Methodik zur 3D-Analyse der Laderaumauslastung von Transportfahrzeugen

摘要

Die digitale Transformation von Produkten, Verfahren und Prozessen nimmt im Zeitalter von cyber-physischen Systemen einen immer hoheren Stellenwert ein. Unter logistischen Aspekten wird dabei insbesondere die Effizienzsteigerung entlang der Lieferkette verfolgt, um neue Leistungspotenziale zu erschliessen. Die Grundlage hierfur bildet die konsequente Generierung und Bereitstellung von Sensordaten. Wahrend bei der innerbetrieblichen Logistik bereits ausgepragte digitale Vernetzungen vorzufinden sind, erweisen sich die ausserbetrieblichen Logistikprozesse noch als sehr luckenhaft. Im Bereich der Transportlogistik ist in diesem Zusammenhang vor allen Dingen der Laderaum als eine inkonsistente Datenquelle anzusehen. Die Betrachtung der derzeitigen Transportablaufe zeigt, dass eine sensorische Erfassung der Laderaumauslastung nach wie vor nicht praktiziert wird, wodurch grosse Potenziale vorhandener Transportkapazitaten ungenutzt bleiben. Die konsequente Erfassung der relevanten Auslastungsdaten wurde jedoch nicht nur einen erheblichen Systemvorteil fur den Strassenguterverkehr mit sich bringen, sondern vor allen Dingen auch einen okonomisch und okologisch vertretbareren Strassengutertransport ermoglichen. Zur konsequenten Umsetzung fehlen allerdings - trotz der aktuellen technischen Entwicklungen im Nutzfahrzeugsegment - innovative Methoden und Instrumente, die es ermoglichen, den Laderaum digital zu erfassen, die volumenbezogene Auslastung zu bestimmen sowie die Transporteffizienz anforderungsgerecht zu bewerten. Zur Behebung dieser Problematik wird im Rahmen dieser Arbeit eine Methodik zur dreidimensionalen Erfassung des Laderaums mittels mehrerer ToF-Tiefenbildsensoren entwickelt. Mithilfe einer intelligenten Aufbereitung und Verknupfung der generierten Rohdaten wird eine 3D-Rekonstruktion der betrachteten Laderaumszenen ermoglicht, die die Basis zur Bestimmung der Volumenauslastung bildet. Neben der Systemauslegung und Datengenerierung steht insbesondere die Bewertung des Kameramessverhaltens im Fokus. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen folgt die Erarbeitung eines Analyseschemas, um die einzelnen Laderaumszenen zu bundeln, die relevanten Ladeobjekte zu identifizieren sowie das tatsachlich genutzte Laderaumvolumen zu ermitteln. Abschliessend erfolgt die Evaluierung der erarbeiten Methodik anhand eines Referenzszenarios. Dabei wird zusatzlich eine Bewertungssystematik eingefuhrt, um die Transporteffizienz in Abhangigkeit der Laderaumauslastung darzustellen.