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Bucher Hydraulics möchte Durchflüsse an Zylindern messen, ohne dabei Sensoren am System installieren zu müssen. Durch Anbringen von Markierungen sollen die Bewegung der Zylinder von Kameras verfolgt und durch ein Programm umgerechnet werden. Ausgangslage und ProblemstellungBucher Hydraulics stellt Komponenten und Systeme für die Stationär- und Mobilhydraulik her. Aufgrund der nicht immer optimalen Zugänglichkeit, ist das Anbringen von Sensoren und Messeinheiten an Land- und Baumaschinen oft erschwert. Da die betroffenen Bauelemente jedoch meistens gut von aussen erkennbar sind, ist das Verfolgen relevanter Objekte und rückschliessende Berechnungen eine Variante, welche wir zukünftig etablieren wollen. Es steht ein stationärer Linear Aktuator zur Verfügung, der mit Matlab/Simulink angesteuert und geregelt werden kann, über sämtliche Druck- und Durchflusssensoren zur Überwachung und Abgleich von Messdaten verfügt und mit CANBUS/Speedgoat verbunden wird. Zusätzlich dazu ist ein Teleskoplader vor Ort, der bei erfolgreichen Erstversuchen als weiteres Testobjekt dienen kann und an dem auch rotatorische Bewegungen, bzw. Realitätsnahe Versuche gemacht werden können. Im ersten Schritt sollen Aufzeichnungen des Linear Aktuators mit den ausgewählten Markern gemacht werden. Dabei muss sowohl die Position der Kamera, die Kalibrierung und letztendlich das Object Tracking des Zylinders, bzw. der Referenzpunkte eingestellt/programmiert werden. Die Ergebnisse der Berechnung sollen dann mit den Sensordaten des Linearaktuators verglichen und nötige Anpassungen gemacht werden. Schritt 1: Object Tracking am stationären Linear AktuatorLangfristig soll das System auf mobile Anwendungen projiziert werden und somit auch in Feldversuchen verwendet werden können. Die Schwierigkeit hierbei ist das Aussuchen adäquater Markierungen, das Positionieren von Kameras und mögliche Komplikationen durch Witterungsbedingungen. Je nach Aufwand und Erfolg der ersten Tests, können weitere Versuche am Teleskoplader durchgeführt werden, solange diese nicht den Rahmen der Bachelorarbeit sprengen.Schritt 2: Feldversuche an mobilen MaschinenZiel der Arbeit und erwartete ResultateZiel des Projektes ist ein Programm, das den Anforderungen des Schritt 1 entspricht. Der Schritt 2, Feldversuche an mobilen Maschinen, ist optional. Es werden folgende Resultate erwartet:Positionen des Linear Aktuators mit den ausgewählten Markern aufzeichnen und speichernDie Position der Kamera, die Kalibrierung und das Object Tracking des Zylinders, bzw. der Referenzpunkte muss eingestellt, bzw. programmiert werden können.Die Ergebnisse der Berechnung mit den Sensordaten des Linear Aktuators vergleichen und entsprechende Anpassungen machen.Gewünschte Methoden, VorgehenEs soll mit Open-Source Programmen gearbeitet werden und die Programmierung mit Python erfolgen. Hier wäre das Object Tracking mit Open CV bevorzugt, es kann bei Bedarf aber auch auf andere Methoden zurückgegriffen werden.Grundkenntnisse in Matlab/Simulink sind von Vorteil und eine hohe Affinität in Python und Jupyter (für die Dokumentation) ist erwünscht. Bei allen Methoden und Problemen steht dir das Team der Vorausentwicklung von Bucher Hydraulics zur Seite und wird dich durchweg kompetent und begeistert begleiten. In unseren Reihen befinden sich Ingenieure die ihre Kompetenzen sowohl in der Hydraulik, als auch in der Softwareentwicklung, Regelungstechnik, Data Science und Elektrotechnik haben. Wichtig: Für das iterative, inkrementelle Projektvorgehen (SoDa) und die Projektdokumentation werden die Verfahren (inkl. Test), Vorlagen, Diagramme, etc. eingesetzt, wie sie in den entsprechenden Modulen im Studium vermittelt wurden.Kreativität, Varianten, InnovationDas Anbringen und Tracken von Markern an Hubzylindern, soll eine flexiblere Variante sein den Durchfluss der Zylinder zu messen, ohne dabei aufwendige Sensoren und Messsysteme an die jeweiligen Maschinen anbringen zu müssen. Dies würde das Ausmessen von mobilen Maschinen (Baggern, Teleskopladern, etc.) bei Feldversuchen extrem vereinfachen und beschleunigen, aber auch bei stationären Maschinen und Systemen eine Verbesserung der Durchführung mit sich bringen. Der Studierende ist frei eigene Ideen zur Software-Entwicklung für das Object Tracking mit Open CV einzubringen.

Project Idea Metadata

• Project Idea Name: Object Tracking von Hydraulikzylindern an stationären und mobilen Baumaschinen mithilfe von Open CV
• Date: 6/30/2022 1:48:36 PM
• Administrators:

Project Idea Description

Ausgangslage und Problemstellung

Bucher Hydraulics stellt Komponenten und Systeme für die Stationär- und Mobilhydraulik her. Aufgrund der nicht immer optimalen Zugänglichkeit, ist das Anbringen von Sensoren und Messeinheiten an Land- und Baumaschinen oft erschwert. Da die betroffenen Bauelemente jedoch meistens gut von aussen erkennbar sind, ist das Verfolgen relevanter Objekte und rückschliessende Berechnungen eine Variante, welche wir zukünftig etablieren wollen.

Es steht ein stationärer Linear Aktuator zur Verfügung, der mit Matlab/Simulink angesteuert und geregelt werden kann, über sämtliche Druck- und Durchflusssensoren zur Überwachung und Abgleich von Messdaten verfügt und mit CANBUS/Speedgoat verbunden wird. Zusätzlich dazu ist ein Teleskoplader vor Ort, der bei erfolgreichen Erstversuchen als weiteres Testobjekt dienen kann und an dem auch rotatorische Bewegungen, bzw. Realitätsnahe Versuche gemacht werden können.

Im ersten Schritt sollen Aufzeichnungen des Linear Aktuators mit den ausgewählten Markern gemacht werden. Dabei muss sowohl die Position der Kamera, die Kalibrierung und letztendlich das Object Tracking des Zylinders, bzw. der Referenzpunkte eingestellt/programmiert werden. Die Ergebnisse der Berechnung sollen dann mit den Sensordaten des Linearaktuators verglichen und nötige Anpassungen gemacht werden.

Schritt 1: Object Tracking am stationären Linear Aktuator

Langfristig soll das System auf mobile Anwendungen projiziert werden und somit auch in Feldversuchen verwendet werden können. Die Schwierigkeit hierbei ist das Aussuchen adäquater Markierungen, das Positionieren von Kameras und mögliche Komplikationen durch Witterungsbedingungen. Je nach Aufwand und Erfolg der ersten Tests, können weitere Versuche am Teleskoplader durchgeführt werden, solange diese nicht den Rahmen der Bachelorarbeit sprengen.

Schritt 2: Feldversuche an mobilen Maschinen

Ziel der Arbeit und erwartete Resultate

Ziel des Projektes ist ein Programm, das den Anforderungen des Schritt 1 entspricht. Der Schritt 2, Feldversuche an mobilen Maschinen, ist optional. Es werden folgende Resultate erwartet:

• Positionen des Linear Aktuators mit den ausgewählten Markern aufzeichnen und speichern
• Die Position der Kamera, die Kalibrierung und das Object Tracking des Zylinders, bzw. der Referenzpunkte muss eingestellt, bzw. programmiert werden können.
• Die Ergebnisse der Berechnung mit den Sensordaten des Linear Aktuators vergleichen und entsprechende Anpassungen machen.

Gewünschte Methoden, Vorgehen

Es soll mit Open-Source Programmen gearbeitet werden und die Programmierung mit Python erfolgen. Hier wäre das Object Tracking mit Open CV bevorzugt, es kann bei Bedarf aber auch auf andere Methoden zurückgegriffen werden.

Grundkenntnisse in Matlab/Simulink sind von Vorteil und eine hohe Affinität in Python und Jupyter (für die Dokumentation) ist erwünscht. Bei allen Methoden und Problemen steht dir das Team der Vorausentwicklung von Bucher Hydraulics zur Seite und wird dich durchweg kompetent und begeistert begleiten. In unseren Reihen befinden sich Ingenieure die ihre Kompetenzen sowohl in der Hydraulik, als auch in der Softwareentwicklung, Regelungstechnik, Data Science und Elektrotechnik haben.

Wichtig: Für das iterative, inkrementelle Projektvorgehen (SoDa) und die Projektdokumentation werden die Verfahren (inkl. Test), Vorlagen, Diagramme, etc. eingesetzt, wie sie in den entsprechenden Modulen im Studium vermittelt wurden.

Kreativität, Varianten, Innovation

Das Anbringen und Tracken von Markern an Hubzylindern, soll eine flexiblere Variante sein den Durchfluss der Zylinder zu messen, ohne dabei aufwendige Sensoren und Messsysteme an die jeweiligen Maschinen anbringen zu müssen. Dies würde das Ausmessen von mobilen Maschinen (Baggern, Teleskopladern, etc.) bei Feldversuchen extrem vereinfachen und beschleunigen, aber auch bei stationären Maschinen und Systemen eine Verbesserung der Durchführung mit sich bringen.

Der Studierende ist frei eigene Ideen zur Software-Entwicklung für das Object Tracking mit Open CV einzubringen.

Bucher Hydraulics möchte Durchflüsse an Zylindern messen, ohne dabei Sensoren am System installieren zu müssen. Durch Anbringen von Markierungen sollen die Bewegung der Zylinder von Kameras verfolgt und durch ein Programm umgerechnet werden.