahrers notwendig sein, bevor der Fahrvorgang oder Rangiervorgang gestartet wird. Insbesondere bei einer vorhandenen Umgebungsüberwachung des Fahrzeugs ist eine autonome oder teilautonome Fahrt zu dem Ziel in der Nähe des Lagerziels bevorzugt. Zur Unterstützung können optional GPS-Daten vorhanden sein und verwendet werden. Die Holztransporterposition kann ebenfalls auf einem Display des Fahrzeugs angezeigt werden. Der Fahrer kann dann, insbesondere wenn auch das Fahrzeug beispielsweise im Surround View dargestellt ist, den Rangiervorgang optisch überwachen. Möglich ist auch, dass eine Konnektivität zu einer zentralen Leitstelle besteht, mittels derer eine weitere Überwachung eines Rangiervorgangs denkbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen oder zu ermittelnden Mindestabstand zu der Position des Lagerziels bei der Ermittlung der Holztransporterposition zu berücksichtigen. Der Mindestabstand zwischen Lagerposition und Holztransporterposition kann sich beispielsweise aus Arbeitssicherheitsgründen ergeben. Dabei soll verhindert werden, dass der Holztransporter mit dem Lagerziel kollidiert und es zu Beschädigungen oder Gefahrensituationen kommt.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Position des Lagerziels und/oder die Holztransporterposition an eine Anzeigeeinheit übermittelt und dort angezeigt werden. Auf diese Weise ist eine Überwachung durch den Fahrer möglich, insbesondere wenn die Anzeigeeinheit in der Fahrerkabine, beispielsweise im Armaturenbrett, angeordnet ist. Der Fahrer hat dann die Möglichkeit, beispielsweise eine Auswahl von mehreren Ablagezielen oder Lagerzielen zu treffen, beispielsweise wenn mehrere leere oder teilbelegte Waggons vorhanden sind.

Alternativ oder optional kann vorgesehen sein, dass die Position des Lagerziels und/oder die Holztransporterposition an eine Weiterverarbeitungseinheit ausgegeben werden, um die Positionsdaten weiterzuverarbeiten. Die Weiterverarbeitungseinheit kann beispielsweise ein Navigationssystem oder ein System zum autonomen Fahren oder teilautonomen Fahren des Fahrzeugs sein. Aus den ermittelten Positionen kann der Fahrweg berechnet werden und eine autonome Fahrt gestartet werden.

Bei der Ermittlung der Holztransporterposition wird bevorzugt die relative Lage des Greifarms und des Drehpunkts des Greifarms zum Holztransporter berücksichtigt.

Beispielsweise kann der Greifarm mittig zwischen den beiden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass der Greifarm an einer Fahrzeugseite angeordnet ist. Die Holztransporterposition ergibt sich dann entsprechend aus der Greifarmposition relativ zum Holztransporter.

In Bezug auf das erfindungsgemäße System ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs bzw. des Holztransporters umfasst ist. Die Überwachungsvorrichtung kann Positionswerte der Sensoren von der Vorrichtung empfangen. Die Überwachungsvorrichtung kann in dem Fahrzeug oder Holztransporter integriert sein. Bevorzugt kann die Überwachungsvorrichtung eine Kollisionsüberwachung umfassen, um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder Personen im Umfeld des Holztransporters zu vermeiden. Die Überwachungsvorrichtung kann auch eine bildbasierte Fahrzeugerkennung verwenden, wie sie beispielsweise bei Systemen zur Vermeidung von Auffahrunfällen verwendet wird. Auch kann ein Sicherheitsabstand zu anderen Fahrzeugen, die kein Abladeziel sind, hinterlegt sein.

Lagerziele können mit optischen Sensoren, z. B. Kameras, erfasst und ausgewertet werden. Lagerziele können auch von einer zentralen Leitstelle vorgegeben werden. Die Vorgabe kann auf Grund anderer Verfahren oder Warenwirtschaftsprogramme erfolgen. Übergeordnete Ziele einer Optimierung können die Lagerzielauswahl beeinflussen.

Die Auswerteeinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet, die Sensorsignale des bildgebenden Sensors weiterzuverarbeiten und aus den die Lager-Informationen umfassenden Sensorsignalen die Position des Lagerziels für die Holzladung zu bestimmen. Kamerabilder können ausgewertet werden.

Werden mehrere Lagerziele erkannt, wird bevorzugt das erste freie Ziel ausgewählt oder der Fahrer kann ein Lagerziel individuell auswählen. Weitere Auswahlkriterien sind denkbar. Sie können vorgegeben werden, z. B. von einer zentralen Leitstelle.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für die Holzwirtschaft, bei der lange Holzstäbe oder Rundhölzer umgeladen werden. Hierbei erfolgt in der Regel ein Um laden von einem Holztransporter oder LKW mit holztransportfähigem Anhänger oder einem Sattelschlepper auf ein weiteres Fahrzeug oder auf Eisenbahnwaggons, die zum Holztransport geeignet sind. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch auch geeignet und anwendbar für andere langgestreckte oder stab- oder röhrenförmige Gegenstände oder Ladungen, die einzeln oder in kleinen Stückzahlen verladen werden. Besonders geeignet ist die Erfindung dabei für Fahrzeuge, die einen Greifarm aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ein System mit der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Holztransporter vor dem Umladen von Holz;

Fig. 4 eine Umladesituation mit einem Holztransporter beim Umladen von Holz auf einen Eisenbahnwaggon;

Fig. 5 eine Umladesituation mit einem Holztransporter zur Auswahl der optimalen Holztransporterposition;

Fig. 6 eine Umladesituation mit einem Holztransporter mit Greifarm und einem Transporter ohne Greifarm; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters 30. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 12, eine mit der Auswerteeinheit verbundene Eingangsschnittstelle 14 und eine Ausgangsschnittstelle 16. Die Eingangsschnittstelle 14 dient zum Empfangen von Lager-Informationen betreffend ein Lagerziel für Holz und zum Empfangen von Greifpunktdaten betreffend einen Greifpunkt an einer Holzladung für einen Greifarm. Die Ausgangsschnittstelle 16 ist dazu ausgebildet, Greifarmpositionswerte an eine Weiterverarbeitungseinheit zu übermitteln, wobei die Greifarmpositionswerte von der Auswerteeinheit 12 auf Grundlage der Lager-Informationen und der Greifpunktdaten sowie einer Greifarmlänge ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt ein System 20 umfassend die Vorrichtung 10 mit der Auswerteeinheit 12, der Eingangsschnittstelle 14 und der Ausgangsschnittstelle 16. An der Eingangsschnittstelle 14 ist ein Sensor 22 angeschlossen, der bevorzugt ein optischer Sensor ist und in der hier gezeigten Ausführungsform eine Kamera 24 ist, die beispielsweise in einem Fahrzeug integriert sein kann. Der Sensor 22 liefert Sensorsignale mit Lager-Informationen betreffend das Lagerziel für das zu verladene Holz. An der Ausgangsschnittstelle 16 ist eine Weiterverarbeitungseinheit 26 angeschlossen, die beispielsweise eine ECU (Electronic Computing Unit) eines Fahrzeugs sein kann. Die Weiterverarbeitungseinheit 26 kann eine Navigationseinheit oder ein Navigationssystem sowie ein System für autonomes oder teilautonomes Fahren und weitere Fahrzeugsysteme umfassen, die Greifarm positionswerte für die Greifarmposition der Drehachse des Greifarms weiterverarbeiten. Neben Greifarm positionswerten können auch Werte betreffend die Position eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Holztransporters, mittels der Ausgangsschnittstelle 16 an die Weiterverarbeitungseinheit 26 übermittelt werden. Die Holztransporterpositionsdaten können beispielsweise einem Navigationssystem zugeführt werden, um das Fahrzeug an eine gewünschte Zielposition autonom zu fahren oder den Fahrer zum Auffinden dieser Position zu unterstützen. Dabei kann beispielsweise die optimale Position des Holztransporters grafisch auf einem Display, beispielsweise einem Display eines Navigationssystems, angezeigt werden. Möglich ist auch, auch eine Surround View-Anzeige des Fahrzeugs einschließlich seiner Umgebung zu verwenden, um das Ziel, also die optimale Position des Holztransporters, für ein Umladen von Holz anzuzeigen. Ein optimaler Fahrweg kann berechnet und auf einem Display eingeblendet werden.

Das System 20 kann auch eine Überwachungsvorrichtung 28 umfassen, die mittels einer optionalen Überwachungsschnittstelle 18 der Vorrichtung 10 mit dieser verbunden ist.

Das System 20 kann Teil eines Fahrzeugs oder Holztransporters 30 sein, wobei Teile des Systems 20 auch in vorhandene elektronische Einheiten des Fahrzeuges oder Holztransporters 30 integriert sein können. Beispielsweise kann die typische ECU eines Fahrzeugs die Bearbeitung der Bilddaten, die Erkennung von Abladezielen, die Berechnung der optimalen Position bzw. Endposition des Holztransporters, insbesondere in Bezug auf das Lagerziel berechnen und verarbeiten. Auch die Berechnung von Anzeigeinformationen zur optimalen Endposition des Fahrzeugs an einem ausgewählten oder bevorzugten Lagerziel können in der ECU stattfinden. Ein Display des Holztransporters 30 kann beispielsweise die Anzeige von erkannten oder möglichen Lagerzielen sowie mögliche Endpositionen des Fahrzeugs darstellen. Auch ist es möglich, über eine Bedienschnittstelle oder eine Kombination aus Display und Bedieneinheit wie einem Touchscreen Möglichkeiten für eine Bestätigung oder Auswahl von Lagerzielen oder autonomen oder teilautonomen Fahr- oder Rangiervorgängen zu bieten. Optional können GPS-Daten des Holztransporters verwendet werden, um eine Berechnung der Ziele oder Positionen auszuführen. Auch ist es möglich, dass eine Konnektivität oder Verbindung, beispielsweise drahtlose Verbindung, zu einer zentralen Leitstelle besteht, um beispielsweise Lager-Informationen für das Lagerziel zu erhalten oder eine Auswahl eines von mehreren Lagerzielen zu treffen.

Fig. 3 zeigt einen Holztransporter 30 mit einem längenverstellbaren Greifarm 32, der um eine Drehachse 34 drehbar ist. Auf dem Holztransporter 30 ist eine Holzladung 36 gelagert, die einzelne Holzstämme 38 umfasst. Ein Greifpunkt 40 der Holzstämme 38 ergibt sich aus dem Schwerpunkt der Holzstämme 38, der in der Mitte der Längsausdehnung der Holzstämme 38 ist. Ein Abstand 42 zwischen Drehachse 34 und dem Greifpunkt 40 bildet die Greifarmlänge 44, die für den Greifarm 32 eingestellt wird, damit er einen Holzstamm 38 greifen und umladen kann. Die Umladung soll im vorliegenden Fall von dem Holztransporter 30 auf einen Waggon 46 eines Zuges erfolgen.

In Fig. 3 sind zwei holztransportfähige Waggons 46a und 46b gezeigt, wobei der Waggon 46a mit nur einem Holzstamm 38 beladen ist und somit freie Transportkapazitäten aufweist. Der Waggon 46b hingegen ist mit einer kompletten Holzladung 36 beladen und kann keine weiteren Holzstämme aufnehmen. Er hat also keine weitere Transportkapazität und wird deshalb als belegt klassifiziert.

Für ein Umladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 auf einen der Waggons 46 muss also zunächst ein Lagerziel erkannt werden. Dieses Lagerziel 48 wird von dem Waggon 46a gebildet, da er nur teilbelegt ist. Für den Umladeprozess muss der Holztransporter 30 in eine optimale Holztransporterposition 50 bewegt werden. Dies ist die optimale Position, um ein Umladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 auf einen Waggon 46 durchzuführen, wobei die Greifarmlänge 44 konstant bleiben kann. Dabei wird der Holztransporter 30 auf einer Trajektorie 52 zur Holztransporterposition 50 bewegt.

Nachdem die Zielposition als Holztransporterposition 50 berechnet wird, kann diese in dem Kamerabild auf einem Display im Holztransporter 30 angezeigt werden. Alternativ können weitere Bilder von anderen Kameras verwendet werden, um beispielsweise ein Surround View-Bild zu zeigen, in das die Zielposition projiziert wird. Der Weg zur Zielposition, also die Trajektorie 52 zur Holztransporterposition 50, wird von einem Navigationssystem ständig berechnet. Je näher der Holztransporter 30 dem Ziel ist, desto genauer kann die Trajektorie 52 berechnet werden, sodass das Fahrzeug, also der Holztransporter 30, die Holztransporterposition 50 als gewünschtes Ziel und in der gewünschten Ausrichtung erreicht. Dabei kann vorzugsweise zu jedem Zeitpunkt eine Assistenz zum Lenken angezeigt oder ausgeführt werden, beispielsweise kann ein Korrekturwinkel für den Holztransporter 30 ermittelt und angegeben werden. Auch ist es möglich, dass die von dem Fahrzeug eingenommene Spur gezeigt wird. Denkbar ist auch die Trajektorie als Overlay in Fahrtrichtung solange zu zeigen, wie die Zielposition noch im Sichtfeld ist. Alternativ kann ein Surround View verwendet werden, wenn das Fahrzeug schon sehr nah (weniger als 20 m) an der Zielposition ist. Vorteilhafterweise kann eine Warnung ausgegeben werden, wenn das Fahrzeug so steht, dass die Holztransporterposition 50 unter Berücksichtigung eines Fahrzeugmodells alleine im Vorwärtsgang nicht mehr erreicht werden kann. Dann kann der Fahrer aufgefordert werden, entweder zu rangieren oder den Lenkwinkel zu ändern. Beim Rangieren kann eine Mindestlänge für eine Rückwärtsfahrt empfohlen werden, um einen erfolgreichen neuen Versuch unternehmen zu können, um die Holztransporterposition 50 in Bezug auf das Lagerziel 48 zu erreichen.

Zur Erkennung des Lagerziels 48 in Form eines Waggons 46 wird eine Kamera 24 des Holztransporters 30 eingesetzt. Die Kamera 24 liefert Sensorsignale, die Lager- Informationen zum Lagerziel 48 enthalten. Das Bild der Kamera 24 wird beispielsweise mittels eines Kl-Ansatzes nach geeigneten Lagerzielen 48, wie etwa Waggons 46, anderen Holztransportern 30 oder Ablageplätzen wie Holzhaufen, abgesucht. Die Erkennung eines Waggons 46 als Lagerziel 48 kann beispielsweise mittels bekannter Bilderkennungsverfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in dem Holztransporter integriert ist, dazu eingerichtet, zwischen holztransportfähigen Waggons 46 und anderen Waggons, etwa Containern o- der geschlossenen Waggons, zu unterscheiden und eine entsprechende Kategorisierung vorzunehmen.

Ebenfalls mittels eines Kl-Systems kann die Auswertung der Bilder der Kamera 24 die erkannten Lagerziele 48 nicht nur kategorisieren, sondern auch nach Belegungskapazitäten einstufen. Durch Einteilung der Lagerziele 48 in frei, teilbelegt oder belegt kann garantiert werden, dass dem Fahrer nur Lagerziele 48 angeboten werden, die frei oder teilbelegt sind, also eine Holzaufnahmekapazität haben.

Vorzugsweise können von der Kamera 24 auch Bilder der Fahrzeugumgebung aufgenommen werden, sodass weitere Fahrzeuge in der Umgebung des Holztransporters 30 erkannt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, eine bildbasierte Fahrzeugerkennung durchzuführen, um Kollisionen zu vermeiden. Beispielsweise kann ein Sicherheitsabstand für weitere Fahrzeuge, die kein Abladeziel sind, implementiert sein.

Fig. 4 zeigt eine Situation, bei der der Holztransporter 30 in der optimalen Holztransporterposition 50 angeordnet ist. Zum Umladen von Holzstämmen 38 vom Holztransporter 30 auf den als teilbelegt kategorisierten Waggon 46 genügt es, dass der Greifarm 32 lediglich eine Rotationsbewegung in Pfeilrichtung 54 durchführt. Auf diese Weise ist es möglich, Holzstämme 38 auf dem Waggon 46 abzulegen, ohne die Greifarm länge 44 zu verändern. So lässt sich ein schnelles und sicheres Abladen realisieren.

Anhand von Fig. 5 wird nun erläutert, wie die optimale Holztransporterposition 50 ermittelt wird. Die optimale Holztransporterposition 50 ist abhängig von der optimalen Greifarmposition und der Drehachse 34 des Greifarms 32. Abhängig von der Position des Greifarms 32 am Holztransporter 30 wird aus der Greifarmposition 56 die Holztransporterposition 50 ermittelt. Im vorliegenden Fall sind der Greifarm 32 und seine Drehachse 34 mittig zwischen den beiden Seiten des Holztransporters 30 angeordnet. Aus hinterlegten Fahrzeugdaten und der relativen Position der Drehachse 34 zu dem Holztransporter 30 kann von der Greifarmposition 56 auf die Holztransporterposition 50 geschlossen werden.

Zur Feststellung der optimalen Greifarmposition 56 oder Holztransporterposition 50 hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn der Holztransporter 30 parallel zu den Waggons 46 angeordnet ist. Dabei ist ein Mindestabstand 58 einzuhalten, der hier zwischen der linken Außenseite des Holztransporters 30 und der Waggonaußen- seite definiert ist. Dieser Mindestabstand 58 ist auch in Fig. 3 dargestellt.

Es wird nun eine Position für den Greifarm 32 bzw. seine Drehachse 34 gesucht, bei der ein Kreis 60 gebildet wird, dessen Radius die Greifarmlänge 44 ist. Der Mittelpunkt des Kreises 60 ist die Drehachse 34. Der Holztransporter 30 ist nun so zu positionieren, dass ein Lagerziel 48 auf dem Kreis 60 liegt. Das Lagerziel 48 wird dabei bevorzugt von dem Schwerpunkt der Holzstämme 38 gebildet, wobei der Schwerpunkt dem Greifpunkt 40 entspricht. Somit ergeben sich gemäß Fig. 5 zwei Lagerziele 48, wobei das eine Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a und das andere (48b) auf dem Waggon 46b liegt. Hierbei wird das Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a ausgewählt, da der Drehwinkel a des Greifarms 32 kleiner ist und somit ein schnelleres Um laden von Holz vom Holztransporter 30 auf den Waggon 46 erfolgen kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zunächst freie Abladeziele, also Lagerziele 48, mittels der Kamera 24 erkannt werden. Das erste freie Lagerziel 48 o- der ein vom Fahrer des Holztransporters 30 ausgewähltes Lagerziel werden dann für den Umladevorgang verwendet. Die Position des Lagerziels 48 zum Holztransporter 30 wird bevorzugt geschätzt, wobei die laterale und longitudinale Koordinate relativ zum Holztransporter 30 verwendet wird. Die Schätzung kann beispielsweise anhand der Größe des Lagerziels bzw. des Waggons 46 erfolgen, wobei angenommen wird, dass der Waggon 46 eine Standardgröße aufweist, die bekannt ist. Alternativ kann die Position des Lagerziels 48 anhand von bildbasierten 3D-Rekonstruktionen geschätzt werden. Ebenso ist es möglich, durch Erkennen der Bahnschienen 62, auf denen der Waggon 46 positioniert ist, auf den Abstand zu schließen. Hierbei wird eine Standardgröße der Gleise und ein Standardabstand vorausgesetzt. Mittels einer erkannten Position im Bild einer extrinsisch und/oder intrinsisch kalibrierten Kamera 24 kann auf die Position im 3D-Bild geschlossen werden.

Unter Berücksichtigung eines Mindestabstands 58 zu einer möglichen Holztransporterposition 50 wird entlang der longitudinalen Achse zum Lagerziel 48 ein lateraler Abstand berechnet. Dieser Mindestabstand 58 kann aufgrund von Arbeitssicherheitsvorgaben definiert sein. Mittels des Mindestabstands 58 kann die linke Seite einer Zielspur für den Holztransporter 30 oder das Fahrzeug definiert werden. Anhand der bekannten Spurbreite wird auch die rechte Linie der Zielspur berechnet und die Mitte, auf der die Drehachse 34 des Greifarms 32 liegt, jedenfalls wenn der Greifarm mittig angeordnet ist. Mittels der bekannten optimalen Greifarmlänge 44 des Greifarms 32 kann alternativ um das erkannte Lagerziel 48 des Waggons 46a als ausgewähltes Lagerziel ein Kreis 60 mit dem Radius R definiert werden, wobei der Radius der Greifarmlänge 44 entspricht. Der Holztransporter wird nun in eine Position gebracht, in der die Drehachse 34 auf dem Kreis 60 liegt. Dabei wird die Position auf dem Kreis ausgewählt, bei der der Drehwinkel a des Greifarms 32 möglichst klein ist.

Alternativ kann das Lagerziel 48a auf dem Waggon 46a als Mittelpunkt eines Kreises 60 mit einem der Greifarmlänge entsprechenden Radius gewählt werden. Die Holztransporterposition 50 ist dann so zu wählen, dass sich die Drehachse 34 des Greifarms 32 auf dem Kreis befindet.

Fig. 6 zeigt eine Situation, bei der ein Holztransporter 30 in der optimalen Holztransporterposition 50 relativ zu dem Lagerziel und den Waggons 46 angeordnet ist. Ein Abladevorgang zum Abladen der Holzladung 36 vom Holztransporter 30 kann beginnen.

Um einen Um- oder Abladevorgang von Holzladung eines Fahrzeugs 64 zu ermöglichen, das selbst keinen Greifarm hat, kann der Holztransporter 30 mit Greifarm 32 für den Um ladevorgang verwendet werden. Dazu muss das Fahrzeug 64 in eine optimale Zielposition 66 gebracht werden, damit ein optimales Um laden der Holzladung 36 vom Fahrzeug 64 auf den Waggon 46 ohne Änderung der Greifarm länge 44 erfolgen kann. Zum Auffinden der optimalen Zielposition 66 für das Fahrzeug 64 wird um die Drehachse 34 des Greifarms 32 des Holztransporters 30 ein Kreis 60 mit einem Radius gezogen, der der Greifarmlänge 44 entspricht. Der Greifpunkt 40 der Holzstämme 38 auf dem Fahrzeug 64 muss nun ebenfalls auf dem Kreis 60 liegen. Auch hier wird eine Zielposition verwendet, bei der das Fahrzeug 64 möglichst nah am Holztransporter 30 positioniert wird, um den Drehwinkel für den Greifarm 32 möglichst klein zu halten. Ein Mindestabstand 58 kann ebenfalls berücksichtigt werden.

Neben einem manuellen Umladen, das von einem Fahrer des Holztransporters 30 initiiert und gesteuert sein kann, ist es auch möglich, ein assistiertes oder autonomes Um laden durchzuführen. Hierzu sind in der Regel weitere Kameras notwendig, die beispielsweise am freien Ende des Greifarms 32 angeordnet sein können. Auf diese Weise kann das Lagerziel 48 und der Ablageort für die Holzladung 36 beobachtet und ausgewertet werden. Für ein halbautonomes Abladen oder Umladen einer Holzladung 36 können dabei unbekannte Verfahren eingesetzt werden.

Neben dem Erkennen des Abladeziels, also eines Lagerziels 48, mittels einer Kamera 24 ist es auch möglich, dass die Position des Lagerziels 48 von einer zentralen Leitstelle definiert und an die Vorrichtung 10 des Holztransporters 30 übermittelt wird. Die Position kann beispielsweise in Form von GPS-Daten vorliegen. Ablageziele und Lagerziele 48 müssen also nicht mehr erkannt werden, sondern sind vorgegeben. Es wird auch hier das Abladeziel oder Lagerziel 48 ausgewählt, das sich am nächsten zu der aktuellen Position des Holztransporters 30 befindet. Optional kann auch hier eine Strategie verwendet werden, mit der erst teilbefüllte Waggons 46 und danach freie Waggons 46 beladen werden.

Es ist denkbar, den Beladevorgang durch eine Erkennung der freien Holztransportkapazität zu unterstützen. So können Lagerziele in einem Waggon oder Teilbereiche oder Teilabschnitte ausgewählt werden, die noch Lagerkapazität haben. Bereits vollständig gefüllte Bereiche können ausgenommen werden. Es kann vorgesehen sein, dass Waggons, die teilbefüllt sind, zunächst befüllt werden, bevor leere Waggons befallt werden. Die Erkennung des Befüllgrads oder der freien Lagerkapazität eines Waggons 46 kann durch eine Kamera am Greifarm 32 erkannt werden. Es ist denkbar, dass nach Abschluss eines Umladevorgangs der Füllgrad eines Waggons an eine zentrale Leitstelle übermittelt wird. Dazu kann beispielsweise eine Eingabe des Fahrers eines Holztransporters erforderlich sein. Auch ist es möglich, dass der Endzustand eines autonom ausgeführten Umladevorgangs ausgewertet wird. So können Arbeitsaufträge zwischen Fahrzeugen und Holztransportern aufgeteilt werden. Da die Lagerziele 48 im Bild der Kamera und aus den Sensordaten der Kamera ermittelt werden, müssen die aktuell übermittelte Position und der verwendete GPS-Empfänger nicht sehr genau arbeiten, um trotzdem ein zielgenaues Anfahren der Lagerziele zu ermöglichen.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln der optimalen Position eines Holztransporters mit einem längenverstellbaren und um eine Drehachse 34 drehbaren Greifarm 32 zum Um laden einer Holzladung 36 in Bezug auf ein Lagerziel 48 für Holz. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

In einem ersten Schritt S10 des Empfangens von Lager-Informationen betreffend das Lagerziel 48 für Holz werden entweder Sensordaten eines Sensors 22 ausgewertet oder Lager-Informationen von einer Leitstelle verwendet. In einem Schritt des Empfangens S12 von Greifpunktdaten werden Daten betreffend einen Greifpunkt 40 an der Holzladung 36 für den Greifarm 32 verwendet. Ein weiterer Schritt des Ermittelns S14 betrifft das Ermitteln der Position des Lagerziels 48 basierend auf den Lager-Informationen für das Holz. Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt des Festlegens S16 einer optimalen Greifarmlänge 44 basierend auf Greifpunktdaten des Greifpunkts 40 sowie einen Schritt des Ermittelns S18 eines Greifarmpositionswertes für eine optimale Greifarmposition 56 der Drehachse 34 des Greifarms 32 in Bezug auf die Position des Lagerziels 48 aus den Lager-Informationen und der Greifarm länge 44. Ein weiterer Verfahrensschritt betrifft das Versenden S20 des Greifarmpositionswertes an eine Weiterverarbeitungseinheit 26 des erfindungsgemäßen Systems. Optional kann das Verfahren erweitert werden durch weitere Schritte. Ein optionaler Schritt des Ermittelns S22 einer Holztransporterposition 50 erfolgt aus der Greifarmposition 56. Ein Schritt des Berücksichtigens S24 eines Mindestabstands 58 zu der Position des Lagerziels 48 bei der Ermittlung der Holztransporterposition 50 schließt sich an ebenso wie ein Schritt des Verwendens S26 der Holztransporterposition 50 als Ziel für eine Bewegung des Holztransporters 30. Ein Schritt des Ausgebens S28 der Holztransporterposition 50 für eine Weiterverarbeitung oder für eine optische Anzeige schließt das optionale Verfahren ab.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger ge- speichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Bezugszeichen

Vorrichtung

Auswerteeinheit

Eingangsschnittstelle

Ausgangsschnittstelle

Ü b erwach u ngssch n ittste I le

System

Sensor

Kamera

Weiterverarbeitungseinheit

Überwachungsvorrichtung

Holztransporter

Greifarm

Drehachse

Holzladung

Holzstamm

Greifpunkt

Abstand

Greifarmlänge

Waggon

Lagerziel

Holztransporterposition

Trajektorie

Pfeilrichtung

Greifarmposition

Mindestabstand

Kreis

Bahnschiene

Fahrzeug

Zielposition