GeoCAD-OP
GeoCAD-Classic 2006
Internet-Demo

GeoCAD-Operator 3D Geoinformationssystem (GIS)

3D-Monitoring im Braunkohle-Tagebau


I Allgemeines I Visualisierungen I Abstandsrechnungen I Einrechnung von Fahrrampen I
I Technischer Ablauf I Derzeitige Weiterentwicklung der Software I Download einer Kurzbeschr. (PDF) I





Allgemeines

Bei der RWE Power AG wird zur Zeit eine GeoCAD-Anwendung getestet und eingeführt, die dem Ausleger-Fahrer eines Schaufelradbaggers die Bewegung der Maschine im Gelände anzeigt.

Das im Fahrerhaus installierte System stellt ein vereinfachtes 3D-Modell des Baggers parallel in einer Plankarte und einem 3D-Geländemodell dar.

Auf dem Schaufelrad-Ausleger befindet sich ein System zur Messung von Position und Orientierung aus 2 GPS-Antennen mit Doppel-Empfänger und einem Neigungssensor.

Mittels einiger einmalig bestimmten Maschinen-Aufmessungen wird die Kinematik des Baggers nachvollzogen und der Schaufelrad-Körper im Gelände verfolgt.

Der Fahrer kann die Bildschirmdarstellungen von Planzeichnung und 3D-Modell je nach Bedarf aus fixen und frei speicherbaren Perspektiven wählen.


Visualisierungen

3D Viewer

  • Der 3D-Viewer ermöglicht beliebige Bewegungen im dreidimensionalen Raum während der Fahrt.
  • Im 3D-Viewer werden folgende Daten angezeigt:
    • Digitales Geländemodell
    • Bagger mit allen relevanten Gelenken und Schaufelrad
    • Hindernisse
    • Abstände des Schaufelrads zum Gelände, Hindernissen und Bandstraßen

Lageplan in einer CAD

  • Anzeige von beliebigen CAD-Lageplänen im DWG-, DXF-, SHP- oder DGN-Format.
  • Ein- und Ausblenden von digitalen Geländemodellen.



    3D-Visualisierungen I Bildansicht I



Abstandsrechnungen

  • Das auf dem IPC arbeitende GeoCAD berechnet fortlaufend die Abstände zwischen Schaufelrad und mehreren Gelände-Elementen.
  • Diese Elemente sind:
    • Ist- & Soll-Oberflächen für den Abbau, mit Planum, Böschungen, und Fahrrampen
    • Hindernisse, insbesondere Entwässerungs-Brunnen
    • Linienzüge, insbesondere Bandstraßen (aktuell abfördernde oder geplante) und Böschungskanten




    Abstandsrechnungen I Bildansicht I



Einrechnung von Fahrrampen

  • Für einen anstehenden Sohlenwechsel kann der Baggerfahrer mit GeoCAD eigenständig eine von der Tagebau-Planungsabteilung vorgegebene Fahrrampe ins Soll-Gelände einrechnen lassen.
  • Hierzu genügt es, zwei Punkte aus der Planzeichnung im realen Gelände anzufahren, diese durch Positionieren des Schaufelrades abzustecken und eine Soll-Neigung auszuwählen.
  • Das Programm berechnet dann den Übergang von einem Geländemodell zu einem zweiten angewählten und fügt beide mit dem für die Rampe berechneten Modell zu einem neuen Soll-Gelände zusammen.


Technischer Ablauf
  • Die Installation auf dem Bagger umfaßt 2 IPCs, die über eine Netzwerk-Verbindung auf eine gemeinsame DB zugreifen und "in realtime" Daten austauschen.
  • Somit stellt sich z.B. der eine PC dem anderen als GPS-Empfänger dar und sendet ihm NMEA-Nachrichten; d.h. der reale GPS-Empfänger muss nur an einen der beiden PCs angeschlossen werden.
  • Unter den Anzeigen für den Baggerfahrer findet sich auch eine zur Signalisierung der GPS-Positionsqualität. Diese wird ständig überwacht.


Derzeitige Weiterentwicklung der Software
  • Ein weiteres Ziel zum Ausbau dieses Mess-Systems ist es, die Köpfe von Brückenband-Auslegern und Absetzern ebenfalls mit einem GPS-Aufbau und einem zusätzlich montierten 3D-Laserscanner zur Vermessung von Schütt-Oberflächen auszustatten.
  • Die GPS-Verortung dieser Oberflächen-Daten wird zum Nachführen von Digitalen Geländemodellen genutzt und liefert dann eine Protokollierung von Förder-Volumina bzw. Gruben-Verfüllungsständen.