BE1018564A4 - Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting. Download PDF

Info

Publication number
BE1018564A4
BE1018564A4 BE2009/0013A BE200900013A BE1018564A4 BE 1018564 A4 BE1018564 A4 BE 1018564A4 BE 2009/0013 A BE2009/0013 A BE 2009/0013A BE 200900013 A BE200900013 A BE 200900013A BE 1018564 A4 BE1018564 A4 BE 1018564A4
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
treatment device
soil
soil treatment
computer
computer program
Prior art date
Application number
BE2009/0013A
Other languages
English (en)
Inventor
Bart Peter Verboomen
Original Assignee
Dredging Int
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dredging Int filed Critical Dredging Int
Priority to BE2009/0013A priority Critical patent/BE1018564A4/nl
Priority to TW099100531A priority patent/TW201042124A/zh
Priority to ARP100100057A priority patent/AR075008A1/es
Priority to EP10700242A priority patent/EP2386076B1/en
Priority to AU2010204277A priority patent/AU2010204277B2/en
Priority to MYPI2011003245A priority patent/MY154103A/en
Priority to PCT/EP2010/050275 priority patent/WO2010079232A2/en
Priority to SG2011050291A priority patent/SG172937A1/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1018564A4 publication Critical patent/BE1018564A4/nl
Priority to US13/179,398 priority patent/US20120016557A1/en
Priority to ZA2011/05888A priority patent/ZA201105888B/en
Priority to HK11112458.7A priority patent/HK1158326A1/xx

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0278Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/907Measuring or control devices, e.g. control units, detection means or sensors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2045Guiding machines along a predetermined path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0217Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with energy consumption, time reduction or distance reduction criteria

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinginrichting, zoals een sleephopperzuiger of bulldozer. De werkwijze wordt gekenmerkt doordat deze tenminste de onder controle van een centrale computer via een digitaal netwerk verlopende stappen omvat van A) het vooraf stellen van een optimum criterium, B) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting waaronder tenminste zijn positie; en D) het berekenen van de aansturing van de grondbehendelinrichting waarvoor het optimum criterium wordt geminimaliseerd. Met de uitgevonden werkwijze kan grond worden behandeld met een ten opzichte van de bekende werkwijze verhoogd rendement. De uitvinding betreft eveneens een computerprogramma dat programma-instructies bevat voor het door een computer uit laten voerenvan de werkwijze, evenals een computer ingericht voor het uitvoeren van het computerprogramma.

Description

Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting
Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting, zoals een sleephopperzuiger, bulldozer of grasmaaimachine met opvangbak. De uitvinding betreft eveneens een computerprogramma dat programma-instructies bevat voor het door een computer uit laten voeren van de werkwijze. De uitvinding heeft voorts betrekking op een computer die is ingericht voor het uitvoeren van een dergelijk computerprogramma.
Ter verduidelijking van de uitvinding wordt als voorbeeld een grondmassa genomen met een bepaald hoogteprofiel. Om de grondmassa een gewenst profiel te geven kan gebruik worden gemaakt van een bulldozer. Een dergelijke grondbehandelinrichting wordt op bekende wijze door een operator aangestuurd waarbij de operator bepaalt op welke wijze de grond van het gewenste profiel wordt voorzien, met andere woorden welke route de bulldozer bijvoorbeeld zal nemen, welke snelheid de bulldozer zal aannemen, en/of in welke hoogtestand het duwblad van de bulldozer zal verkeren op een bepaalde positie. Het moge duidelijk zijn dat een bepaalde operator geheel andere keuzes zal maken dan een andere operator, waarbij er grote verschillen in efficiëntie zullen ontstaan. Het nadeel van de bekende werkwijze is derhalve dat deze een relatief laag rendement heeft.
Een gelijkaardig probleem doet zich voor bij het gebruik van een grasmaaimachine voorzien van opvangbak, waarbij het afgemaaide gras in de opvangbak wordt opgevangen en vervolgens de volle opvangbak gelost dient te worden op een daartoe aangewezen losplaats in de tuin. Het zou wenselijk zijn als de operator van de grasmaaimachine het traject dat hij aflegt en de instelling van de machine (hoogte van het mes, maaibreedte, rijsnelheid) zou kunnen optimaliseren zodat een route wordt gevolgd die start en eindigt bij de losplaats waarbij de opvangbak van de grasmachine net vol is wanneer de losplaats wordt bereikt en zodoende geen “onproductieve afstand” (rijden met volle bak zonder dat gras wordt gemaaid) ontstaat.
Bovengenoemde problemen doen zich in het bijzonder voor bij het baggeren van grond onder water door middel van een baggerschip zoals een sleephopperzuiger. Een sleephopperzuiger omvat een aan een sleeppijp bevestigde sleepkop met een van tanden voorzien, regelbaar vizier. Bij het varen wordt de sleepkop onder water over de bodem gesleept, waarbij door inwerking van de tanden grond wordt losgemaakt, die via een zuigleiding wordt weggezogen naar een op de sleephopperzuiger aanwezige laadruimte.
Een dergelijke sleephopperzuiger heeft een begrensd laadvermogen en is vanwege de afmetingen ervan niet eenvoudig te manoeuvreren. Bovendien bevindt de te behandelen (uit te baggeren) grond zich onder water wat het er niet eenvoudiger op maakt. De operator van de sleephopperzuiger (de stuurman van het baggerschip of de operator (of automaat) van de zuigpijp van het baggerschip) heeft als taak de route van de sleephopperzuiger te bepalen, waarbij hij een groot aantal variabelen in acht dient te nemen zoals de vaarsnelheid en vaarrichting, de instelling van de sleepkop (stand van het vizier, zuigvermogen, en andere parameters).
De onderhavige uitvinding beoogt in een werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting, zoals een sleephopperzuiger, bulldozer of grasmaaimachine met opvangbak te voorzien, met een ten opzichte van de bekende werkwijze verhoogd rendement. Met rendement wordt in het kader van deze aanvrage bedoeld het volume per tijdseenheid en per vermogenseenheid behandelde grond.
De uitvinding heeft hiertoe de kenmerken zoals verwoord in conclusie 1. In het bijzonder wordt een werkwijze voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting verschaft, welke werkwijze wordt gekenmerkt doordat deze tenminste de onder controle van een centrale computer via een digitaal netwerk verlopende stappen omvat van A) het vooraf stellen van een optimum criterium; B) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grond; C) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting waaronder tenminste zijn positie; en D) het berekenen van de aansturing van de grondbehandelinrichting waarvoor het optimum criterium wordt geminimaliseerd. Met de uitgevonden werkwijze kan grond worden behandeld met een ten opzichte van de bekende werkwijze verhoogd rendement.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze gekenmerkt doordat het berekenen van de aansturing tenminste het berekenen van de route van de grondbehandelinrichting omvat. Wordt bijvoorbeeld grond uitgegraven met een sleephopperzuiger dan zal de sleephopperzuiger, en in het bijzonder de sleepkop ervan, volgens onderhavige uitvoeringsvariant een traject volgen dat voldoet aan een minimale waarde van het optimum criterium. Een dergelijk optimum criterium kan bijvoorbeeld de totale baggertijd omvatten, waardoor met de uitgevonden werkwijze de snelste route wordt verkregen, of de totale lengte van de route, waardoor met de uitgevonden werkwijze derhalve de kortste route wordt verkregen. Het is evenwel ook mogelijk als optimum criterium het vermijden van spoorvorming te kiezen. Sporen kunnen aan de zijkanten van de sleephopperzuiger worden gevormd doordat grond zijwaarts wordt weggeduwd door de sleepkop. Hierdoor ontstaan lokale ondieptes die met de bekende werkwijze achteraf op onproductieve wijze verwijderd worden. De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk de route van de sleepkop dusdanig te bepalen dat de sporen met hoger rendement worden gebaggerd. Ook kan als optimum criterium de hoogste productie worden gekozen. De werkwijze volgens de uitvinding zal bij een dergelijke keuze de route van de sleepkop bepalen dusdanig dat de productie maximaal is in zo kort mogelijke tijd.
Een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grond het hoogteprofiel van de grond omvat. Een uitgangsprofiel kan voorafgaand aan de grondbehandeling worden bepaald, bijvoorbeeld door peilingen uit te voeren van de waterdiepte. Dergelijke peilingen zijn op zich bekend en kunnen bijvoorbeeld door inzetten van geluidsgolven worden gemeten. Doordat volgens de uitvinding op een bepaald tijdstip informatie met betrekking tot de hieraan voorafgaande route van de grondbehandelinrichting bekend is, kan voor een gegeven behandelcapaciteit het hoogteprofiel voor dit tijdstip worden berekend. Zo wordt dit hoogteprofiel als gevolg van het baggeren continu bijgesteld.
Het heeft hierbij voordelen de werkwijze volgens de uitvinding te kenmerken doordat de informatie betreffende het hoogteprofiel van de grond digitaal wordt gevisualiseerd voor de operator van de grondbehandelinrichting. Een dergelijk digitaal beeld van het hoogteprofiel van een grondmassa is op zich bekend en wordt ook wel aangeduid met de term DTM (“digital terrain modelling”).
In nog een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze gekenmerkt doordat de huidige positie van de grondbehandelinrichting wordt bepaald door een GPS systeem. Een dergelijk GPS systeem voor met namen baggerschepen is op zich bekend en wordt ook wel aangeduid met de term DPDT systeem (“dynamic positioning/dynamic tracking System”).
Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting de behandeldiepte en -breedte omvat.
Nog een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting de hoeveelheid behandelde grond omvat.
Weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de grondbehandelinrichting grond laadt en het optimum criterium de afstand betreft waarover de grondbehandelinrichting zich in volle toestand dient te verplaatsen naar een stortplaats voor de lading.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft deze het kenmerk dat het optimum criterium de route betreft die de grondbehandelinrichting dient af te leggen om de huidige toestand van de grond om te zetten in een gewenste toestand van de grond.
De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het aansturen van een baggerschip, een bulldozer of een grasmaaimachine, en bij voorkeur een sleephopperzuiger.
De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting. De inrichting volgens de uitvinding omvat een centrale computer die via een digitaal netwerk is verbonden met de grondbehandelinrichting en die is ingericht voor het uitvoeren van een werkwijze die tenminste de stappen omvat van: A) het vooraf stellen van een optimum criterium, B) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grond; C) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting waaronder tenminste zijn positie; D) het berekenen van de aansturing van de grondbehandelinrichting waarvoor het optimum criterium wordt geminimaliseerd.
De computer is daartoe volgens de uitvinding geladen met een computerprogramma dat programma-instructies bevat voor het uit laten voeren van de werkwijze. De voordelen van een dergelijke inrichting zijn reeds toegelicht aan de hand van de hierboven besproken werkwijze, en zullen hier niet worden herhaald. De inrichting volgens de uitvinding verzamelt de informatie via het digitale netwerk in de vorm van inkomende signalen, afkomstig van in het netwerk opgenomen instrumenten zoals een GPS systeem, een DTM of een DPDT systeem, zoals hierboven besproken. Deze signalen worden verwerkt zoals verder in onderhavige aanvrage is beschreven, waarna de inrichting via het digitale netwerk stuursignalen uitstuurt naar de grondbehandelinrichting ter aansturing van deze laatste, of waarbij informatie op een digitaal scherm wordt getoond, op basis waarvan een operator van de grondbehandelinrichting de aansturing van deze laatste uitvoert. De computer berekent de aansturing, die bij voorkeur tenminste die route van de grondbehandelinrichting omvat, welke het optimum criterium minimaliseert (de ‘optimale’ route). De aldus berekende aansturing wordt door de computer continu bij gestuurd in functie van de wijzigingen die zijn geregistreerd door de instrumenten. Volgens de uitvinding houdt de computerberekening onder andere rekening met de positie, het verwerkingstempo, en de technische mogelijkheden van de sleephopperzuiger of bulldozer, en stuurt deze bij voorkeur een sleephopperzuiger of bulldozer aan door bijvoorbeeld de stand van het vizier, de positie van de sleepkop, de hoogte van het ingestelde bulldozerblad en zoverder bij te regelen.
De uitvinding zal nu verder worden verduidelijkt aan de hand van de in volgende figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, zonder overigens hiertoe te worden beperkt. Hierin toont: figuur 1 schematisch een uitvoeringsvorm van een inrichting overeenkomstig de uitvinding; figuur 2 een schematisch bovenaanzicht van een mogelijke weergave van informatie betreffende de huidige toestand van de grond; figuur 3 een schematisch vooraanzicht van de sleepkop van een sleephopperzuiger; figuur 4 een schematische weergave van een stap in de bepaling van een optimum route van een sleephopperzuiger; figuur 5 een schematische weergave van de output van een door de inrichting volgens de uitvinding uitgevoerde berekening; en tenslotte figuur 6 een schematische weergave van de output van figuur 5 na één passage van een sleephopperzuiger.
Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een mogelijke uitvoeringsvorm getoond van een inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting, zoals een sleephopperzuiger. De inrichting omvat een computer (CPU), die optimaliserende berekeningen uitvoert op basis van on-line procesinformatie in de vorm van inkomende signalen 1 en ontwerpgegevens 2, waarbij het resultaat van de berekening leidt tot uitgaande signalen 3, teruggekoppelde signalen 4, teruggekoppelde informatie 5, en verwerkte informatie 6.
Typische on-line procesinformatie in de vorm van inkomende signalen 1 omvatten maar zijn niet beperkt tot de huidige positie van de sleephopperzuiger in de vorm van GPS-coördinaten, de diepte van de sleepkop (zie ook figuur 3), de stand van het vizier van de sleepkop, de status van onderdelen van de sleephopperzuiger, zoals bijvoorbeeld de toestand van de zuigpomp (aan/uit), de toestand van de beunafsluiter (open/dicht), de inhoud van het beun, getijdeninformatie, de actuele toestand van de bodem in de vorm van peildata, en andere gewenste procesinformatie. Vaste procesinformatie omvat de specifieke kenmerken van de sleephopperzuiger, zoals bijvoorbeeld het beschikbare vermogen.
Typische ontwerpgegevens 2 omvatten maar zijn niet beperkt tot de op te leveren profielhoogtes van de grond, die gezamenlijk het profiel van de grond definiëren, en de gewenste toleranties.
Typische uitgaande signalen 3 omvatten maar zijn niet beperkt tot de aansturing van het vizier van de sleepkop.
Typische verwerkte (of output) informatie 6 omvat maar is niet beperkt tot de berekende vaarroute van de sleephopperzuiger, bij voorkeur gevisualiseerd op een scherm in de operatorruimte.
Typische teruggekoppelde informatie 5 omvat maar is niet beperkt tot de huidige peildata die tezamen het huidige hoogteprofiel van de grond vormen. Deze informatie maakt onderdeel uit van de on-line procesinformatie.
Typische teruggekoppelde signalen 4 tenslotte omvatten maar zijn niet beperkt tot dynamic tracking, dynamic positioning (DPDT) signalen, en signalen die desgewenst de baggerautomaat aansturen.
Met de inrichting wordt bijvoorbeeld een sleephopperzuiger aangestuurd, en wel dusdanig dat deze de route zal volgen die in de kortste tijd met verbruik van het minste vermogen, een maximale hoeveelheid grond ontgraaft (m.a.w. het maximale rendement oplevert).
Onder verwijzing naar figuur 2 wordt een bovenaanzicht getoond van peildata die dienen als basisinformatie over de te baggeren zone. De peildata worden overeenkomstig figuur 2 digitaal in de vorm van een zogenaamde DTM ‘digital terrain modelling” gevisualiseerd op een scherm dat ter beschikking staat van de operator van de sleephopperzuiger. Met de peildata kunnen volumes worden berekend zoals hieronder zal worden verduidelijkt. De peildata betreffen hoogte-informatie die bijvoorbeeld in de vorm van hoogtelijnen of een kleurenpatroon (of op enige andere geschikte wijze) aan de operator van het baggerschip beschikbaar worden gesteld.
Volgens de uitvinding wordt voorafgaand aan de grondbehandeling een optimum criterium gesteld. In onderhavig uitvoeringsvoorbeeld is dat het opleveren van een horizontaal grondprofiel met het hoogste rendement.
Hieronder wordt een mogelijke werkwijze omschreven voor het berekenen van de aansturing, in casu de route, van de grondbehandelinrichting, in casu de sleephopperzuiger, waarvoor het optimum criterium wordt geminimaliseerd.
De sleepkop 10 (figuur 3) van de sleephopperzuiger kan worden gekenmerkt door een snijbreedte B en een snijdiepte D. De momentane snijdiepte wordt verkregen uit de inkomende signalen. De oppervlakte weggenomen grond is gelijk aan het product B x D.
De peildata uit de DTM informatie worden overeenkomstig figuur 3 onderverdeeld in een aantal dwarsprofielen 11 tot en met 16, die zijn gedefinieerd ten opzichte van een X-Y assenstelsel. In het aangegeven voorbeeld verlopen de dwarsprofielen 11-16 in hoofdzaak loodrecht op de sleeprichting van de sleephopperzuiger, doch dit is niet noodzakelijk. Een eenheidsstap wordt gedefinieerd als de tussenafstand tussen twee opeenvolgende dwarsprofielen 11 -16. De computer berekent vervolgens via de DTM informatie in hoeveel bewegingen (passages) per eenheidsstap de grond kan worden weggenomen. In de hier weergegeven uitvoeringsvorm is dit het aantal oppervlakten B x D per dwarsprofiel. Het resultaat van deze berekening is voor dwarsprofiel 13 bovenaan figuur 3 weergegeven, en omvat een aantal passages (weergegeven als n x, met n = 2,3 of 4) per gang van de sleepkop. Een gang van de sleepkop wordt in figuur 3 schematisch weergegeven als een rechthoek met oppervlakte B x D. Deze rechthoek geeft ook de oppervlakte weer van de door één sleepkop passage weggenomen grond.
Herhaling van deze procedure resulteert in een aantal berekende passages van de sleepkop voor alle dwarsprofielen. De DTM informatie is op deze wijze omgezet in de vorm van een matrix (of een andere bruikbare vorm), waarbij de positie van elk matrixvak bepaald wordt door de coördinaten (X,Y) van het betreffende matrixvak, en dit matrixvak het aantal passages van de sleepkop omvat dat nodig is om het gewenste hoogteprofiel (in onderhavig geval een horizontaal profiel op een bepaalde gewenste diepte) te verkrijgen. Een voorbeeld van een dergelijke matrix wordt in figuur 4 gegeven.
Op dezelfde wijze als mocht de matrix een stratenplan zijn, maar dan in 3 dimensies, berekent de computer in een volgende stap een optimale route over de matrix (in figuur 4 weergegeven als een gebogen lijn met pijl die de voorwaartse richting van de sleepkop aangeeft ). Deze optimale route wordt bepaald door het optimum criterium te maximaliseren, in onderhavig voorbeeld het rendement. Dit rendement - en derhalve ook de berekende optimale route - hangt af van een aantal inputgegevens die worden verkregen van de hierboven reeds besproken instrumentatie. Typische inputgegevens omvatten de diepte van de sleepkop, de stand van het vizier, de baggerstatus, de waarde van de baggerautomaat en van het DPDT systeem, enzovoorts (niet limitatief). Het verband tussen het rendement en de inputgegevens kan op theoretische gronden of experimenteel worden vastgesteld en de wijze waarop dit gebeurt is op zich bekend voor de vakman.
Voor het bepalen van de extreme waarde (minimum, maximum) van het optimum criterium wordt een geschikt algoritme toegepast. Dergelijke algoritmes zijn op zich bekend en worden hier niet verder besproken.
De in figuur 4 getoonde route vertoont een eerste passage die start bij positie P, en die via positie Q voert naar positie R. Omdat de sleepkop in positie R opnieuw een matrixvak aandoet dat reeds eerder was bezocht, start in deze positie R een tweede passage van de sleepkop. Deze voert vanaf positie R naar positie S, en verder. Elke keer de sleepkop een bepaald matrixvak aandoet wordt het aantal benodigde passages met 1 verminderd en de optimale route opnieuw bepaald.
Het effect van het algoritme kan op losse wijze als volgt omschreven worden. De matrix stelt een soort “toren” voor, waarvan het algoritme ‘blokjes’ met een dwarsdoorsnede oppervlakte gelijk aan B x D afbreekt, daarbij bovenaan startend zoals een snijmachine zou doen. Via de optimale route volgt het algoritme een bepaald patroon naar beneden totdat er geen ‘blokjes’ meer resteren. Hierbij zorgt het algoritme ervoor dat er zoveel mogelijk naast elkaar gelegen ‘blokjes’ op hetzelfde niveau of 1 niveau lager mee worden genomen. Het algoritme berekent hierbij de meest optimale route. Dit zal doorgaans de “kortste route” zijn. Het algoritme is hierbij gelijkaardig aan algoritmes die worden gebruikt in routeplanners voor voertuigen, en die de kortste route bepalen tussen een vertrekplaats en een eindbestemming.
Telkens na passage van de sleepkop over een bepaald matrixvak, wordt de informatie in dit matrixvak aangepast met het resterend aantal passages, dat in principe 1 minder is dan het voorafgaand aantal passages (in zijn meest eenvoudige berekeningsvorm). Het is ook mogelijk de informatie in een matrixvak volledig opnieuw te berekenen volgens voorgaand principe, waarbij nieuwe diepte informatie vanuit de peildiepte van de sleepkop en andere parameters (vizierstand, vaarsnelheid, ...) in beschouwing wordt genomen, op basis van kennis van het ontgrondingsprincipe van een sleepkop.
De optimale te varen route wordt op een scherm gevisualiseerd en kan als input dienen voor de schipper of voor het DPDT systeem. Bij de berekening van de optimale route kunnen scheepseigen kenmerken zoals bij voorbeeld de kortste bocht die de sleephopperzuiger kan nemen als randvoorwaarde worden gehanteerd. Ook is het mogelijk rekening te houden met andere randvoorwaarden. Zo kan er bijvoorbeeld naar worden gestreefd zo veel mogelijk rechte vaarlijnen in de optimale route op te nemen en zo weinig mogelijk (korte) bochten. Bij het nemen van bochten dient het baggeren immers onderbroken te worden en de sleeppijp gelicht, om er voor te zorgen dat deze niet onder het baggerschip terecht komt of zich te ver van het baggerschip verwijdert.
De programmeercode zorgt ervoor dat de matrix telkens geüpdate wordt met de werkelijk gevaren route. Dit is in het bijzonder van belang wanneer de sleephopperzuiger wordt bestuurd door een operator. Hoewel deze zal trachten de optimale, door de computer berekende route zo nauwkeurig mogelijk te volgen, zal hij hierin niet altijd slagen door toevallige oorzaken als stroming, andere scheepvaart of doordat de optimale route een hoge moeilijkheidsgraad heeft. Het optimalisatiealgoritme wordt bij voorkeur dusdanig ingericht dat een minimaal aantal passages van de sleepkop plaatsvindt over matrixvakken die reeds door de sleepkop bezocht zijn (met andere woorden die reeds zijn verdiept). Dit houdt onder andere in dat bij het bijna afwerken van de zone er zoveel mogelijk naast elkaar gelegen ‘blokjes’ worden afgebroken en er geen onderbrekingen voorkomen tussen de ‘blokjes’.
Hoewel de inrichting en werkwijze overeenkomstig de uitvinding hierboven werd beschreven aan de hand van een toepassingsvoorbeeld dat het baggeren met een sleephopperzuiger betrof, kan voor het verplaatsen van grond met een bulldozer bijvoorbeeld hetzelfde principe gehanteerd worden. In een dergelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de hoogte van de snijrand van het bulldozerblad gemeten en de positie hiervan door plaatsbepaling. Anders dan een sleephopperzuiger heeft een bulldozer het kenmerk dat hij de grond voor zich uit duwt en dus verplaatst in plaats van wegneemt. Dient bijvoorbeeld een horizontaal vlak hoogteprofiel te worden opgeleverd, dan wordt de optimale route dusdanig bepaald dat elk matrixvak van de hierboven besproken matrix op het einde van de route dezelfde waarde bezitten. Sommige matrixvakken immers zullen in de loop van het doorlopen van de route van de bulldozer in waarde vermeerderen, omdat in dergelijke vakken grond dient te worden gedeponeerd om het vlakke eindniveau te kunnen bereiken.

Claims (14)

1. Werkwijze voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting met het kenmerk dat deze tenminste de volgende onder controle van een centrale computer via een digitaal netwerk verlopende stappen omvat: A) het vooraf stellen van een optimum criterium, B) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grond; C) het verzamelen van informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting waaronder tenminste zijn positie; D) het berekenen van de aansturing van de grondbehandelinrichting waarvoor het optimum criterium wordt geminimaliseerd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het berekenen van de aansturing tenminste het berekenen van de route van de grondbehandelinrichting omvat.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grond het hoogteprofiel van de grond omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de informatie betreffende het hoogteprofiel van de grond digitaal wordt gevisualiseerd voor de operator van de grondbehandelinrichting.
5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de huidige positie van de grondbehandelinrichting wordt bepaald door een GPS systeem.
6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting de behandeldiepte en -breedte omvat.
7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de informatie betreffende de huidige toestand van de grondbehandelinrichting de hoeveelheid behandelde grond omvat.
8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de grondbehandelinrichting grond laadt en het optimum criterium de afstand betreft waarover de grondbehandelinrichting zich in volle toestand dient te verplaatsen naar een stortplaats voor de lading.
9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het optimum criterium de route betreft die de grondbehandelinrichting dient af te leggen om de huidige toestand van de grond om te zetten in een gewenste toestand van de grond.
10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de grondbehandelinrichting een baggerschip, een bulldozer of een grasmaaimachine omvat. Ik Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk dat de grondbehandelinrichting een sleephopperzuiger omvat.
12. Computerprogramma dat programma-instructies bevat voor het door een computer uit laten voeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1-11.
13. Computerprogramma volgens conclusie 112, met het kenmerk dat het computerprogramma is aangebracht op een fysieke drager.
14. Computerprogramma volgens conclusie 12, met het kenmerk dat het computerprogramma tenminste gedeeltelijk is opgeslagen in een computergeheugen.
15. Computer ingericht voor het uitvoeren van een computerprogramma volgens één der conclusies 12 - 14.
BE2009/0013A 2009-01-12 2009-01-12 Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting. BE1018564A4 (nl)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2009/0013A BE1018564A4 (nl) 2009-01-12 2009-01-12 Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting.
ARP100100057A AR075008A1 (es) 2009-01-12 2010-01-11 Metodo y dispositivo para controlar un dispositivo movil que trabaja el suelo
TW099100531A TW201042124A (en) 2009-01-12 2010-01-11 Method and device for controlling a mobile ground working device
AU2010204277A AU2010204277B2 (en) 2009-01-12 2010-01-12 Method for controlling a mobile ground working device
EP10700242A EP2386076B1 (en) 2009-01-12 2010-01-12 Method and device for controlling a mobile ground working device
MYPI2011003245A MY154103A (en) 2009-01-12 2010-01-12 Method and device for controlling a mobile ground working device
PCT/EP2010/050275 WO2010079232A2 (en) 2009-01-12 2010-01-12 Method and device for controlling a mobile ground working device
SG2011050291A SG172937A1 (en) 2009-01-12 2010-01-12 Method and device for controlling a mobile ground working device
US13/179,398 US20120016557A1 (en) 2009-01-12 2011-07-08 Method and Device for Controlling a Mobile Ground Working Device
ZA2011/05888A ZA201105888B (en) 2009-01-12 2011-08-11 Method and device for controlling a mobile ground working device
HK11112458.7A HK1158326A1 (en) 2009-01-12 2011-11-17 Method and device for controlling a mobile ground working device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE200900013 2009-01-12
BE2009/0013A BE1018564A4 (nl) 2009-01-12 2009-01-12 Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1018564A4 true BE1018564A4 (nl) 2011-03-01

Family

ID=41058576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2009/0013A BE1018564A4 (nl) 2009-01-12 2009-01-12 Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20120016557A1 (nl)
EP (1) EP2386076B1 (nl)
AR (1) AR075008A1 (nl)
AU (1) AU2010204277B2 (nl)
BE (1) BE1018564A4 (nl)
HK (1) HK1158326A1 (nl)
MY (1) MY154103A (nl)
SG (1) SG172937A1 (nl)
TW (1) TW201042124A (nl)
WO (1) WO2010079232A2 (nl)
ZA (1) ZA201105888B (nl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20115169A0 (fi) * 2011-02-22 2011-02-22 Purgotec Oy Menetelmä ja laitteisto vesistön pohjan puhdistamiseksi
BE1024397B1 (nl) * 2013-12-13 2018-02-07 Baggerwerken Decloedt En Zoon Werkwijze voor het met behulp van een baggerinrichting baggeren van een onderwaterbodem in een gebied
US9388550B2 (en) * 2014-09-12 2016-07-12 Caterpillar Inc. System and method for controlling the operation of a machine
US11377820B2 (en) 2016-12-15 2022-07-05 Deere & Company Automated work vehicle control system using potential fields
CA3063687A1 (en) * 2017-08-29 2019-12-06 Komatsu Ltd. Control system for work vehicle, method, and work vehicle
CN110764518B (zh) * 2019-10-31 2021-05-11 五邑大学 水下清淤机器人路径规划方法、装置、机器人和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927299A1 (de) * 1989-08-18 1991-02-28 Esg Elektronik System Gmbh Bewegungsbahnrechner zur bewegungsoptimierung, insbesondere fuer flugkoerper
US5631658A (en) * 1993-12-08 1997-05-20 Caterpillar Inc. Method and apparatus for operating geography-altering machinery relative to a work site
US5964298A (en) * 1994-06-13 1999-10-12 Giganet, Inc. Integrated civil engineering and earthmoving system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3066133D1 (en) * 1979-05-14 1984-02-23 Ballast Nedam Groep Nv Method of determining the position of a ground working tool of a floating dredger implement and dredger implement
US5375663A (en) * 1993-04-01 1994-12-27 Spectra-Physics Laserplane, Inc. Earthmoving apparatus and method for grading land providing continuous resurveying
US6047227A (en) * 1996-11-19 2000-04-04 Caterpillar Inc. Method and apparatus for operating geography altering machinery relative to a work site
US6108949A (en) * 1997-12-19 2000-08-29 Carnegie Mellon University Method and apparatus for determining an excavation strategy
US6167336A (en) * 1998-05-18 2000-12-26 Carnegie Mellon University Method and apparatus for determining an excavation strategy for a front-end loader
US20030154634A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Thomas David F. Automatic dredge system and method of operation
US6907336B2 (en) * 2003-03-31 2005-06-14 Deere & Company Method and system for efficiently traversing an area with a work vehicle
US8407157B2 (en) * 2003-12-22 2013-03-26 Deere & Company Locating harvested material within a work area
US20050283294A1 (en) * 2004-06-16 2005-12-22 Lehman Allen A Jr Method and apparatus for machine guidance at a work site
US7499775B2 (en) * 2004-10-22 2009-03-03 Irobot Corporation System and method for terrain feature tracking
DE102005059003A1 (de) * 2005-12-08 2008-03-27 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Routenplanungssystem für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen
DE102006019216A1 (de) * 2006-04-21 2007-10-25 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Verfahren zur Steuerung eines landwirtschaftlichen Maschinensystems
US7520337B2 (en) * 2007-01-11 2009-04-21 Deere & Company Method and system for shaping furrows in soil
US7870684B2 (en) * 2007-08-20 2011-01-18 Davco Farming Method and system for optimising land levelling designs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927299A1 (de) * 1989-08-18 1991-02-28 Esg Elektronik System Gmbh Bewegungsbahnrechner zur bewegungsoptimierung, insbesondere fuer flugkoerper
US5631658A (en) * 1993-12-08 1997-05-20 Caterpillar Inc. Method and apparatus for operating geography-altering machinery relative to a work site
US5964298A (en) * 1994-06-13 1999-10-12 Giganet, Inc. Integrated civil engineering and earthmoving system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010079232A3 (en) 2011-02-17
EP2386076B1 (en) 2013-03-27
WO2010079232A2 (en) 2010-07-15
HK1158326A1 (en) 2012-07-13
AU2010204277B2 (en) 2015-06-04
SG172937A1 (en) 2011-08-29
AR075008A1 (es) 2011-03-02
AU2010204277A1 (en) 2011-09-01
ZA201105888B (en) 2012-05-25
US20120016557A1 (en) 2012-01-19
EP2386076A2 (en) 2011-11-16
TW201042124A (en) 2010-12-01
MY154103A (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1018564A4 (nl) Werkwijze en inrichting voor het aansturen van een mobiele grondbehandelinrichting.
US20230320265A1 (en) System and method for operating an autonomous robotic working machine within a travelling containment zone
AU2013260731B2 (en) System and method for optimizing a cut location
US8983738B2 (en) System and method of autonomous operation of multi-tasking earth moving machinery
CN111042245B (zh) 一种挖掘机辅助作业控制方法及系统
CN112424427B (zh) 作业机械的控制装置及控制方法
JP2020020153A (ja) 作業機械
JP2019151973A (ja) 施工管理装置、表示装置および施工管理方法
JP7043300B2 (ja) 作業機械の走行経路を計画するためのシステム、方法、及び作業機械
CN113565163A (zh) 一种液压挖掘机圆坑作业的智能控制系统及方法
US11808007B2 (en) Earth-moving machine sensing and control system
JP2000080673A (ja) 浚渫船向け経路計画法
BE1018582A3 (nl) Ontgraafinrichting voor het ontgraven van grond onder water en werkwijze voor het ontgraven van grond.
JP2020020154A (ja) 作業機械
CN110045614A (zh) 一种基于深度学习的绞吸船横移过程自学习控制系统及方法
JPH10320004A (ja) ファジィ制御構築方法
JP2021101316A (ja) 施工現場において作業機械の施工計画を決定するためのシステムおよび方法
JP2016095812A (ja) 作業車両による作業システム
JP7317926B2 (ja) 施工管理装置、表示装置および施工管理方法
US20240117597A1 (en) Customized work planning for automated loading, unloading, and transport operations by scraper systems
WO2023204208A1 (ja) 植林計画装置、植林システム、および植林計画方法
US10384882B2 (en) Material management system and method for an in-pit crusher and conveyer
JP2022002481A (ja) 収穫機