Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts in einer mit einem in axialer Richtung strömenden Medium versehenen oder zu versehenen Rohrleitung, wobei das kabelungebundene Arbeitsgerät in der Rohrleitung passiv von dem Medium in Strömungsrichtung der Rohrleitung bewegt wird oder sich aktiv mittels eines Antriebsmittels in der Rohrleitung bewegt, und wobei das eine Rechnereinheit aufweisende Arbeitsgerät in der Rohrleitung über wenigstens einen, vorzugsweise über zumindest zwei Umgebungssensoren Umgebungsinformationen aufnimmt.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Arbeitsgerät umfassend wenigstens ein Vortriebsmittel für einen passiven Vortrieb des Arbeitsgeräts in einer Rohrleitung und/oder wenigstens ein Antriebsmittel für eine aktive Fortbewegung des kabelungebundenen Arbeitsgeräts in der Rohrleitung, sowie umfassend wenigstens einen, vorzugsweise zwei Umgebungssensoren zur Aufnahme von Umgebungsinformationen, wobei das Arbeitsgerät eine Rechnereinheit aufweist.

Insbesondere handelt es sich bei dem Arbeitsgerät um einen (Rohrleitungs-) Molch und/oder -crawler, der kabelungebunden ausgebildet ist, d.h. ohne eine Kabelverbindung beispielsweise zu Energieübertragungs- und Kommunikationszwecken. Gattungsgemäße Arbeitsgeräte werden typischerweise zur Inspektion oder zur Reinigung von Rohrleitungen eingesetzt, in den Rohstoffe wie Öl, Gas oder Wasser fließen oder fließen sollen. Andere durch eine Rohrleitung bewegte Produkte können Diesel, Ammoniak oder Wasserstoff sein. Insbesondere werden die Arbeitsgeräte mittels des in der Rohrleitung fließenden Mediums passiv durch die Rohrleitungen bewegt. Hierfür weisen die Arbeitsgeräte sogenannte Cups oder Disks bzw. Führungsscheiben auf, die den freien Innendurchmesser einer Rohrleitung nahezu vollständig ausfüllen und somit ein Hindernis für das Medium ausbilden. Durch den vom Medium aufgebauten Druck wird das Arbeitsgerät vorangetrieben. Bekannt ist es auch, ein Arbeitsgerät mittels aktiver Antriebsmittel durch eine Rohrleitung zu bewegen, beispielsweise dann, wenn der vom Medium aufgebaute Druck nicht groß genug ist oder in der Rohrleitung kein Medium fließt.

Ein gattungsgemäßes Arbeitsgerät, welches eine Rechnereinheit aufweist, ist darüber hinaus mit wenigstens einem Umgebungssensor zur Aufnahme von Umgebungsinformationen versehen. Im Stand der Technik gibt es eine Vielzahl von Umgebungssensoren, die Informationen aus der unmittelbaren Umgebung des Arbeitsgeräts aufnehmen können. Beispielsweise werden Magnetic-Flux-Leackage- (MFL-) oder Eddy-Current- (EC-) Sensoren, optische oder auf Ultraschallbasis arbeitende Sensoren verwendet, insbesondere um Fehlstellen der Rohrleitung zu identifizieren. IMU-Sensoren werden beispielsweise verwendet, um eine Lage des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung oder dessen Geschwindigkeit zu bestimmen. Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der WO 2019/055546 A1 bekannt. Dieses Arbeitsgerät hat sowohl für eine aktive Fortbewegung oder für eine passive Fortbewegung entsprechende Antriebs- bzw. Vortriebsmittel und kann eine gewünschte Geschwindigkeit, die beispielsweise für bestimmte Inspektionen notwendig ist, aktiv kontrollieren. Das Arbeitsgerät nach der WO 2019/055546 A1 kann eine Rechnereinheit mit einer CPU sowie Mittel zur Datenspeicherung und zur Speicherung von Instruktionen aufweisen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Arbeitsgerät in der Rohrleitung zielgerichteter einsetzen zu können.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Arbeitsgerät nach Anspruch 17. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind den auf diese Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in der Rechnereinheit des kabelungebundenen Arbeitsgeräts die Umgebungsinformationen automatisiert ausgewertet werden und in der Auswertung der insbesondere mittels zweier vorzugsweise verschiedener Umgebungssensoren aufgenommenen Umgebungsinformationen zumindest ein Merkmal der Rohrleitung identifiziert wird, insbesondere welches mit einer in der Rechnereinheit hinterlegten digitalen Karte der Rohrleitung abgeglichen und/oder in dieser gespeichert wird. Dies erfolgt während der Fahrt bzw. während des Laufs des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung, d.h. während sich das Arbeitsgerät in der Rohrleitung befindet und insbesondere unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit v > 0 sich das Arbeitsgerät bewegt.

Umgebungsinformationen sind solche Informationen, die ein Abbild der Umgebung des Arbeitsgeräts ermöglichen. Die Umgebung umfasst hierbei insbesondere das Medium, die Rohrleitung mit ihren etwaigen Installationen und/oder etwaige in der Umgebung der Rohrleitung vorhandene elektrische und/oder magnetische Felder, z.B. das Erdmagnetfeld. Als Umgebungsinformationen gelten insbesondere nicht etwaige von einer etwaigen externen, entfernten Kontrolleinheit des Arbeitsgeräts ausgehende Steuer- und Kommunikationssignale, die mit dem Ziel, eine Handlung bzw. Reaktion des Arbeitsgeräts auszulösen, zu diesem übermittelt werden. Insbesondere sind Umgebungsinformationen solche Informationen, die sich aus technischen Merkmalen der Rohrleitung einschließlich etwaiger Installationen ergeben. Zu den technischen Merkmalen zählen beispielsweise Schweißnähte, Durchmesser und/oder Fehlstellen. Daten eines etwaig auf dem Arbeitsgerät mitgeführten Odomenters werden nicht primär zur Merkmalserkennung sondern gegebenenfalls nur zur zusätzlichen Verifikation der Position verwendet. Insbesondere kann auf ein Odometer verzichtet werden.

Eine in Echtzeit bzw. online auf dem Arbeitsgerät erfolgende Merkmalsbestimmung und insbesondere mit einer hiermit erfolgende Positionsbestimmung ist die Basis für ein autonom in einer Rohrleitung agierendes Arbeitsgerät geschaffen, welches sich selbständig in der Rohrleitung orientieren und insbesondere sich auf Basis seiner eigenen Sensorinformationen und mithin aufgrund eigenen Wahrnehmung bewegen kann. Je nach Ausbildung des Arbeitsgeräts kann sich dieses nur in Strömungsrichtung bewegen oder auch in und gegen die Strömungsrichtung. Durch das Abspeichern bislang unbekannter Merkmale in der Rechnereinheit gewinnt das Arbeitsgerät ein zunehmend vollständigeres Bild seiner Umgebung in der Rohrleitung bzw. von der Rohrleitung selbst und kann gezielter etwaige weitere Aufgaben umsetzen.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät, umfassend wenigstens ein Vortriebsmittel für einen passiven Vortrieb des Arbeitsgeräts in einer Rohrleitung und/oder wenigstens ein Antriebsmittel für eine aktive Fortbewegung des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung, sowie umfassend wenigstens einen, vorzugsweise zwei Umgebungssensoren zur Aufnahme von Umgebungsinformationen, wobei das Arbeitsgerät eine Rechnereinheit mit zumindest einem Computerprogramm aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Computerprogramm Befehle umfasst, dass in der Rechnereinheit des Arbeitsgeräts die Umgebungsinformationen automatisiert ausgewertet werden und in der Auswertung der insbesondere mittels zweier verschiedener Umgebungssensoren aufgenommenen Umgebungsinformationen zumindest ein Merkmal der Rohrleitung vorzugsweise zur Positionsbestimmung identifiziert wird, insbesondere welches mit einer in der Rechnereinheit hinterlegten digitalen Karte der Rohrleitung abgeglichen und/oder in dieser gespeichert wird. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst das Computer-Programm Befehle, die bewirken, dass das Arbeitsgerät die weiteren erfindungsgemäßen, vor- oder nachbeschriebene Verfahren durchführt.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät kann auch als Molchcrawler ausgebildet sein und sowohl ein oder mehrere Mittel zur passiven wie auch ein oder mehrere Mittel zur aktiven Fortbewegung aufweisen. Nachfolgend wird sowohl bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts vereinfacht mitunter auch ein als Molchcrawler ausgebildetes erfindungsgemäßes Arbeitsgerät als Molch bezeichnet.

Die Rechnereinheit des Arbeitsgeräts, in der Umgebungsinformationen speicherbar sind, ist so konfiguriert, dass das Arbeitsgerät das erfindungsgemäße Verfahren ausführen kann bzw. in der Rohrleitung ausführt. Die jeweils für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Teile des Arbeitsgeräts wie zum Beispiel Umgebungssensoren, Antriebs- bzw. Vortriebsmittel, etwaige weitere Mittel zur Geschwindigkeitskontrolle oder zur Festlegung des Arbeitsgeräts, sowie etwaige Werkzeuge umfassend beispielsweise Sensoren und/oder Manipulatorarme, können ebenfalls von dem Computerprogramm angesteuert bzw. geregelt werden.

Das selbstständige, autonome Erkennen eines Merkmals der Rohrleitung ist eine wesentliche Voraussetzung für das Arbeitsgerät, sich in der Rohrleitung zu orientieren, d.h. um seine Position zu bestimmen, z.B. um an einem vordefinierten oder während der Bewegung durch die Rohrleitung definierten Ziel anzukommen und dort eine angestrebte Operation auszuführen. Insbesondere kann diese oder eine andere Operation wiederholt an verschiedenen, in der Rohrleitung vorhandenen Zielorten vorgenommen werden, die das Arbeitsgerät anhand der erkannten Merkmale identifizieren kann. Vorzugsweise ist das Arbeitsgerät mit einer digitalen Karte der Rohrleitung ausgestattet, die für einen Lauf in der Rohrleitung in der Rechnereinheit des Arbeitsgeräts abgespeichert ist oder wird. Entsprechend kann das Merkmal während des Laufs mit einer in der Rechnereinheit hinterlegten digitalen Karte abgeglichen werden. Ist das Merkmal in der digitalen Karte nicht oder anders hinterlegt, kann das Merkmal der Rohrleitung, welches aus den Umgebungsinformationen gewonnen wurde, in der digitalen Karte neu oder ergänzend abgespeichert werden. Hieraus kann das Arbeitsgerät z.B. seine Position in der Rohrleitung deutlich verbessert bestimmen und sich selbst besser in der Rohrleitung verorten. Das erfindungsgemäße Arbeitsgerät kann aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens seine Umgebung wahrnehmen, was eine Grundvoraussetzung für ein autonomes Handeln in der Rohrleitung ist. Eine hierauf basierende Positionsbestimmung ermöglicht ein kontrolliertes, selbstständiges Handeln des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung.

Eine digitale Karte ist in einem einfachen Fall eine Tabelle mit Weg- bzw. Streckenpunkten und hiermit einhergehenden Merkmalen. Es kann sich auch um einen "digital twin" der Rohrleitung, d.h. um ein Abbild der Rohrleitung handeln, welches die Rohrleitung beispielsweise in Zylinder- oder 3D-Koordinaten abbildet, wobei einzelnen Positionen der Rohrleitung bestimmte Merkmale zugeordnet sein können. Die digitale Karte kann durch ein oder mehrere Datensätze, die miteinander verknüpft sein können oder von einem Programm der Rechnereinheit in Bezug gebracht werden können, dargestellt werden.

Die Rechnereinheit des Arbeitsgeräts umfasst zumindest eine CPU oder andere Prozessoreinheit (z.B. GPU, TPU oder FPGA), zumindest einen Arbeitsspeicher, insbesondere in Form von Random Access Memory oder einem anderen dynamischen Speicher, sowie wenigstens einen dauerhaften Speicher, beispielsweise in Form von Read Only Memory oder anderem dauerhaften Arbeitsspeicher, der eine oder mehrere Datenbanken enthalten kann. Darüber hinaus können einzelne funktionelle Teile des Arbeitsgeräts wie Sensoren, ein Energiespeicher, Antriebsmittel o- der dergleichen beispielsweise über ein BUS-System angebunden sein. Hierfür weist das Arbeitsgerät wenigstens einen entsprechenden Controller auf. Der Energiespeicher kann mit einem etwaigen Batteriemanagement-System auch als Teil der Rechnereinheit angesehen werden. Aufgrund seines in der Rechnereinheit hinterlegten Computerprogramms ist das Arbeitsgerät so konfiguriert, dass es das erfindungsgemäße Verfahren umsetzt. Dieses Computerprogramm kann insbesondere modulartig aufgebaut sein, so dass zur Umsetzung eines schlanken und effizienten Verfahrensablaufs nur diejenigen Module in den Arbeitsspeicher geladen werden bzw. sind, die jeweils notwendig sind. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät (Com- puter-)Programm-Module zum Inspizieren und die zugehörigen Sensoren während einer Fahrt zu einem Inspektionsziel nur teilweise oder überhaupt nicht anschalten, um Energie zu sparen. Die benötigten werden Module erst dann in den Speicher geladen und die Sensoren erst dann angeschaltet, wenn das Arbeitsgerät eine hierfür in der Rechnereinheit, insbesondere in der digitalen Karte markierte Position erreicht hat.

Die Position des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung wird insbesondere durch die Position in axialer Richtung der Rohrleitung beschreiben. Dazu kann die Position durch die Lage des Arbeitsgeräts in Umfangsrichtung beschrieben sein. Diese Lage wird insbesondere durch eine IMU-Einheit des Arbeitsgeräts beschrieben. Die Position kann beispielsweise in Metern beginnend von einem Anfangspunkt der Rohrleitung beschrieben sein. Die Position kann auch durch eine Segmentnummer eines Rohrleitungssegments beschrieben sein, welches durch Querschweißnähte, die als Merkmale der Rohrleitung vom Arbeitsgerät identifiziert werden können, von weiteren Rohrleitungssegmenten getrennt ist. Die Position kann auch durch eine Kombination solcher Merkmale definiert sein.

Das Merkmal, welches aus den Umgebungssensoren erkannt wurde, wird insbesondere mit dessen Position in der Rohrleitung in der Rechnereinheit, insbesondere in der digitalen Karte abgespeichert, so dass das Merkmal nach Beendigung des Laufs dem Bedienpersonal ohne zusätzliche Auswertungen direkt inklusive der Position in der Rohrleitung zur Verfügung steht. Es versteht sich, dass die Rechnereinheit bzw. das Arbeitsgerät wenigstens eine Schnittstelle zur Kommunikation aufweist, über die nach einem Lauf die gesammelten Umgebungsinformationen bzw. die auf Basis der Umgebungsinformationen erkannten Merkmale, beispielsweise zusammen mit einer ergänzten digitalen Karte ausgelesen werden können. Als Sensoren zur Erfassung von Schweißnähten kommen beispielsweise Magnetsensoren zum Einsatz. Beispielhaft können bei MFL-Sensoren als Umgebungssensoren aufweisenden erfindungsgemäßen Arbeitsgeräten Schweißnähte dadurch identifiziert werden, dass alle MFL-Sensoren im Umfang in einem bestimmten Zeit- und Raumfenster ein entsprechend hohes MFL-Signal aufweisen. Dazu wird unmittelbare während des Laufs des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung mittels des Computerprogramms überprüft, ob alle funktionstüchtigen und in Umfangsrichtung um eine zentrale Längsachse des Arbeitsgeräts angeordnete MFL-Sensoren zeitgleich ein Signal aufweisen. Wenn ja, dann hat das Computerprogramm in der Rechnereinheit eine Schweißnaht erkannt.

Die Wandstärke wird beispielsweise durch Eddy-Current- oder Ultraschallsensoren bestimmt. Abzweige oder etwaige Ventile können beispielsweise durch eine Kamera, also optisch bestimmt werden, wozu das Arbeitsgerät zusätzlich ein oder mehrere Mittel zur Ausleuchtung aufweisen kann. Gyrometer oder Inertial Measurement Units (IMUs) können für die Identifikation von Drehungen, Beschleunigungen und insbesondere gekrümmte Rohrleitungsabschnitten verwendet werden.

Vorzugsweise wird fortwährend die Position des Arbeitsgeräts mittels des Merkmals und/oder weiterer Umgebungsinformationen bestimmt wird, insbesondere wobei für die Auswertung der Umgebungsinformationen Daten zumindest zweier Umgebungssensoren aufgenommen und eine Fusion der Umgebungsinformationen auf der Rechnereinheit durchgeführt wird. Die Umgebungsinformationen mehrerer gleicher und/oder unterschiedlicher Umgebungssensoren können über eine Datenfusion miteinander verknüpft werden, um eine höhere Informationsqualität zu gewinnen. Es kann sich hierbei um die Fusion von Daten mehrerer Umgebungssensoren desselben Typs und/oder unterschiedlicher Sensortypen handeln. Hiermit ergibt sich einerseits eine Ausfallsicherheit für den Fall, dass einer der Umgebungssensoren ausfällt. Des Weiteren kann über die Erkennung von Merkmalen in mehreren Umgebungssensoren unabhängig voneinander ein erhöhter Vertrauenslevel geschaffen werden dahingehend, dass die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins des Merkmals höher ist. Beispielsweise kann auch die Bestimmung der Position auf Basis eines Odometers und einer IMU (Inertial Measurement Unit= Inertiale Messeinheit) zu einer Redundanz der Geschwindigkeitsmessung führen, was die Sicherheit in der Ortsbestimmung erhöht.

Beispielsweise nehmen während eines Laufs des Arbeitsgeräts nebenaneinander positionierte Umgebungssensoren bzw. Sensoren Spuren entlang der Rohrleitung auf, die zu einem Gesamtbild der Rohrleitung überlagert werden. Alternativ oder ergänzend nehmen eine nach vorne und eine nach hinten gerichtete 2D- oder 3D-Ka- mera Bilder von der Rohrleitung auf, die sich ergänzen lassen und auf denen unabhängig voneinander Merkmale der Rohrleitung charakterisiert werden, die vorzugsweise bei Übereinstimmung in der Erkennung mit der digitalen Karte abgeglichen werden. Alternativ oder ergänzend lassen sich über Kombination unterschiedlicher Kameraperspektiven 3D-Bilder erzeugen, die auf Merkmale untersucht werden. Ebenfalls alternativ oder ergänzend lassen sich die Schwächen eines Sensors durch einen anderen Sensortyp ausglichen, so dass sich praktisch die Stärken der einzelnen Sensortypen aufaddieren. So kann beispielsweise eine IMU (Inertial Measurement Unit) umfassend Beschleunigungsmesser, Gyroskop und Magnetometer, mit denen jeweils die Beschleunigung des Sensors, die Winkelgeschwindigkeit und die Orientierung gemessen werden, relativ schnell und präzise Umgebungsinformationen sammeln. Diese sind allerdings mit der Zeit mit einem Drift-Fehler versehen, so dass beispielsweise ein Magnetometer als Referenz zur Orientierung verwendet wird. Ein Magnetometer hat zwar eine geringere Auflösung, dafür aber praktisch keinen Drift.

Ein weiteres Beispiel für die Kombination unterschiedlicher Umgebungsinformationen ist die Verwendung eines Lasers, mit dem ein Gitter- oder Liniennetz auf der inneren Rohrleitungsoberfläche erzeugt wird, welches von einer Kamera aufgezeichnet wird, um ein 3D-Abbild zu erhalten. Dieses 3D-Abbild kann ggf. mit einer weiteren optischen Kamera abgeglichen werden. Alternativ kann das 3D-Abbild auch mit einer akustischen Kamera abgeglichen werden (akustische Kamera = Array mit Ultraschallsensoren). Ein weiteres Beispiel für eine entsprechende Datenfusion ist die Identifikation von Beulen der Rohrleitung mit klassischen geometrischen Verfahren (z. B. EC-Sensoren in der Turbineneinhausung oder Gaugeplate), die anschließend genau vermessen werden mithilfe einer optischen oder akustischen Kamera. Ein etwaig vorhandener Manipulatorarm vermisst zusätzlich nach einem mechanischen Tastfingerprinzip das Tiefenprofil der Beule präzise nach. Es versteht sich, dass für die Erzeugung der entsprechenden Umgebungsinformationen das Arbeitsgerät mit entsprechenden Umgebungssensoren bzw. funktionellen Baueinheiten (z.B. Manipulatorarm) versehen ist.

Die Fusion der Umgebungsinformationen kann vor oder nach der Erkennung der Merkmale vorgenommen werden.

Ein aus den Umgebungsinformationen gewonnenes Merkmal kann in der Rechnereinheit insbesondere zur Orts- bzw. Positionskalibrierung und/oder zur genauen Positionsbestimmungen des Arbeitsgeräts verwendet werden. Hierdurch kann die Position des Arbeitsgeräts näher von diesem bestimmt werden, so dass einerseits die Aufnahme noch unbekannter Merkmale der Rohrleitung in einer digitalen Karte verbessert ist und andererseits die auf Basis der Position durchzuführenden Handlungen des Arbeitsgeräts gezielter erfolgen können. Insbesondere ist hierdurch ein Energieeinsatz des Arbeitsgeräts für die während des Laufes in der Rohrleitung durchzuführenden Verfahrensschritte verbessert planbar, das Arbeitsgerät kann die zur Verfügung stehende Energie besser einsetzen und längere Distanzen in der Rohrleitung bewältigen bzw. gezielter seine Energie einsetzen, in dem unnötige Messungen vermieden werden.

Vorteilhafterweise wird die digitale Karte mit aus den Umgebungsinformationen und/oder weiteren Sensorinformationen gewonnenen Rohrleitungszustandsinforma- tionen, z.B. in Form von Beulen, Hottaps, Korrosion, Fehlstellen und Schweißnähten ergänzt. Eine solche digitale Karte kann dann nach Beendigung des Laufs durch die Rohrleitung von dem Arbeitsgerät heruntergeladen und für weitere Arbeitsgeräte o- der für einen weiteren Lauf desselben Arbeitsgeräts verwendet werden, so das nachfolgende Läufe bzw. Fahrten von Arbeitsgeräten gezielter vorgenommen werden können.

Vorzugsweise wird eine positions- und/oder merkmalsspezifische Handlung durch das Arbeitsgerät vorgenommen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine Geschwindigkeitskontrolle handeln, bei der das Arbeitsgerät in Abhängigkeit eines Abstands von einem in der digitalen Karte hinterlegten Ziel selbständig seine Geschwindigkeit reduziert und bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit an einem bestimmten Zielpunkt einen bestimmten Messvorgang, z.B. einen hochauflösenden Ultraschallscan, auslöst. Das in der Rechnereinheit arbeitende Computer- Programm bzw. die Rechnereinheit selbst ist entsprechend konfiguriert, wobei das erfindungsgemäße Arbeitsgerät entsprechende Mittel zu Geschwindigkeitskontrolle aufweist. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät einen regelbaren Bypass und/oder aktive Antriebsmittel aufweisen, mittels derer eine Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts kontrolliert werden kann.

Eine merkmalsspezifische Handlung ist beispielsweise das Einschalten und Verwenden eines Inspektionssensors in Abhängigkeit des Merkmals. Beispielsweise können bislang noch unbekannte Merkmale, d.h. nicht in der Rechnereinheit in einer digitalen Karte hinterlegte Merkmale, beispielsweise Schweißnähte, die im Rahmen einer passiv angetriebenen Fahrt in einem Molchmodus in der Rechnereinheit identifiziert werden, erneut angefahren und mit einer hochauflösenden Inspektionsmethode inspiziert werden. Für das Anfahren einer zu inspizierenden Stelle, deren Position durch Abgleich mit der digitalen Karte und/oder im Zusammenhang mit in dieser hinterlegten Merkmalen identifiziert wurde, kann das Arbeitsgerät über einen Crawler- Modus verfügen, in dem der Molch über aktiv angetriebene Antriebsmittel sich in der Rohrleitung bewegt. Hierzu kann der Molch sich mit diesen Antriebsmitteln beispielsweise an der Innenoberfläche der Rohrleitung abstützen und/oder sich gegen die Strömung eines etwaig vorhandenen Mediums stromaufwärts bewegen. Die Bewegungsgeschwindigkeit im Crawler-Modus ist gegenüber einer Geschwindigkeit im Molchmodus, der durch passiven, mediumsbedingten Vortrieb mittels entsprechender Vortriebsmittel (Cups, Disks) gekennzeichnet ist, verringert. Im Crawlermodus kann sich das Arbeitsgerät gegen die Strömung bewegen und anhalten. Für ein Anhalten und Halten in der Rohrleitung kann des Arbeitsgerät über Festlegemittel verfügen, über die sich das Arbeitsgerät in der Rohrleitung verklemmt.

Insbesondere kann die positions- und/oder die merkmalsspezifische Handlung durch einen Übergang von einem Betriebszustand in einen weiteren Betriebszustand ausgebildet werden. Ein Betriebszustand ist beispielsweise ein Zustand, in dem das Arbeitsgerät passiv oder aktiv angetrieben wird. Ein Betriebszustand mit aktiven Antrieb kann auch als Crawler-Modus beschrieben sein. Ein Betriebszustand mit passivem Antrieb kann auch als Molch-Modus bezeichnet werden. Ein weiterer Betriebszustand kann durch die Einnahme einer festen Position an einer bestimmten Stelle der Rohrleitung charakterisiert sein. Ergänzend oder alternativ können sich die Betriebszustände durch die Verwendung verschiedener Sensoren oder Sensoransteuerungen unterscheiden.

Vorzugsweise erfolgt die positions- und/oder merkmalsspezifische Handlung bei derselben Fahrt des Arbeitsgeräts. Sie kann alternativ auch bei einer weiteren Fahrt desselben oder eines anderen Arbeitsgeräts erfolgen, insbesondere dann, wenn das Arbeitsgerät über keine Mittel zu aktiven Bewegung insbesondere die die Strömung eines in der Rohrleitung vorhandenen Mediums besitzt. In diesem Fall werden die Daten über die zu inspizierenden Merkmale und/oder die digitale Karte vorab auf das weitere Arbeitsgerät übertragen.

Vorzugsweise sind in der digitalen Karte Referenzstellen z.B. in Form von Schweißnähten, Markern, Installationen oder Bögen, abgebildet, und die Umgebungsinformationen werden zwecks Erkennung solcher Referenzstellen ausgewertet. Die aufgrund der Umgebungsinformationen erkannten Merkmale der Rohrleitung können in der Rechnereinheit mit diesen Referenzstellen verglichen werden, und es kann die Position des Molches bzw. Arbeitsgeräts näher bestimmt werden bzw. eine positions- und/oder arbeitsgerätespezifische Aktion ausgelöst werden, bei der es sich beispielsweise um einen Übergang von einem passiven zu einem aktiven Betriebszustand, um eine Messung und/oder eine Reparatur handeln kann. Beispielsweise kann bei Erreichen einer durch das erfindungsgemäße Verfahren definierten Posi- tion ein Messgerät bzw. Sensor aktiviert oder mit einer höheren Abtastrate verwendet werden, um einen stromabwärts der erkannten Position befindlichen Rohrleitungsbereich genauer zu inspizieren.

Vorteilhafterweise kann auch eine in der digitalen Karte hinterlegte Referenzstelle durch die aktuelleren Informationen des als Referenzstelle erkannten Merkmals ersetzt werden. Insbesondere können erkannte Referenzstellen in der digitalen Karte bestätigt, nachgetragen oder ggf. aufgrund des erkannten Musters auch umbenannt werden. Hierbei kann die Position der Referenzstellen in der digitalen Karte mit jeder Mustererkennung präzisiert werden, was beispielsweise auch über die statistische Mittelung aus vielen Inspektionsläufen geschehen kann.

Vorzugsweise wird in der Rechnereinheit zumindest ein Teil der Umgebungsinformationen klassifiziert, und insbesondere zur Merkmalserkennung werden die hieraus abgeleiteten Daten mit den Daten vordefinierter Muster verglichen. Aufgrund eines solchen Vergleichs kann ein Merkmal erkannt und eine Position ermittelt werden. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät im Zielbereich mit einem Sensor ein Screening-Messverfahren durchführen, dies mit dem Ziel, definierte Stellen in Form beispielsweise von Fehlstellenmustern zu identifizieren und zu orten. Ein solches Messverfahren kann zunächst grob auflösend sein und eine große Reichweite aufweisen, beispielsweise kann es sich hier um ein Long-Range-UT-Verfahren handeln. Die aufgenommenen Signale werden dann erfasst und in der Rechnereinheit automatisch von dem Arbeitsgerät analysiert. Hierbei kann ein Abgleich der klassifizierten Messsignale mit vordefinierten Klassen (Mustern) stattfinden. Wird nun ein bestimmtes Muster bzw. eine bestimmte Klasse erkannt, kann das Arbeitsgerät eine für ein solches Muster vorgeschriebene Anweisung durchführen und beispielsweise eine detaillierte Inspektion eines möglicherweise vorhandenen Fehlstellenbereiches über PAIIT durchführen (Phased Array Ultrasonic Testing). Das Mustererkennungsverfahren, beispielsweise auf Basis von Machine Learning- (ML-) Modellen, kann zur Zuweisung eines Konfidenzlevels führen, der dafür maßgeblich ist, ob ein bestimmtes Arbeitsverfahren durchgeführt wird oder nicht. Beispielsweise kann bei einem zu niedrigen Konfidenzlevel davon abgesehen werden, eine feinauflösende Inspektion durchzuführen.

Ein grob auflösendes Messverfahren kann auch bereits als Screening während des ersten Betriebszustands vorgenommen werden. Sollte bei einem solchen Screening und einer hiermit einhergehenden Mustererkennung bereits beispielsweise ein nicht in der digitalen Karte abgebildeter Fehlstellenbereich identifiziert werden, kann eine Regel, die in der Rechnereinheit hinterlegt ist, lauten, dass dieser Bereich noch einmal separat in dem zweiten bzw. dritten Betriebszustand angefahren und untersucht wird.

Vorteilhafterweise sind in der Rechnereinheit in der digitalen Karte und/oder zumindest in einem weiteren Datensatz der Rechnereinheit insbesondere ortsabhängige Anweisungen hinterlegt, die bei Erreichen des Ziels oder bei Erkennen eines Merkmals vom Arbeitsgerät ausgeführt werden. Das Arbeitsgerät kann auf Basis der In- formationen von seinen Umgebungssensoren und der Erkennung seiner Position, etwaig für die Position beispielsweise aufgrund des Abstands zu einem Ziel relevanten Maßnahmen wie eine Geschwindigkeitsreduzierung vornehmen.

Allgemein ist vorteilhafterweise während eines passiven Betriebszustands des Arbeitsgeräts, in dem dieses sich passiv durch eine Rohrleitung bewegt, eine insbesondere grob auflösende Inspektion möglich, während während eines zweiten Betriebszustands mit aktiver Bewegung ebenfalls ein Screening oder eine nähergehende Untersuchung erfolgen kann. Während eines dritten Betriebszustands während einer noch weiter verlangsamten Fahrt oder eines Stillstands des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung kann eine detaillierte Inspektion bzw. ein Werkzeugeinsatz zum Bearbeiten der Rohrleitung vorgenommen werden. Während des zweiten Betriebszustands kann darüber hinaus genauso wie im dritten Betriebszustand eine Reinigung etwaiger zu untersuchender Stellen oder allgemein der Rohrwandinnenseite vorgenommen werden. Ebenfalls ist es möglich, je nach Ausführung der Erfindung, im dritten Betriebszustand eine Reinigung und/oder eine Reparatur sowie eine detaillierte Inspektion vorzunehmen. Für eine Festlegung in der Rohrleitung kann das Arbeitsgerät entsprechend von der Rechnereinheit ansteuerbare Festlegemittel, z.B. nach außen aufweitbare Cups oder Disks oder Bremsschuhe, die an die innere Oberfläche der Rohrleitung gedrückt werden können, vorhanden sein.

Die arbeitsgeräte- oder positionsspezifischen Verhaltensweisen während einer der drei Betriebszustände können sich auch in Abhängigkeit der untersuchten Rohrleitung und deren Eigenschaften ändern. Hierfür kann die Rechnereinheit vorab mit entsprechenden Regeln und Anweisungen ausgestattet sein. Beispielsweise kann bei erkennbaren Verschmutzungen der Rohrleitungen eine Reinigung vorgenommen werden, wozu beispielsweise ein Fräswerkzeug verwendet werden kann, während an einer anderen Position während des dritten Betriebszustands eine detaillierte Inspektion vorgenommen werden kann.

Vorteilhafterweise ist die Rechnereinheit mit dem Computerprogramm so konfiguriert, dass die insbesondere ortsabhängigen Anweisungen auf Basis von in der Rechnereinheit abgebildeten regelbasierten Entscheidungen ausgeführt werden. Ein entsprechendes Regelwerk kann arbeitsgerätespezifisch ausgebildet werden und beispielsweise in Abhängigkeit von erkannten Fehlstellen bzw. Fehlstellenmustern, die sich in einem oder mehreren von Datensätzen mit Umfeld- bzw. Umgebungsinformationen wiederfinden lassen, durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise können allgemein aus einer Gruppe verschiedener Arbeitsverfahren, die das Arbeitsgerät umsetzen kann, auf Basis der Auswertung der Umgebungsinformationen ein oder mehrere Arbeitsverfahren gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden, insbesondere wobei das Arbeitsgerät eine Inspektion und/oder Rohrleitungsreparatur durchführt.

Zwecks Durchführung von Inspektionen bzw. Reparaturen kann das Arbeitsgerät wenigstens ein aktivierbares Werkzeug aufweisen, welches insbesondere ein Sensor oder ein Werkzeug zum mechanischen Bearbeiten der Rohrleitung, beispielsweise ein Reinigungswerkzeug ist. Insbesondere kann die in der Rechnereinheit hinterlegte digitale Karte während eines Laufes von dem Arbeitsgerät zum Screening und/oder zur Inspektion der Rohrleitung verwendet werden, was sich insbesondere durch die mittels der digitalen Karte ablesbaren Position und etwaig hiermit einhergehender Anweisungen umsetzen lässt.

Das Arbeitsgerät weist vorzugsweise wenigstens ein Vortriebsmittel für einen passiven und mediumgetriebenen Betriebszustand auf.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Arbeitsgerät wenigstens ein Antriebsmittel für einen als zweiten Betriebszustand bezeichneten Betriebszustand in Form einer aktiven Bewegung auf. Bei diesem kann es sich um ein Antriebsmittel handeln, welches gegen die oder in Richtung der Strömung des Mediums antreibt, insbesondere wobei durch die Betätigung des Antriebsmittels zumindest eine Relativgeschwindigkeit zum Medium erreicht wird. Es kann sich um ein Antriebsmittel handeln, über welches das Arbeitsgerät sich aktiv an der Wand der Rohrleitung abstützt und gegenüber dieser sich fortbewegt. Beispielsweise können dies Antriebsrollen, Magneträder und/oder Ketten- bzw. Raupenantriebe sein, mit denen das Arbeitsgerät sich gegen die Strömung oder auch in deren Richtung bewegen kann. Alternativ oder ergänzend kann es sich um ein Antriebsmittel handeln, das durch Einwirkung auf das Medium einen Antrieb bewirkt, beispielsweise ein oder mehrere Düsen oder ein Propeller/Impeller. Zur Verringerung des Einflusses des oder der passiven Vortriebsmittel können diese gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung aus ihrer Betriebsposition, in der sie den inneren Rohrleitungsquerschnitt für einen optimalen passiven Vortrieb ausfüllen, zumindest teilweise mittels eines oder mehrerer Vortriebsmittelstellmittel an eine dichter an eine zentrale Längsachse des Arbeitsgeräts befindliche Ruheposition überführt werden. Diese Ruheposition ist insbesondere ein solche, in der das Arbeitsgerät vom Medium alleine nicht mehr ausreichend und insbesondere nicht mehr passiv angetrieben wird, da die Reibung zwischen Arbeitsgerät und Medium zu groß ist. Durch die Überführung in eine solche Ruheposition kann das Arbeitsgerät abbremsen.

Das Arbeitsgerät kann vorzugsweise auf Basis der digitalen Karte ein vorab definiertes oder während der Fahrt bzw. dem Lauf des Arbeitsgeräts durch die Rohrleitung automatisch definiertes Ziel ansteuern, um dort eine positions- oder arbeitsgerätespezifische Handlung vorzunehmen. Ein Ziel ist eine Position in Längsrichtung der Rohrleitung, ein Bereich entlang eines bestimmten Rohrleitungsabschnitts oder eine Kombination von beidem. Für das Erreichen eines Ziels kann dieses in der digitalen Karte der Rohrleitung, die in der Rechnereinheit hinterlegt ist, definiert und abgelegt sein. Es kann sich auch um ein Ziel bzw. einen Bereich einer Rohrleitung handeln, der während der Bewegung des Arbeitsgeräts durch die Rohrleitung erkannt und als wichtig für eine weitere Untersuchung definiert wird. Aufgrund der Erfindung kann sich ein Arbeitsgerät in der Rohrleitung zunächst mit dem Flow und unter Verwendung nur geringer Energieressourcen über weite Distanzen passiv bewegen, zwecks Annäherung an ein Ziel dann aus dem hinsichtlich der Bewegung passiven Betriebszustand in einen durch eine aktive Bewegung gekennzeichneten weiteren Betriebszustand wechseln und somit kontrolliert auf das Ziel zubewegen, um dann am Zielort beispielsweise eine bestimmte Inspektion oder einen Reparaturvorgang durchzuführen. Dies gilt sowohl für vorab definierte Ziele als auch für solche Ziele, die während einer Fahrt definiert werden, beispielsweise ein oder mehrere Bereiche mit Fehlstellen, die das Arbeitsgerät zunächst überfährt, wobei Umgebungsinformationen betreffend die Fehlstellen aufgenommen werden, die dann ausgewertet werden. Sofern in der Rechnereinheit die Bereiche mit Fehlstellen als ausreichend interessante Ziele erkannt werden, kann das Arbeitsgerät dann aktiv zu diesen Bereichen zurückfahren und dort eine arbeitsgerätespezifische Operation, beispielsweise ausführlichere Messungen vornehmen.

Etwaig vorhandene Antriebsmittel zur aktiven Bewegung des Arbeitsgeräts können die Position des Arbeitsgeräts in axialer Richtung entlang der Rohrleitung beeinflussen. Vorzugsweise können sie darüber hinaus auch die Lage bzw. Ausrichtung des Arbeitsgeräts um dessen Längsachse in der Rohrleitung beeinflussen, beispielsweise um einen (Rohrleitungs-) Molch, der einen bestimmten Sensor auf einer bestimmten Umfangsposition hat, in die gewünschte Position um die zentrale Längsachse des Molches zu drehen. Die Position in Längsrichtung der Rohrleitung kann beispielsweise bezugnehmend auf einen Ursprung eine Länge in Metern sein, es kann sich auch um eine Position handeln, die durch eine Anzahl von Umfangsschweißnähten ausgehend von einem Ursprung beispielsweise ein Rohrleitungssegment definiert.

Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung oder bei einer weiteren Erfindung kann die Position durch eine Kombination aus Strömungsgeschwindigkeit und Zeit definiert sein. Entsprechend ist es eine Option für ein erfindungsgemäßes Verfahren, dass der Fortschritt des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung durch das Verstreichen von Zeit definiert wird und in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit das Arbeitsgerät den Betriebszustand wechselt. Eine solche Variante kann bei einer Erfindung auch ohne die oder ergänzend aufgrund der Auswertung von Umgebungsinformationen den Betriebszustand wechseln, wobei das Arbeitsgerät ebenfalls wieder mit aktiven und passiven Antriebs- bzw. Vortriebsmittel sowie mit einer Rechnereinheit ausgestattet ist, die für den Wechsel des Betriebszustands sorgt. Bei einer solchen Erfindung kann das Arbeitsgerät beziehungsweise das Verfahren zur Steuerung ergänzend die die vor- und nachbeschriebenen Merkmale aufweisen.

Wieder bezugnehmend auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Erfindung kann das erfindungsgemäße Arbeitsgerät insbesondere über ein Odometer als Umgebungsinformation die an der Innenseite der Rohrleitung entlang gefahrene Strecke aufnehmen. Alternativ oder ergänzend kann ein Umgebungssensor in Form eines Hall-Sensors vorhanden sein, der mittels einer oder mehrerer Magnetmarker auf der Rohrleitung erzeugte magnetische Signale aufnimmt. Alternativ oder ergänzend kann es sich bei dem Umgebungssensor um einen mikromagnetischen Sensor handeln, der das Magnetfeld außerhalb der Rohrleitung bzw. das in der Rohrleitung hiervon erkennbare Magnetfeld aufnimmt. Während der Umgebungssensor somit im breitesten Fall alles, was außerhalb des Arbeitsgeräts um dieses herum vorhanden ist, wahrnehmen kann, ist für eine Weiterbildung der Erfindung der zumindest eine Umgebungssensor auf das in der Rohrleitung befindliche Medium und/oder auf die aus dem Inneren heraus wahrnehmbaren Merkmale der Rohrleitung beschränkt. Es handelt sich hierbei beispielsweise um einen oder mehrere Geometriesensoren, Sensoren für NDT-Verfahren (EC-, MFL-, Ultraschallsensoren) oder optische Sensoren, anhand derer das Arbeitsgerät die innere Rohrleitung, deren Zustand und damit dessen Umgebung wahrnehmen kann.

Durch den die erfindungsgemäße Wahrnehmung seiner Position kann das Arbeitsgerät in Verbindung mit Vortriebsmittel für einen passiven Vortrieb und mit Antriebsmittel für einen aktiven Antrieb situativ vorgehen, und es wird ein breites Spektrum an Reichweite und Aufgaben abgedeckt. Während im ersten Betriebszustand mit Passivbetrieb Inspektionsaufgaben wahrgenommen werden, die wenig Energieeinsatz benötigen, kann während einer Zielannäherung und insbesondere bei einer Positionierung an einem Ziel eine genaue Inspektion mit entsprechend hohem Energieeinsatz vorgenommen werden. Hierfür ist es von Vorteil, wenn das Arbeitsgerät gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung Mittel zur Erzeugung von Energie aus dem Medium aufweist, beispielsweise einen vom Medium angetriebenen Generator. Vorteilhafterweise weist das Arbeitsgerät Positionier- bzw. Festlegemittel für eine Positionierung des Arbeitsgeräts in einem dritten Betriebszustand und für einen Stillstand in der Rohrleitung auf. Hierbei kann es sich um Klemmmittel handeln, mit denen das Arbeitsgerät in der Rohrleitung festgeklemmt wird. Ergänzend zum aktiven Antriebsmittel kann ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät auch Festlegemittel aufweisen, die gleichzeitig als Vortriebsmittel ausgebildet sind und mit denen das Arbeitsgerät in der Rohrleitung fixiert wird. Beispielsweise kann es sich hierbei um Cups o- der Disks handeln, deren Außendurchmesser vergrößerbar ist und die sich durch Vergrößerung des Außendurchmessers in der Rohrleitung verklemmen können. Teil der für den passiven Betrieb vorgesehenen Vortriebselemente kann neben üblichen Cups und Führungsscheiben auch ein Bypass sein, der auf Basis der in der Rechnereinheit hinterlegten Erkenntnisse geöffnet oder geschlossen wird.

Bei Kenntnis der Länge der Segmente kann die Position auch in Längeneinheiten bestimmt werden. Hierfür sind in der Rechnereinheit die Längen der Rohrsegmente bekannt. In Abhängigkeit des Abstands von einem Ziel kann in der Rechnereinheit durch das Computerprogramm bei Erreichen einer bekannten Menge an Querschweißnähten ein Wechsel hin zu einer aktiven Fortbewegung gestartet werden, womit in der Regel eine Verringerung der Geschwindigkeit einhergeht. Vorzugsweise werden hierfür die Vortriebskräfte aufgrund des durch das Medium auf das Arbeitsgerät ausgeübten Drucks reduziert, indem der von den Cups oder Disks aufgespannte Durchmesser reduziert wird und/oder ein Bypass geöffnet wird. Alternativ oder ergänzend können auch Bremsmittel eingesetzt werden. Bremsmittel können separat von den Cups oder Disks arbeitete Mittel sein oder durch diese mit ausgebildet werden, zumindest wenn diese Funktion nicht einer Durchmesserreduzierung entgegensteht.

Der erste oder der zweite Betriebszustand kann neben der allgemeinen Differenzierung zwischen passiver und aktiver Bewegung auch durch eine Abfolge von verschiedenen Handlungen des Arbeitsgerätes charakterisiert sein. Beispielsweise kann zunächst durch eine Öffnung eines Bypasses eine Geschwindigkeit verringert werden bis hin zu einer gewünschten Geschwindigkeit, ab der Raupen oder andere aktiv betätigbare Antriebsmittel, die sich gegenüber der Rohrleitungswand abstützen, aktiv werden.

Um von einer passiven Fortbewegung, was auch als Molch-Modus bezeichnet werden kann, in einen Modus zu wechseln, in dem das Arbeitsgerät sich selbständig in der Rohrleitung bewegt, was auch als Crawler-Modus bezeichnet werden kann, sollte eine Höchstgeschwindigkeit nicht überschritten werden. Falls das Arbeitsgerät zu schnell fährt, muss zunächst auf eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit gebremst werden, vorzugsweise wobei die Rechnereinheit dazu ausgelegt und konfiguriert ist, in Abhängigkeit des Abstands zum Ziel und der Geschwindigkeit rechtzeitig einen Bremsvorgang einzuleiten. Die Geschwindigkeit kann über ein Odometer aufgenommen werden, ggf. korrigiert durch eine aufgrund der zurückgelegten Zeit und Strecke basierend auf weiteren Umgebungsinformationen. Vorzugsweise wird der Betriebszustand auf Basis des Abstands des Arbeitsgeräts von dem Ziel gewechselt. Entsprechende Anweisungen zur Bestimmung der Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsreduktion können in einem Regelwerk der Rechnereinheit und somit im Computerprogramm hinterlegt sein. Ein solches Regelwerk kann wie vorbeschrieben in der digitalen Karte, in der die Rohrleitung abgebildet ist und in der zu bestimmten Positionen bestimmte Handlungsanweisungen hinterlegt sind, abgebildet sein. Das Arbeitsgerät ist dann in der Lage, die Umgebungsinformationen dazu zu verwenden, seine Position zu erkennen, diese mit der digitalen Karte abzugleichen und die in dem entsprechenden Positionsfeld oder Zielfeld hinterlegten Anweisungen umzusetzen. So kann beispielsweise bei Erreichen eines bestimmten Segments einer Rohrleitung, charakterisiert durch eine Anzahl von erkannten Schweißnähten, ein Bremsvorgang eingereicht werden, um ab einem weiteren Segment in einer aktiven Bewegung hin zu einer dieses Segment abschließenden Schweißnaht zu gelangen, die dann im Stillstand im dritten Betriebszustand untersucht wird.

An Stelle eines Öffnens eines Bypasses, um die Geschwindigkeit zu reduzieren, o- der ergänzend zu der Bypassöffnung kann der Molch auch über Reibung an der Rohrinnenwand, beispielsweise aufgrund von ausfahrbaren oder aufblasbaren Cups oder Scheiben/Disks, gebremst werden. Sobald die Höchstgeschwindigkeit unterschritten wird, können beispielsweise auch Raupen ausfahren und der Molch kann sich im Crawler-Modus weiterbewegen. Sofern dann der Zielbereich bzw. das Ziel erreicht ist, werden etwaige Festlegemittel ausgefahren, und das Arbeitsgerät ist im Standmodus fixiert. In diesem Fall ist der dritte Betriebszustand somit ein solcher, bei dem der Molch sich relativ zur Rohrleitung nicht weiterbewegt. Dies ist auch der bevorzugte dritte Betriebszustand. Alternativ oder ergänzend kann der dritte Betriebszustand gegebenenfalls zusätzlich auch durch ein zu Messzwecken sehr langsames Fortbewegen, insbesondere mit einer Geschwindigkeit von weniger als 0,5 m/min, des Molches entlang der Rohrleitung charakterisiert sein.

Nach dem Messvorgang kann das Lösen der Festlegemittel und etwaiger aktiver Antriebsmittel und einem teilweisen oder vollständigen Schließen eines Bypasses das Gerät wieder in den Molch-Modus überführt werden, um zur nächsten Position weiterzufahren.

Durch eine fortlaufende Bestimmung der Position des Arbeitsgeräts kann dieses auch erleichtert seinen Eigenzustand überprüfen und hierauf reagieren. Beispielsweise kann über ein Monitoring der zur Verfügung stehenden Energie und die in der Rechnereinheit hinterlegte Kenntnis von benötigter Energie für bestimmte Betriebszustände, Mess- oder Inspektionsvorgänge entschieden werden, dass das Arbeitsgerät beispielsweise in einen Energiesammelmodus überführt wird, wenn die zur Verfügung stehende Energie nicht mehr für ein aktives Fortbewegen zum Ziel ausreicht. Hierfür kann das Arbeitsgerät eine Generatoreinheit aufweisen, durch die aufgrund einer Geschwindigkeitsdifferenz Energie aus dem Medium aufgenommen werden kann, beispielsweise über einen vom Medium angetriebenen Propeller.

Der dritte Betriebszustand umfasst insbesondere eine verlangsamte Messfahrt und/oder ein Festsitzen in der Rohrleitung. Allgemein unterscheiden sich die Be- triebszustände über unterschiedliche Bewegungszustände sowie etwaig hiermit einhergehende Mess- bzw. Arbeitsvorgänge. So können beispielsweise während einer passiven Bewegung durch die Rohrleitung in herkömmlicher Weise Inspektionsdaten aufgenommen werden, welche die Rohrleitung nur grob abbilden und die geeignet sind, etwaige Features bzw. Merkmale der Rohrleitung zu erkennen.

Vorzugsweise werden auch während des dritten Betriebszustands Umgebungsinformationen aufgenommen, bei denen es sich einerseits um zur Erkennung der Umgebung und der hiermit einhergehenden Position des als Molch bzw. Molchcrawler ausgebildeten Arbeitsgeräts sinnvolle Daten handelt, sowie alternativ oder ergänzend auch um Inspektionsdaten handelt.

Insbesondere weist das Arbeitsgerät wenigstens einen Manipulatorarm auf, der insbesondere mit einer Werkzeugaufnahme ausgestattet ist. Je nach vorgegebenem Verfahren kann das Arbeitsgerät dann automatisch die dazugehörigen Werkzeuge wechseln. Diese sind insbesondere in einem Magazin zur Bevorratung von Werkzeugen enthalten. Dieses kann in einem Teilbereich des Arbeitsgeräts angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere Werkzeuge in einer außen am Molchkörper vorhandenen Werkzeugaufnahme angeordnet sein. Der Manipulatorarm kann ähnlich wie ein Roboterarm ausgebildet sein und mehrachsig arbeiten und auf das zumindest eine im Magazin oder der Aufnahme angeordnete Werkzeug zugreifen. Eine Werkzeugaufnahme kann in Form einer standardisierten Schnittstelle ausgebildet sein, die unterschiedliche Werkzeuge bedienen kann. Eine solche Schnittstelle dient einerseits zum Fixieren der Werkzeuge beispielsweise mittels einer Verschraubung oder Verklemmung, zur Energieversorgung sowie zur Datenübertragung. Die Werkzeuge können an definierten Orten am oder im Arbeitsgerät angebracht und fixiert sein, und zwar dergestalt, dass der Manipulatorarm diese leicht ergreifen kann. Bei erfolgreicher Verbindung von Manipulatorarm und Werkzeug kann das Werkzeug von dem ursprünglichen Aufbewahrungsort, insbesondere aus dem Magazin, gelöst werden, so dass der Manipulatorarm mit dem Werkzeug die gewünschte Operation ausführen kann.

Mögliche Leistungen des Arbeitsgeräts können insbesondere eine Inspektion während des ersten Bewegungszustands sowie ein Screening zur initialen Erkennung von Anomalien im zweiten Betriebszustand sein, die anschließend im dritten Betriebszustand im Rahmen einer Tiefen-Inspektion inspiziert werden. Weiterhin kann das Arbeitsgerät zur Reinigung und Entsorgung von z. B. Wachsablagerungen, zum Aufsammeln und Entfernen von ungewünschten Teilen (z. B. Sensoren, Magnete), zur Oberflächenbehandlung, z. B. Härten, Sandstrahlen, zum Beschichten, Sprühen und für additive Fertigungsverfahren, für das (Auf-)Füllen von Fehlstellen und/oder für Wartungsarbeiten, z.B. dem Einstellen, Biegen und Ausrichten von Teilen in der Rohrleitung, z. B. einem Schieber), sowie zur klassischen Fertigung in Form von Fräsen, Bohren, Kleben, Schweißen, Schleifen verwendet werden.

Die digitale Karte stellt wie vorbeschrieben ein digitales Abbild der Rohrleitung dar, die insbesondere alle markanten Stellen, rohrbedingt (Bogen) oder künstlich hinzugefügt (Marker), enthalten kann. Sie kann auch Defekte enthalten, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens genauer untersucht werden sollen. Insbesondere kann die digitale Karte Zielfelder, also Positionen oder Positionsbereiche, mit Anweisungen enthalten, wobei die Anweisungen das zielgerichtete Wechseln der Betriebsmodi beinhalten, das zielgerichtete Anfahren der Zielfelder sowie die jeweils durchzuführenden Verfahren. Des Weiteren kann die digitale Karten Anweisungen enthalten, wie sich das Arbeitsgerät im Falle eines erkannten Musters (z. B. Anomalie) oder eines Events (z. B. zu hohe Geschwindigkeit) verhalten soll.

Vorzugsweise wird die digitale Karte mit jedem Lauf aktualisiert und optimiert. Sie ist übertragbar und anwendbar auf weitere Geräte bzw. weitere Läufe, die von der Karte mit einer sukzessiv verbesserten Genauigkeit profitieren.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die digitale Karte auch auf ein z. B. in der Rohrleitung steckengebliebenes Gerät kabellos übertragen werden, dass die Informationen und Anweisungen nutzt, um sich zu befreien.

Eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorhandene Energieerzeu- gungsvorrichtung, die Energie erzeugt, speichert diese insbesondere in einem Energiespeicher des Arbeitsgeräts. Es handelt sich vorzugsweise um elektrische Energie, die in einer wiederaufladbaren Batterie gespeichert wird. Insbesondere ist ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät mit einem vorzugsweise regulierbaren Bypass ausgestattet, so dass es, wenn es an einem Ort fest positioniert ist, den Leitungsfluss nicht blockiert und bei Vorhandensein einer Energieerzeugungsvorrichtung optimal Energie gewinnen kann. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen weiteren Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung der Erfindung in einem Flussdiagramm,

Fig. 4 die verschiedenen Betriebszustände eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts,

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer digitalen Karte,

Fig. 6 ein weiteres Beispiel einer in einer Rechnereinheit hinterlegten digitalen Karte,

Fig. 7 eine weitere Darstellung einer digitalen Karte in einer Rechnereinheit eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts. Fig. 8 durchführbare Verfahren eines Arbeitsgeräts als Funktion des Betriebszustands,

Fig. 9 einen Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 10 einen weiteren Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 11 einen weiteren Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 12 einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand,

Fig. 13 einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand,

Fig. 14 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Gegenstands.

Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen eines der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll werden funktional zumindest in Teilen gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen. Obgleich die in einigen der nachfolgenden Abbildungen abgebildeten Arbeitsgeräte eine Vorzugsrichtung besitzen, handelt es sich insbesondere um bidirektional in der Rohrleitung verfahrende Arbeitsgeräte, also um Arbeitsgeräte, die sich sowohl in oder gegen die Richtung einer im Betrieb der Rohrleitung vorhandenen Fluidströmung bewegen können.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst ein Arbeitsauftrag 91 definiert, der beispielsweise lautet, alle unbekannten Schweißnähte einer Rohrleitung zu identifizieren und zu inspizieren. Basierend auf diesem Arbeitsauftrag 91 nimmt ein Arbeitsgerät im Schritt 92 einen Betriebszustand I in Form eines Molchmodus ein bzw. startet die Inspektion in dieser Konfiguration. In diesem Molchmodus wird das Arbeitsgerät passiv aufgrund des Flusses des Mediums durch die Rohrleitung bewegt. Hierbei wird eine Long- Range-Inspektion 50 begonnen, mit der über große Distanzen hin mit Sensoren 32, 33 und/oder 60 Daten aufgenommen werden. Vorliegend werden mittels in Umfangsrichtung um eine Längsachse des Arbeitsgeräts herum angeordneten Geometrie-Sensoren, vorzugsweise auf Basis von berührungslos arbeitenden Wirbelstrom- Sensoren, im jeweiligen Sensorkanal 1 Lift-Off-Daten 81 , vorliegend für einen beispielhaften Rohrleitungsbereich dargestellt, aufgenommen. Im Sensorkanal 2 werden Drehwinkel-Daten 83, beispielhaft über denselben Rohrleitungsbereich dargestellt, aufgenommen. Beide Datensätze 81 und 83 zeigen die Signalamplitude über der Zeit. Im beispielhaften Datensatz 81 des Sensorkanal 1 zeigen nahezu alle Sensoren gleichzeitig einen Ausschlag, im Sensorkanal 2 nur einige wenige. Mittels eines Analyseschritts 72 in einer Rechnereinheit des Arbeitsgeräts, welches entsprechend konfiguriert ist, erfolgt eine Echtzeitauswertung, in der beispielsweise mittels eines numerischen Peak-Finders und mit Hilfe eines Muster-Erkennungsalgorith- mus, basierend auf Maschine-Learning-Methoden, ein Abgleich mit einer Datenbank 77 stattfindet, um einzelne Merkmale 80 der Rohrleitung zu identifizieren. Vorliegend wird ein typisches Muster einer Umfangsschweißnaht mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit erkannt, was anschaulich darauf basiert, dass auf den einzelnen Kanälen zum gleichen Zeitpunkt ein Ausschlag registriert wird. In beiden Datensätzen 81 und 83 ist vorliegend das Merkmal 80 als Merkmal der Rohrleitung in Form einer Umfangsschweißnaht erkennbar. In einer anschließenden Datenfusion 89 der das Merkmal 80 darstellenden Teile der Sensordaten 81 und 83 ergibt sich das Merkmal 80 dann dergestalt als verifiziert, dass in dem Wahrnehmungsschritt 76 das Objekt als erkannt angenommen wird. Hierauf basierend wird in Schritt 95 (Fig. 15) in der Rechnereinheit automatisch abgeglichen, ob das Merkmal 80 in einer digitalen Karte 36 der Rohrleitung, die im Arbeitsgerät abgespeichert ist, enthalten ist. Wenn dies der Fall ist, ergibt sich aus der dem Merkmal zugeordneten Position in der digitalen Karte die Position des Arbeitsgeräts.

Wenn das Merkmal 80 nicht in der digitalen Karte 36 vermerkt ist, kann die Position in der Rechnereinheit beispielsweise indirekt aus einer vorgegebenen Länge bekannter Rohrleitungssegmente und/oder aus Geschwindigkeitsabschätzungen und der Zeit seit dem letzten bekannten Merkmal ermittelt werden. Alternativ kann die Position auch über die Korrelation eines Signalverlaufs eines während der Fahrt gemessenen remanenten Magnetfelds mit einem vorab in der Rechnereinheit hinterlegten und für die Rohrleitung vermessenen Referenzsignalverlauf des remanenten Magnetfelds in der Rechnereinheit bestimmt werden. Sofern aus dem Abgleich des Merkmals mit der digitalen Karte eine Position bestimmbar ist, kann dieses Merkmal mit aus anderen, beispielsweise wie vorstehend beschriebenen Methoden bestimmten Positionen verglichen werden, so dass die Position kalibriert wird.

Sofern das Merkmal beim Abgleichen als neues Merkmal identifiziert wurde, wird es in der digitalen Karte 36 gespeichert. Anschließend kann eine positions- oder merkmalsspezifische Handlung, vorliegend eine Untersuchung als unbekannte Umfangsschweißnaht identifizierter Umfangsschweißnähte durchzuführen, erfolgen. Hierzu erfolgt im nachfolgenden Schritt 92 ein Wechsel des Betriebszustands in den Crawlermodus II, woraufhin die Schweißnaht im Schritt 96 angefahren wird. Dies kann insbesondere eine Bewegung gegen die Strömung des Mediums beinhalten.

Bei Molchen, die sich nicht aktiv gegen die Strömung bewegen können, können die Informationen über die neu identifzierten Merkmale bei einer erneuten Fahrt mit demselben oder einem weiteren Arbeitsgerät genutzt werden, um beispielsweise stromaufwärts des identifizierten Merkmals die Fahrt im passiv angetriebenen Betriebszustand durch Öffnen eines Bypasses zu verlangsamen und so besser das Merkmals zu inspizieren.

In einer anschließenden hochaufgelösten Inspektion 8 werden dann wiederum Messdaten produziert, die im Schritt 98 in der Rechnereinheit aufgenommen werden und gespeichert werden. Dies kann auch parallel zur Inspektion 8 erfolgen. Im gestrichelt umrandeten Bereich der Fig. 2 ist ein optionaler Schritt vorhanden, bei dem in der Rechnereinheit 14 des Arbeitsgeräts eine weitere Analyse 72 in Form einer Echtzeitauswertung stattfindet, um die Schweißnaht hinsichtlich ihrer Integrität zu prüfen. Auch hierbei können wieder Abgleiche mit einer Datenbank 77 erfolgen. Werden weitere Merkmale wie beispielsweise Korrosionsstellen der Schweißnaht entdeckt, können diese wiederum in der digitalen Karte 36 im Schritt 95 abgespeichert werden. Anschließend wird die Inspektion abgeschlossen mit dem Übergang zurück in einen Betriebszustand I (Molch-Modus), in dem dann wiederum eine Long- Range-Inspektion gestartet wird. Alternativ oder ergänzend vorab kann bei entsprechender Ausbildung des Arbeitsgeräts mit Manipulatoren zum Reinigen von Oberflächen und Aufbringen von Antikorrosionsmaterialien auch eine etwaige Reparatur der Schweißnaht im Schritt 58 erfolgen.

Der Einsatzbereich und die Fähigkeiten eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts decken einen deutlich größeren Bereich als aus dem Stand der Technik bekannt ab. Dies wird ermöglicht durch ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät, welches seine Umgebung in einer Rohrleitung aufnimmt, insbesondere klassifiziert und hierauf basierend sowie aufgrund der in einer digitalen Karte hinterlegten Daten eine Position bestimmt sowie etwaige, regelbasierte Entscheidungen autonom trifft.

In einem ersten Flussdiagramm gemäß Fig. 3 sind unterschiedliche Betriebszustände I, II und III für ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät, welches sowohl für den passiven als auch für den aktiven Antrieb in einer Rohrleitung wie auch für ein Festlegen in der Rohrleitung ausgelegt ist, und die hiermit einhergehenden Übergänge ergänzend verdeutlicht. Den drei Betriebszuständen I, II und III sind unterschiedliche Geschwindigkeiten v zugeordnet. Im Betriebszustand I entspricht die Geschwindigkeit v zumindest ungefähr, insbesondere genau der Geschwindigkeit des Mediums v(Medium). Im Betriebszustand II ist die Geschwindigkeit des aktiv bewegten Arbeitsgeräts zwischen 0 m/s und der Geschwindigkeit des Mediums v(Medium). Im Betriebszustand III liegt die Geschwindigkeit bei v = 0.

Ein dicker werdender Balken 4 verdeutlicht den vom Betriebszustand I über den Betriebszustand II hin zu Betriebszustand III größer werdenden Energiebedarf des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts.

Ausgehend vom Betriebszustand I des Arbeitsgeräts kann beispielsweise durch das Umgebungsinformationen-basierte Erkennen und Erreichen einer bestimmten Wegmarke wie einer bestimmten Umfangs- bzw. Querschweißnaht eine merkmalsspezifische Handlung in Form eines Bremsvorgangs eingeleitet werden (Pfeil 5). Ein solcher Bremsvorgang kann dazu dienen, dass das Arbeitsgerät sich einem Ausgang 6 aus der Leitung mit der hierfür notwendigen Geschwindigkeit nähert, um entnommen zu werden, oder in den Betriebszustand II übergeht, in dem es sich einem anderen, in einer digitalen Karte definierten Ziel nähert. Bei Erreichen des Ziels kann dann ein weiterer Übergang in den Betriebszustand III erfolgen, wozu das Arbeitsgerät anhält (Pfeil 7). In diesem Betriebszustand kann dann eine Wartung oder Inspektion 8 vorgenommen werden.

Ausgehend von dem Stillstand im Betriebszustand III erfolgt nach dem Lösen (Pfeil

9) etwaiger Feststellmittel ein aktiver Antrieb im Betriebszustand II. Aus dem Betriebszustand II kann darüber hinaus durch Inaktivierung der aktiven Antriebsmittel und beispielsweise Verschließen eines vorhandenen Bypasses (Pfeil 10) ein Übergang in einen Betriebszustand I mit passivem Antrieb durch das Medium erfolgen.

Die verschiedenen Betriebsmodi und hierbei mögliche Verfahren werden ergänzend in Fig. 14 beschrieben. In Fig. 4 sind beispielhafte, unterschiedliche Zustände eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts 14 in einer Rohrleitung 12 hintereinander dargestellt. Insgesamt sind vier verschiedene Zustände des Arbeitsgeräts dargestellt. Zum Zweck der Übersicht sind in den jeweiligen Abbildungen des Arbeitsgeräts nicht immer alle Merkmale abgebildet, es handelt sich jedoch jeweils um dasselbe Arbeitsgerät. Die einzelnen Betriebszustände des Arbeitsgeräts 14 werden vorzugsweise positions- bzw. merkmalsabhängig eingenommen.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 14 ist im Betriebszustand I als passiv angetriebener Molch ausgebildet. Dieser weist einen zentralen Molchkörper 16 auf, der eine ungefähr tropfenförmige Form aufweist mit einem runden Kopfteil 18, welches in einen sich nach hinten verjüngenden Hauptteil 20 übergeht. Das im Betriebszustand I als passiv angetriebener Molch ausgelegte Arbeitsgerät ist in der Rohrleitung über Vortriebsmittel 22 in Form von Führungsscheiben abgestützt. Hierbei kann es sich auch um Cups handeln. Endseitig ist der Molch mit einer Energieerzeugungseinheit umfassend einen elektrisch vom Medium antreibbaren Propeller 24 versehen. Dieser treibt insbesondere in dem nachfolgend beschriebenen Betriebszustand III einen Generator im Innern des Hauptteils 20 an. Durch die Vortriebsmittel 22 hindurch kann das Medium in einer Position, in der der Molch gemäß Betriebszustand III in der Leitung festgelegt ist, außen am Zentral- bzw. Molchkörper 16 vorbeifließen. In einem solchen Fall kann der Propeller 24 zusammen mit dem Generator zur Energieerzeugung eingesetzt werden. Durch die Vortriebsmittel 22 und/oder den Molchkörper 16 hindurch ist ein verschließbarer Bypass mit mehreren Durchgängen 25 ausgebildet. Alternativ oder ergänzend kann der Bypass bei anderen Varianten eines Arbeitsgeräts auch durch den Molchkörper 16 hindurch ausgebildet werden.

Im Betriebszustand II, in dem der Bypass geöffnet ist, stützt sich das erfindungsgemäße Arbeitsgerät über Antriebsmittel 26 in Form von Raupen an einer Innenwand der Rohrleitung 12 ab. Die Ketten der Raupen werden vorzugsweise über Elektromotoren angetrieben. Sofern das Arbeitsgerät 14 sein Ziel in der Rohrleitung 12 erreicht hat, können zusätzliche Festlegemittel 28 verwendet werden, über die sich das Arbeitsgerät 14, ein Molch bzw. Molchcrawler, in der Rohrleitung sichert. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Klemmschuhe, die den Zentralkörper fest in der Rohrleitung 12 verspannen.

Im Betriebszustand III können dann mittels vorliegend zweier Manipulatorarme 30 arbeitsgerätespezifische Handlungen vorgenommen werden, beispielsweise bestimmte Bereiche der Rohrleitung 12 inspiziert oder mittels eines mechanischen Werkzeugs bearbeitet werden. Die Übergänge zwischen den einzelnen Betriebszuständen erfolgen aufgrund der andauernden Auswertung von Umgebungsinformationen, die von einem Umgebungssensor 32 aufgenommen werden. Beispielsweise handelt es sich um einen optischen Sensor in Form einer Kamera, deren Kamerabild in einer Datenanalyse auf bekannte Muster untersucht wird. Zusätzlich können in den Vortriebsmitteln Dehnungsmessstreifen angeordnet sein, die ein Biegung der Vortriebsmittel und somit Informationen zum Innendurchmesser der Rohrleitung aufnehmen können. Die Umgebungsinformationen werden in einer Rechnereinheit 34 des Arbeitsgeräts ausgewertet. Auf Basis dieser Umgebungsinformationen sowie der in einer digitalen Karte auf der Rechnereinheit 34 hinterlegten Informationen bestimmt das Arbeitsgerät 14 selbständig seine Position. Insbesondere wechselt das Arbeitsgerät 14 seinen Betriebszustand auf Basis dieser Umgebungsinformationen.

In der Rechnereinheit 34 ist eine digitale Karte 36 der Rohrleitung abgelegt (Fig. 5). In dieser digitalen Karte 36 sind einzelne Rohrleitungssegmente 38, die über Schweißnähte 40 aneinander angeordnet sind, abgebildet. In einzelnen Rohrleitungssegmenten 38 existieren Zielfelder 42, die zum Teil auch rohrleitungssegmentübergreifend ausgebildet sein können. Darüber hinaus gibt es in der digitalen Karte 36 Informationen über Installationen 44 sowie etwaige Marker 46 in Form von außen auf der Rohrleitung befestigten magnetischen Markern, deren Signal innerhalb der Rohrleitung 12 aufgenommen werden kann. Darüber hinaus sind in der Rechnereinheit 34 Handlungsanweisungen hinterlegt, wie bei Erreichen der Zielfelder 42 jeweils zu verfahren ist. In der digitalen Karte 36 sind somit neben relevanten Stellen auch Referenzstellen wie Schweißnähte 40, Marker 46 und Installationen (z.B. Abzweige oder Bögen) zur Orientierung hinterlegt. Diese Referenzstellen können aus früheren Läufen, einem Rohrbuch oder eben durch das selbstständige Hinzufügen bestimmter Referenzstellen durch die Rechnereinheit 34 während eines Laufs des Arbeitsgeräts 14 an bestimmten Streckenabschnitten der digitalen Karte bekannt sein. Ebenfalls können in der digitalen Karte 36 Fehlstellen oder Bereiche mit Fehlstellen abgebildet werden.

Bei einer Fahrt durch eine Rohrleitung 12 kann das Arbeitsgerät 14 nun anhand von Umgebungsinformationen, die die Erkennung von Schweißnähten 40 ermöglichen, die Anzahl der Rohrleitungssegmente 38 und damit auch seine Position bestimmen. Hierfür ist die Länger der Rohrleitungssegmente in der Rechnereinheit hinterlegt. Die Position kann im Wege einer Datenfusion beispielsweise ergänzend mit den Daten eines Odometers abgeglichen werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise regelmäßig während eines Laufs. Beispielsweise erfolgt die Erkennung einer Schweißnaht durch das gleichzeitige Auftreten eines entsprechenden Signals aller in Umfangsrichtung um die in Längsrichtung der Rohrleitung verlaufende Längsachse des Arbeitsgeräts 14 herum angeordneten Magnetfeld- oder Eddy Currentsensoren. Falls das Arbeitsgerät 14 Besonderheiten wie beispielsweise Beulen identifiziert, können diese in der digitalen Karte ergänzt werden. Je nach erkannter Besonderheit bzw. je nach erkanntem Merkmal der Rohrleitung 12 kann dieses Merkmal noch einmal gezielt in dem Betriebszustand III untersucht werden. Bei einem Annähern an ein Zielfeld 42 wechselt das Arbeitsgerät 14 automatisch in den Betriebsmodus II und anschließend in den Betriebsmodus III, wenn ein im Stillstand zu untersuchendes Zielfeld 42 erreicht wurde.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 ist ein weiteres Beispiel einer in dem Arbeitsgerät 14 hinterlegten, digitalen Karte abgebildet. Die Rohrleitung 12 ist hierbei nicht nur in X-Richtung, sondern auch in Umfangsrichtung der Rohrleitung 12 definiert. So werden unterschiedliche Referenzstellen bzw. Fehlstellen 48 in unterschiedlichen Umfangspositionen der Rohrleitung 12, deren Innenoberfläche als 2D- Raster aufgeklappt ist, lokalisiert und können entsprechend durch die auf Basis beispielsweise einer Inertial Measurement Unit erkannte Ausrichtung des Arbeitsgeräts 14 auch in Umfangsrichtung präzise erkannt und durch das Arbeitsgerät 14 gezielt untersucht werden.

Die digitale Karte 36 ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 7 in Form eines nun in Zylinderkoordinaten dargestellten Abbilds der Rohrleitung 12 in der Rechnereinheit 34 hinterlegt. Die möglichen Zielfelder 42 werden in den einzelnen Rohrleitungssegmenten S=1 und S=2 definiert über die Segmentzahl s, die die Anzahl der Rohrleitungssegmente darstellt, die Höhe im Segment und den Winkel <p, so dass das in der Fig. 7 markierte Zielfeld 42 durch die Position 1 , 2, 14 definiert ist.

In den einzelnen Betriebszuständen I, II und III können die einzelnen Werkzeuge in

Form von Umgebungssensoren, Reinigungs- und Reparaturwerkzeugen in einem unterschiedlichen Ausmaß verwendet werden (Fig. 8). Beispielsweise handelt es sich bei den Werkzeugen A und B um einen ersten Sensor, der im Betriebszustand I für Long-Range- bzw. grob auflösende Inspektionen 50, in einem Betriebszustand II für ein Screening 52 und in einem Betriebszustand III für eine detaillierte, feinaufgelöste Inspektion 8 verwendet werden kann. Ein weiterer Sensor B kommt hingegen nur während des Betriebszustands III für detaillierte Inspektionen 8 zum Einsatz. Ein Werkzeug C in Form einer rotierenden Bürste kann beispielsweise für eine Reinigung 56 der inneren Rohrleitungsoberfläche während der Betriebszustände II und III verwendet werden, während ein Werkzeug D in Form eines Greif- bzw. Manipulatorarms 30 zur Reparaturzwecken nur während des Betriebszustands III eingesetzt wird, beispielsweise um ein Butterfly-Ventil eines Rohrleitungsabzweigs zu bewegen.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät gemäß Fig. 9 erkennt aufgrund der Daten zweier unterschiedlicher Umgebungssensoren 32 und 33 eine Schweißnaht 40 der Rohrleitung 12. Sofern in der digitalen Karte diese Schweißnaht als zu inspizierende Schweißnaht hinterlegt ist oder eine Arbeitsanweisung besagt, dass alle Schweißnähte inspiziert werden sollen, wird diese Schweißnaht 40 im Betriebszustand III, in dem das Arbeitsgerät 14 in der Rohrleitung 12 mittels der Festlegemittel 28 festgelegt ist, über einen Umgebungssensor 60, der an dem Manipulator- bzw. Greifarm 30 angeordnet ist, gezielt untersucht. Hierfür wird der Sensor 60 gezielt in die von der Schweißnaht 40 ausgebildeten Totzonen, die bei einer herkömmlichen Molchfahrt aufgrund von Abhebungen des Sensors von der Wand nicht inspiziert werden können, hineingebracht. In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts 14 ist der Umgebungssensor nicht wie im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 9 als Sender und Empfänger ausgebildet, sondern es gibt zwei Manipulatorarme 30, an denen endseitig einerseits ein Sender und andererseits ein Empfänger angeordnet ist, wobei diese Manipulatorarme gezielt auf unterschiedlichen Seiten in den Totzonen der zu untersuchenden Schweißnaht 40 positioniert werden (Fig. 10). Diese werden dann beispielsweise über Ultraschall im Pitch- und Catch-Verfahren untersucht. Die Werkzeuge nehmen hierbei als Inspektionswerkzeuge lokal vom Arbeitsgerät 14 erzeugte Signale zum Erkennen der Umgebung auf. Etwaig aus diesen Umgebungsinformationen erkannte Fehlstellen werden als Merkmale der Rohrleitung in der in der Rechnereinheit 34 hinterlegten digitalen Karte abgespeichert.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein außenseitig auf einer Rohrleitung befindlicher Röntgenstrahler 62 dazu verwendet werden, Röntgenstrahlen zur Untersuchung einer Schweißnaht 40 zu erzeugen (Fig. 11 ). Entsprechend ist der Sensor 60 dann als Röntgenempfänger ausgebildet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 ist ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 14 mit einer Mehrzahl von Werkzeugen 64 versehen, die über eine entsprechende Schnittstelle am Ende des Manipulatorarms 30 an diesem befestigt werden können und ansonsten am Zentralkörper 16 befestigt sind und gegeneinander ausgetauscht werden können. Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 13 zeigt ebenfalls wiederum ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 14, welches über Festlegemittel 28 in der Rohrleitung festgelegt ist. Die Festlegemittel 28 stützen sich über ausfahrbare Lenker 66 am Zentralkörper 16 ab. Mithin befindet sich das Arbeitsgerät 14 im Betriebszustand III.

Dieser Betriebszustand III wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das Arbeitsgerät 14 während der Fahrt seine Position regelmäßig mit einer in diesem gespeicherten digitalen Karte 34 abgeglichen hat. Hierfür können beispielsweise die Rohrsegmente 38 während der Fahrt im Betriebszustand I abgezählt werden, wofür eine Schweißnahterkennung während der Fahrt auf Basis der erfassten Umgebungsinformationen erfolgt. Nach dem Auffinden des richtigen Rohrsegments 38 fährt das Arbeitsgerät dann im Betriebszustand II bis zu einer bestimmten Position, beispielhaft durch einen Marker 44 gekennzeichnet, weiter, dessen charakteristisches Magnetfeld-Profil von Sensoren 60 detektiert wird und mit Hilfe der Mustererkennung der Rechnereinheit 34 erkannt wird. Anschließend fährt der Manipulatorarm 30 einmal in Umfangsrichtung mit nicht näher dargestellten Sensoren eine in Umfangsrichtung verlaufende Schweißnaht 40 ab, wobei diese beispielsweise mittels Ultraschall inspiziert wird. Anschließend kann das Arbeitsgerät 14 zu einem weiteren Zielfeld 42 weiterfahren bzw. sich vom Medium weiterbewegen lassen.

Eine etwas detailliertere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einem Flussdiagramm nach Fig. 14 dargestellt. Zunächst wird vor Beginn eines Laufes die Rechnereinheit 34 des Arbeitsgerät 14 mit einer digitalen Karte 36 der Rohrleitung 12 versehen. In dieser digitalen Karte 36 sind Leitungsdaten 65 in Form einer Vielzahl von Merkmalen hinterlegt, die die Rohrleitung beschreiben. Hierzu zählen beispielsweise die Anzahl der Schweißnähte, die Rohrleitungssegmente und deren Form (gerade, gebogen). Außerdem werden in der digitalen Karte Aufträge 67 hinterlegt, die beispielsweise durch Zielfelder, d.h. Ziele, die anzusteuern sind, dort auszuführende Handlungen und hierfür benötigte Werkzeuge definiert sind. Des Weiteren können in der Rechnereinheit 34 in der digitalen Karte 36 oder in einer weiteren Datenbank 77 Regeln hinterlegt sein, wie sich das Arbeitsgerät 14 bei bestimmten Ergebnissen der Analyse zu verhalten hat. Zum Beispiel kann es sich hierbei um Anweisungen zum Abspeichern neu erkannter Merkmale oder zum Start einer sicheren Rückkehr zum Entnahmeort handeln.

Ein auf der Rohrleitung 12 von extern aufgebrachter Marker 44 kann ebenfalls in den Leitungsdaten abgebildet werden und stellt somit ebenfalls ein Umgebungs-Merkmale 70 dar, welches über die externen bzw. Umgebungssensoren 32, 33 des Arbeitsgeräts 14 wahrgenommen werden kann. Ergänzend können je nach Ausführungsbeispiel von einem Sensor 60 gewonnene Daten hinzugezogen werden. Die Umgebungsmerkmale werden in Form von Umgebungsinformationen der Sensoren 32, 33 in der Rechnereinheit 34 im Schritt 72 mit dem Ziel einer Merkmalserkennung analysiert. In die Analyse 72 können auch Informationen von internen Sensoren 68 einfließen, die beispielsweise den Energiehaushalt des Arbeitsgeräts 14 überwachen. Ebenfalls fließen in die Analyse 72 Informationen einer Datenbank 77 ein. Für die Analyse 72 der zur Verfügung stehenden Daten kann auf ein oder mehrere Computerprogrammmodule 74 zurückgegriffen werden, die zur regelbasierten Erken- nung, zur modellbasierten Erkennung oder zur Erkennung aufgrund von maschinellem Lernen ausgebildet sind. Hieraus folgt eine Erkenntnis bzw. Wahrnehmung („Perception“) 76, nach der das Arbeitsgerät 14 beispielsweise seinen Sicherheitszustand 78 (z.B. ausreichende Energieversorgung) und seine Orientierung 79 umfassend Position, Geschwindigkeit und Lage in der Rohrleitung kennt. Weiterhin erfolgt eine Wahrnehmung 76 in Bezug auf Merkmale 80 der Rohrleitung beispielsweise umfassend deren Größe und Typ einschließlich Fehlstellen sowie die Qualität und Güte (gemeinsam „82“) der einzelnen Erkenntnisse.

Aus dieser Wahrnehmung ergibt sich eine Handlung 90, die beispielsweise in einer Einnahme 92 eines Betriebszustands I, II oder III und/oder in der Durchführung eines insbesondere merkmals- oder positionsabhängigen Arbeitsverfahrens 94 mündet. Zu letzterem Zählen eine Long-Range-Inspektion 50, ein Screening 52 beispielsweise im Betriebszustand II, eine hochauflösende Inspektion im Betriebszustand III sowie eine Reparatur 58. Die noch nicht in der digitalen Karte 36 vorhandenen Merkmale können ergänzend in dieser abgespeichert werden. Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise auch eine Innenbeschichtung neu aufgetragen werden.