EP3028006A2 - System zum ermitteln eines ortsbrustbildes - Google Patents

System zum ermitteln eines ortsbrustbildes

Info

Publication number
EP3028006A2
EP3028006A2 EP14744032.5A EP14744032A EP3028006A2 EP 3028006 A2 EP3028006 A2 EP 3028006A2 EP 14744032 A EP14744032 A EP 14744032A EP 3028006 A2 EP3028006 A2 EP 3028006A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
working face
image data
drill head
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP14744032.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3028006B1 (de
Inventor
Robert Galler
Robert WENIGHOFER
Martin Entacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Montanuniversitaet Leoben
Original Assignee
Montanuniversitaet Leoben
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52432495&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3028006(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Montanuniversitaet Leoben filed Critical Montanuniversitaet Leoben
Publication of EP3028006A2 publication Critical patent/EP3028006A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3028006B1 publication Critical patent/EP3028006B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/002—Survey of boreholes or wells by visual inspection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for determining an image of at least a region of a tunnel boring machine worked by a tunnel of a mountain, a tunnel boring machine and a method for determining an image of at least a portion of one of
  • a tunnel boring machine is a machine used to build tunnels.
  • Components of a tunnel boring machine are a decal with feed and bracing devices, facilities for the installation of support and expansion measures, facilities for material removal, a
  • a front boring head of a tunnel boring machine is provided with mining tools for loosening a mountain.
  • geological documentation of the working face is essential in tunneling.
  • mechanical drives as in the case of a tunnel boring machine, such documentation is only possible to a very limited extent because the boring head of the tunnel boring machine is mechanically in the way and thus visual assessments are possible only to a very limited extent.
  • geologists and geotechnicians look through small openings on the working face and produce photos and / or sketches. Occasionally, the drill head is pulled back a bit so that you can photograph larger parts of the face, but from extremely unfavorable angles. With the retraction of the drill head also a lot of effort is connected.
  • an arrangement for obtaining an image of at least a portion of a tunnel boring machine ie, the boundary surface of a mountain facing the tunneling direction of a tunnel boring machine therewith and at which tunneling effected by the tunnel boring machine takes place or takes place has created) of a mountain
  • a tunnel boring machine for excavating rock material of the working face, an image pickup device mounted for picking up image data of at least a portion of the working face on the boring head, and a
  • Image processing device which processes (in particular during rotation of the drill head) by means of the image recording device recorded image data of several sections of the working face and from a
  • a tunnel boring machine for excavating rock material from a face of a mountain, the tunnel boring machine having an arrangement having the features described above.
  • the invention provides a method of determining an image of at least a portion of a tunnel boring machined face of a rock, the method comprising rotating a boring head of a tunnel boring machine for excavating rock material of the face, image data of a respective portion of the face by means of a boring head Image pickup device are recorded (in particular while the drill head rotates, the drill head preferably during recording not is advanced, ie the recording is not performed during the drilling operation), and the (in particular during the rotation of the
  • Drill head recorded by the image pickup device image data of multiple sections of the face are processed, whereby an image is at least reconstructed or generated at least the region of the working face.
  • TBM tunneling For this purpose, for example, complete images or circular rings of the working face are produced according to the invention.
  • a camera or other image pickup device is mounted on a drill head, for example placed in openings of the drill head, and image data (for example a video or images in rapid succession) is taken, preferably while the drill head is rotating.
  • image data for example a video or images in rapid succession
  • the individual image data are combined by methods of digital image processing in particular into an overall image.
  • the quality of the images produced has proven to be very good, so that they can meet the high quality requirements for geological documentation. This makes it possible to generate image data with a very short time requirement (for example within approximately 10 minutes), from which subsequently a complete, undistorted face breast image can be derived.
  • the entire working face or large or desired parts of the working face can be fully documented. The process is very fast and
  • a camera can be placed manually as an image recording device in maintenance layers in the drill head.
  • a permanent or fixed implementation of the image recording device (for example, cameras) in a drill head is possible and very efficient.
  • the acquisition of the bi-data may be performed in maintenance shifts or during brief breaks in the drilling operation. However, long interruptions of the drilling operation do not occur thereby.
  • Imaging units of the image pickup device are recorded, and that at a certain angular position or at several different angular positions of the drill head.
  • the drill head rests during the acquisition of the image data and, for example, several image acquisition units at different positions of the drill head while the drill head is at rest receive image data from different sections of the working face.
  • the drill head can rotate, so that one and the same image acquisition unit can be rotated at different times during the rotation and thus at different times
  • Angular positions of the drill head absorbs image data of different local sections of the working face.
  • the drill head at least one opening, in particular a through hole (between
  • the image pickup device can be mounted on the drill head for receiving the image data through the through opening.
  • the image pickup device Permanently or temporarily attaching the image recording device or even in its interior, the image pickup device in the orifices protected from the harsh mechanical conditions in one or boring tunnel.
  • the integration of the image recording device in openings of the drill head means that the drill head mechanically does not interfere with the recording of image data of the working face.
  • the at least one opening may be selected from a group consisting of a manhole, one
  • An image pickup unit can be mounted in such a manhole (for example, detachable) and used to pick up the image pickup unit when the manhole is not needed otherwise.
  • An image pickup unit can be mounted in such a manhole (for example, detachable) and used to pick up the image pickup unit when the manhole is not needed otherwise.
  • mine tools rotatably mounted discs can be used with cutting edges, which are set upon rotation of the drill head itself in rotation and then
  • a discharge system of a tunnel boring machine for conveying away excavated material contains arranged in the drill head
  • Scraper slots through which, using scrapers, the released cuttings from the working face passes behind the drill head and then transported away, for example via conveyor belts. Such scraper slots can also be used for at least partially accommodating the image recording device.
  • Image capture device not restrict at all, can also special provided for separate openings (for example, recesses or passages) are formed in the drill head.
  • the at least one recess may be designed for at least partially receiving the image recording device. If the image pickup device is wholly or partly in the
  • Receiving opening is housed, it can be damage-proof before
  • the image pickup device may be selected from a group consisting of at least one
  • a video camera for capturing video data from at least a portion of the face, and at least one still camera for capturing photos of at least a portion of the face.
  • a continuous video recording of portions of the working face during rotation of the drill head can be recorded. This is a wide
  • the image pickup device may include a
  • the individual image capture units can video and / or
  • Photographic cameras which may be mounted at different radii of the drill head, so that during rotation of the drill head, each of the
  • Image recording units can record, for example, an annular portion of the working face.
  • the image recording device can be set up image data of the working face during a predetermined time
  • the image capture may be temporarily terminated and a corresponding data set of image data may be terminated
  • Image processing unit for the reconstruction of the interesting area of the working face are transmitted.
  • the image recording device may comprise a plurality of image recording units attached to the drill head,
  • video cameras and / or cameras have, for example,
  • Imaging units can be used, even at small distances between a front of the drill head and the working face a basically unlimited range of the working face in the form of an image can be displayed.
  • the image recording device sets together with the
  • Image processing device the individual sub-images corresponding to the recorded from the individual image recording units sections of the face to a total image corresponding to the area of the working face of interest together.
  • Imaging units are mounted on the drill head such that the different portions of the working face imaged by these image pickup units overlap at least partially with each other.
  • the overlapping areas allow the image processing device an error-free composition of the individual images to an overall image. Also allows the provision of EP2014 / 065652
  • Overlapping areas the compensation of brightness differences between individual partial images, as they can be caused for example by a different degrees of illumination of different sections of the face.
  • Color bar artifacts such as discontinuous color changes at an interface of two image sections on the composite image can thereby be avoided or at least suppressed.
  • the image processing device can be set up as the region of the working face a circular ring or a
  • a contiguous annulus may be visually displayed as a mapped area of the face when the drill head rotates.
  • Circular ring can already be sufficiently meaningful for the geological documentation of the working face.
  • several photo and / or video cameras can record individual, preferably overlapping, circular rings, which can then be assembled by the image processing device into a complete circular area.
  • the arrangement may have a light source or light source mounted on the drill head for illuminating the portion of the working face imaged by the image recording device. Since it is dark in a borehole, the partial illumination of
  • a photo camera with a flash light source can be used.
  • the assembly may comprise a mounting bracket adapted to receive the image pickup device, and in particular the light source, and for mounting to the drill head.
  • a mounting bracket can clearly a mechanical adapter between an arbitrarily shaped image pickup unit or
  • Imaging device on the one hand and an already available or specially trained recess can be created as a receiving space in the drill head.
  • the arrangement may include a
  • Incline sensor which for detecting a current inclination angle (in particular the image pickup device or one or more
  • certain image pickup units thereof is arranged and may be attached, for example, to the mounting bracket or alternatively directly to the image pickup device or a respective image pickup unit.
  • Inclination sensor can thus be a positioning of the mounting bracket (and thus also the image recording unit recorded therefrom) or directly
  • Capture image capture device itself and continue to report to the image processing device.
  • Such inclination information provides additional knowledge about the way in which an image of a region of the working face is to be interpreted or evaluated or processed.
  • Image processing means for reconstructing the image processes the image data associated with the sections in consideration of the tilt angle detected by the tilt sensor. This avoids artifacts that result from mis-evaluation of image data when the
  • the mounting bracket for Imaging device from an incorrect current orientation of the image pickup device or the image pickup units relative to the working face emanates.
  • Mounting bracket on the drill head but can be mounted protected.
  • the processing may preferably be performed by assistance of an image processing device on the
  • Tunnel boring machine is physically removed.
  • the post-processing be carried out.
  • This has the advantage that a geologist can already draw conclusions from the face pattern on site and can make the control of the tunnel boring machine based on the determined image of the working face.
  • the evaluation of the images can be carried out at a post-processing station, for example in an office.
  • the processing of the image data may be performed such that as the image, a three-dimensional relief image of at least the region of the face is reconstructed. Accordingly, in the arrangement, the image processing device may be such
  • the image recording device can be set up to record sufficient image information for reconstructing relief images.
  • the image evaluation device can be set up accordingly to derive the relief image from such image data. From the spatial information of a relief, a geologist can derive further technical information.
  • Image capture unit (s) configured as a stereo system
  • Image recording device for example, several image recording units for particular simultaneous recording of multiple images or a single image pickup unit, which rotates with the rotation of the drill head and while temporally successively records each other to be linked images) take place.
  • the image processing device may be configured to process image data of different sections of the face using contrast analysis (ie determination of contrast information for image data of the sections and comparison of the contrast information determined for different image data) to corresponding regions of the face but to identify, for example, partially overlapping sections) corresponding sections of the working face on the different ones
  • contrast analysis ie determination of contrast information for image data of the sections and comparison of the contrast information determined for different image data
  • Sections are determined and assigned to each other. In other words, a sequence of light and dark areas in image data associated with each section can be examined and areas of the same or the same
  • the image recording device may comprise a plurality of image recording units (for example several cameras).
  • Times are each at least overlapping, in particular identical, sections of the face are formed.
  • the image processing device can be set up to process the image data of the sections at least overlapping at any time such that the image is reconstructed as a three-dimensional relief image of at least a part of the overlapping sections. According to such an embodiment, several take
  • Imaging units for example, multiple cameras at different positions of the drill head
  • Imaging units in particular simultaneously associated with their respective positions and orientations images of different sections of the working face.
  • the image pickup units are arranged so that the space areas that you capture include a common subvolume
  • the individual images that correspond to different view directions may be assembled to obtain three-dimensional information.
  • the overlapping areas picked up from different directions contain complementary steric information.
  • the image recording device may have one, in particular only one, image recording unit, which during the
  • the image processing device may be configured to process the image data of the at least overlapping sections such that a three-dimensional relief image of at least a part of the overlapping sections is reconstructed as the image.
  • a single image pickup unit may be sufficient to provide a compact arrangement (also, according to the described embodiment, several image pickup units are alternatively possible).
  • Such an image pickup unit may be due to rotate with their fixed mounting on the drill head with the drill head so that it scans image technically continuously different surface areas of the working face. If the images are taken in sufficiently short temporal (and consequently spatial) distances, then they can be immediate
  • successive captured images contain an overlapping region of the face, which in turn results in the acquisition of three-dimensional
  • Image information and a correct composition of the individual images allows. By assigning face chest areas to images created by one and the same image capture unit, any artifacts that may occur, unlike images from different image capture units (with slightly different physical properties), can be avoided.
  • the image recording device may have one, in particular only one, image recording unit, which during the
  • the arrangement may further comprise pattern generating means for generating a respective pattern of electromagnetic radiation (eg, visible light, ultraviolet, infrared, etc.) on at least a part of the portions during recording of the image data.
  • the image processing means may be arranged to process the image data of the portions using the pattern or the patterns as assignment information so as to reconstruct, as the image, a three-dimensional relief image of at least a part of the portions.
  • the patterns of electromagnetic radiation impressed on the individual images can therefore enable or facilitate the assignment of the individual images to one another. To distinguish visible patterns of face breast image information, one shot can be taken with and one shot without
  • the pattern generating means for generating the pattern in a wavelength range outside of visible light (for example, in the infrared range, in the ultraviolet range, etc.) or in 14 065652
  • the arrangement may further comprise sensor means for detecting the pattern in the wavelength range outside visible light.
  • the pattern on the images of the image pickup device which can be recorded, for example, in the optically visible range, not seen and thus does not interfere with the artifact-free generation of image information.
  • Wavelength range outside the visible light sensitive sensor device for example, an infrared camera when the pattern in the IR region are generated
  • profile scanners is possible. If the relative orientation between the sensor device, pattern generation device and image recording device is known, the patterns associated with the individual images can be used to correctly assemble the images to derive three-dimensional image information.
  • Pattern generating means for generating a means of the
  • Image recording device detectable pattern, in particular a
  • Laser illumination be set up and be positioned relative to the image pickup device in a previously known manner.
  • the image processing device may be configured to process the image data of the sections using the patterns and the prior art positioning as assignment information such that the image is reconstructed into a three-dimensional relief image of at least a portion of the sections.
  • the generated patterns it is thus possible for the generated patterns to lie in the visible range or in a wavelength range detectable by the image recording device, in particular by means of a laser.
  • the pattern information for generating a three-dimensional relief of the face can be used to connect the individual images with each other and / or to gain 3D information.
  • a (in particular rectilinear) laser line may be used as the pattern, which then passes from a non-planar surface of the working face into a laser line that is perceptibly (in particular non-rectilinear) visible on the images
  • the arrangement may comprise a transit time measuring device for electromagnetic radiation.
  • Image processing means may be arranged to process the image data of the portions using the runtime information so as to reconstruct, as the image, a three-dimensional relief image of at least a part of the portions.
  • the radiation serves to determine the distance or distance differences of the source from the considered part of the working face and as a result of obtaining SD information.
  • the arrangement may also have a
  • Have device for acoustic transit time measurement for example, an echo sounder.
  • Figure 1 shows essential parts of a tunnel boring machine with a
  • Figure 2 shows a, adjacent to a working face drill head of a
  • Tunnel boring machine according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows a small portion of a working face, through a
  • FIG. 4 shows a face breast photograph taken after retraction of a drill head.
  • Figure 5 shows a plan view of an arrangement according to a
  • FIG. 6 shows an arrangement of four cameras for collectively approximately complete recording of a working face according to an exemplary embodiment
  • Figure 7 shows an arrangement of a camera, a light source and a magnet holder for mounting on a drill head of a
  • Tunnel boring machine according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 8 shows a mounting bracket for a camera, light sources and inclination sensors for an arrangement for producing an image of a working face according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 9 shows images or video frames which overlap, and according to an exemplary embodiment of the invention by means of digital
  • FIG. 10 shows a section of a circular ring as an image of a region of a working face, which has been assembled from a plurality of individual video frames according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 shows, according to an exemplary embodiment, ascertained height-layer lines over a 3D-reconstructed part of a working face.
  • FIG. 12 shows two overlapping images obtained in succession according to an exemplary embodiment, containing SIFT interest points marked with symbols (ring / cross) and their assignment over both images.
  • FIG. 13 shows a boring head of a tunnel boring machine adjoining a working face according to an exemplary embodiment of the invention Invention in a side view, in which by means of several
  • Imaging units three-dimensional images of the working face are generated.
  • FIG. 14 shows a boring head of a tunnel boring machine adjoining a working face in accordance with an exemplary embodiment of the invention in a plan view in which a boring-rotating boring head is used
  • Image recording unit for recording data overlapping portions of the working face three-dimensional images of the working face are generated.
  • FIG. 15 shows a boring head of a tunnel boring machine adjoining a working face in accordance with an exemplary embodiment of the invention in a plan view in which a boring-rotating boring head is used
  • Imaging unit and a pattern generating device three-dimensional images of the working face are generated.
  • Figure 1 shows essential parts of a tunnel boring machine 180 having an arrangement 120 for determining an image of a region of one of
  • Tunnel boring machine 180 machined working face 122 of a mountain 102 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the tunnel boring machine 180 for dismantling the rock 102 is in a position in which a borehole 182 has already been introduced into the rock 102.
  • the drilling takes place in such a way that the borehole 182 according to FIG. 1 is widened successively to the right.
  • the tunnel boring machine 180 moves along a direction indicated by reference numeral 190 in FIG.
  • the person skilled in the art is aware that the
  • a drill head 150 having a multiplicity of herein
  • the drill head 150 has a drill body 152 that is rotatable and translationally movable with respect to the mountain 102, to whose front side or the face 122 facing the front side, the plurality of removal tools 100 is mounted. These are about the circular
  • Each of the mining tools 100 may have a rotatable disk mounted in a holder with a circumferentially sharp cutting edge. Upon rotation of the drill body 152 rotate the discs of the mining tools 100 and bear with their sharp cutting edge material of the mountains 102 at the face of 122.
  • disassembly tools 100 may be used instead of discs, for example paring knives or gravers.
  • a drive motor 157 of the tunnel boring machine 180 drives the drill head 150 via a schematically illustrated drive shaft 159 so that it rotates about an axis of the drive shaft 159 (see reference numeral 161) and also along the direction 190 deeper and deeper in the direction of the mountain 102 while removing it inside moves.
  • Tunnel boring machine 180 machined face 122 described in more detail.
  • the rotatably mounted drill head 150 is part of the arrangement 120 and serves for the removal of material at the working face 122.
  • recesses 128 which are formed as passage openings in the embodiment shown
  • a plurality of cameras are mounted as image recording units which together form an image recording device 124 form. Each of the cameras takes during the rotation of the 150 boring head, which also to
  • an image (in particular a 360 ° panorama) corresponding to an annular portion of the end face face 122 on.
  • the cameras themselves are held stationary relative to the drill head 150, ie do not need a separate drive.
  • the image data taken by the cameras during a complete 360 ° rotation of the drill head 150 is supplied to an image processing device 126 (for example a processor, in particular a microprocessor or a CPU, central processing unit).
  • the image processing device 126 processes the image data of the different cameras of the image recording device 100 together, ie sets the individual images of the individual cameras or the recorded images
  • methods of image processing can be used.
  • the constructed image of the working face 122 is then displayed to a display device 155, for example an LCD display of a
  • the image is thus at the place of
  • Tunnel boring machine 180 reconstructed.
  • Imaging device 124 can be implemented integrated into the drill head 150. In the embodiment shown is also the
  • Image processing device 126 integrated in the drill head 150 and transmits the reconstructed image data in the illustrated embodiment wirelessly to a display device 155, not shown in Figure 2 for displaying the image of
  • Working face 122 The geological and geotechnical documentation of the working face 122 in the case of drives with tunnel boring machines 180 is an essential basis for the reliable and safe operation of the tunnel boring machine 180. For example, this takes place once a day in maintenance shifts. Arrangements 120 according to the invention are significantly more advantageous than conventional approaches for determining geological data of a working face 122, as will be described in more detail below:
  • Manholes, reamer slots or side of mining tools 100 Manholes, reamer slots or side of mining tools 100. However, it is only possible to view small parts of the working face 122, as shown for example in FIG. In this photo, a circular area with a diameter of about 60 cm is visible, while the entire working face 122 a
  • bit 150 is withdrawn a bit to allow for better documentation, the chance of taking pictures covering a larger portion of the face does arise, but only extremely
  • geological face chest documentation is included
  • a method is provided according to the invention, which allows to photograph a large part or even the entire working face 122 or film and subsequently to a to process the entire picture or photo.
  • Such a method thus makes it possible to graphically represent the working face 122 in tunnel boring machine drives.
  • the difficulty overcome with the image pickup device 124 integrated into and / or rotating the boring head 150 is that the working face 122 for operators is almost completely detached from the operator
  • Drill 150 of the tunnel boring machine 180 is concealed, can be viewed conventionally only through small openings, but by the inventive provision of the image pickup device 124 as well as in terms of
  • Creating an image of a larger area of the working face 122 can be used.
  • FIG. 5 shows a top view of components of an arrangement 120 according to an exemplary embodiment of the invention, in which cameras as the image recording device 124 on the drill head 150 of FIG
  • a complete photograph of the working face 122 or circular rings of the working face 122 can be created.
  • a photo or video camera (or more photo or video cameras) as an image pickup device 124 in one or more openings in
  • Drilling head 150 placed, for example,1%,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg,kg, etc.
  • the boring head 150 is slowly rotated either clockwise or counterclockwise (see reference numeral 161), and simultaneously photographs are taken at frequent intervals, or video is simultaneously taken, for example, until the drill head 150 has once fully rotated.
  • the number of cameras needed to get one A complete image of the entire face 122 (or region of interest of the face 122) is dependent upon the angle of the lens and whether and, if so, how far, the bit 150 is retracted (for example, fully adjacent the face 122 or a predetermined distance withdrawn from, for example, 1.5m).
  • FIG. 6 shows an arrangement of four cameras as
  • Image recording device 124 for approximately complete coverage of a working face 122 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the camera arrangement shown in FIG. 6 permits the recording of four annular images 600 including small overlaps 602.
  • the regions of intersections 602 can be used, in particular, to assemble the individual images without artifacts.
  • Figure 7 shows an arrangement of a camera as
  • Imaging device 124 a light source 700 (formed here in the form of an LED array) and a magnet holder 702 for placement on a drill head 150 of a tunnel boring machine 180 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the attachment of the image recording device 124 can be done in different ways.
  • a simple and user-friendly variant is the provision of the camera including light source 700 with the magnet holder 702 for joint placement on the drill head 150.
  • Figure 8 shows a mounting bracket 702 for a camera as
  • Imaging device 124 for an arrangement 120 for generating an image of a face breast 122 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 8 shows such a mounting bracket 702 which can be mounted in maintenance layers in a manhole.
  • strong light sources 700 not shown
  • sensors such as Inclinometer / inclinometer 800
  • a preferred embodiment is to integrate the image pickup device 124 into the drill head 150 right from the start when it is designed.
  • FIG. 9 shows images or video frames 900 which overlap and, according to an exemplary embodiment of the invention, are combined to form an overall image by means of digital image processing.
  • FIG. 9 schematically shows the overlapping images, which are subsequently assembled.
  • FIG. 10 shows a detail 1000 of a circular ring as an image of a region of a working face 122, which is shown in FIG
  • Embodiment has been composed of several individual video frames.
  • composition into an overall picture can be carried out by means of various methods (for example pixel or texture-oriented). in the
  • FIG. 10 shows the detail 1000 of a circular ring, which is the result of several
  • FIG. 11 shows height layer lines 1102 via a 3D reconstructed part of a working face 122 (determined with an arrangement 120 according to FIG. 13).
  • FIG. 12 shows two successively acquired recordings 1202, 1204 with overlap, the SIFT interest points marked with symbols (ring / cross), ie scale-invariant feature transforms, ie scale invariant
  • FIG. 13 shows a boring head 150 of a tunnel boring machine 180 adjoining a working face 122 according to an exemplary embodiment
  • FIG. 13 shows a side view of the drill head 150 in a simplified representation.
  • the image pickup device 124 has two image pickup units that are adapted to receive image data from
  • each overlapping portions 600 of the face 122 are formed.
  • An overlapping area of the overlapping portions 600 is indicated by reference numeral 601.
  • Image processing means 126 is arranged to process the image data of the at least overlapping portions 600 at any time so as to reconstruct, as the image, a three-dimensional relief image of at least a part of the overlapping portions 600 (see FIG. 11).
  • Stereo systems operate, which synchronously pictures by means of the two
  • Image pickup units of the (at least partially) same area of the working face 122 are recorded during a rotation of the tunnel boring machine 180.
  • the image recording device 124 is fixedly connected to the rotating drill head 150 during the recording.
  • the images may be created under uniform illumination with artificial light generated by light sources (not shown) from openings of the drill head 150 to the face 122.
  • rectification is carried out, for example, using an internal and external camera orientation known from a calibration Pictures determined. Both contain specific details for the image recording units, such as their focal length, position of the main image point, translation vector and rotation between the image recording units.
  • Both contain specific details for the image recording units, such as their focal length, position of the main image point, translation vector and rotation between the image recording units.
  • the position of corresponding image contents can be determined by means of stereo masters, the lines of the left image with the same lines of the right image from the stereo system to similar image content compare. Similarities can be calculated, for example, with computational methods such as SAD (Sum of Absolute Difference), where minima of differences between pixel values result in image mapping.
  • SAD Sud of Absolute Difference
  • minima of differences between pixel values result in image mapping.
  • a dense three-dimensional color point cloud of at least portions of the working face 122 can be generated. This allows the differentiation of different, in the
  • FIG. 14 shows a boring head 150 of a tunnel boring machine 180 adjoining a working face 122 (see FIG. 1) according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the drill head 150 can by means of a co-rotating image pickup unit as an image pickup device 124 for
  • Reference numeral 600 denotes a portion which is picked up when the co-rotating image pickup unit is at a first position. Likewise, reference numeral 600 denotes another portion, which is recorded when the co-rotating image pickup unit is at a later time at a second position. At this second position, the image pickup device is indicated by reference numeral 124 '. An overlapping region of the overlapping sections 600, 600 'is again identified by reference numeral 601.
  • FIG. 14 shows a top view of the drill head 150 in a simplified representation (for example, the removal tools 100 attached to the drill head 150 are not shown).
  • the image pickup device 124, 124 ⁇ has a single image pickup unit, which is formed during the rotation of the drill head 150 for temporally successive recording of image data of sections 600, 600 'of the face breast 122. At a first time, the image pickup unit is shown in solid lines. At a later second time, the image capture unit is shown in dashed lines.
  • the image processing device 126 (not shown, see FIG. 1) is adapted to process the image data of the overlapping sections 600, 600 ⁇ recorded at different times such that the image is a three-dimensional relief image of at least a part of the overlapping one
  • Sections 600, 600 ⁇ is reconstructed.
  • Imaging device 124, 124 ⁇ for 3D reconstruction provided a camera unit, wherein temporally successively obtained images are used for SD reconstruction.
  • Tunnel boring machine 180 effects translation and rotation of the image acquisition unit. This causes a partial overlap of the
  • FIG. 15 shows a drill head 150 of a tunnel boring machine 180 adjoining a working face 122 (see FIG. 1) (see FIG. 1) according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the drill head 150 can by means of a co-rotating image pickup unit and a
  • Pattern generator (shown at a first position with reference numeral 1500 and at a second position with reference numeral 1500 ")
  • FIG. 15 again shows a top view of the drill head 150 in a simplified representation.
  • the image pickup device (again indicated at a first position with reference numeral 124 and at a second position with reference numeral 124) comprises an image pickup unit which, during rotation of the drill head 150, captures image data from sections 600, 600 (see FIG Figure 14) of the working face 122 is formed.
  • the assembly 120 further includes the pattern generating means 1500, 1500 ⁇ for generating a respective pattern of electromagnetic radiation on at least a portion of the portions 600, 600 during acquisition of the image data. At a first time are the
  • Pattern generator 1500, 1500 ' shown in solid lines. At a later second time, the image pickup unit and the pattern generation means 1500, 1500 ⁇ with dashed lines are shown.
  • the image processing device 126 (see FIG. 1) is for processing the image data of the sections 600, 600 ⁇ using the
  • Image capturing device 124 for 3D reconstruction can for the purpose of Independence from the visual contrast of the face 122 of a strip projector.
  • An associated pattern generator 1500, 1500 ⁇ is formed of a fringe projector having a predefined regular or randomly generated areal pattern (in the same or different electromagnetic frequency ranges as the visible light, one separate for uster detection and not shown in the figure
  • Sensor device can be provided) throws. These patterns can be captured with a calibrated stereo system. These images can be edited for 3D reconstruction using image mapping techniques.
  • the pattern generating means 1500 be 1500 a, adapted to generate by means of the image pickup device 124, 124 ⁇ detectable pattern, in particular a laser illumination and relative (not shown) to the image pickup device 124, 124 x positioned in previously known way.
  • the image processing device 126 may then be configured to process the image data of the sections 600, 600 using the patterns and the prior art positioning as mapping information such that a three-dimensional relief image of at least a portion of the sections 600, 600 ⁇ is reconstructed as the image.
  • the image recording device 124, 124 ⁇ can thus with a
  • Light section method for 3D reconstruction are equipped, which uses a laser line as a signal.
  • the image recording device 124, 124 ⁇ is then composed, for example, of a laser illumination and a camera. Both are aligned at a certain angle to each other and in the recording of the camera, the laser line can be detected as a height profile.
  • the frequency of profiling may be in the form of rotation of the
  • Tunnel boring machine 180 be tuned so that a 3D reconstruction by means of a dense cloud point is possible.
  • the combination with the visual recording of the working face 122 takes place via a calibration step, which brings together visual information and the results of the height profile recording.
  • a similar image pickup 124, 124 ⁇ according to yet another Embodiment of the invention may be a profile scanner, which replaces laser illumination and the associated camera.
  • the image recording device 124, 124 ⁇ can be equipped with sensors (not shown) for detecting wavelengths outside the visible light. Techniques such as spectroscopy using handheld devices can be used analytically to achieve an assignment by means of quartz or mafic indices based on the different emissivities, for example in the LWIR (long wavelength infrared).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Anordnung (120) zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine (180) bearbeiteten Ortsbrust (122) eines Gebirges (102), wobei die Anordnung (120) einen rotierfähigen Bohrkopf (150) für die Tunnelbohrmaschine (180) zum Abtragen von Gesteinsmaterial der Ortsbrust (122), eine Bildaufnahmeeinrichtung (124), die zum Aufnehmen von Bilddaten zumindest eines Abschnitts (600) der Ortsbrust (122) an dem Bohrkopf (150) angebracht ist, und eine Bildverarbeitungseinrichtung (126) aufweist, die zum Verarbeiten von Bilddaten von mehreren Abschnitten (600) der Ortsbrust (122), die mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (124) insbesondere während des Rotierens des Bohrkopfes (150) aufgenommen werden, und zum Rekonstruieren des Bildes zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) aus den Bilddaten der mehreren Abschnitte (600) der Ortsbrust (122) ausgebildet ist. Zudem kann eine regelmäßige oder kontinuierliche optische Analyse der Ortsbrust Zusatzinformationen bereitstellen, die für eine Verbesserung oder Optimierung der Steuerung der Tunnelbohrmaschine dienlich sind.

Description

System zum Ermitteln eines Ortsbrustbildes
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine bearbeiteten Ortsbrust eines Gebirges, eine Tunnelbohrmaschine und ein Verfahren zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer
Tunnelbohrmaschine bearbeiteten Ortsbrust eines Gebirges.
Eine Tunnelbohrmaschine ist eine Maschine, die zum Bau von Tunneln eingesetzt wird. Bauteile einer Tunnelbohrmaschine sind ein Abbauschild mit Vorschub- und Verspanneinrichtungen, Einrichtungen für den Einbau von Stütz- und Ausbaumaßnahmen, Einrichtungen zum Materialabtransport, eine
Versorgungseinheit (Strom, Druckluft, Bewetterung, Wasser), und
Transporteinrichtungen für Ausbruchsmaterial, Stützmittel und
Ausbaumaterialien. Ein frontseitiger Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine ist mit Abbauwerkzeugen zum Lösen eines Gebirges versehen.
Die geologische Dokumentation der Ortsbrust ist wesentlich im Tunnelbau. Bei maschinellen Vortrieben, wie im Falle einer Tunnelbohrmaschine, ist eine solche Dokumentation nur sehr eingeschränkt möglich, weil der Bohrkopf der Tunnelbohrmaschine mechanisch im Weg ist und so visuelle Begutachtungen nur äußerst eingeschränkt möglich sind.
Herkömmlich blicken Geologen bzw. Geotechniker durch kleine Öffnungen auf die Ortsbrust und erzeugen davon Fotos und/oder Skizzen. Vereinzelt wird der Bohrkopf ein Stück weit zurückgezogen, sodass man größere Teile der Ortsbrust abfotografieren kann, allerdings aus äußerst ungünstigen Winkeln. Mit dem Zurückziehen des Bohrkopfes ist zudem ein hoher Aufwand verbunden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, im Zusammenhang mit einer Tunnelbohrmaschine in einfacher und fehlerrobuster Weise großflächige Bilddaten einer Ortsbrust zu gewinnen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zum Ermittein eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine bearbeiteten Ortsbrust (d.h. diejenige Begrenzungsfläche eines Gebirges, die in Vortriebsrichtung einer Tunnelbohrmaschine dieser gegenüber liegt, und an der ein mit der Tunnelbohrmaschine bewirkter Vortrieb stattfindet oder stattgefunden hat) eines Gebirges geschaffen, wobei die
Anordnung einen rotierfähigen bzw. drehfähigen Bohrkopf für die
Tunnelbohrmaschine zum Abtragen von Gesteinsmaterial der Ortsbrust, eine Bildaufnahmeeinrichtung, die zum Aufnehmen von Bilddaten zumindest eines Abschnitts der Ortsbrust an dem Bohrkopf angebracht ist, und eine
Bildverarbeitungseinrichtung aufweist, die (insbesondere während des Rotierens des Bohrkopfes) mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommene Bilddaten von mehreren Abschnitten der Ortsbrust verarbeitet und daraus ein
zusammenhängendes Bild zumindest des Bereiches der Ortsbrust rekonstruiert bzw. erzeugt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Tunnelbohrmaschine zum Abtragen von Gesteinsmaterial einer Ortsbrust eines Gebirges bereitgestellt, wobei die Tunnelbohrmaschine eine Anordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine bearbeiteten Ortsbrust eines Gebirges bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine zum Abtragen von Gesteinsmaterial der Ortsbrust rotiert wird, Bilddaten eines jeweiligen Abschnitts der Ortsbrust mittels einer an dem Bohrkopf angebrachten Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden (insbesondere während der Bohrkopf rotiert, wobei der Bohrkopf vorzugsweise während der Aufnahme nicht vorgeschoben wird, d.h. die Aufnahme nicht während des Bohrbetriebs durchgeführt wird), und die (insbesondere während des Rotierens des
Bohrkopfes) mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bilddaten von mehreren Abschnitten der Ortsbrust verarbeitet werden, wodurch ein Bild zumindest des Bereiches der Ortsbrust rekonstruiert bzw. generiert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine automatisierte
fotographische und/oder videobasierte Ortsbrustdokumentation bei einem
Tunnelbohrmaschinen-Vortrieb. Hierfür werden erfindungsgemäß zum Beispiel vollständige Abbildungen bzw. Kreisringe der Ortsbrust erzeugt. Dazu wird eine Kamera oder eine andere Bildaufnahmeeinrichtung an einem Bohrkopf montiert, zum Beispiel in Öffnungen des Bohrkopfes platziert, und es werden Bilddaten (zum Beispiel ein Video bzw. Bilder in rascher Reihenfolge) aufgenommen, vorzugsweise während sich der Bohrkopf dreht. Anschließend werden die einzelnen Bilddaten (zum Beispiel Videoframes oder Fotos) mittels Methoden der insbesondere digitalen Bildverarbeitung zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Die Qualität der erzeugten Bilder hat sich als sehr gut erwiesen, sodass sie den hohen Qualitätsansprüchen für die geologische Dokumentation gerecht werden können. Dadurch ist es möglich, mit sehr geringem Zeitbedarf (zum Beispiel innerhalb von ca. 10 Minuten) Bilddaten zu erzeugen, aus denen in weiterer Folge ein vollständiges, unverzerrtes Ortsbrustbild abgeleitet werden kann. Die gesamte Ortsbrust kann oder große bzw. gewünschte Teile der Ortsbrust können vollständig dokumentiert werden. Das Verfahren ist sehr schnell und
praxistauglich. Beispielsweise kann eine Kamera als Bildaufnahmeeinrichtung in Wartungsschichten manuell im Bohrkopf platziert werden. Alternativ ist auch eine dauerhafte bzw. feste Implementierung der Bildaufnahmeeinrichtung (zum Beispiel von Kameras) in einen Bohrkopf möglich und sehr effizient.
Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele der Anordnung, der Tunnelbohrmaschine und des Verfahrens beschrieben. Zudem kann eine regelmäßige oder kontinuierliche optische Analyse der Ortsbrust Zusatzinformationen bereitstellen, die für eine Verbesserung oder Optimierung der Steuerung der Tunnelbohrmaschine dienlich sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahme der Biiddaten (und gegebenenfalls deren Auswertung) in Wartungsschichten oder während kurzen Unterbrechungen des Bohrbetriebs durchgeführt werden. Lange Unterbrechungen des Bohrbetriebs treten dadurch allerdings nicht auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können Bilddaten unterschiedlicher räumlicher Abschnitte der Ortsbrust von einer oder mehreren
Bildaufnahmeeinheiten der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und zwar bei einer bestimmten Winkelstellung oder bei mehreren unterschiedlichen Winkelstellungen des Bohrkopfes. Dies bedeutet, dass in einer Alternative der Bohrkopf während des Aufnehmens der Bilddaten ruht und zum Beispiel mehrere Bildaufnahmeeinheiten an unterschiedlichen Positionen des Bohrkopfes bei ruhendem Bohrkopf von verschiedenen Abschnitten der Ortsbrust Bilddaten aufnehmen. Ferner kann der Bohrkopf während des Aufnehmens der Bilddaten rotieren, so dass ein und dieselbe Bildaufnahmeeinheit zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Rotierens und damit bei unterschiedlichen
Winkelstellungen des Bohrkopfes Bilddaten unterschiedlicher örtlicher Abschnitte der Ortsbrust aufnimmt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Bohrkopf mindestens eine Öffnung, insbesondere eine Durchgangsöffnung (zwischen
einemtunnelbohrmaschinenseitigen Ende und einem ortsbrustseitigen Ende des Bohrkopfes) aufweisen. Die Bildaufnahmeeinrichtung kann zum Aufnehmen der Bilddaten durch die Durchgangsöffnung hindurch an dem Bohrkopf angebracht sein. Indem eine oder mehrere Öffnungen an bzw. in dem Bohrkopf dazu verwendet werden, eine oder mehrere Bildaufnahmeeinheiten der
Bildaufnahmeeinrichtung dauerhaft oder vorübergehend zu befestigen bzw. sogar in ihrem Inneren aufzunehmen, kann die Bildaufnahmeeinrichtung in der oder den Öffnungen geschützt vor den rauen mechanischen Bedingungen in einem zu bohrenden Tunnel geschützt werden. Gleichzeitig führt das Integrieren der Bildaufnahmeeinrichtung in Öffnungen des Bohrkopfes dazu, dass der Bohrkopf der Aufnahme von Bilddaten der Ortsbrust mechanisch nicht im Wege steht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine Öffnung ausgewählt sein aus einer Gruppe, die besteht aus einem Mannloch, einer
Ausnehmung für ein Abbauwerkzeug, einem Räumerschlitz und einer speziell für die Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung konfigurierten Ausnehmung. Als Mannloch wird ein Einstieg durch den Bohrkopf verstanden, in dem sich
Menschen nur sehr selten aufhalten müssen, zum Beispiel zu Reparatur- oder Wartungszwecken. Möglich sind runde, ovale oder rechteckige Querschnitte mit einer lichten Weite von zum Beispiel 400 mm bis 600 mm, so dass ein
durchschnittlich gebauter Mensch ohne große Schwierigkeiten hindurchsteigen kann. Eine Bildaufnahmeeinheit kann in einem solchen Mannloch (zum Beispiel abnehmbar) montiert werden und zum Aufnehmen der Bildaufnahmeeinheit dienen, wenn das Mannloch nicht anderweitig benötigt wird. Als Abbauwerkzeuge können drehfähig gelagerte Disken mit Schneidkanten eingesetzt werden, welche beim Drehen des Bohrkopfes selbst in Rotation versetzt werden und dann
Material von der Ortsbrust abtragen können. Solche Abbauwerkzeuge können in dafür vorgesehene Ausnehmungen mit Halterungen am Bohrkopf montiert werden. Anstelle eines Abbauwerkzeugs kann auch eine Bildaufnahmeeinheit in einer solchen Ausnehmung aufgenommen werden, vorübergehend oder dauerhaft. Ein Abfördersystem einer Tunnelbohrmaschine zum Abfördern von abgetragenem Ausbruchmaterial enthält im Bohrkopf angeordnete
Räumerschlitze, durch welche unter Einsatz von Räumern das gelöste Bohrgut von der Ortsbrust hinter den Bohrkopf gelangt und dann zum Beispiel über Förderbänder abtransportiert wird. Auch solche Räumerschlitze können zum zumindest teilweisen Unterbringen der Bildaufnahmeeinrichtung eingesetzt werden. Um die Funktion des Bohrkopfes durch das Vorsehen der
Bildaufnahmeeinrichtung überhaupt nicht einzuschränken, können auch speziell dafür vorgesehene separate Öffnungen (zum Beispiel Ausnehmungen oder Durchlässe) in dem Bohrkopf gebildet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine Ausnehmung zum zumindest teilweisen Aufnehmen der Biidaufnahmeeinrichtung ausgebildet sein. Wenn die Bildaufnahmeeinrichtung ganz oder teilweise in der
Aufnahmeöffnung untergebracht ist, kann sie beschädigungssicher vor
unerwünschten Einflüssen der rauen Umgebung während des Bohrens einer Tunnelbohrmaschine in einem Bohrloch geschützt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung ausgewählt sein aus einer Gruppe, die besteht aus mindestens einer
Videokamera zum Aufnehmen von Videodaten von mindestens einem Abschnitt der Ortsbrust, und aus mindestens einer Fotokamera zum Aufnehmen von Fotos mindestens eines Abschnittes der Ortsbrust. Mit einer Videokamera kann eine durchgehende Videoaufnahme von Abschnitten der Ortsbrust während des Rotierens des Bohrkopfes aufgenommen werden. Dadurch steht eine breite
Datenbasis zum Rekonstruieren des Bildes der Ortsbrust zur Verfügung. Mit einer Fotokamera können mehrere Einzelbilder von Abschnitten der Ortsbrust während des Rotierens des Bohrkopfes aufgenommen werden. Die Aufnahme mehrerer Einzelbilder erlaubt die Reduktion der zu übermittelnden Datenmenge.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine
Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten aufweisen, von denen jede zum Aufnehmen von Bilddaten eines jeweiligen Abschnitts der Ortsbrust angebracht ist. Zum Beispiel können die einzelnen Bildaufnahmeeinheiten Video- und/oder
Fotokameras sein, die an unterschiedlichen Radien des Bohrkopfes montiert sein können, so dass während des Rotierens des Bohrkopfs jede der
Bildaufnahmeeinheiten zum Beispiel einen kreisringförmigen Abschnitt der Ortsbrust aufnehmen kann. Das Zusammensetzen der Ringbilder zu einem
Kreisbild der Ortsbrust ist dann bei Kenntnis der Montagepositionen der einzelnen Bildaufnahmeeinheiten möglich. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eingerichtet sein, Bilddaten der Ortsbrust während einer vorbestimmten
Winkeldrehung des Bohrkopfes (insbesondere während einer vollständigen Umdrehung des Bohrkopfes) aufzunehmen und der Bildverarbeitungseinrichtung diese Bilddaten zum Rekonstruieren des Bildes zumindest des Bereiches der
Ortsbrust bereitzustellen. Zum Beispiel kann nach einer Drehung des Bohrkopfes um 180°, um 360° (oder um mehr als 360°, wenn zur weiteren Fehlerreduktion eine Redundanz gewünscht wird) die Bildaufnahme vorübergehend beendet werden und ein entsprechender Datensatz von Bilddaten an die
Bildverarbeitungseinheit zur Rekonstruktion des interessierenden Bereiches der Ortsbrust übermittelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine Mehrzahl von an dem Bohrkopf angebrachten Bildaufnahmeeinheiten,
insbesondere Videokameras und/oder Fotokameras, aufweisen, die zum
gleichzeitigen Aufnehmen von unterschiedlichen Bilddaten von unterschiedlichen Abschnitten der Ortsbrust ausgebildet sind. Wenn mehrere
Bildaufnahmeeinheiten eingesetzt werden, kann selbst bei geringen Abständen zwischen einer Vorderseite des Bohrkopfes und der Ortsbrust ein im Prinzip unbegrenzt großer Bereich der Ortsbrust in Form eines Bildes dargestellt werden. Hierfür setzt die Bildaufnahmeeinrichtung zusammen mit der
Bildverarbeitungseinrichtung die einzelnen Teilbilder entsprechend den von den einzelnen Bildaufnahmeeinheiten aufgenommenen Abschnitten der Ortsbrust zu einem Gesamtbild entsprechend dem Bereich der Ortsbrust von Interesse zusammen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Mehrzahl von
Bildaufnahmeeinheiten derart an dem Bohrkopf angebracht sein, dass die von diesen Bildaufnahmeeinheiten abgebildeten unterschiedlichen Abschnitte der Ortsbrust zumindest teilweise miteinander überlappen. Die Überlappungsbereiche erlauben der Bildverarbeitungseinrichtung eine fehlerfreie Zusammensetzung der Einzelbilder zu einem Gesamtbild. Auch erlaubt das Vorsehen von EP2014/065652
- 8 -
Überlappungsbereichen den Ausgleich von Helligkeitsunterschieden zwischen einzelnen Teilbildern, wie sie zum Beispiel durch eine unterschiedlich starke Beleuchtung verschiedener Abschnitte der Ortsbrust hervorgerufen werden können. Farbartefakte wie zum Beispiel diskontinuierliche Farbänderungen an einer Nahtstelle zweier Bildabschnitte auf dem zusammengesetzten Bild können dadurch vermieden oder zumindest unterdrückt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildverarbeitungseinrichtung eingerichtet sein, als den Bereich der Ortsbrust einen Kreisring oder eine
Kreisfläche zu rekonstruieren. Zum Beispiel kann bereits mit einer einzigen Bildaufnahmeeinheit, zum Beispiel einer einzigen Videokamera oder Fotokamera, bei einer Drehung des Bohrkopfes ein zusammenhängender Kreisring als abgebildeter Bereich der Ortsbrust visuell dargestellt werden. Ein solcher
Kreisring kann für die geologische Dokumentation der Ortsbrust bereits ausreichend aussagekräftig sein. Alternativ können auch mehrere Foto- und/oder Videokameras einzelne, vorzugsweise überlappende, Kreisringe aufnehmen, die dann von der Bildverarbeitungseinrichtung zu einer vollständigen Kreisfläche zusammengesetzt werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine an dem Bohrkopf angebrachte Leuchtquelle bzw. Lichtquelle zum Beleuchten des von der Bildaufnahmeeinrichtung abgebildeten Abschnitts der Ortsbrust aufweisen. Da es in einem Bohrloch dunkel ist, kann das abschnittsweise Beleuchten von
aufzunehmenden Abschnitten der Ortsbrust vorteilhaft sein, um ein
aussagekräftiges Bild der Ortsbrust zu erhalten. Alternativ hierzu kann auch eine Fotokamera mit einer Blitzlichtquelle eingesetzt werden. Wenn die Leuchtquelle und die zugehörige Bildaufnahmeeinheit bzw. Bildaufnahmeeinrichtung
miteinander starr gekoppelt werden, kann der Beleuchtungsaufwand sehr gering gehalten werden, da bei Rotieren des Bohrkopfes die Leuchtquelle sich mit der Bildaufnahmeeinrichtung bzw. Bildaufnahmeeinheit mitdreht und dadurch automatisch selektiv stets den gerade aufgenommenen Flächenabschnitt der Ortsbrust beleuchtet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine zum Aufnehmen der Bildaufnahmeeinrichtung, und insbesondere der Leuchtquelle, und zur Montage an dem Bohrkopf eingerichtete Montagehalterung aufweisen. Durch eine solche Montagehalterung kann anschaulich ein mechanischer Adapter zwischen einer beliebig geformten Bildaufnahmeeinheit bzw.
Bildaufnahmeeinrichtung einerseits und einem bereits zur Verfügung stehenden oder speziell ausgebildete Ausnehmung als Aufnahmeraum in dem Bohrkopf geschaffen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung einen
Neigungssensor aufweisen, der zum Detektieren eines aktuellen Neigungswinkels (insbesondere der Bildaufnahmeeinrichtung bzw. einer oder mehrerer
bestimmter Bildaufnahmeeinheiten davon) eingerichtet ist und zum Beispiel an der Montagehalterung oder alternativ direkt an der Bildaufnahmeeinrichtung bzw. einer jeweiligen Bildaufnahmeeinheit angebracht sein kann. Der
Neigungssensor kann somit eine Positionierung der Montagehalterung (und damit auch der davon aufgenommenen Bildaufnahmeeinheit) oder direkt der
Bildaufnahmeeinrichtung selbst erfassen und an die Bildverarbeitungseinrichtung weitermelden. Solche Neigungsinformation liefert zusätzliche Erkenntnisse über die Art und Weise, wie ein Abbild eines Bereiches der Ortsbrust zu interpretieren bzw. auszuwerten oder zu verarbeiten ist.
Insbesondere können der Neigungssensor und die
Bildverarbeitungseinrichtung derart gekoppelt sein, dass die
Bildverarbeitungseinrichtung zum Rekonstruieren des Bildes die den Abschnitten zugeordneten Bilddaten unter Berücksichtigung des von dem Neigungssensor detektierten Neigungswinkels verarbeitet. Dadurch sind Artefakte vermieden, die durch eine Fehlauswertung von Bilddaten resultieren, wenn die
Bildaufnahmeeinrichtung von einer unzutreffenden gegenwärtigen Orientierung der Bildaufnahmeeinrichtung beziehungsweise der Bildaufnahmeeinheiten relativ zur Ortsbrust ausgeht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Montagehalterung zum
Klemmbefestigen und/oder zum magnetischen Befestigen an dem Bohrkopf eingerichtet sein. Durch diese Montagemethoden ist ein schnelles Montieren bzw. Demontieren der Bildaufnahmeeinrichtung am bzw. vom Bohrkopf ermöglicht. Gleichzeitig erlauben diese Montagemethoden eine zuverlässige Befestigung der Bildaufnahmeeinrichtung am Bohrkopf selbst unter den mechanischen
Belastungen, wie sie durch die Rotation des Bohrkopfes und den Materialabtrag durch den Bohrkopf während des Betriebs der Tunnelbohrmaschine auftreten. In einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Bildaufnahmeeinrichtung auch während des eigentlichen Bohrbetriebs, d.h. während des Abtragens von Material des Gebirges, an dem Bohrkopf montiert bleibt, können derartige mechanische Belastungen auf die Bildaufnahmeeinrichtung einwirken, die mittels der
Montagehalterung an dem Bohrkopf aber geschützt montiert sein kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verarbeiten vorzugsweise durch Unterstützung mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung an der
Tunnelbohrmaschine oder an einer Nachbearbeitungsstelle, die von der
Tunnelbohrmaschine räumlich entfernt ist, durchgeführt werden. Gemäß einer Variante kann somit an der Tunnelbohrmaschine, insbesondere im Inneren des Bohrlochs, d.h. am Ort der Tunnelbohrung, die Nachbearbeitung durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Geologe bereits vor Ort Rückschlüsse aus dem Ortsbrustbild ziehen kann und die Steuerung der Tunnelbohrmaschine basierend auf dem ermittelten Bild der Ortsbrust vornehmen kann. Gemäß der anderen Variante kann an einer Nachbearbeitungsstelle, zum Beispiel in einem Büro, die Auswertung der Bilder durchgeführt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verarbeiten der Bilddaten derart durchgeführt werden, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest des Bereiches der Ortsbrust rekonstruiert wird. Dementsprechend kann bei der Anordnung die Bildverarbeitungseinrichtung zum derartigen
Verarbeiten der Bilddaten eingerichtet sein, dass als das Bild ein
dreidimensionales Reliefbild zumindest des Bereiches der Ortsbrust rekonstruiert wird. Entsprechend kann die Bildaufnahmeeinrichtung eingerichtet sein, zum Rekonstruieren von Reliefbildern ausreichende Bildinformation aufzunehmen. Die Bildauswerteeinrichtung kann entsprechend eingerichtet sein, aus solchen Bilddaten das Reliefbild abzuleiten. Aus den räumlichen Informationen eines Reliefs kann ein Geologe dann weitergehende technische Information ableiten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Erzeugung eines
dreidimensionalen Reliefbildes unter Verwendung einer Zuordnung von
(insbesondere überlappenden) Bildern und der Kenntnis von Parametern (zum Beispiel Positions- und Orientierungsinformationen, Eigenschaften der
Bildaufnahmeeinheit(en)) der als Stereosystem konfigurierten
Bildaufnahmeeinrichtung (zum Beispiel mehrere Bildaufnahmeeinheiten zum insbesondere gleichzeitigen Aufnehmen von mehreren Bildern oder eine einzige Bildaufnahmeeinheit, die sich mit dem Drehen des Bohrkopfes dreht und dabei zeitlich hintereinander miteinander zu verknüpfende Bilder aufnimmt) erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildverarbeitungseinrichtung zum derartigen Verarbeiten von Bilddaten unterschiedlicher Abschnitte der Ortsbrust eingerichtet sein, dass mittels einer Kontrastanalyse (d.h. einer Bestimmung von Kontrastinformation für Bilddaten der Abschnitte und einem Vergleich der für unterschiedliche Bilddaten bestimmten Kontrastinformationen, um einander entsprechende Bereiche der Ortsbrust auf unterschiedlichen, aber zum Beispiel teilweise überlappenden Abschnitten zu identifizieren) einander entsprechende Teilabschnitte der Ortsbrust auf den unterschiedlichen
Abschnitten ermittelt und einander zugeordnet werden. Anders ausgedrückt kann eine Abfolge von hellen und dunklen Bereichen in einem jeweiligen Abschnitt zugeordneten Bilddaten untersucht werden und Bereiche gleicher oder
entsprechender Kontraste oder Kontrastverhältnisse identischen Bereichen der Ortsbrust in überlappenden Abschnitten zugeordnet werden. So kann aus einzelnen Bildern aus unterschiedlichen Perspektiven räumliche Bildinformation abgeleitet werden. 14 065652
- 12 -
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten (zum Beispiel mehrere Kameras)
aufweisen, die zum Aufnehmen von Bilddaten von zu unterschiedlichen
Zeitpunkten jeweils zumindest überlappenden, insbesondere identischen, Abschnitten der Ortsbrust ausgebildet sind . Die Bildverarbeitungseinrichtung kann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der zu jedem Zeitpunkt zumindest überlappenden Abschnitte eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden Abschnitte rekonstruiert wird. Gemäß einer solchen Ausgestaltung nehmen mehrere
Bildaufnahmeeinheiten (zum Beispiel mehrere Kameras an unterschiedlichen Positionen des Bohrkopfes) insbesondere simultan ihren jeweiligen Positionen und Orientierungen zugeordnete Bilder von unterschiedlichen Abschnitten der Ortsbrust auf. Wenn die Bildaufnahmeeinheiten so angeordnet sind, dass die von Ihnen erfassten Raumbereiche ein gemeinsames Subvolumen beinhalten, können die einzelnen Bilder, die auch unterschiedlichen Blickrichtungen entsprechen, unter Gewinnung von dreidimensionaler Information zusammengesetzt bzw. zusammengestückelt werden . Insbesondere die aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommenen Überlappungsbereiche beinhalten einander ergänzende sterische Information.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine, insbesondere nur eine, Bildaufnahmeeinheit aufweisen, die während des
Rotierens des Bohrkopfes zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von zumindest überlappenden Abschnitten der Ortsbrust ausgebildet ist. Die Bildverarbeitungseinrichtung kann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der zumindest überlappenden Abschnitte eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden Abschnitte rekonstruiert wird. Gemäß dieser Ausgestaltung kann eine einzige Bildaufnahmeeinheit ausreichend sein, um eine kompakte Anordnung zu schaffen (auch gemäß der beschriebenen Ausgestaltung sind alternativ auch mehrere Bildaufnahmeeinheiten möglich) . Eine solche Bildaufnahmeeinheit kann aufgrund ihrer festen Montage an dem Bohrkopf mit dem Bohrkopf mitdrehen, so dass sie bildtechnisch fortlaufend unterschiedliche Oberflächenbereiche der Ortsbrust abtastet. Werden die Bilder in ausreichend kurzen zeitlichen (und folglich räumlichen) Abständen aufgenommen, so können unmittelbar
aufeinanderfolgende aufgenommene Bilder einen überlappenden Bereich der Ortsbrust enthalten, was wiederum die Gewinnung von dreidimensionaler
Bildinformation und eine korrekte Zusammensetzung der Einzelbilder ermöglicht. Durch Zuordnung von Ortsbrustbereichen auf Bildern, die durch ein und dieselbe Biidaufnahmeeinheit erzeugt worden sind, können im Gegensatz zu Bildern von unterschiedlichen Bildaufnahmeeinheiten (mit etwas anderen physikalischen Eigenschaften) ggf. auftretende Artefakte vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine, insbesondere nur eine, Bildaufnahmeeinheit aufweisen, die während des
Rotierens des Bohrkopfes zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von Abschnitten der Ortsbrust ausgebildet ist. Die Anordnung kann ferner eine Mustererzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines jeweiligen Musters von elektromagnetischer Strahlung (zum Beispiel sichtbares Licht, Ultraviolett, Infrarot, etc.) auf zumindest einem Teil der Abschnitte während des Aufnehmens der Bilddaten aufweisen. Die Bildverarbeitungseinrichtung kann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte unter Verwendung des Musters oder der Muster als Zuordnungsinformation eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte rekonstruiert wird. Die den Einzelbildern aufgeprägten Muster elektromagnetischer Strahlung können also die Zuordnung der Einzelbilder zueinander ermöglichen oder erleichtern. Zur Unterscheidung sichtbarer Muster von Ortsbrustbildinformationen kann einmal eine Aufnahme mit und einmal eine Aufnahme ohne
Mustererzeugung gemacht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Mustererzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Musters in einem Wellenlängenbereich außerhalb sichtbaren Lichts (zum Beispiel im Infrarotbereich, im Ultraviolettbereich, etc.) bzw. in 14 065652
- 14 - einem Wellenlängenbereich außerhalb eines Empfindlichkeitsbereiches der Bildaufnahmeeinheit(en) eingerichtet sein. Die Anordnung kann ferner eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Musters in dem Wellenlängenbereich außerhalb sichtbaren Lichts aufweisen. Gemäß dieser Ausgestaltung ist das Muster auf den Bildern der Bildaufnahmeeinrichtung, die zum Beispiel im optisch sichtbaren Bereich aufgenommen werden können, nicht zu sehen und stört somit die artefaktfreie Erzeugung von Bildinformationen nicht. Eine in dem
Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Lichts sensitive Sensoreinrichtung (zum Beispiel eine Infrarotkamera, wenn die Muster im IR-Bereich erzeugt werden) hingegen kann die Muster erfassen, so dass diese in die Auswertung einfließen können. Hier ist auch der Einsatz von Profilscannern möglich. Ist die relative Orientierung zwischen Sensoreinrichtung, Musterzeugungseinrichtung und Bildaufnahmeeinrichtung bekannt, so können die Muster, die den einzelnen Bildern zugeordnet sind, zum korrekten Zusammensetzen der Bilder unter Ableitung dreidimensionaler Bildinformation herangezogen werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die
Mustererzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines mittels der
Bildaufnahmeeinrichtung erfassbaren Musters, insbesondere einer
Laserbeleuchtung, eingerichtet sein und relativ zu der Bildaufnahmeeinrichtung in vorbekannter Weise positioniert sein. Die Bildverarbeitungseinrichtung kann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte unter Verwendung der Muster und der vorbekannten Positionierung als Zuordnungsinformation eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte rekonstruiert wird. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es also möglich, dass die erzeugten Muster im sichtbaren Bereich bzw. in einem von der Bildaufnahmeeinrichtung detektierbaren Wellenlängenbereich liegen, insbesondere mittels eines Lasers erzeugt werden. Bei bekannter Orientierung eines solchen Lasers relativ zur Bildaufnahmeeinrichtung kann wiederum die Musterinformation zum Generieren eines dreidimensionalen Reliefs der Ortsbrust verwendet werden, um die Einzelbilder entsprechend miteinander zu verbinden und/oder um 3D-Information zu gewinnen. Zum Beispiel kann als Muster eine (insbesondere geradlinig verlaufende) Laserlinie verwendet werden, die dann von einer nichtplanaren Oberfläche der Ortsbrust in eine auf den Bilder modifiziert wahrnehmbare (insbesondere nichtgeradlinig verlaufende) Laserlinie
umgewandelt wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine Laufzeitmesseinrichtung für elektromagnetische Strahlung aufweisen. Die
Bildverarbeitungseinrichtung kann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte unter Verwendung der Laufzeitinformation eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte rekonstruiert wird. Dabei dient die Strahlung (z.B. durch Time-of-Flight- Messmethoden) zur Ermittlung der Entfernung oder Entfernungsdifferenzen der Quelle vom betrachteten Teil der Ortsbrust und infolge zur Gewinnung von SD- Informationen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Anordnung auch eine
Einrichtung zur akustischen Laufzeitmessung (zum Beispiel ein Echolot) aufweisen.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Abbildungen detailliert beschrieben.
Figur 1 zeigt wesentliche Teile einer Tunnelbohrmaschine mit einer
Anordnung zum Ermitteln eines Bildes einer von der Tunnelbohrmaschine bearbeiteten Ortsbrust gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 zeigt einen, an eine Ortsbrust angrenzenden Bohrkopf einer
Tunnelbohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 3 zeigt einen kleinen Abschnitt einer Ortsbrust, der durch ein
Mannloch eines Bohrkopfes hindurch fotografiert ist. Figur 4 zeigt ein Ortsbrustfoto, das nach Zurückziehen eines Bohrkopfes aufgenommen ist.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der Kameras am
Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine in einem Mannloch, einem Räumerschlitz und anstelle eines Abbauwerkzeugs platziert sind.
Figur 6 zeigt eine Anordnung von vier Kameras zur gemeinsam annähernd - vollständigen Aufnahme einer Ortsbrust gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 7 zeigt eine Anordnung aus einer Kamera, einer Leuchtquelle und einem Magnethalter zum Montieren an einem Bohrkopf einer
Tunnelbohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 8 zeigt eine Montagehalterung für eine Kamera, Leuchtquellen und Neigungssensoren für eine Anordnung zum Erzeugen eines Bildes einer Ortsbrust gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 9 zeigt Bilder bzw. Videoframes, die sich überschneiden, und gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels digitaler
Bildverarbeitung zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden.
Figur 10 zeigt einen Ausschnitt eines Kreisrings als Bild eines Bereiches einer Ortsbrust, der gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel aus mehreren einzelnen Videoframes zusammengesetzt wurde.
Figur 11 zeigt gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ermittelte Höhenschichtenlinien über einem 3D-rekonstruierten Teil einer Ortsbrust.
Figur 12 zeigt zwei gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel nacheinander gewonnene Bilder mit Überlappung, die mit Symbolen (Ring/Kreuz) markierte SIFT-Interestpoints und deren Zuordnung über beide Bilder enthalten.
Figur 13 zeigt einen, an eine Ortsbrust angrenzenden Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht, bei dem mittels mehrerer
Bildaufnahmeeinheiten dreidimensionale Bilder der Ortsbrust erzeugt werden.
Figur 14 zeigt einen, an eine Ortsbrust angrenzenden Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, bei dem mittels einer mitrotierenden
Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen von Daten überlappender Abschnitte der Ortsbrust dreidimensionale Bilder der Ortsbrust erzeugt werden.
Figur 15 zeigt einen, an eine Ortsbrust angrenzenden Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, bei dem mittels einer mitrotierenden
Bildaufnahmeeinheit und einer Mustererzeugungseinrichtung dreidimensionale Bilder der Ortsbrust erzeugt werden.
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Abbildungen sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Figur 1 zeigt wesentliche Teile einer Tunnelbohrmaschine 180 mit einer Anordnung 120 zum Ermitteln eines Bildes eines Bereiches einer von der
Tunnelbohrmaschine 180 bearbeiteten Ortsbrust 122 eines Gebirges 102 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Figur 1 ist die Tunnelbohrmaschine 180 zum Abbauen des Gebirges 102 in einer Lage, in dem in das Gebirge 102 bereits ein Bohrloch 182 eingebracht worden ist. Das Bohren erfolgt derart, dass das Bohrloch 182 gemäß Figur 1 nach rechts hin sukzessive erweitert wird. Anders ausgedrückt bewegt sich die Tunnelbohrmaschine 180 entlang einer in Figur 1 mit Bezugszeichen 190 gekennzeichneten Richtung. Dem Fachmann ist bekannt, dass die
Tunnelbohrmaschine 180 über die gezeigten Komponenten hinaus eine Vielzahl von weiteren Komponenten aufweist, die aus Gründen der Anschaulichkeit in Figur 1 nicht gezeigt sind.
In Figur 1 ist aber ein Bohrkopf 150 mit einer Vielzahl von (hier
exemplarisch und der Übersichtlichkeit wegen nur sieben gezeigt, in Realität jedoch zum Beispiel 50 bis 100) Abbauwerkzeugen 100 zu erkennen. Genauer ausgedrückt, weist der Bohrkopf 150 einen rotatorisch und translatorisch gegenüber dem Gebirge 102 bewegbaren Bohrkörper 152 auf, an dessen vorderseitiger oder der Ortsbrust 122 zugewandter Stirnseite die Vielzahl von Abbauwerkzeugen 100 angebracht ist. Diese sind über die kreisförmige
Stirnfläche des Bohrkörpers 152 hinweg verteilt, was in der Querschnittsansicht von Figur 1 nicht zu erkennen ist (siehe die Draufsicht in Figur 5) . Jedes der Abbauwerkzeuge 100 kann eine in einer Halterung gelagerte drehfähige Diske mit einer umfänglich scharfen Schneidkante aufweisen. Bei einer Drehung des Bohrkörpers 152 drehen die Disken der Abbauwerkzeuge 100 mit und tragen mit ihrer scharfen Schneidkante Material des Gebirges 102 an der Ortsbrust 122 ab. Allerdings ist anzumerken, dass gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung statt Disken andere Abbauwerkzeuge 100 eingesetzt werden können, zum Beispiel Schälmesser oder Stichel.
Ein Antriebsmotor 157 der Tunnelbohrmaschine 180 treibt über eine schematisch dargestellte Antriebswelle 159 den Bohrkopf 150 an, so dass dieser um eine Achse der Antriebswelle 159 rotiert (siehe Bezugszeichen 161) und sich außerdem entlang der Richtung 190 immer tiefer in Richtung des Gebirges 102 unter Abtragung desselben hineinbewegt.
Im Weiteren wird die Anordnung 120 zum Ermitteln des Bildes der von der
Tunnelbohrmaschine 180 bearbeiteten Ortsbrust 122 näher beschrieben.
Der rotierfähig gelagerte Bohrkopf 150 ist Teil der Anordnung 120 und dient dem Abtragen von Material an der Ortsbrust 122. In Ausnehmungen 128 (die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind) des Bohrkopfes 150 sind mehrere Kameras als Bildaufnahmeeinheiten montiert, die gemeinsam eine Bildaufnahmeeinrichtung 124 bilden. Jede der Kameras nimmt während des Drehens des Bohrkopfes 150, das auch zum
Mitdrehen der Kameras führt, ein Bild (insbesondere ein 360° Panorama) entsprechend einem ringförmigen Abschnitt der stirnflächigen Ortsbrust 122 auf. Die Kameras selbst werden dabei relativ zu dem Bohrkopf 150 ortsfest gehalten, d.h. benötigen keinen separaten Antrieb. Die von den Kameras während einer vollständigen 360° Drehung des Bohrkopfes 150 aufgenommenen Bilddaten werden einer Bildverarbeitungseinrichtung 126 (zum Beispiel einem Prozessor, insbesondere ein Mikroprozessor oder eine CPU, Central Processing Unit) zugeführt. Die Bildverarbeitungseinrichtung 126 verarbeitet die Bilddaten der unterschiedlichen Kameras der Bildaufnahmeeinrichtung 100 gemeinsam, d.h. setzt die Einzelbilder der einzelnen Kameras bzw. die aufgenommenen
(Teil-)Ringbilder so zusammen, dass dadurch ein gemeinsames Bild von der Oberfläche der Ortsbrust 122 konstruiert wird. Hierbei können Methoden der Bildverarbeitung eingesetzt werden. Das konstruierte Bild der Ortsbrust 122 wird dann einer Anzeigevorrichtung 155, zum Beispiel einer LCD Anzeige eines
Laptop- oder Desktop-Computers, zugeführt. Ein Geologe kann dann bequem die Charakteristik der Ortsbrust 122 analysieren, indem er das aktuelle Bild der Ortsbrust 122 an der Anzeigevorrichtung 155 betrachtet.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Bild somit am Ort der
Tunnelbohrmaschine 180 rekonstruiert. Alternativ ist es aber auch möglich, die Bilder nicht vollautomatisiert zusammenzusetzen bzw. auszuwerten, sondern erst später in einem Büro.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können, wie in Figur 2 schematisch gezeigt, mehrere Kameras als
Bildaufnahmeeinrichtung 124 integriert in den Bohrkopf 150 implementiert werden. In der gezeigten Ausführungsform ist auch die
Bildverarbeitungseinrichtung 126 im Bohrkopf 150 integriert und übermittelt die rekonstruierten Bilddaten im gezeigten Ausführungsbeispiel drahtlos an eine in Figur 2 nicht gezeigte Anzeigeeinrichtung 155 zum Anzeigen des Bildes der
Ortsbrust 122. Die geologische und geotechnische Dokumentation der Ortsbrust 122 bei Vortrieben mit Tunnelbohrmaschinen 180 ist eine wesentliche Grundlage für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der Tunnelbohrmaschine 180. Diese findet zum Beispiel einmal täglich in Wartungsschichten statt. Erfindungsgemäße Anordnungen 120 sind gegenüber herkömmlichen Ansätzen zum Ermitteln geologischer Daten einer Ortsbrust 122 deutlich vorteilhafter, wie im Weiteren näher beschrieben wird :
Bei herkömmlichen Ansätzen ist der Blick auf die Ortsbrust 122 aufgrund des störenden Bohrkopfes 150 der Tunnelbohrmaschinen 180 nur sehr
eingeschränkt möglich. Schematisch ist dies in Figur 3 dargestellt. Es besteht herkömmlich dann nur die Möglichkeit, durch Mannlöcher (siehe Figur 3) oder durch Räumerschlitze des Bohrkopfes 150 einen kleinen Teil der Ortsbrust 122 einzusehen, wobei de facto nie die Möglichkeit besteht, ein großflächiges oder gar vollständiges Bild der Ortsbrust 122 zu erhalten. Der Blick auf die Ortsbrust 122 durch Geologen und Geotechniker erfolgt also herkömmlich durch
Mannlöcher, Räumerschlitze oder seitlich von Abbauwerkzeugen 100. Dabei ist es aber nur möglich, kleine Teile der Ortsbrust 122 einzusehen, wie zum Beispiel in Figur 3 dargestellt. In diesem Foto ist eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von etwa 60 cm einsehbar, während die gesamte Ortsbrust 122 einen
Durchmesser von knapp 10 m hat.
Wenn der Bohrkopf 150 ein Stück zurückgezogen wird, um eine bessere Dokumentation zu erlauben, ergibt sich zwar die Chance, Fotos zu machen, die einen größeren Teil der Ortsbrust abdecken, allerdings nur aus äußerst
ungünstigen Winkelpositionen. Ein solches Foto ist beispielsweise in Figur 4 zu sehen. Aufgrund des steilen Winkels ist es nur schwer möglich, geologische Merkmale im unteren Bereich der Ortsbrust 122 zu erkennen. Außerdem ist das Zurückfahren des Bohrkopfes 150 mit Unannehmlichkeiten verbunden,
insbesondere mit einer Unterbrechung des Bohrbetriebs.
Somit ist die geologische Ortsbrustdokumentation bei
Tunnelbohrmaschinen-Vortrieben herkömmlich mit großen Unsicherheiten bzw. mit einem großen Aufwand behaftet.
Um diesen Zustand zu verbessern, ist erfindungsgemäß eine Methode geschaffen, die es erlaubt, einen großen Teil oder sogar die gesamte Ortsbrust 122 zu fotografieren bzw. zu filmen und in weiterer Folge zu einem gesamtheitlichen Bild bzw. Foto weiterzuverarbeiten. Eine solche Methode ermöglicht es somit, die Ortsbrust 122 bei Tunnelbohrmaschinen-Vortrieben grafisch darzustellen. Die mit der in und/oder am drehenden Bohrkopf 150 integrierten Bildaufnahmeeinrichtung 124 überwundene Schwierigkeit besteht darin, dass die Ortsbrust 122 für Bedienpersonal beinahe vollständig vom
Bohrkopf 150 der Tunnelbohrmaschine 180 verdeckt ist, herkömmlich nur durch kleine Öffnungen eingesehen werden kann, aber durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Bildaufnahmeeinrichtung 124 sowie der hinsichtlich des
Signalflusses nachgeschalteten Bildverarbeitungseinrichtung 126 zum
Zusammensetzen von Teilbildern der Ortsbrust 122 nun problemlos zum
Erstellen eines Bildes eines größeren Bereiches der Ortsbrust 122 eingesetzt werden kann.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht von Komponenten einer Anordnung 120 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der Kameras als Bildaufnahmeeinrichtung 124 am Bohrkopf 150 einer
Tunnelbohrmaschine in einem Mannloch (siehe Bezeichnung (a)), einem
Räumerschlitz (siehe Bezeichnung (b)) und anstelle eines Abbauwerkzeugs 100 (siehe Bezeichnung (c)) platziert sind.
Mit der Anordnung 120 gemäß Figur 5 kann ein vollständiges Foto der Ortsbrust 122 oder von Kreisringen der Ortsbrust 122 erstellt werden. Dazu wird eine Foto- oder Videokamera (oder werden mehrere Foto- oder Videokameras) als Bildaufnahmeeinrichtung 124 in eine oder in mehreren Öffnungen im
Bohrkopf 150 platziert, zum Beispiel Räumeröffnung, Mannloch, anstelle von Abbauwerkzeugen 100 oder an eigens für die Bildaufnahmeeinrichtung 124 geschaffenen Ausnehmungen.
Anschließend wird der Bohrkopf 150 langsam wahlweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (siehe Bezugszeichen 161), und es werden gleichzeitig Fotos in kurzen Abständen aufgenommen oder es wird gleichzeitig ein Video gemacht, zum Beispiel bis der Bohrkopf 150 sich einmal vollständig gedreht hat. Die Anzahl der Kameras, die benötigt wird, um ein vollständiges Bild der gesamten Ortsbrust 122 (oder eines interessierenden Bereiches der Ortsbrust 122) zu erhalten, ist abhängig vom Winkel des Objektivs und davon, ob und gegebenenfalls wie weit der Bohrkopf 150 zurückgezogen wird (zum Beispiel vollständig an der Ortsbrust 122 anliegend oder eine vorbestimmte Distanz von zum Beispiel 1.5m zurückgezogen).
Figur 6 zeigt eine Anordnung von vier Kameras als
Bildaufnahmeeinrichtung 124 zur annähernd vollständigen Abdeckung einer Ortsbrust 122 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in Figur 6 gezeigte Kameraanordnung erlaubt die Aufnahme von vier ringförmigen Bildern 600 inklusive kleiner Überschneidungen 602. Die Bereiche von Überschneidungen 602 können insbesondere verwendet werden, um die Einzelbilder artefaktfrei zusammenzusetzen.
Figur 7 zeigt eine Anordnung aus einer Kamera als
Bildaufnahmeeinrichtung 124, einer Leuchtquelle 700 (hier in Form eines LED- Arrays ausgebildet) und eines Magnethalters 702 zum Platzieren an einem Bohrkopf 150 einer Tunnelbohrmaschine 180 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Befestigung der Bildaufnahmeeinrichtung 124 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine einfache und benutzerfreundliche Variante ist das Vorsehen der Kamera inklusive Leuchtquelle 700 mit dem Magnethalter 702 zum gemeinsamen Platzieren am Bohrkopf 150.
Figur 8 zeigt eine Montagehalterung 702 für eine Kamera als
Bildaufnahmeeinrichtung 124, Leuchtquellen 700 und Neigungssensoren 800 für eine Anordnung 120 zum Erzeugen eines Bildes einer Ortsbrust 122 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Um eine genau definierte Positionierung der Bildaufnahmeeinrichtung 124 zu ermöglichen, können funktionell erweiterte Montagehalterungen 702 verwendet werden. Figur 8 zeigt eine solche Montagehalterung 702, die in Wartungsschichten in einem Mannloch befestigt werden kann. Neben der Kamera als Bildaufnahmeeinrichtung 124 werden darin starke Leuchtquellen 700 (nicht gezeigt) sowie weitere Sensoren, zum Beispiel die Inklinometer/Neigungssensoren 800, platziert, die eine automatisierte Ausrichtung der späteren Fotos und/oder Videos ermöglichen. Abgesehen davon ist es möglich, die Aufnahme mit globalen Maschinendaten wie zum Beispiel dem aktuellen Bohrkopfwinkel zu synchronisieren. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Bildaufnahmeeinrichtung 124 bereits von vornherein bei der Konstruktion in den Bohrkopf 150 entsprechend zu integrieren.
Figur 9 zeigt Bilder oder Videoframes 900, die sich überschneiden, und gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels digitaler Bildverarbeitung zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden.
Nachdem die Fotos und/oder Videos aufgenommen wurden, werden sie mittels automatisierter digitaler Bildverarbeitung zu einer Gesamtaufnahme zusammengefügt. Figur 9 zeigt schematisch die sich überschneidenden Bilder, welche in weiterer Folge zusammengesetzt werden.
Figur 10 zeigt einen Ausschnitt 1000 eines Kreisrings als Bild eines Bereiches einer Ortsbrust 122, der gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel aus mehreren einzelnen Videoframes zusammengesetzt wurde.
Das Zusammensetzen zu einem Gesamtbild kann mittels verschiedener Verfahren (zum Beispiel pixel- oder texturorientiert) erfolgen. Im
gegenständlichen Fall wurde ein Kreuzkorrelationsverfahren im Frequenzraum (Korrelation der Fourier-transformierten Bilder) verwendet. Figur 10 zeigt den Ausschnitt 1000 eines Kreisrings, welcher das Ergebnis mehrerer
zusammengesetzter einzelner Videoframes ist. Kleinräumige geologische
Merkmale sind deutlich zu erkennen. Mit weiteren Bearbeitungsschritten kann auch ein räumliches Relief der Ortsbrust 122 erzeugt werden.
Im Weiteren werden Systeme zur dreidimensionalen Rekonstruktion der Ortsbrust 122 im Detail beschrieben.
Figur 11 zeigt Höhenschichtenlinien 1102 über einen 3D-rekonstruierten Teil einer Ortsbrust 122 (ermittelt mit einer Anordnung 120 gemäß Figur 13). Figur 12 zeigt zwei nacheinander gewonnene Aufnahmen 1202, 1204 mit Überlappung, die mit Symbolen (Ring/Kreuz) markierte SIFT-Interestpoints (Scale-invariant feature transform, d.h. skaleninvariante
Merkmalstransformation) und deren Zuordnung über beide Bilder enthalten (ermittelt mit einer Anordnung 120 gemäß Figur 14).
Figur 13 zeigt einen, an eine Ortsbrust 122 angrenzenden Bohrkopf 150 einer Tunnelbohrmaschine 180 gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem mittels zweier Bildaufnahmeeinheiten dreidimensionale Bilder der Ortsbrust 122 erzeugt werden. Figur 13 zeigt eine Seitenansicht des Bohrkopfes 150 in vereinfachter Darstellung .
Bei der Anordnung 120 weist die Bildaufnahmeeinrichtung 124 zwei Bildaufnahmeeinheiten auf, die zum Aufnehmen von Bilddaten von zu
unterschiedlichen Zeitpunkten jeweils überlappenden Abschnitten 600 der Ortsbrust 122 ausgebildet sind. Ein Überlappungsbereich der überlappenden Abschnitte 600 ist mit Bezugszeichen 601 gekennzeichnet. Die
Bildverarbeitungseinrichtung 126 ist zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der zu jedem Zeitpunkt zumindest überlappenden Abschnitte 600 eingerichtet, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden Abschnitte 600 rekonstruiert wird (siehe Figur 11).
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 13 kann die für die SD-
Rekonstruktion eingesetzte Bildaufnahmeeinrichtung 124 sich eines
Stereosystems bedienen, womit synchron Bilder mittels der beiden
Bildaufnahmeeinheiten des (zumindest teils) gleichen Bereiches der Ortsbrust 122 während einer Drehung der Tunnelbohrmaschine 180 aufgenommen werden. Die Bildaufnahmeeinrichtung 124 ist während der Aufnahme fix mit dem rotierenden Bohrkopf 150 verbunden. Die Bilder können unter gleichmäßiger Ausleuchtung mit von Lichtquellen (nicht gezeigt) erzeugtem künstlichem Licht aus Öffnungen des Bohrkopfes 150 zur Ortsbrust 122 erstellt werden. Aus den gleichzeitig gewonnenen Bildern werden beispielsweise anhand einer aus einer Kalibrierung bekannten inneren und äußeren Kameraorientierung rektifizierte Bilder bestimmt. Beide enthalten für die Bildaufnahmeeinheiten spezifische Angaben wie deren Brennweite, Lage des Bildhauptpunktes, Translationsvektor und Rotation zwischen den Bildaufnahmeeinheiten. Über den Kontrast
vorhandener Bildinhalte lässt sich die Lage einander entsprechender Bildinhalte mittels Stereomatchern feststellen, die Zeilen des linken Bildes mit den gleichen Zeilen des rechten Bildes aus dem Stereosystem auf ähnliche Bildinhalte vergleichen. Ähnlichkeiten können zum Beispiel mit Berechnungsverfahren wie SAD (Sum of Absolute Difference) berechnet werden, wo Minima der Differenzen zwischen Pixelwerten zur Bildzuordnung führen. Unter Verwendung dieser Bildzuordnung und den Parametern des Stereosystems kann eine dichte dreidimensionale farbige Punktwolke von zumindest Teilen der Ortsbrust 122 generiert werden. Diese erlaubt die Unterscheidung verschiedener, in der
Ortsbrust 122 vorkommender Lithologien zu deren flächen- und anteilsmäßiger Ermittlung . Die dreidimensionale rekonstruierte Punktwolke ermöglicht die Ergänzung des Ortsbrustbildes mit Isohypsen. Ein Beispiel zeigt Bild 1100 gemäß Figur 11. Ebenso ist eine Darstellung mit einer farblichen Zuweisung von Höhen möglich. Zur Ermittlung der Position der rekonstruierten Punktwolke im Laufe der Drehbewegung der Tunnelbohrmaschine 180 ist es vorteilhaft, den Radius der Kreisbahn und des Neigungswinkels zu kennen, zu dessen Bestimmung ein Neigungssensor (nicht gezeigt in Figur 13, siehe zum Beispiel Figur 8) zur Hilfe genommen werden kann.
Figur 14 zeigt einen, an eine Ortsbrust 122 angrenzenden Bohrkopf 150 einer Tunnelbohrmaschine 180 (siehe Figur 1) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung . Bei dem Bohrkopf 150 können mittels einer mitrotierenden Bildaufnahmeeinheit als Bildaufnahmeeinrichtung 124 zum
Aufnehmen von Daten überlappender Abschnitte 600, 600 der Ortsbrust 122 (siehe Figur 1) dreidimensionale Bilder der Ortsbrust 122 erzeugt werden.
Bezugszeichen 600 bezeichnet einen Abschnitt, der aufgenommen wird, wenn sich die mitrotierende Bildaufnahmeeinheit an einer ersten Position befindet. In entsprechender Weise bezeichnet Bezugszeichen 600 einen anderen Abschnitt, der aufgenommen wird, wenn sich die mitrotierende Bildaufnahmeeinheit zu einem späteren Zeitpunkt an einer zweiten Position befindet. An dieser zweiten Position ist die Bildaufnahmeeinrichtung mit Bezugszeichen 124' gekennzeichnet. Ein Überlappungsbereich der überlappenden Abschnitte 600, 600' ist wiederum mit Bezugszeichen 601 gekennzeichnet. Figur 14 zeigt eine Draufsicht des Bohrkopfes 150 in vereinfachter Darstellung (zum Beispiel sind die an dem Bohrkopf 150 angebrachten Abbauwerkzeuge 100 nicht dargestellt).
Bei der Anordnung 120 weist die Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124λ eine einzige Bildaufnahmeeinheit auf, die während des Rotierens des Bohrkopfes 150 zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von Abschnitten 600, 600' der Ortsbrust 122 ausgebildet ist. Zu einem ersten Zeitpunkt ist die Bildaufnahmeeinheit mit durchgezogenen Linien gezeigt. Zu einem späteren zweiten Zeitpunkt ist die Bildaufnahmeeinheit mit gestrichelten Linien gezeigt. Die Bildverarbeitungseinrichtung 126 (nicht gezeigt, siehe Figur 1) ist zum derartigen Verarbeiten der zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Bilddaten der überlappenden Abschnitte 600, 600λ eingerichtet, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden
Abschnitte 600, 600λ rekonstruiert wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 14 ist als
Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124Λ zur 3D-Rekonstruktion eine Kameraeinheit vorgesehen, wobei zeitlich nacheinander gewonnene Bilder zur SD- Rekonstruktion verwendet werden. Der zeitliche Abstand zwischen den jeweiligen Aufnahmen während der Drehbewegung des Bohrkopfes 150 der
Tunnelbohrmaschine 180 (siehe Figur 1) bewirkt eine Translation und Rotation der Bildaufnahmeeinheit. Dies bewirkt eine teilweise Überlappung der
Bildabfolge. In dieser Überlappung können Interestpoints/Merkmale mit
Verfahren wie FAST, SIFT, SURF (Speeded Up Robust Features,„Beschleunigte, robuste Merkmale") sowie anderen Methoden der Bildverarbeitung extrahiert werden, die mittels geeigneter automatischer Matchingalgorithmen einander zugeordnet werden und somit für eine 3D-Rekonstruktion trianguliert werden können. Eine Darstellung erfolgreich gematchter SIFT-Interestpoints für zwei nacheinander gewonnene Aufnahmen zeigt Bild 1200 gemäß Figur 12.
Figur 15 zeigt einen, an eine Ortsbrust 122 (siehe Figur 1) angrenzenden Bohrkopf 150 einer Tunnelbohrmaschine 180 (siehe Figur 1) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Bohrkopf 150 können mittels einer mitrotierenden Bildaufnahmeeinheit und einer
Mustererzeugungseinrichtung (an einer ersten Position mit Bezugszeichen 1500 und an einer zweiten Position mit Bezugszeichen 1500" dargestellt)
dreidimensionale Bilder der Ortsbrust 122 erzeugt werden. Figur 15 zeigt wiederum eine Draufsicht des Bohrkopfes 150 in vereinfachter Darstellung.
Bei der Anordnung 120 weist die Bildaufnahmeeinrichtung (wiederum an einer ersten Position mit Bezugszeichen 124 und an einer zweiten Position mit Bezugszeichen 124 gekennzeichnet) eine Bildaufnahmeeinheit auf, die während des Rotierens des Bohrkopfes 150 zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von Abschnitten 600, 600 (siehe Figur 14) der Ortsbrust 122 ausgebildet ist. Die Anordnung 120 weist ferner die Mustererzeugungseinrichtung 1500, 1500λ zum Erzeugen eines jeweiligen Musters von elektromagnetischer Strahlung auf zumindest einem Teil der Abschnitte 600, 600 während des Aufnehmens der Bilddaten auf. Zu einem ersten Zeitpunkt sind die
Bildaufnahmeeinheit und die damit starr gekoppelte
Mustererzeugungseinrichtung 1500, 1500' mit durchgezogenen Linien gezeigt. Zu einem späteren zweiten Zeitpunkt sind die Bildaufnahmeeinheit und die Mustererzeugungseinrichtung 1500, 1500λ mit gestrichelten Linien gezeigt.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 126 (siehe Figur 1) ist zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte 600, 600Λ unter Verwendung des
Musters oder der Muster als Zuordnungsinformation eingerichtet, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte 600, 600Λ rekonstruiert wird.
Das in Figur 15 gezeigte Ausführungsbeispiel einer
Bildaufnahmeeinrichtung 124 zur 3D-Rekonstruktion kann zwecks Unabhängigkeit vom visuellen Kontrast der Ortsbrust 122 sich eines Streifen projektors bedienen. Eine zugehörige Mustererzeugungseinrichtung 1500, 1500Λ ist aus einem Streifenprojektor gebildet, der ein vordefiniertes regelmäßiges oder zufällig generiertes flächenhaftes Muster (in den gleichen oder anderen elektromagnetischen Frequenzbereichen als dem sichtbaren Licht, wobei eine zur usterdetektion separate und in der Figur nicht gezeigte
Sensoreinrichtung vorgesehen sein kann) wirft. Diese Muster können mit einem kalibrierten Stereosystem erfasst werden. Diese Aufnahmen können zur 3D- ekonstruktion mit Bildzuordnungsverfahren bearbeitet werden.
Alternativ zu Figur 15 kann die Mustererzeugungseinrichtung 1500, 1500 zum Erzeugen eines mittels der Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124λ erfassbaren Musters, insbesondere einer Laserbeleuchtung, eingerichtet sein und relativ zu der Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124x in vorbekannter Weise positioniert sein (nicht gezeigt). Die Bildverarbeitungseinrichtung 126 kann dann zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte 600, 600 unter Verwendung der Muster und der vorbekannten Positionierung als Zuordnungsinformation eingerichtet sein, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte 600, 600Λ rekonstruiert wird.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124Λ kann somit mit einem
Lichtschnittverfahren zur 3D-Rekonstruktion bestückt werden, das sich einer Laserlinie als Signal bedient. Die Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124Λ setzt sich dann zum Beispiel aus einer Laserbeleuchtung und einer Kamera zusammen. Beide sind in einem bestimmen Winkel zueinander ausgerichtet und in der Aufnahme der Kamera lässt sich die Laserlinie als Höhenprofil detektieren. Die Frequenz der Profilaufnahme kann in der Form auf die Rotation der
Tunnelbohrmaschine 180 so abgestimmt sein, dass eine 3D-Rekonstruktion mittels einer dichten Punktwolke möglich ist. Die Kombination mit der visuellen Aufnahme der Ortsbrust 122 erfolgt über einen Kalibrierungsschritt, der visuelle Information und die Ergebnisse der Höhenprofilaufnahme zur Deckung bringt. Eine ähnliche Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124λ gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Profilscanner sein, der Laserbeleuchtung und die zugehörige Kamera ersetzt.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 124, 124λ kann mit Sensorik (nicht gezeigt) zur Erfassung von Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Lichts bestückt werden. Techniken wie die Spektroskopie unter Verwendung von Handheld- Geräten können analysetechnisch zur Nutzung kommen, um eine Zuordnung mittels Quarz- oder mafischer Indices anhand der unterschiedlichen Emissivität beispielsweise im LWIR (long wavelength infrared) zu erreichen.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anordnung (120) zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine (180) bearbeiteten Ortsbrust (122) eines Gebirges (102), wobei die Anordnung (120) aufweist:
einen rotierfähigen Bohrkopf (150) für die Tunnelbohrmaschine (180) zum Abtragen von Material, insbesondere Gesteinsmaterial, der Ortsbrust (122); eine Bildaufnahmeeinrichtung (124), die zum Aufnehmen von Bilddaten zumindest eines Abschnitts (600) der Ortsbrust (122) an dem Bohrkopf (150) angebracht ist; und
eine Bildverarbeitungseinrichtung (126), die zum Verarbeiten von
Bilddaten von mehreren Abschnitten (600) der Ortsbrust (122), die mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (124) insbesondere während des Rotierens des
Bohrkopfes (150) aufgenommen werden, und zum Rekonstruieren des Bildes zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) aus den Bilddaten der mehreren Abschnitte (600) der Ortsbrust (122) ausgebildet ist.
2. Anordnung (120) gemäß Anspruch 1, wobei der Bohrkopf (150)
mindestens eine Öffnung (128), insbesondere eine Durchgangsöffnung, aufweist, und wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (124) zum Aufnehmen der Bilddaten durch die Öffnung (128) an dem Bohrkopf (150) angebracht ist.
3. Anordnung (120) gemäß Anspruch 2, wobei die mindestens eine Öffnung (128) ausgewählt ist aus einer Gruppe, die besteht aus einem Mannloch zum Zugangsgewähren einer Bedienperson, einer Ausnehmung oder Aufnahme für ein Abbauwerkzeug (100) zum Abbauen von Material des Gebirges (102), einem Räumerschlitz zum Abräumen von abgebautem Material des Gebirges (102) und einer speziell für die Aufnahme der Bildaufnahmeeinrichtung (124) konfigurierten Ausnehmung oder Öffnung (128).
4. Anordnung (120) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die mindestens eine Ausnehmung oder Öffnung (128) als Aufnahmeöffnung zum zumindest teilweisen Aufnehmen der Bildaufnahmeeinrichtung (124) ausgebildet ist.
5. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Bildaufnahmeeinrichtung (124) ausgewählt ist aus einer Gruppe, die besteht aus mindestens einer Videokamera zum Aufnehmen von Videodaten mindestens eines Abschnittes der Ortsbrust (122), und aus mindestens einer Fotokamera zum Aufnehmen von Fotos mindestens eines Abschnittes der Ortsbrust (122).
6. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Bildaufnahmeeinrichtung (124) eine Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten aufweist, von denen jede zum Aufnehmen von Bilddaten eines jeweiligen
Abschnitts (600) der Ortsbrust (122) an dem Bohrkopf (150) angebracht ist.
7. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die
Bildaufnahmeeinrichtung (124) eingerichtet ist, Bilddaten der Ortsbrust (122) während einer vorbestimmten Winkeldrehung des Bohrkopfes (150),
insbesondere während einer vollständigen Umdrehung des Bohrkopfes (150), aufzunehmen und der Bildverarbeitungseinrichtung (126) diese Bilddaten zum Rekonstruieren des Bildes zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) bereitzustellen.
8. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die
Bildaufnahmeeinrichtung (124) eine Mehrzahl von an dem Bohrkopf (150) angebrachten Bildaufnahmeeinheiten, insbesondere Videokameras und/oder Fotokameras, aufweist, die zum gleichzeitigen Aufnehmen von unterschiedlichen Bilddaten von unterschiedlichen Abschnitten (600) der Ortsbrust (122)
ausgebildet sind.
9. Anordnung (120) gemäß Anspruch 8, wobei die Mehrzahl von Bildaufnahmeeinheiten derart an dem Bohrkopf (150) angebracht ist, dass die von diesen Bildaufnahmeeinheiten abgebildeten unterschiedlichen Abschnitte (600) der Ortsbrust (122) unter Ausbildung von Überlappungsabschnitten (601, 602) zumindest teilweise überlappen.
10. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die
Bildverarbeitungseinrichtung (126) eingerichtet ist, als den Bereich der Ortsbrust (122) einen Kreisring oder eine Kreisfläche zu rekonstruieren.
11. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend mindestens eine an dem Bohrkopf (150) angebrachte Leuchtquelle (700) zum Beleuchten eines von der Bildaufnahmeeinrichtung (124) jeweils abgebildeten Abschnitts (600) der Ortsbrust (122).
12. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend eine zum Aufnehmen der Bildaufnahmeeinrichtung (124), und insbesondere der Leuchtquelle (700), und zur Montage an dem Bohrkopf (150) eingerichtete Montagehalterung (702).
13. Anordnung (120) gemäß Anspruch 12, aufweisend mindestens einen Neigungssensor (800), der zum Detektieren eines Neigungswinkels an der Montagehalterung (702) angebracht ist.
14. Anordnung (120) gemäß Anspruch 13, wobei der mindestens eine
Neigungssensor (800) und die Bildverarbeitungseinrichtung (126) derart gekoppelt sind, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (126) die den Abschnitten (600) zugeordneten Bilddaten zum Rekonstruieren des Bildes unter
Berücksichtigung des von dem Neigungssensor (800) detektierten
Neigungswinkels verarbeitet.
15. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Montagehalterung (702) zum Klemmbefestigen und/oder zum magnetischen Befestigen an dem Bohrkopf (150) eingerichtet ist.
16. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die
Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) rekonstruiert wird.
17. Anordnung (120) gemäß Anspruch 16, wobei die
Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten von Bilddaten zumindest teilweise unterschiedlicher Abschnitte (600) der Ortsbrust (122) eingerichtet ist, dass mittels einer Kontrastanalyse einander entsprechende Teilabschnitte der Ortsbrust (122) auf den unterschiedlichen Abschnitten (600) ermittelt und einander zugeordnet werden.
18. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (124) eine Mehrzahl von
Bildaufnahmeeinheiten aufweist, die zum Aufnehmen von Bilddaten von zu unterschiedlichen Zeitpunkten jeweils zumindest überlappenden, insbesondere identischen, Abschnitten (600) der Ortsbrust (122) ausgebildet sind;
wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der zu jedem Zeitpunkt zumindest überlappenden Abschnitte (600) eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden Abschnitte (600) rekonstruiert wird.
19. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (124, 124Λ) eine, insbesondere nur eine, Bildaufnahmeeinheit aufweist, die während des Rotierens des Bohrkopfes (150) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von zumindest überlappenden Abschnitten (600, 600Λ) der Ortsbrust (122)
ausgebildet ist;
wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der zumindest überlappenden Abschnitte (600, 600Λ) eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der überlappenden Abschnitte (600, 600Λ) rekonstruiert wird.
20. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (124, 124 ) eine, insbesondere nur eine, Bildaufnahmeeinheit aufweist, die während des Rotierens des Bohrkopfes (150) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von
Abschnitten (600, 600λ) der Ortsbrust (122) ausgebildet ist;
wobei die Anordnung (120) ferner eine Mustererzeugungseinrichtung (1500, 1500') zum Erzeugen eines jeweiligen Musters von elektromagnetischer Strahlung auf zumindest einem Teil der Abschnitte (600, 600Λ) während des Aufnehmens der Bilddaten aufweist;
wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte (600, 600 ) unter Verwendung des Musters oder der Muster als Zuordnungsinformation eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte (600, 600') rekonstruiert wird.
21. Anordnung (120) gemäß Anspruch 20,
wobei die Mustererzeugungseinrichtung (1500, 1500') zum Erzeugen des
Musters in einem Wellenlängenbereich außerhalb sichtbaren Lichts eingerichtet ist;
wobei die Anordnung (120) ferner eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Musters in dem Wellenlängenbereich außerhalb sichtbaren Lichts aufweist.
22. Anordnung (120) gemäß Anspruch 20,
wobei die Mustererzeugungseinrichtung (1500, 1500') zum Erzeugen eines mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (124, 124 ) erfassbaren Musters,
insbesondere einer Laserbeleuchtung, eingerichtet ist und relativ zu der
Bildaufnahmeeinrichtung (124, 124") in vorbekannter Weise positioniert ist;
wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte (600, 600 ) unter Verwendung des Musters oder der Muster und der vorbekannten Positionierung als Zuordnungsinformation eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte (600, 600λ) rekonstruiert wird.
23. Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (124, 124') eine, insbesondere nur eine, Bildaufnahmeeinheit aufweist, die während des Rotierens des Bohrkopfes (150) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnehmen von Bilddaten von
Abschnitten (600, 600λ) der Ortsbrust (122) ausgebildet ist;
wobei die Anordnung (120) ferner eine Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung von für den Abstand zwischen einem Bezugspunkt des Bohrkopfes (150) und Koordinatenpunkten des den Bilddaten zugehörigen jeweiligen
Abschnittes (600, 600λ) indikativen Abstandsdaten aufweist;
wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (126) zum derartigen Verarbeiten der Bilddaten der Abschnitte (600, 600 ) unter Verwendung der Abstandsdaten und zusätzlich einer vorbekannten Positionierung zwischen der
Abstandserfassungseinrichtung und den Koordinatenpunkten als
Zuordnungsinformation eingerichtet ist, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest eines Teils der Abschnitte (600, 600Λ) rekonstruiert wird.
24. Anordnung (120) gemäß Anspruch 23, wobei die
Abstandserfassungseinrichtung gewählt wird aus einem Element der Gruppe, die besteht aus einer Lichtlaufzeitmesseinrichtung, insbesondere gemäß einem time- of-flight Verfahren, einer RADAR-Einrichtung und einer akustischen
Laufzeitmesseinrichtung, insbesondere Echolot.
25. Tunnelbohrmaschine (180) zum Abtragen von Gesteinsmaterial einer
Ortsbrust (122) eines Gebirges (102), wobei die Tunnelbohrmaschine (180) eine Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 aufweist.
26. Verfahren zum Ermitteln eines Bildes zumindest eines Bereiches einer von einer Tunnelbohrmaschine (180) bearbeiteten Ortsbrust (122) eines Gebirges
(102), wobei das Verfahren aufweist:
Rotieren eines Bohrkopfes (150) einer Tunnelbohrmaschine (180) zum Abtragen von Gesteinsmaterial der Ortsbrust (122);
Aufnehmen von Bilddaten von jeweiligen Abschnitten (600) der Ortsbrust (122) mittels einer an dem Bohrkopf (150) angebrachten
Bildaufnahmeeinrichtung (124), insbesondere während der Bohrkopf (150) rotiert;
Verarbeiten von insbesondere während des Rotierens des Bohrkopfes (150) mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (124) aufgenommenen Bilddaten von mehreren Abschnitten (600) der Ortsbrust (122), wodurch aus den Bilddaten der mehreren Abschnitte (600) ein Bild zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) rekonstruiert wird.
27. Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das Verarbeiten an der
Tunnelbohrmaschine (180) oder an einer Nachbearbeitungsstelle, die von der Tunnelbohrmaschine (180) räumlich entfernt ist, durchgeführt wird.
28. Verfahren gemäß Anspruch 26 oder 27, wobei das Verarbeiten der
Bilddaten derart durchgeführt wird, dass als das Bild ein dreidimensionales Reliefbild zumindest des Bereiches der Ortsbrust (122) rekonstruiert wird, insbesondere unter Verwendung einer Anordnung (120) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 24.
EP14744032.5A 2013-07-30 2014-07-21 System zum ermitteln eines ortsbrustbildes Active EP3028006B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM50107/2013U AT14252U1 (de) 2013-07-30 2013-07-30 System zum Ermitteln eines Ortsbrustbilds
PCT/EP2014/065652 WO2015014655A2 (de) 2013-07-30 2014-07-21 System zum ermitteln eines ortsbrustbildes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3028006A2 true EP3028006A2 (de) 2016-06-08
EP3028006B1 EP3028006B1 (de) 2019-12-18

Family

ID=52432495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14744032.5A Active EP3028006B1 (de) 2013-07-30 2014-07-21 System zum ermitteln eines ortsbrustbildes

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3028006B1 (de)
AT (1) AT14252U1 (de)
WO (1) WO2015014655A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108729919B (zh) * 2018-06-07 2019-07-05 深圳市市政设计研究院有限公司 一种填石地层弧形变截面隧道浅埋暗挖施工方法
CN109139023B (zh) * 2018-09-25 2019-12-17 清华大学 基于tbm管片拼装机的围岩观测系统
CN111272753B (zh) * 2019-09-06 2021-04-13 山东大学 基于图像识别与分析的隧道内围岩石英含量预测系统与方法
CN114607464A (zh) * 2022-03-14 2022-06-10 新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 隧道掌子面岩体质量评价系统和方法
DE202022106442U1 (de) 2022-11-17 2024-02-20 Herrenknecht Aktiengesellschaft Tunnelbohrmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4119180A1 (de) * 1991-06-11 1992-12-17 Merkel Peter Dr Verfahren und vorrichtung zur vermessung und dokumentation der geometrie, struktur- und materialbeschaffenheit von dreidimensionalen objekten, wie fassaden und raeume sowie deren waende, einrichtungen und installationen
US5657073A (en) * 1995-06-01 1997-08-12 Panoramic Viewing Systems, Inc. Seamless multi-camera panoramic imaging with distortion correction and selectable field of view
US6009359A (en) * 1996-09-18 1999-12-28 National Research Council Of Canada Mobile system for indoor 3-D mapping and creating virtual environments
JP3031542B2 (ja) * 1997-07-17 2000-04-10 鹿島建設株式会社 Ｔｂｍ切羽画像撮影処理システム
AU2003226047A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-27 Pan-X Imaging, Inc. A digital imaging system
DE202012102496U1 (de) * 2012-07-05 2012-09-13 Montanuniversität Leoben Fehlerrobuste Sensorik zum Ermitteln einer räumlichen Beziehung zwischen Anlagenkomponenten unter rauen Bedingungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2015014655A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015014655A2 (de) 2015-02-05
WO2015014655A3 (de) 2015-10-01
EP3028006B1 (de) 2019-12-18
AT14252U1 (de) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3028006B1 (de) System zum ermitteln eines ortsbrustbildes
EP2690459B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Identifizieren und Dokumentieren mindestens eines ein Strahlungsfeld durchfahrenden Objektes
EP2850388B1 (de) Registrierverfahren und -vorrichtung für ein positionserfassungssystem
DE202017007481U1 (de) System zur Überwachung von Nutzpflanzen
CN106225770A (zh) 隧道掌子面地质多维数字化记录识别方法及系统
DE102004026702B3 (de) Vorrichtung zur Untersuchung von Ankerbohrlöchern
DE3516939A1 (de) Verfahren zum erfassen der bilder geologischer proben zu ihrer optischen analyse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
KR101966732B1 (ko) 석회석 광산 갱내의 디지털 사진 자료를 이용한 암상 분석 방법
DE102008054453A1 (de) Messsystem zur Vermessung von Räumen und/oder von Objekten
DE69104688T2 (de) Strassenbeläge-Untersuchungsfahrzeug.
EP3486606A1 (de) Stereokamera und stereophotogrammetrisches verfahren
DE102007047499A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Informationen eines Werkzeugs
DE102006055652A1 (de) Verfahren zur Aufarbeitung dreidimensionaler Daten und Vorrichtung zur Aufarbeitung dreidimensionaler Daten
Gaich et al. Digital rock mass characterization 2017–Where are we now? What comes next?
EP3236440B1 (de) Vorrichtung, system und verfahren zur markierungsfreien hangüberwachung und/oder bauüberwachung
Gaich et al. 3D images for digital tunnel face documentation at TBM headings–Application at Koralmtunnel lot KAT2/3D‐Bilder zur digitalen Ortsbrustdokumentation bei TBM‐Vortrieben–Anwendung beim Koralmtunnel Baulos KAT2
DE102007038785A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Geometriedaten eines Messobjekts
DE10248416B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Relativbewegung eines Fahrzeugs
DE102004027769B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Bohrkern-Proben
Gaich et al. 3D images for data collection in tunnelling–applications and latest developments/3D‐Bilder für die Datenerfassung im Tunnelbau–Anwendung und aktuelle Entwicklungen
EP4410685B1 (de) Kanalinspektionssystem
CN110043252B (zh) 一种岩屑图像特征随钻监测装置
EP2831839A1 (de) Verfahren zum automatischen betreiben einer überwachungsanlage
DE102010029627B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Struktur einer spiegelnden Oberfläche eines Objekts
DE102008009643A1 (de) Bildverarbeitungsverfahren, Bildanzeigeverfahren, Bildverarbeitungsprogramm, Speichermedium, Bildverarbeitungsvorrichtung und Röntgenbildvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160129

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170609

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190607

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAL Information related to payment of fee for publishing/printing deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR3

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAR Information related to intention to grant a patent recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR71

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

INTC Intention to grant announced (deleted)
AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20191111

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502014013288

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1215089

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200115

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200318

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200319

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

Ref country code: NO

Ref legal event code: T2

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200513

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200418

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R026

Ref document number: 502014013288

Country of ref document: DE

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

26 Opposition filed

Opponent name: 3GSM GMBH

Effective date: 20200910

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20200721

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20200731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200721

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200721

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200721

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R100

Ref document number: 502014013288

Country of ref document: DE

PLCK Communication despatched that opposition was rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREJ1

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

PLBN Opposition rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009273

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: OPPOSITION REJECTED

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191218

27O Opposition rejected

Effective date: 20220215

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230517

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240703

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Payment date: 20250731

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20250729

Year of fee payment: 12

Ref country code: AT

Payment date: 20250723

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20250806

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502014013288

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20260203