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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Inspektions- und/oder Wartungsarbeiten in Kanalisationsanlagen mit einer Kamera, die ein quasi-sphärisches digitales Abbild eines Kanalbereichs für eine Echtzeitbeobachtung und/oder eine nach gelagerte Dokumentation bzw. Auswertung liefert.
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Unbegehbare oder begehbare Kanalrohre werden inspiziert, indem mit einer Kamera und einer Beleuchtung ausgestattete Schiebestangen, Fahrwagen oder Schlitten durch die Rohrleitung bzw. das Rohrleitungssystem gefahren werden. Stellt sich in Auswertung der Inspektionsarbeiten ein Reinigungs- oder Sanierungsbedarf heraus, so werden entsprechende Roboter, wie zum Beispiel ein auf einem Fahrwagen montierter und unter Kamerabeobachtung stehender Fräsroboter eingesetzt.
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Bekannte technische Lösung sind beispielsweise folgende: In
WO 2001/092852 A9 wird ein Fahrwagen für einen Kanal offenbart, der an seiner Stirnseite eine digitale 360°-Kamera mit einem Beleuchtungskranz aufweist. Der Blickkegel erlaubt dabei allerdings nur eine hemisphärische Sicht nach vorn, was bedeutet, dass für eine zuverlässige Inspektion insbesondere einer erkannten Schadstelle der betreffende Fahrwagen mehrmals hin und her verfahren werden muss.
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Aus der
DE 201 01 642 U1 und
DE 201 04 092 U1 sind des Weiteren Panorama-Kamerawagen zum Inspizieren von Kanalrohren bekannt, bestehend aus einem Fahrwerk, einer Beleuchtungseinrichtung und einer verschwenkbaren Digitalkamera. Der Kamera sind zwei entgegengesetzt gerichtete Weitwinkelobjektive, sogenannte Fisheye-Objektive zugeordnet. Jedes Weitwinkelobjektiv erlaubt jeweils die Ablichtung eines hemisphärischen Raums, woraus sich annähernd vollsphärische digitale Panoramabilder aus den Bilddaten zusammensetzen lassen. Anhand der gespeicherten Bilddaten kann man auch noch später virtuell durch den Kanal hindurch fahren und kritische Abschnitte unter verschiedenen Blickwinkeln betrachten. Nachteilig an solch einem System mit zwei Weitwinkelobjektiven sind die starke optisch bedingte Bildverzerrung insbesondere an den Bildrändern, so dass eine maßstabsgerechte Kanalabbildung auch bei einer intelligenten Bildauswerteelektronik nicht wirklich gegeben ist und eine mehr oder weniger große Bildlücke zwischen beiden Bilderfassungssektoren entsteht. Ein weiteres Problem stellt die Bereitstellung von brauchbaren Übersichtsaufnahmen für Dokumentationszwecke dar.
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Ähnlich arbeitet ein Kanalkamerawagen zur Erstellung sphärischer Panoramabilder nach der
DE 199 92 542 C1 , wobei eine erste am vorderen Ende des Kamerawagens montierte Kamera nach vorn blickt und eine zweite, andere Kamera am hinteren Ende des Kamerawagens nach hinten blickt.
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Die
DE 10 2011 014 884 B3 beschreibt eine Rohrinspektionseinheit mit einem zum Anschluss an einen Schiebestab ausgebildeten Steuerkörper, einer Kameraeinheit, welche relativ zu dem Steuerkörper um eine Achse quer zur Vorschubrichtung schwenkbar ist, und einen mit der Kameraeinheit bewegungsgekoppelten Lenkstab. In einer ersten Bewegung wird die Kamera mittels des Lenkstabes verschwenkt und in einer entgegen gesetzten Bewegung unabhängig vom Lenkstab quer zur Vorschubrichtung verschwenkt. Somit lässt sich mit der Kamera und einem Normalobjektiv in einem 90°-Winkel quer auf die Rohrwand oder auch in eine Abzweigung schauen, aber nicht in diese hineinfahren.
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Eine weitere schwenkbare Schiebekamera mit ähnlichen Nachteilen ist in der technischen Lösung gemäß der
DE 20 2007 013 416 U1 offenbart.
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Die
DE 20 2009 003 388 U1 offenbart einen Fahrwagen zur Kanalinspektion/Sanierung, an dessen stirnseitiges Kameramodul ein Versorgungskabel angeschlossen ist und wobei das Kameramodul zum Ein- und Ausbringen in einen Kanal vertikal geschwenkt werden kann.
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Bei einer Vorrichtung zur Prüfung von Hohlräumen nach der
DE 43 28 575 C2 fährt ein mit einer Kamera und einer Beleuchtungseinrichtung versehener Satellitenprüfkopf, der im Ruhezustand im Inneren eines in einem Kanalrohr verfahrbaren Prüfgerätes gelagert ist, eine Versorgungsleitung nachziehend, in einen Abzweig des betreffenden zu inspizierenden Rohrleitungssystems.
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Der Kameraschwenkkopf nach der
DE 20 2004 004 836 U1 enthält dagegen auf seiner Frontseite neben einem Normal/Zoom-Objektiv mindestens zusätzlich ein Fischaugenobjektiv., ist also ebenfalls mit zwei Objektiven ausgestattet.
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Aus der
DE 20 2004 018 174 U1 und der
DE 10 2012 022 489 A1 sind weitere Stereo-Kameraobjektive für eine Kanalinspektion bekannt, die ebenfalls stirnseitig an einer Vorschubstange oder einem Fahrwagen angebaut sind, aber lediglich direkt nach vorn schauen können.
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Gemäß
DE 10 2010 055 045 A1 sitzt eine Kamera mit einer Beleuchtungseinheit baulich unmittelbar hinter einem Fräskopf und schaut durch diesen hindurch. Diese so angeordnete Kamera kann daher nur in einem begrenzten Winkel nach vorn allein die Fräsarbeiten erfassen und dokumentieren.
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Eine stets auf ein Fräswerkzeug gerichtete, mit dem verschwenkbaren Fräskopf mitschwenkende Kamera für Rohrarbeiten wird des Weiteren in der
DE 197 14 463 A1 beschrieben. Allerdings kann hierbei nur die zu bearbeitende Schadstelle betrachtet und dokumentiert werden.
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Nach
DE 10 2007 052 915 A1 ist am Kopf eines in ein Rohr einzuziehenden Kunststoffliners eine Videokamera vorgesehen, wobei zur Ausleuchtung des Rohrs ein angeordneter Ring aus Leuchtdioden im Aufnahmebereich der Videokamera dient.
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In der
EP 1 639 405 B1 wird ein Digitalkamera-System zur Aufnahme von Bilddaten zur Verwendung beim Erzeugen eines Modells einer dreidimensionalen Szene beschrieben, wobei eine Mehrzahl von Digitalkameras in einer feststehenden Geometrie zueinander stehend jeweils ein Sichtfeld haben, wobei eine Kamera zumindest ein Bildfeld wenigstens einer anderen der Kameras überlappt, um ein stereoskopisches Bildfeld zu erzeugen. Eine Steuerung aktiviert gleichzeitig die Kameras, um Bilddaten für ein horizontales stereoskopisches 360-Grad Bildfeld aufzunehmen. Ferner ist dieses Digitalkamera-System mit einer Massenspeichervorrichtung zum Speichern von Pixel-Vektorkarten für die Mehrzahl dieser Digitalkameras ausgerüstet.
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Die
WO 2012/149926 A1 und
WO 2016/059470 A1 offenbaren je ein Kamerasystem zur Aufnahme von Bildern und dazugehöriges Verfahren, wonach Einzelkameras in jeweils unterschiedlichen Richtungen so angeordnet sind, dass sie ein lückenloses Gesamtbild aufnehmen, wobei das Gesamtbild die Einzelbilder der Einzelkameras umfasst und eine zentrale Steuereinheit angeordnet ist, mit der mindestens das Bewegungsprofil des Kamerasystems erfassbar ist. Das Kamerasystem dient als durch die Luft fliegende Kamera in Form eines Wurfballs.
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Eine Kombination einer vollsphärische Bilder liefernden Kompaktkamera unter Vermeidung des Einsatzes von Fischaugen-Objektiven mit einem Rohrinspektions- oder Saniergerät ist bisher nicht bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an sich bekannte Vorrichtung für Inspektions- und/oder Wartungsarbeiten in unbegehbaren oder begehbaren Kanalisationsanlagen mit einem Kompaktkamerasystem auszustatten, welches in der Lage ist, dem Bedienungspersonal während der Arbeiten eine verzerrungsfreie und bildscharfe 3D-360-Grad Rundumsicht zu verschaffen, für verschiedene Aufgaben von Kanalrohrbefahrsystemen universell einsetzbar ist, sowie anhand von Bildspeicherdaten dem Bedienpersonal eine nachgelagerte virtuelle Fahrt durch den Kanal zu ermöglichen nebst einer sachgerechten Dokumentation des Zustandes vor und nach Beendigung der Arbeiten und zusätzlich möglichst auch eine Dokumentation von Seitenkanälen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem Hauptanspruch gelöst, indem die erfindungsgemäße Vorrichtung für Inspektions- und/oder Wartungsarbeiten in unbegehbaren oder begehbaren Kanalisationsanlagen mit einer digitale Kamera, die ein quasi-sphärisches digitales Abbild eines Kanalbereichs für eine Echtzeitbeobachtung und/oder eine nachgelagerte Auswertung liefert, mit einem Fahrwagen 1, einem Schleppkabel 2 einem Kamerakopf 5, mindestens einem Fräswerkzeug 6 und einer Reinigungseinrichtung 17 ausgebildet ist. Die Kamera ist dabei eine spezielle Kompakt-Kamera 5 mit einer Vielzahl von rundum verteilt angeordneten und alle räumliche Richtungen erfassenden, digitalen Kameramodulen, die aus den Bildern der einzelnen Kameramodule synchron einen vollsphärischen 360° × 360° Blickwinkel für die Erzeugung verzerrungsfreier 2-D oder 3-D Gesamtbilder in hoher Auflösung erfassen und wobei bei Bedarf auch jedes Kameramodul einzeln ansteuerbar ist. Vorteilhafte Ausprägungen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung hat die Kompaktkamera 5 eine sphäroidische Gestalt oder eine an die Kugelform angenäherte Polyeder-Form mit einem Durchmesser von 4 - 16 cm, wobei die Anzahl der ringsum verteilten Kameramoduln mindestens 3 bis beliebig, aber vorzugsweise beispielsweise 6 bis 36 Kameramodule beträgt.
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Die Kompaktkamera 5 ist vorteilhaft als digitale Videokamera auch mit Einzelbildfunktion ausgestattet. Die Bildinformationen und Metadaten werden nach einer Variante in der Kompaktkamera 5 selbst verarbeitet und/oder gespeichert. Sie können auch nach einer weiteren Variante zusätzlich oder allein kabelgebunden (LAN), über Bluetooth oder per WiFi (W-LAN) / Internet kabellos oder kabelgebunden zu einer mobilen Übertage-Einheit oder in eine Cloud („Wolke“ übertragen werden.
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Die datenmäßig verarbeiteten und gespeicherten Einzel oder Gesamtbilder oder - die aufgenommenen Videos eines Kanalbereichs lassen sich in einer Weiterbildung der Erfindung auf einem normalen Bildschirm, Touchscreen- Monitor, wie Notebook, Tablet oder Smartphone durch einfaches bewegen, berühren oder den Mauszeiger aus verschiedenen Perspektiven virtuell anfahren, betrachten, vergrößern und zoomen und auf dem entsprechenden elektronischen Gerät zu Dokumentationszwecken dreidimensional oder auch als 2-D Bilder speichern.
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In einer weiteren Ausprägung der Erfindung sind zwischen den verteilt angeordneten Kameramoduln eine Anzahl sphärolithisch gerichteter LED-Spots 16 auf der Oberfläche der Kompaktkamera 5 zur Beleuchtung des Kanalrohrinneren verteilt.
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In einer ersten Vorrichtungsvariante ist die Kompaktkamera 5 am freien Ende einer verschieblich d. h. ausfahrbar und einziehbar ausgebildeten Lenkstange 4 angeordnet. Mittels dieser verschieblichen Lenkstange 4 ist die Kompaktkamera 5 bei Bedarf bei bestimmten Anwendungen und entsprechender Hohlraumausbildung im Fräswagen 1 in eine geschützte Parkposition innerhalb des Fräswagens 1 verfahrbar.
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In einer zweiten Ausbildung der Vorrichtung ist die Kompaktkamera 5 als eine Art Kamerakopf 5 ausgebildet, wobei die Kompaktkamera 5 am freien Ende einer ausfahrbaren und einziehbaren Schiebestange oder eines Schiebeseils 7 angeordnet ist und die Schiebestange 7 mit ihrem anderen Ende mit dem Fahrwagen 1 verbunden in diesem gelagert und durch diesen bewegbar ist.
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Für besondere Anwendungen sind bei der Vorrichtung, wenn die Kompaktkamera 5 als ein ausfahrbarer und einziehbarer Kamerakopf 5 ausgebildet ist, ein oder mehrere UV-Strahler angeordnet und/oder entlang der Schiebestange 7 ist eine aus- oder einziehbare UV-Lichterkette 14 angeordnet und befestigt. Damit können beispielsweise eingebrachte UVhärtende Kunststoffe oder Harze oder harzgetränkte Liner ausgehärtet werden. So kann beispielsweise am Fahrwagen ein gesonderter geeigneter Harzausbringer (z. B. eine eigenständig steuerbare und bewegbare Düse) mit einem Harzspeicher angeordnet sein, der Schadstellen mit einem entsprechend viskosen Harz beaufschlagt bzw. verschließt und welches dann mit UV-Licht sofort ausgehärtet werden kann.
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In einer weiteren Variante ist die Kompaktkamera 5 an einer Reinigungseinrichtung 17, wie beispielsweise eine Strahldüse oder einem Sprühkopf angebaut. Auch kann die Kompaktkamera 5 gemäß einer weiteren Variante ein Werkzeug, wie ein Fräswerkzeug 6 beobachtend angebaut sein. Ebenso kann sie an einen Fahrwagen 1 oder Schlitten eines Kanalrohrbefahrsystems angebaut sein und über diese ausgelenkt und angesteuert werden. Zur Kostenersparnis kann es nach einer weiteren Ausführung zweckmäßig sein, die Kompaktkamera 5 als eine universell bewegbare Anbaukamera für Rohrbefahrsysteme zu konzipieren.
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Des Weiteren ist es auch möglich, dass auf bzw. in der Oberfläche der Kompaktkamera 5 verschiedenfarbige LED angeordnet sind um Falschfarben-Aufnahmen durchführen zu können. Mittels Falschfarben-Aufnahmen können insbesondere Schadstellen, kleine Risse, geringe Oberflächenunterschiede oder die Art von Ablagerungen besser als bisher bei Licht mit Wellenlängen, welche dem Tageslicht entsprechen dokumentiert werden. Generell ist es auch für einzelne Anwendungen sinnvoll, wenn in oder auf der Oberfläche der Kompaktkamera 5 oder am oder im Fahrwagen 1 zusätzlich eine Wegmesseinrichtung zur genauen Positionsermittlung im Kanal bzw. Rohr, gemessen von der Einfahrstelle angeordnet und wahlweise in Betrieb genommen werden können. Des Weiteren können an der Kompaktkamera oder am Fahrwagen 1 auch geeignete zusätzliche Sensoren zu sonstigen Materialprüfung angeordnet sind. Beispielsweise kann ein Ultraschallsensor mit einer Aufnahmeeinheit vor Ort in einfacher Art und Weise nicht sichtbare Risse erkennen und für die Auswertung sichtbar machen.
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Die erfindungsgemäße Lösung für eine Kompaktkamera 5 zur Rohrinspektion und Überwachung von Kanalarbeiten ermöglicht sowohl in Echtzeit als auch nachträglich an einem Monitor einen verzerrungsfreien Rundblick höchster Auflösung und Schärfe. Entsprechend der Verteilung der Kameramodule über die Oberfläche der Kompaktkamera 5 ergibt sich eine gleichmäßige, detailtreue und exakt unterteilte sphärische Erfassung eines Rohrabschnittes in hoher Bildqualität. Es entstehen daher bei der Überwachung nur geringe oder keine toten Winkel und kaum interpretierbare verzerrte Bildrandzonen werden weitgehend vermieden. Die Verwendung der elektronischen Kompaktkamera 5 für Liveüberwachungszwecke während der Rohrarbeiten, Rundum-Einzelbildaufnahmen und/oder für Videosequenzen erlauben einen nahezu universellen Einsatz bis hin zu nachträglichen virtuellen Fahrten anhand eines mobilen Endgerätes oder beliebigen geeigneten Computers. Durch geeignete Steuerungssoftware kann der Betrachter zum Beispiel durch einfaches Verschwenken eines gekoppelten Smartphones bzw. Tablets oder Antippen eines berührungsempfindlichen Notebooks wahlweise in alle Richtungen schauen, also längs, quer oder in einem beliebigen Winkel zur Rohrwand bzw. auf das angebaute Arbeitswerkzeug, wobei selbstverständlich auch Vergrößerungen oder Verkleinerungen des Bildausschnittes jederzeit möglich sind. Der volle Rundumblick über die Innenmantelfläche eines zu überwachenden Kanals oder Rohres, also z. B. auch der Blick eine bestimmte Strecke zurück, erlaubt ein sehr effektives, zeitsparendes Arbeiten, ohne ständiges Vor- und Zurückfahren oder ständiger Korrektur der Kameraposition. Ist zusätzlich auch eine steuerbare Beleuchtung in die Kompaktkamera 5 integriert, so ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich einer vollen Objektausleuchtung und Schlagschattenvermeidung. In bevorzugter Weise können LED-Spots zwischen den einzelnen Kameramodulen verteilt angeordnet sein und auf diese Weise ebenfalls sämtliche Raumrichtungen ausleuchten.
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Eine ideale sphärische Verteilung der Kameramodule auf der Kompaktkamera 5 erlaubt es, dass sich alle Bildränder der Einzelbilder der Modulen unter Berücksichtigung der eingesetzten Linsenoptik mittels einer internen oder externen angeschlossenen Elektronik und einer zugehörigen Bildverarbeitungssoftware so zu einem digital basierten Gesamtbild zusammenrechnen lassen, dass im Idealfall im Gesamtbild keine störenden Schnittränder oder Randverzerrungen entstehen. Mit 10, 12, 20, 36 oder mehr Kameramodulen, verbaut in einer Kompaktkamera 5, lassen sich sehr detailreiche hochauflösende Gesamtaufnahmen des jeweilig zu beobachtenden Raumes vor Ort, bzw. der auszuführenden Arbeiten anfertigen, wobei jedoch für viele Aufgaben beispielsweise auch 6 oder 8 Kameramodule durchaus ausreichend sind. Beispielsweise sind verbaubare CCD-Kameramodule in den Abmessungen von 1 cm3 oder kleiner nebst ihrer internen angepassten Basis-Bilddatenverarbeitungssoftware aus Smartphones, Foto-Handys oder Spionagekameras bekannt, preiswert und problemlos, sowie mit den verschiedensten Objektiven auf dem Elektronikmarkt erhältlich und anwendbar. Insbesondere für Dokumentationsaufgaben lassen sich Metatags, wie Uhrzeit, Datum, Aufnahmeort bzw. Aufnahmeposition, Kameraausrichtung usw. in die Datenerfassung und -speicherung einbeziehen. Die Kompaktkamera 5 selbst lässt sich mit wenig Raumbedarf im Durchmesser sehr klein bauen und vor allem gut gegen Umweltbelastungen, wie Schmutz, Wasser, Temperatur und Erschütterungen mit wenig Aufwand schützen.
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Figurenliste
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Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
- 1 einen Fahrwagen 1 für eine videobasierte Kamerainspektion eines Kanalrohrs,
- 2 einen Fahrwagen 1 mit einem Bearbeitungswerkzeug unter Kamerabeobachtung,
- 3 einen Fahrwagen 1 für eine Kamerainspektion eines vertikalen Schachts von einem horizontal Kanalrohr aus,
- 4 eine aus- und einziehbare Kompaktkamera 5 angeordnet an einer Schiebstange 14,
- 5 das Aushärten eines in ein Rohr eingebrachten mit Harz getränkten UV-Liners in unter Kamerabeobachtung mittels des Fahrwagens 1
- 6 eine mögliche Kompaktkameraausführung mit mehren Kameramodulen und verteilt angeordneten LED-Spots
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Gemäß 1 wird das Innere eines Rohres von einem an sich bekannten Fahrwagen 1 für Inspektionszwecke befahren. Der Fahrwagen 1 kann bei Bedarf mit autonomer Energieversorgung selbst fahrend sein oder anderweitig gezogen oder geschoben werden oder zieht ein angeschlossenes Schleppkabel oder Schiebekabel 2 für die Versorgung des Fahrwagens 1 selbst und dessen Equipment nach. Eine Lichtquelle 3 (schematisiert dargestellt) sorgt für die notwenige Helligkeit im Rohr, damit eine an dem vorderen Ende eines Lenkstabs 4 befestigte digitale Kompaktkamera 5 detaillierte Aufnahmen machen kann, da der zu dokumentierende Bereich ausreichend beleuchtet wird. Die Kompaktkamera 5 kann entweder dauerhaft mit dem Lenkstab 4 verbunden sein oder ist vorteilhafterweise über einen Adapter abnehmbar bzw. auswechselbar angeschlossen. Beim ferngesteuerten Befahren des Rohrs unter ständiger Übertage-Monitorbeobachtung ist ferngesteuert oder automatisch gesteuert wahlweise eine Speicherung sowohl von Einzelbildern als auch von Videosequenzen möglich. In beiden Fällen wird jedes 2-D oder auch falls gewünscht auch 3-D Rundum-Bild der Innenmantelfläche des Rohres aus der Gesamtheit der von den Kameramodule 5 synchron fotografierten Einzelbilder mittels einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware zusammengesetzt, womit jeweils ein vollsphärisches Sichtfeld erfasst wird. Die Bildverarbeitung und Bildspeicherung kann dabei sowohl in der Kompaktkamera 5 selbst, als auch im Fahrwagen 1, in einer speziellen Steuer- und Speicherelektronik, Übertage oder mittels einer Cloud kabellos oder kabelgebunden erfolgen. Die Kompaktkamera 5 bzw. ihre Oberfläche kann auch insgesamt schlagfest, kratzfest und wasserdicht ausgebildet sein.
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In 2 ist ein Fahrwagen 1 mit einem Rohrbearbeitungswerkzeug in Gestalt eines an sich bekannten Fräserwerkzeuges 6 stark schematisiert dargestellt. Die vollsphärische Kompaktkamera 5 kann mittels des angeordneten Lenkstabes 4 lediglich in der Position gegenüber der Rohrwandung verstellt zu werden um eine vollständige Rundumabbildung der erforderlichen Details zu ermöglichen. Eine zusätzliche Kameraverschwenkung oder Verdrehung ist nicht erforderlich. Das bedeutet, dass eine relativ einfache Mechanik für die Kamerabewegung und -positionierung ausreichend ist. Sie kann auch mit dem Fräserarm des Fräserwerkzeuges 6 mitbewegt werden oder an diesen gekoppelt sein. Je nach der Situation kann sich das Bedienungspersonal zunächst auf den Fahrweg konzentrieren, also nach vorn schauen, und, sobald die Arbeitsposition erreicht ist, unter vollständiger Kamerabeobachtung ohne jegliche Kameraverfahrung das Fräswerkzeug 6 zum Einsatz bringen.
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Es ist aber auch denkbar, dass die gesamte Kompaktkamera 5, wenn sie mittels einer Lenkstange 4 aus- und einziehbar ausgebildet ist (gegenüber dem Fahrwagen 1 selbsttätig verfahrbar), während des Fräsvorganges in einen Schutzraum, d. h. beispielsweise in einen mit einer Lamelle verschließbaren Hohlraum innerhalb des Fahrwagens 1 bewegt werden kann, um eine Verschmutzung während des Fräsvorganges vorzubeugen. Genauso ist es möglich während eines Fräsvorganges die Kompaktkamera 5 mit einem zielgerichteten Luftstrom oder auch diskontinuierlich mit einem Wasserstrahl oder eine anderen Flüssigkeit beaufschlagen um Verschmutzungen wieder entfernen oder fernhalten zu können. Dies kann in einfacher Art und Weise mittele einer oder mehrerer angeordneter Strahldüsen (nicht gezeichnet) erfolgen. Selbstverständlich kann die Kompaktkamera 5 bzw. die Lichtquelle 3 auch an einer anderen Stelle als der symbolhaft gezeichneten angeordnet sein. Immer aber erlaubt die Kompaktkamera 5 jederzeit einen Rundblick über die gesamte gerade angefahrene Arbeitsstelle an der Innenmantelfläche des Rohres und dessen lückenloser Dokumentation mittels digitaler Speicherung. Mit den aufgenommenen Standbildern oder Videoaufnahmen lassen sich zugleich für Dokumentationszwecke Meta-Informationen speichern und festhalten, wie z. B. Datum, Uhrzeit, Belichtungsprogramm, Sensorempfindlichkeit, Brennweite, Blitzverwendung, Informationen zum punktgenauen Aufnahmeort und der genauen Position im Rohr, d. h. es kann zentimetergenau eine umfassende Dokumentation vor, während und nach der Bearbeitung erfolgen. Zur Ausleuchtung ist mindestens eine geeignete Lichtquelle 3 am, im der auf dem Fahrwagen 1 angeordnet. Sie kann ebenfalls verfahrbar ausgebildet sein und sorgt für ausreichende Beleuchtung des zu dokumentierenden Bereiches der Innenmantelfläche.
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Die dargestellte Fahrwagenausrüstung nach 3 ist vorzugsweise für das Inspizieren von abzweigenden nach oben, oder schräg nach oben gerichteten bzw. senkrechten Schächten eines Rohres von einem Fahrwagen 1 aus bestimmt. Am Schacht wird mit Hilfe einer Schiebestange 7, einem Führungsgestell 8 und Führungsrollen 9 die Kompaktkamera 5 zentrisch in den Schacht gefahren. Als Besonderheit ist die Kompaktkamera 5 selbst mit einer Beleuchtungseinrichtung ausgerüstet, indem verteilt zwischen der Mehrzahl von Kameramodulen 5, d. h. zwischen den einzelnen Objektiven 15 eine Mehrzahl von beispielsweise lichtstarken LED-Leuchten 16 angeordnet ist. Die Kompaktkamera 5 ist mit einem ausrollbaren Glasfaserkabel ausgerüstet und kann über eine Öse am Fräswerkzeug 6 oder mittels des beweg und steuerbaren Fräsarmes selbst umgelenkt werden.
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Solch eine vorteilhafte Kamerakonfiguration mit integrierten Lichtquellen vereinfacht nicht nur die Handhabung der Inspektionseinheit, sondern vermeidet insbesondere Schlagschatten. Die Helligkeit der angeordneten Spots kann vorzugsweise Kamera-intern oder Software-gesteuert für stets optimale Aufnahmebedingungen verändert werden. Beispielsweise lassen sich so auch Blitzlicht-Einzelaufnahmen machen. Für eine Kommunikation zwischen dem Fahrwagen 1 und der Kompaktkamera 5 können in einer bevorzugten Variante hohle Schiebestangen verwendet werden, durch welche die Energieversorgung, wie elektrische, optische oder optoelektronische Leitungen laufen. Für die Überwindung größerer Höhen kann ein Zugseil 10 an die Kompaktkamera 5 angebunden werden.
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Oftmals werden vor einer eigentlichen Rohrsanierung die Kanalrohre mit Hilfe einer Schiebestange oder eines Schiebeseiles 7 inspiziert, welche von einer Trommel 11 abgerollt werden können. Diese Verfahrensweise ist insbesondere für längere Rohrstrecken sinnvoll. Die 4 zeigt rein schematisch eine solche Apparatur. Die Trommel 11 kann Übertage stehen oder in einem Einstiegsschacht oder für kurze Strecken direkt am Fahrwagen 1 angeordnet sein. In die kugelartige Kompaktkamera 5 ist wiederum die Beleuchtung integriert. Die Kommunikation zur Steuereinheit 12 und/oder in ein Funknetz mit Hilfe einer Antenne 13 erfolgt wieder über geeignete Leitungen an oder innerhalb der Schiebestange bzw. innerhalb eines Schiebeseiles 7. Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass die notwenigen Leitungen auch separat mit der Kompaktkamera 5 verbunden sein können oder dass geeignete drahtlose Verbindungen wie beispielesweise Bluetooth genutzt werden können.
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In 5 ist das Aushärten eines UV-, infrarot- oder lichthärtenden Liners in einem Rohr mittels einer auf einem Kabel verteilten Lichtquellenkette als ein weiteres mögliches Anwendungsbeispiel für eine Rundumsicht-Kompaktkamera 5 dargestellt. An einem Zugkabel 2 wird ein UV-Beleuchtungszug 14 Computer-gesteuert langsam durch den an der Rohrrand anliegenden lichtaushärtenden UV-Liner gezogen, an dessen Ende eine Rundumsicht-Kompaktkamera 5 angekuppelt ist, welche das Saniererungsergebnis kontrolliert und ggf. dokumentarisch erfasst. Im Beispiel sind wiederum in der Kompaktkamera rundum verteilte Lichtquellen zur Ausleuchtung des Kamerabildes angeordnet.
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6 zeigt schematisiert und beispielhaft eine andere vorteilhafte Form einer Kompaktkamera 5. Die Kameramodule 15 in der Kompaktkamera 5 sind nach allen Raumrichtungen ausgerichtet und in einer solchen Anzahl verbaut, dass sich softwaremäßig aus allen Einzelbildern ein lückenloses Gesamtbild errechnen lässt. Die äußere Form der Kompaktkamera 5 ist deshalb zweckmäßigerweise eine Kugel oder ein regelmäßiger Polyeder, wie beispielsweise ein Oktaeder oder Dodekaeder mit abgerundeten Ecken und oder Kanten oder beispielsweise ein abgestumpftes Oktaeder wo in den acht Sechsecken acht Kameramodule und in den sechs Quadraten sechs Lichtquellen angeordnet sind. Es ist auch möglich andere Vielflächner mit angenäherter Kugelform für die Anordnung von Kameramodulen und Lichtquellen zu nutzen. Im Einzelnen kommt es auf das geforderte Preis-Leistungs-Verhältnis an. Es versteht sich, dass man unter Verwendung von Weitwinkelobjektiven und entsprechendem Qualitätsverlust in der Bilderzeugung eine geringere Anzahl von Kameramoduln 5 verbauen kann. Die Kompaktkamera 5 weist gemäß der 6 die Besonderheit auf, dass zwischen den Kameramoduln 15 verteilt LED-Leuchten 16 angeordnet sind, die für die notwendige Ausleuchtung des der Innenmantels eines Kanals oder Rohres sorgen. Dies erspart nicht nur eine der üblichen Beleuchtungseinrichtungen und deren Nachführung, sondern es wird eine schattenfreie Ausleuchtung im gesamten Kamerasichtfeld erreicht. Im Beispiel gemäß 6 sind zehn Kameramoduln 15 und acht Lichtquellen, wie beispielsweise LED-Spots 16 in der Kompaktkamera 5 verbaut. Es können aber wesentlich mehr sein, zumal sich in den letzten Jahren die Baugröße und der Preis der Kameramoduln 15 bei verbesserten Aufnahme- und Bildverarbeitungseigenschaften dramatisch verringert haben. So lassen sich schon heute Kompaktkameras 5 mit beispielsweise 36 Kameramoduln und mehr in Golfballgröße verbauen. Die Anzahl der verbauten LED-Spots richtet sich nach dem Einsatzzweck, der Lichtstärke der Leuchtdioden und der Oberflächenform der Kompaktkamera.
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Zur externen Steuerung der Kompaktkamera 5 können z. B. Steuerleitungen durch den Lenkstab 4 hindurch geführt und angeordnet sein bis zu einem ersten Steuermodul, der sich z. B. im Fahrwagen 1 befindet. Es ist aber auch eine drahtlose Ansteuerung über eine geeignete Funkschnittstelle möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrwagen
- 2
- Schleppkabel
- 3
- Lichtquelle
- 4
- Lenkstab
- 5
- Kompaktkamera, Kamerakopf
- 6
- Fräswerkzeug
- 7
- Schiebestange oder Schiebeseil
- 8
- Führungsgestell
- 9
- Führungsrollen
- 10
- Zugleine
- 11
- Schiebestangen- oder Schiebeseiltrommel
- 12
- Steuerung
- 13
- Antenne
- 14
- UV-Lichterkette
- 15
- Objektiv eines Kameramoduls
- 16
- LED-Spot
- 17
- Reinigungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2001/092852 A9 [0003]
- DE 20101642 U1 [0004]
- DE 20104092 U1 [0004]
- DE 19992542 C1 [0005]
- DE 102011014884 B3 [0006]
- DE 202007013416 U1 [0007]
- DE 202009003388 U1 [0008]
- DE 4328575 C2 [0009]
- DE 202004004836 U1 [0010]
- DE 202004018174 U1 [0011]
- DE 102012022489 A1 [0011]
- DE 102010055045 A1 [0012]
- DE 19714463 A1 [0013]
- DE 102007052915 A1 [0014]
- EP 1639405 B1 [0015]
- WO 2012/149926 A1 [0016]
- WO 2016/059470 A1 [0016]