ANWENDUNGSFALL · WAGGON-ERKENNUNG

Waggon-Erkennung KI
an der Verladestation.

Ein LiDAR über dem Verladegleis erkennt, zählt und ortet jeden Güterwagen, sobald er hält — sechs Deckel-Mittelpunkte, Waggonnummer, Roboterwagen-Flag, alles aus einem einzigen Scan in unter zwei Sekunden. Treibt die automatische Beladung, schreibt ein Material-Log pro Waggon ins ERP/MES. Unsere produktive Bahnwagon-Pipeline, heute im Einsatz.

< 5 cm Mittelpunkts-Fehler gegen Ground Truth
< 2 s pro Scan, Standard-Hardware
Roboterwagen-fähig führender Steuerwagen erkannt
ERP / MES Material-Log pro Waggon
ANWENDUNGSFALL  ·  Waggon-Erkennung · LiDAR-Wahrnehmung an der Verladestation

Waggonposition, Deckelzahl, Sequenznummer — aus einem einzigen Scan.

Waggon-Erkennung KI ist eine Wahrnehmungs-Pipeline, die einen einzelnen 3D-LiDAR-Scan eines Güterwagens an der Verladestation verarbeitet und die Waggonposition, die identifizierenden Merkmale (Deckelzahl, Deckel-Mittelpunkte, vorausfahrender Roboterwagen falls vorhanden) sowie die Waggonnummer-Zuordnung zurückgibt — treibt die automatische Verladeautomatisierung und schreibt das Material-Log pro Waggon ins ERP.

Den Schmerz kennt jeder Industriebetrieb, der Schüttgut auf die Schiene verlädt — Salzbergwerke, Schrott-Recycling, Schüttgut-Höfe, Düngemittel-Depots. Güterwagen rollen einzeln unter die Verladeeinrichtung, und die Verladesteuerung muss exakt wissen, wo jeder Waggon steht, wie viele Kammern er hat und wann er voll ist. Heute machen Bediener das per Augenmaß: über die Schiene gebeugt, Deckelpositionen geschätzt, Waggons auf dem Klemmbrett abgehakt. Es ist langsam, fehleranfällig und gnadenlos — der falsche Deckel wird beladen, der falsche Waggon abgerechnet, das ERP passt nicht zum tatsächlichen Hof-Zustand, und die Schicht verliert eine Stunde damit, Papier gegen Realität abzugleichen.

Unser Ansatz ist ein LiDAR, montiert über dem Verladegleis. Sobald ein Waggon hält, nimmt der Sensor einen einzigen Scan auf; eine sechsstufige zustandslose geometrische Pipeline — Ground-Crop → Deck-Z-Schätzung → Höhenband-Maskierung → Deckel-Clustering → Waggon-Bounds → Tracker-Zustandsautomat — liefert die exakte 3D-Position des Waggons, alle Deckel-Mittelpunkte, den vorausfahrenden Roboterwagen falls im Bild und eine Sequenznummer. Die Geometriestufen sind im Prototyp reines NumPy und scipy und portieren sauber nach C++/C# für den finalen Anlagencontroller. Der mittlere Mittelpunkts-Fehler bleibt unter 5 cm gegenüber handgelabelter Ground Truth; der gesamte Scan wird in unter zwei Sekunden auf Standard-Hardware verarbeitet.

Das Projekt geht aus unserem Hub-Service Industrielle Objekterkennung hervor und ist der eine Anwendungsfall, in dem wir bereits ausgeliefert haben — die Bahnwagon-Deckelerkennung läuft produktiv bei einem norddeutschen Recycling- und Bergbaubetrieb. Derselbe geometrische Ansatz funktioniert unabhängig davon, ob der Waggon Stein, Salz, Schrott oder Getreide trägt; nur die Kalibrierungskonstanten in config.yaml ändern sich, ein Modell-Retraining ist nicht nötig.

„Ein Scan, sechs Deckel-Mittelpunkte, Waggonnummer, unter zwei Sekunden — genau das will die Verladesteuerung sehen."

Die Bahnwagon-Deckelerkennung läuft heute produktiv — sechs Deckel-Mittelpunkte, Fehler unter 5 cm, Antwort in zwei Sekunden, Bediener-UI in Electron + Vue 3 + Three.js.

Drei Stufen

Vom Waggon-Stopp bis zum ERP-Eintrag — drei Stufen der Pipeline.

1 · LiDAR-Erfassung an der Verladeposition

Ein LiDAR, montiert über dem Verladegleis, IP65+-Gehäuse, scannt jeden Güterwagen, sobald er an der Verladeposition hält. Keine Kamera nötig, kein zweiter Sensor zu kalibrieren. Läuft durch Staub, Schnee, Nachtlicht und den Dampf, der von warmem Schüttgut aufsteigt. Ein Scan pro Waggon-Stopp, gespeichert auf lokalem Speicher mit pro-Waggon-UUID für den Audit-Trail.

2 · Sechsstufige geometrische Pipeline

Reines NumPy und scipy im Python-Prototyp, portiert direkt nach C++/C# für den Anlagencontroller. Sechs zustandslose Stufen: Ground-Crop, Deck-Z-Schätzung, Höhenband-Maskierung, Deckel-Clustering, Waggon-Bounds, Tracker-Zustandsautomat. Läuft in unter zwei Sekunden auf Standard-Hardware. Keine GPU nötig, kein Modell-Retraining bei Waggon-Klassen-Wechsel — Kalibrierung liegt in config.yaml.

3 · ERP- / MES-Anbindung

Waggon-ID, Deckel-Koordinaten und Material-Zuordnung schreiben zurück per OPC UA oder REST — gleicher Waggon-Stopp, bevor der nächste Zug einfährt. Die Verladesteuerung liest echte Waggonpositionen statt Bediener-Schätzungen vom Klemmbrett. Fehl-Routings werden markiert, bevor der Deckel öffnet; das ERP-Material-Log passt zum Hof-Zustand am Schichtende.

Pipeline-Architektur · #how-it-works

Wie die Pipeline arbeitet — konkret.

Die Architektur ist absichtlich langweilig. Drei lose gekoppelte Stufen, jede einzeln testbar, jede einzeln tauschbar, wenn der Bahnbetreiber die Waggon-Klasse ändert oder die Verladeposition verschiebt. Gebaut auf demselben Stack, den wir für unsere gesamte Wahrnehmungs-Arbeit nutzen: NumPy, scipy, PCL, Open3D.

01

Scan-Aufnahme

Eine einzige LAS-Datei pro Waggon-Stopp — typisch über eine Million Punkte über das Waggon-Deck, die Deckel und einen Streifen Gleis links und rechts. Der LiDAR nimmt den Scan auf, sobald der Waggon an der Verladeposition zum Stehen kommt. Die Rohpunktwolke schreibt auf lokalen Speicher mit pro-Waggon-UUID für Audit-Trail und Re-Labelling.

02

Sechsstufige geometrische Pipeline

Ground-Crop entfernt Gleis und Schotter. Deck-Z-Schätzung lokalisiert die Waggon-Deck-Ebene. Höhenband-Maskierung isoliert die Deckel-Schicht. Deckel-Clustering liefert die sechs Mittelpunkte. Waggon-Bounds gibt die 3D-Box. Der Tracker-Zustandsautomat vergibt die Sequenznummer und markiert den vorausfahrenden Roboterwagen, falls im Bild. Der mittlere Mittelpunkts-Fehler bleibt unter 5 cm gegen handgelabelte Ground Truth.

03

Rück-Schreibung pro Waggon

Ausgabe pro Waggon: JSON-Datensatz mit Waggon-ID, Deckel-Mittelpunkten, Material-Zuordnung und Audit-Bildern. Schreibt ins ERP, MES oder Verladesteuerungs-System per OPC UA oder REST. Die Bediener-Oberfläche in Electron + Vue 3 + Three.js zeigt die Live-3D-Punktwolke, die Zug-Übersicht und einen CSV-Export für das Schicht-Log.

Alle drei Stufen laufen auf einem Industrie-PC an der Verladestation — Python-Prototyp für die Entwicklung, C++/C#-Portierung für den finalen Controller. Keine Cloud-Abhängigkeit, keine externe API, kein Lizenz-Heimruf. Der Code gehört Ihnen bei der Übergabe.

Was Sie bekommen

Drei Liefer-Ergebnisse — aus derselben produktiven Pipeline.

Waggonposition + Identität

Jeder Waggon-Stopp liefert eine exakte 3D-Bounding-Box, die sechs Deckel-Mittelpunkte, eine Waggon-Sequenznummer und ein Roboterwagen-Flag. Geht direkt in den Zustandsautomaten der Verladesteuerung, so dass die nächste Verladebewegung eindeutig ist. Dieselbe geometrische Ausgabe, die die Bahnwagon-Pipeline heute produktiv erzeugt.

Material-Log pro Waggon

Material-Typ, Tonnage und Deckel-Aufschlüsselung schreiben pro Waggon ins ERP/MES — gleiche Schicht, bevor der Zug abfährt. Kein Klemmbrett-Abgleich mehr, keine Falsch-Abrechnung mehr. Das Hof-Management-System sieht die tatsächlich beladene Masse statt der Bediener-Schätzung.

Electron-Bediener-Oberfläche

Vue 3 + Three.js Desktop-App für den Verladestations-Bediener: Live-3D-Punktwolke, Übersicht pro Waggon, Zug-Liste, CSV-Export, Waggon-für-Waggon-Audit. Bereits produktiv beim Bahnwagon-Kunden im Einsatz — übergeben mit vollem Quellcode. Läuft lokal auf dem Anlagen-PC; keine Browser-Cloud-Abhängigkeit.

Warum Custom

Warum nach Maß — und nicht von der Stange.

Jede Verladestation hat ihre eigene Waggon-Klasse, ihre eigene Gleisgeometrie, ihre eigene bestehende Steuerung. Ein generischer Detektor löst den generischen Fall; Ihre Verladeposition ist nicht der generische Fall.

Anlagen-spezifische Deckel-Geometrie-Kalibrierung

Jede Waggon-Klasse ist anders — sechs Deckel, acht Deckel, Stirn-Lader, Oben-Lader, mit oder ohne vorausfahrenden Roboterwagen. Wir kalibrieren die geometrische Pipeline auf Ihren Waggons an Ihrer Verladeposition und re-kalibrieren, wenn der Bahnbetreiber die Flotte tauscht. Kalibrierungs-Konstanten liegen in config.yaml — kein Retraining, keine GPU.

Schüttgut-agnostische Pipeline

Derselbe geometrische Ansatz funktioniert auf Stein, Salz, Schrott und Getreide — nur die Toleranzen im Deckel-Clustering ändern sich. Kein ML-Retraining bei Material-Wechsel; die Pipeline kümmert sich um Waggon-Geometrie, nicht um den Inhalt des Deckels. Genau diese Eigenschaft macht das Bahnwagon-Projekt anlagen-übergreifend portabel.

Tracker als separater Zustandsautomat

Die geometrischen Stufen sind zustandslos. Zustand liegt nur im Tracker — der Komponente, die Waggon-Sequenznummern vergibt und den vorausfahrenden Roboterwagen erkennt. Saubere Grenze, einfache Integration in Ihren bestehenden Hof-Management-Zustand, einfach tauschbar, wenn sich die Verladesteuerungs-Software ändert.

IP-Eigentum + Übergabe

Sie besitzen den Python-Prototyp, die C++/C#-Portierung, die Kalibrierungs-Dateien und die Electron-Bediener-Oberfläche nach der Übergabe. Wir dokumentieren das System, schulen Ihr Team und gehen sauber raus. Keine Black Box, keine monatliche Pro-Waggon-Lizenz, kein Servicevertrag, aus dem Sie nicht rauskommen. Standard-Bedingungen siehe unsere FAQs zu IP und Zusammenarbeits-Modell.

FAQ

Fragen zur Waggon-Erkennung KI.

Die Fragen zum Zusammenarbeits-Modell, die wir von jedem Verladestations-Kunden hören, der einen Custom-Perception-Build erwägt. Brauchen Sie etwas Spezifischeres zu Ihrer Waggon-Klasse? Sprechen Sie uns an.

Industrielle Objekterkennung

Was kostet maßgeschneiderte Wahrnehmungs-Software? +
Wir veröffentlichen keine Listenpreise, weil jedes Projekt auf Ihre Daten und Ihre Entscheidungs-Logik zugeschnitten wird — aber wir arbeiten in drei berechenbaren Tiers. Discovery & Assessment — ein 1–3-tägiger Workshop, vor Ort oder remote, Festpreis im unteren vierstelligen Bereich. Sie erhalten eine schriftliche Machbarkeits-Note, einen empfohlenen nächsten Schritt und ggf. ein Festpreis-Angebot für das Folge-Projekt. Lohnt sich auch ohne Folge-Auftrag — viele Kunden nutzen die Note, um zwei oder drei Anbieter zu vergleichen. Custom Pipeline / Tool — ein 4–12-Wochen-Projekt, das eine fertige Wahrnehmungs-Pipeline liefert (Parser + Algorithmus + Dashboard oder OPC-UA-Anbindung). Fester Scope, Festpreis, Code-Übergabe am Ende. Übliche Projektgröße liegt im mittleren fünf- bis unteren sechsstelligen Bereich, je nach Datenvolumen, Sensor-Anzahl und Integrations-Tiefe. Langfristige Partnerschaft — monatlicher Retainer für laufende Entwicklung und On-Call-Support. Dimensioniert nach benötigter Team-Kapazität (typisch 0,5–2 FTE-Äquivalente). Quartalsweise Roadmap inklusive. Alle drei Tiers enthalten Quellcode, schriftliche Dokumentation und saubere Übergabe — keine Lizenz-Abhängigkeit von uns. Vollständiges Zusammenarbeits-Modell siehe unsere Industrielle Objekterkennung.
Wie lange dauert eine maßgeschneiderte Wahrnehmungs-Pipeline? +
Vom unterzeichneten Vertrag bis zum produktiven Tool rechnen Sie mit 4–12 Wochen für ein Standard-Custom-Pipeline-Projekt. Die Spanne wird von drei Faktoren bestimmt. Datenlage. Wenn Sie bereits gelabelte Daten oder repräsentative Aufnahmen haben, starten wir in Woche 1 mit dem Training. Müssen wir Datenerfassung aufsetzen, einen Sensor ergänzen oder von Null labeln, kommt vorne 1–3 Wochen dazu. Integrations-Tiefe. Ein eigenständiges Dashboard mit REST-Schnittstelle ist der schnellste Weg — typisch 4–6 Wochen. OPC-UA-Anbindung in eine laufende Leittechnik, mit Verriegelungen, Werks-Abnahme und kundenseitigem Change-Management, eher 8–12 Wochen. Sensor-Anzahl und Anlagen-Komplexität. Ein LiDAR + eine Kamera in einer sauberen Innen-Umgebung geht schneller als ein 6-Sensor-Portal im Freien mit Staub, Schnee und wechselndem Licht. Den Unterschied schneiden wir vorab im Discovery-Workshop sauber zu. Für ein schnelleres erstes Signal empfehlen wir das Discovery & Assessment-Tier — 1–3 Tage, Festpreis, schriftliche Machbarkeits-Note innerhalb einer Woche. Vollständiges Modell siehe Industrielle Objekterkennung.
Wem gehören Code und IP, die wir bei Ihnen beauftragen? +
Ihnen. Unser Standard-Vertrag überträgt das volle Eigentum am projektspezifischen Code, an den Modell-Gewichten, an Trainingsdaten (soweit die Daten Ihnen gehören) und an der Dokumentation bei der Abnahme an Sie. Wir behalten keine Hintertür-Lizenz und binden Sie nicht an einen Wartungsvertrag. Was bei uns bleibt, ist unser vorhandener Werkzeugkasten — wiederverwendbare Bibliotheken, Kalibrier-Utilities, generische Daten-Parser, der OWL EYE®-Kern — den wir Ihnen lizenzgebührenfrei für das gelieferte Tool lizenzieren. Das ist dieselbe Grenze, die jedes seriöse Ingenieurbüro zieht: Wir bringen den Werkzeugkasten, Sie behalten das Ergebnis. Wenn Sie eine andere IP-Vereinbarung wollen — etwa ein gemeinsames Patent auf einen neuartigen Algorithmus oder ein gemeinsam entwickeltes Modell, das wir beide mit Einwilligung wiederverwenden — regeln wir das explizit im Projektvertrag. Sagen Sie es vorab im Discovery-Workshop. Vollständige Details auf unserer Seite zur Industriellen Objekterkennung.
Können Sie unsere vorhandenen Kameras und LiDAR-Sensoren weiterverwenden? +
In den meisten Fällen ja. Unsere Toolchain ist auf der Datenebene sensor-agnostisch. Wenn Ihre Sensoren ein Standard-Format liefern (PCD, LAS, E57 für Punktwolken; RTSP, GigE Vision, USB3 Vision für Kameras), binden wir sie an einem Tag an. Wir haben mit Riegl, Livox, Faro, Hesai, Velodyne, Ouster, Basler, FLIR, Allied Vision und IDS gearbeitet. Wir sagen Ihnen ehrlich, wenn die vorhandene Hardware nicht das richtige Werkzeug ist. Übliche Fälle, in denen wir zum Tausch raten: - Der vorhandene LiDAR ist zu schmal (FoV oder Reichweite), um den gewünschten Bereich abzudecken — meist durch Repositionierung gelöst, bevor neu gekauft wird. - Die Kamera auto-belichtet auf einer Szene mit hohem Kontrast (Sonne + Schatten am Tor), das bricht die Klassifikations-Zuverlässigkeit — gelöst durch Wechsel auf eine manuell belichtbare Industrie-Kamera mit HDR-Sensor. - Vendor-Lock-in des vorhandenen Sensors (proprietärer Stream, kein dokumentiertes SDK) macht die Anbindung teurer als ein Livox-Ersatz. Wir verdienen nicht am Weiterverkauf von Hardware an Sie. Wenn Sie wollen, dass wir neue Sensoren beschaffen, läuft das über unseren regulären Kanal Handelsware & Produkte zum Listenpreis. Scoping-Modell siehe Industrielle Objekterkennung.

Schicken Sie uns einen Scan von Ihrer Verladestation.

Eine einzelne LAS-Datei von Ihrer Verladeposition, ein paar Fotos der Waggon-Klasse, eine Beschreibung Ihrer Verladesteuerung — wir kommen innerhalb von zwei Werktagen mit einer schriftlichen Machbarkeits-Note und einem Festpreis-Angebot für den Discovery-Workshop zurück. Teil unseres Services Industrielle Objekterkennung.

info@sachtleben-technology.com +49 7831 969 22-190
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Erzählen Sie uns von Ihrer Verladestation.

Sensor-Setup, Beispiel-Scans, Ihre Waggon-Klasse, Ihre Verladesteuerungs-Schnittstelle — alles, was Sie haben. Wir kommen innerhalb von zwei Werktagen mit einer ehrlichen ersten Einschätzung und einem Festpreis-Angebot für den Discovery-Workshop zurück.

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