BR102018069322A2

BR102018069322A2 - Sistemas de nivelamento automático e métodos relacionados para a realização de operações de nivelamento

Info

Publication number: BR102018069322A2
Application number: BR102018069322-0A
Authority: BR
Inventors: Scott Andrew Elkins
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-04-16
Also published as: EP3470783A3; EP3470783A2; US20190093319A1

Abstract

um método para nivelar automaticamente um local de trabalho usando um veículo de nivelamento pode incluir receber dados de sensor associados à detecção de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho, em que os dados de sensor são recebidos de pelo menos um sensor instalado no veículo de nivelamento. além disso, o método também pode incluir determinar uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor e determinar uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa. além disso, o método pode incluir ajustar ativamente uma posição de um implemento de nivelamento do veículo de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho.

Description

“SISTEMAS DE NIVELAMENTO AUTOMÁTICO E MÉTODOS

RELACIONADOS PARA A REALIZAÇÃO DE OPERAÇÕES DE NIVELAMENTO”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] O presente assunto refere-se, em geral, a sistemas de nivelamento automático e métodos relacionados para realizar operações de nivelamento e, mais particularmente, a um sistema e método para nivelar automaticamente um local de trabalho usando uma máquina de nivelamento com base na detecção de uma distância relativa entre a máquina de nivelamento e um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Os veículos de classificação, como tratores ou outros tratores de esteiras, são tipicamente equipados com uma lâmina para raspar o solo ou empurrar o material pelo chão. A lâmina está conectada de maneira articulada ao chassi do veículo de nivelamento de modo que possa girar para cima e para baixo. Além disso, os controles de lâmina são frequentemente fornecidos ao operador na cabine do veículo para levantar e abaixar a lâmina em relação ao chassi do veículo. Um dos usos mais comuns das lâminas em veículos de nivelamento é nivelar ou, de outro modo, aplanar o solo para a construção de casas, edifícios, estacionamentos e estradas.

[003] Vários sistemas diferentes foram desenvolvidos no passado para nivelar automaticamente uma superfície. Por exemplo, sistemas de nivelamento bidimensional convencionais usam um laser giratório que é captado por uma matriz de sensores na máquina para indicar a posição vertical da lâmina em relação ao nível desejado. Entretanto, tais sistemas permitem que apenas um nivelamento bidimensional simples seja realizado, em que uma superfície plana pode ser criada ao longo de um declive desejado. Como resultado, sistemas bidimensionais convencionais não permitem que uma superfície nivelada mais complexa seja

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2/29 obtida, como uma superfície com um declive variável ao longo da trajetória de nivelamento do veículo. Para resolver este problema, agora estão disponíveis sistemas de nivelamento tridimensional que utilizam dispositivos baseados em GPS para adquirir uma localização coordenada do veículo de nivelamento em relação à superfície do solo. Entretanto, tais sistemas são relativamente complexos e são muito dispendiosos.

[004] Consequentemente, um sistema e método de nivelamento aprimorados que permitam que superfícies niveladas mais complexas sejam obtidas do que com sistemas de nivelamento bidimensional convencionais, evitando a complexidade e despesas de sistemas de nivelamento tridimensional convencionais seriam bem aceitos na tecnologia.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [005] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[006] Em um aspecto, o presente assunto refere-se a um método para nivelar automaticamente um local de trabalho usando um veículo de nivelamento. O método pode incluir receber, com um dispositivo de computação, dados de sensor associados à detecção de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho, em que os dados de sensor são recebidos de pelo menos um sensor instalado no veículo de nivelamento. Além disso, o método também pode incluir determinar, com o dispositivo de computação, uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor e determinar, com o dispositivo de computação, uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa. Além disso, o método pode incluir ajustar ativamente, com o dispositivo de computação, uma posição de um

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3/29 implemento de nivelamento do veículo de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho.

[007] Em outro aspecto, o presente assunto refere-se a um sistema para nivelar automaticamente um local de trabalho. O sistema pode incluir, em geral, um veículo de nivelamento que tem um implemento de nivelamento e pelo menos um sensor instalado em relação ao implemento de nivelamento. O sistema também pode incluir um dispositivo emissor de luz configurado para emitir um feixe de luz e um controlador comunicativamente acoplado ao(s) sensor(es). O controlador pode incluir um processador e memória associada. A memória pode armazenar instruções que, quando executadas pelo processador, configuram o controlador para receber dados de sensor do(s) sensor(es) associado(s) à detecção do feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz, determinar uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor, determinar uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa, e ajustar ativamente uma posição do implemento de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho.

[008] Essas e outras características e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidas com referência à descrição a seguir e reivindicações em anexo. Os desenhos em anexo, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram modalidades da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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4/29 [009] Uma revelação total e adequada da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida para um versado na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras em anexo, em que:

[010] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma modalidade de um veículo de nivelamento de acordo com aspectos do presente assunto;

[011] A Figura 2 ilustra uma vista simplificada de uma modalidade de um sistema para nivelar automaticamente um local de trabalho de acordo com aspectos do presente assunto;

[012] A Figura 3 Ilustra uma vista superior do veículo de nivelamento mostrado nas Figuras 1 e 2, ilustrando particularmente uma modalidade de uma disposição de sensor que pode ser usada com conjuntos de sensores do veículo de nivelamento de acordo com aspectos do presente assunto;

[013] A Figura 4 ilustra um exemplo de vista de várias posições** e/ou locais diferentes de um veículo de nivelamento em relação a um dispositivo emissor de luz associado de acordo com aspectos do presente assunto;

[014] A Figura 5 ilustra uma vista detalhada esquemática de uma modalidade de um sistema para nivelar automaticamente um local de trabalho de acordo com aspectos do presente assunto; e [015] A Figura 6 ilustra um fluxograma de uma modalidade de um método para nivelar automaticamente um local de trabalho de acordo com aspectos do presente assunto.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [016] Agora será feita referência em detalhes às modalidades da invenção, cujo um ou mais exemplos são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não limitação da invenção. De fato, ficará evidente aos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem que se afaste do escopo ou espírito da invenção.

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Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade podem ser usadas com outra modalidade para produzir outra modalidade. Dessa forma, entende-se que a presente invenção abrange tais modificações e variações que estão dentro do escopo das reivindicações em anexo e seus equivalentes.

[017] Em geral, o presente assunto refere-se a sistemas e métodos para nivelar automaticamente um local de trabalho usando um veículo de nivelamento, como trator de esteira. Especificamente, em várias modalidades, o veículo de nivelamento pode incluir uma ou mais conjuntos de sensores configurados para detectar características de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho que são indicativas da distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz. Por exemplo, o dispositivo emissor de luz pode corresponder a um laser giratório configurado para emitir um feixe de laser através de um plano horizontal. Com a determinação da distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz, um controlador do sistema revelado pode ser configurado para monitorar a posição de localização relativa do veículo através do local de trabalho (por exemplo, determinando um determinando um conjunto de locais de coordenadas x e y do veículo de nivelamento com base na distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz). A posição de localização relativa do veículo de nivelamento pode, então, ser usada para rastrear a posição atual do veículo através de um mapa de nivelamento tridimensional associado ao local de trabalho que está sendo nivelado, permitindo assim que o controlador determine o nível de superfície desejado para o local de trabalho em cada ponto atravessado pelo veículo.

[018] Com base na revelação fornecida no presente documento, deve ser evidente para os versados na técnica que o sistema e método revelados permitem

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6/29 que capacidades de nivelamento tridimensional sejam obtidas sem exigir componentes de sistema complexos e/ou dispendiosos, como os componentes necessários em muitos sistemas de nivelamento tridimensional convencionais. Por exemplo, o presente assunto permite que o laser giratório de um sistema de nivelamento bidimensional convencional seja usado como uma entrada para determinar a posição de localização relativa de um veículo de nivelamento através de um local de trabalho. Como resultado, o sistema e método revelados podem contar com componentes mais simples e menos dispendiosos para obter as capacidades de nivelamento tridimensional desejadas.

[019] Agora com referência aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma modalidade de um veículo de nivelamento 10. Conforme mostrado, o veículo de nivelamento 10 é configurado como um trator de esteira ou “trator de terraplanagem”. Entretanto, em outras modalidades, o veículo de nivelamento 10 pode ser configurado como qualquer outro veículo adequado conhecido na técnica que seja configurado para realizar operações de nivelamento, como outros tipos adequados de tratores de esteira.

[020] Em geral, o veículo de nivelamento 10 pode incluir um chassi 12 que se estende longitudinalmente (por exemplo, conforme indicado pela seta 14 na Figura 1) entre uma extremidade anterior 16 do veículo 10 e uma extremidade posterior 18 do veículo 10. O chassi 12 pode ser geralmente configurado para sustentar vários componentes do veículo de nivelamento 10. Por exemplo, um motor (não mostrado) do veículo 10 pode ser fixado ao chassi 12 para acionar o primeiro e o segundo sistema de acionamento 20, 22 do veículo 10, com cada sistema de acionamento 20, 22 incluindo uma roda motriz 24 acoplada de forma giratória ao motor e uma pista contínua 26 acionada pela roda motriz 24. Além disso, o chassi 12 pode ser configurado para sustentar um implemento de nivelamento, como uma lâmina 28, na extremidade anterior 16 do veículo 10 e uma cabine fechada do

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7/29 operador 30 na extremidade posterior 18 do veículo 10.

[021] Em várias modalidades, a lâmina 28 pode ser configurada para ser acoplada de modo articulado ao chassi 12 para permitir que a posição relativa da lâmina 28 seja ajustada quando realiza-se uma operação de nivelamento. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 1, em uma modalidade, a lâmina 28 pode ser acoplada ao chassi 24 através de um par de braços articulados 32. Em tal modalidade, o veículo de nivelamento 10 também pode incluir um sistema hidráulico 36 que inclui um ou mais componentes hidráulicos para ajustar a posição da lâmina 28. Por exemplo, o veículo 10 pode incluir um ou mais atuadores, como um ou mais cilindros de elevação hidráulicos 36, acoplados entre os braços articulados 32 e o chassi 12 para permitir que a posição da lâmina 28 seja ajustada tanto em relação ao chassi 12 como ao solo. Por exemplo, a retração/atuação do(s) cilindro(s) de elevação 36 pode resultar nos braços articulados 332 girando em relação ao chassi 12, assim levantando e abaixando a lâmina 28 em relação ao solo. Além disso, o veículo 10 também pode incluir um ou mais atuadores, como um ou mais cilindros hidráulicos de inclinação 38 (Figura 5) configurados para ajustar o ângulo de inclinação ou a orientação da lâmina 28 em relação aos braços articulados 32. Por exemplo, o(s) cilindro(s) 38 pode(m) ser acoplado(s) entre os braços articulados 32 e a lâmina 28 para permitir que a lâmina 28 seja girada ao redor de um ponto pivô definido em relação aos braços articulados 32.

[022] Adicionalmente, em várias modalidades, um ou mais conjuntos de sensores 50, 52 também podem ser instalados no veículo de nivelamento 10. Por exemplo, conforme mostrado na modalidade ilustrada, o veículo de nivelamento 10 inclui primeiro e segundo conjuntos de sensores 50, 52 acoplados à lâmina 28 de modo a serem sustentados sobre a lâmina 28 em uma localização alinhada com os lados opostos da lâmina 28. Entretanto, em outras modalidades, o veículo de nivelamento 10 pode incluir qualquer outro número adequado de conjuntos de

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8/29 sensores, como um único conjunto de sensores ou três ou mais conjuntos de sensores, com cada conjunto de sensor instalado no veículo 10 em qualquer local adequado que permita que o conjunto de sensores funcione conforme descrito no presente documento.

[023] Conforme será descrito com mais detalhes abaixo, cada conjunto de sensores 50, 52 pode incluir um ou mais sensores (por exemplo, um ou mais primeiros sensores 54 do primeiro conjunto de sensores 50 e um ou mais segundos sensores 56 do segundo conjunto de sensores 52) configurados para detectar uma ou mais características de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho. Especificamente, em várias modalidades, a(s) característica(s) do feixe de luz detectado pelos sensores 54, 56 pode(m) ser indicativa(s) de uma distância horizontal relativa entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz. Em tais modalidades, com o monitoramento contínuo da distância horizontal relativa entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz, a localização relativa do veículo de nivelamento 10 pode ser determinada e rastreada à medida que o mesmo é movido através do local de trabalho. A localização relativa do veículo de nivelamento 10 pode, por sua vez, ser usada em combinação com um mapa de nivelamento tridimensional do local de trabalho para controlar ativamente a operação dos componentes do sistema hidráulico 34 de maneira que posicione a lâmina 28 na altura e/ou orientação adequada em relação ao solo para obter o nível de superfície desejado em cada localização através do local de trabalho.

[024] Conforme mostrado na Figura 1, cada conjunto de sensores 50, 52 pode ser verticalmente sustentado em relação ao veículo de nivelamento 10 através de um mastro 58. Em várias modalidades, cada mastro 58 pode ser configurado como um mastro acionado por motor e, dessa forma, podem incluir componentes adequados para ajustar o posicionamento vertical de seu respectivo conjunto de

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9/29 sensores 50, 52 em relação à lâmina 28, permitindo assim que uma altura 60 de cada conjunto de sensores 50, 52 acima da lâmina 28 seja variada. Por exemplo, em uma modalidade, cada mastro 58 pode incluir um polo ou braço de mastro 62 ao qual o respectivo conjunto de sensores 50, 52 é montado. Em tal modalidade, o braço de mastro 62 pode ser, por exemplo, configurado para ser verticalmente atuado (por exemplo, através de uma disposição de engrenagem sem-fim ou através de acionamento hidráulico ou pneumático) para permitir que a altura 60 do conjunto de sensores 50, 52 em relação à lâmina 28 seja ajustada. Alternativamente, cada braço de mastro 62 pode ser fixado em relação à lâmina 28. Em tal modalidade, um atuador ou mecanismo de ajuste adequado pode ser fornecido em associação operacional com cada conjunto de sensores 50, 52 para permitir que a posição vertical de cada conjunto de sensores 50, 52 seja ajustada ao longo do comprimento de seu respectivo braço de mastro 62.

[025] Deve ser entendido que a configuração do veículo de nivelamento 10 descrito acima e mostrado na Figura 1 é fornecido apenas para colocar o assunto em questão em um campo de uso exemplificador. Dessa forma, deve ser evidente que o presente assunto pode ser prontamente adaptável a qualquer maneira de configuração de veículo de nivelamento.

[026] Também deve ser entendido que, com os propósitos de discussão, as várias referências direcionais fornecidas no presente documento serão geralmente descritas em relação a um sistema de coordenadas cartesianas, em que o eixo geométrico z geralmente se estende em uma direção vertical (isto é, uma direção paralela à direção de gravidade em uma determinada localização) e os eixos geométricos x e y geralmente se estendem em um plano horizontal que é perpendicular à direção vertical. Por exemplo, as referências direcionais podem corresponder a um sistema de coordenadas cartesianas locais Leste, Norte, Para Cima (ENU) em que as coordenadas são definidas em relação a um plano tangente

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10/29 à superfície do solo fixada a um local específico de modo que o eixo geométrico x se estenda para leste/oeste, o eixo geométrico y se estenda para norte/sul, e o eixo geométrico z se estenda para cima/para baixo.

[027] Agora com referência à Figura 2, uma vista simplificada de uma modalidade de um sistema 100 para nivelar automaticamente um local de trabalho 102 é ilustrada de acordo com aspectos do presente assunto. Para fins de discussão, o sistema 100 será descrito no presente documento com referência ao veículo de nivelamento 10 mostrado e descrito acima com referência à Figura 1. Entretanto, em geral, o sistema 100 pode ser usado com quaisquer veículos de nivelamento com qualquer configuração de veículo adequada.

[028] Conforme mostrado, o sistema 100 pode incluir um dispositivo emissor de luz 104 posicionado no local de trabalho 102 para emitir um ou mais feixes de luz (indicado pela seta 106) dentro de um plano horizontal (indicado pela linha 108) que se estende geralmente perpendicular à direção de gravidade que atua sobre o dispositivo emissor de luz (por exemplo, um plano paralelo ao plano x-y descrito acima). Por exemplo, o dispositivo emissor de luz 104 pode ser sustentado acima do solo (por exemplo, através de um tripé 110 ou outro conjunto ou dispositivo de suporte adequado) de modo que o dispositivo emissor de luz 104 seja configurado para emitir um feixe de luz 106 em uma determinada altura 112 em relação ao solo. Como resultado, o feixe de luz 106 emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104 pode servir para fornecer uma referência de altura para a operação de nivelamento em uma direção vertical (por exemplo, conforme indicado pela seta 114) que se estende perpendicular ao plano horizontal 108 e geralmente paralelo ao eixo geométrico z descrito acima.

[029] Em várias modalidades, o dispositivo emissor de luz 104 pode corresponder a um laser giratório ou outra fonte de luz giratória adequada. Em tais modalidades, à medida que o dispositivo emissor de luz 104 é girado, um feixe de

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11/29 luz 106 pode ser emitido radialmente para fora do dispositivo emissor de luz 104 através do plano horizontal 108. Com isso, com cada rotação do dispositivo emissor de luz 104, o feixe de luz 106 pode ser direcionado para fora do dispositivo emissor de luz 104 através do plano horizontal 108 em um círculo completo de 360 graus.

[030] Como indicado acima, o veículo de nivelamento 10 pode incluir um ou mais conjuntos de sensores 50, 52 instalados em relação ao veículo de nivelamento 10, com cada conjunto de sensores 50, 52 incluindo um ou mais sensores 54, 56 para detectar uma ou mais características do feixe de luz 106 emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104. Em várias modalidades, a(s) característica(s) do feixe de luz 106 detectado pelos sensores 54, 56 pode(m) ser indicativa(s) de uma distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104 (por exemplo, uma distância medida em paralelo ao plano 108). Com a determinação da distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104, a posição relativa do veículo de nivelamento 10 ao longo do plano horizontal 108 definido através do local de trabalho 102 (por exemplo, as coordenadas locais x e y do veículo de nivelamento 10 no local de trabalho 102) pode ser calculada. Por exemplo, sabendo a posição do dispositivo emissor de luz 104 em relação ao local de trabalho 102 (por exemplo, as coordenadas locais x e y do dispositivo emissor de luz 104) e/ou sabendo pelo menos uma posição de referência do veículo de nivelamento 10 no local de trabalho (por exemplo, um determinado conjunto de coordenadas locais x e y para o veículo de nivelamento 10), a posição de localização do veículo de nivelamento 10 através do local de trabalho 102 pode ser continuamente rastreada à medida que a distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104 estão sendo monitoradas. Dessa forma, a combinação dos conjuntos de sensores 50, 52 e do dispositivo emissor de luz 104 pode ser usada para determinar a posição relativa de localização do veículo de nivelamento 10 dentro do local de

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12/29 trabalho 102. Como será descrito abaixo, tais informações de posição de localização podem, então, ser usadas para rastrear a localização do veículo de nivelamento 10 em relação a um mapa de nivelamento tridimensional para o local de trabalho 102, permitindo assim que a posição da lâmina 28 seja ativamente ajustada com base na posição do veículo 10 dentro do mapa para permitir que o nível de superfície desejado seja alcançado através do local de trabalho 102.

[031] Deve ser entendido que os sensores 54, 56 podem ser geralmente configurados para detectar qualquer (ou quaisquer) característica(s) adequada(s) do feixe de luz 106 emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104 que permite que a distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104 seja determinada ou calculada. Por exemplo, em uma modalidade, os sensores 54, 56 podem ser configurados para detectar a intensidade da luz do feixe de luz 106 emitido a partir do dispositivo emissor de luz 106. Em tal modalidade, visto que a magnitude da intensidade de luz geralmente diminuirá com aumentos na distância horizontal relativa 116, uma tabela de pesquisa ou expressão matemática pode ser desenvolvida para correlacionar a magnitude da intensidade de luz à distância horizontal relativa 116. Dessa forma, com a detecção da intensidade de luz sempre que o feixe de luz 106 gira através dos sensores 54, 56, a distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104 pode ser monitorada.

[032] Em outra modalidade, os sensores 50, 52 podem ser configurados para fornecer dados de sensor (por exemplo, um carimbo de data/hora) indicativos do diferencial de tempo em que o feixe de luz 106 é detectado por cada sensor 50, 52. Por exemplo, à medida que o dispositivo emissor de luz 104 é girado, o feixe de luz 106 emitido a partir do dispositivo 104 pode ser detectado em momentos diferentes por sensores separados 54, 56 dos conjuntos de sensores 50, 52 (por exemplo, sensores separados 54, 56 do mesmo conjunto 50, 52 ou sensores

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13/29 separados 54, 56 através de ambos os conjuntos 50, 52) à medida que o feixe 106 gira através dos conjuntos 50, 52. Dessa forma, sabendo a velocidade da luz, a velocidade de rotação do emissor de luz 104, e o espaçamento ou distância entre os sensores 54, 56 detectando a feixe de luz em diferentes momentos, a posição relativa do dispositivo emissor de luz 104 até os conjuntos de sensores 50, 52 (e, dessa forma, a distância horizontal relativa 116) pode ser determinada (por exemplo, através de triangulação).

[033] Deve ser entendido que, em geral, os sensores 54, 56 podem corresponder a quaisquer dispositivos de detecção configurados para funcionar como descrito no presente documento. Por exemplo, em uma modalidade, cada sensor 54, 56 pode incluir um ou mais fotodetectores, como um ou mais fotodiodos ou fototransistores (incluindo uma matriz de fotodiodos e/ou fototransistores), configurados para detectar o feixe de luz 106 à medida que atinge cada sensor 54, 56 com a rotação do dispositivo emissor de luz 104. Em tal modalidade, além de simplesmente detectar o feixe de luz 106, o(s) fotodetector(es) também pode(m) detectar ou fornecer uma saída indicativa da magnitude da intensidade da luz do feixe de luz 106. Por exemplo, a resistência do(s) fotodetector(es) pode variar à medida que a intensidade da luz varia. Dessa forma, estabelecendo uma correlação entre a resistência do fotodetector e a intensidade da luz, a intensidade do feixe de luz 106 pode ser detectada através do(s) fotodetector(es). Como indicado acima, tais medições de intensidade da luz podem, então, ser correlacionadas à distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104.

[034] Além disso, como indicado acima, cada conjunto de sensores 50, 52 pode ser, em várias modalidades, sustentado em relação à lâmina 28 através de um mastro acionado por motor 58. Em tais modalidades, à medida que o veículo de nivelamento 10 é movido através do local de trabalho 102 enquanto realiza a

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14/29 operação de nivelamento, a operação dos mastros motorizados 58 pode ser controlada para manter os conjuntos de sensores 50, 52 verticalmente alinhados com o plano horizontal 108 através do qual o feixe de luz 106 é emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104 de modo que o feixe de luz 106 permaneça na linha de visão dos sensores 54, 56. Por exemplo, na modalidade ilustrada, com o veículo de nivelamento posicionado em um nível de superfície inferior (por exemplo, indicado pela linha 118) em relação ao nível de superfície superior no qual o dispositivo emissor de luz 104 é sustentado (por exemplo, indicado pela linha 120), os braços de mastro 62 podem ser atuados para posições relativamente elevadas para permitir que os conjuntos de sensores 50, 52 sejam mantidos em alinhamento com o feixe de luz 106. Entretanto, à medida que o veículo de nivelamento 10 move uma superfície inclinada para cima e para baixo, a operação dos mastros motorizados 62 pode ser controlada para aumentar ou diminuir a altura dos conjuntos de sensores 50, 52 em relação ao solo conforme necessário para manter o alinhamento com o feixe de luz 106. Por exemplo, na modalidade ilustrada, à medida que o veículo de nivelamento 10 move-se para cima através da superfície inclinada (por exemplo, indicada pela linha 122), a operação dos mastros motorizados 62 pode ser controlada para abaixar os conjuntos de sensores 50, 52, reduzindo assim sua altura relativa ao solo. Como será descrito abaixo, as capacidades dos mastros motorizados 62 de variar a posição vertical dos conjuntos de sensores 50, 52 podem ser, por exemplo, levadas em consideração quando determina-se se a faixa desejada de níveis de superfície para um determinado local de trabalho 102 é compatível com a faixa de deslocamento vertical dos mastros motorizados 62.

[035] Agora com referência à Figura uma modalidade de uma disposição de sensor que pode ser usada com os conjuntos de sensores revelados 50, 52 é ilustrada de acordo com aspectos do presente assunto. Conforme mostrado, cada

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15/29 conjunto de sensores 50, 52 inclui quatro sensores separados 54, 56. Especificamente, na modalidade ilustrada, cada conjunto de sensores 50, 52 inclui um par de sensores voltados para a direção da extremidade anterior 16 do veículo 10 e um par de sensores voltados para a direção da extremidade posterior 18 do veículo 10, com cada par de sensores disposto em lados laterais opostos de seu respectivo conjunto de sensores 50, 52. Com propósitos de descrever a disposição de sensor, os sensores 54 do primeiro conjunto de sensores 50 será identificada da seguinte forma: sensor esquerdo dianteiro 54FL, sensor direito dianteiro 54FR, sensor esquerdo traseiro 54RL e sensor direito traseiro 54RR. De modo similar, os sensores 56 do segundo conjunto de sensores 52 será identificada da seguinte forma: sensor esquerdo dianteiro 56FL, sensor direito dianteiro 56FR, sensor esquerdo traseiro 56RL e sensor direito traseiro 56RR.

[036] Com a disposição de sensor mostrada na Figura 3, o feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104 pode ser detectado por um ou mais sensores 54, 56 de cada conjunto de sensores 50, 52 com base na orientação ou posição do veículo de nivelamento 10 em relação ao dispositivo emissor de luz 104. Por exemplo, na modalidade ilustrada, o veículo de nivelamento 10 é orientado em relação ao dispositivo emissor de luz 104 de modo que o feixe de luz atinja os sensores posteriores ou traseiros 54RL, 54RR, 56RL, 56RR de cada conjunto de sensores 50, 52. Adicionalmente, dada a rotação do dispositivo emissor de luz 104, o feixe de luz atingirá sensores diferentes em momentos diferentes, à medida que é girado através dos conjuntos de sensores 50, 52. Por exemplo, dada a trajetória de rotação do feixe de luz indicado pela seta 124 na Figura 3, o feixe de luz inicialmente atingirá o sensor traseiro esquerdo 54RL do primeiro conjunto de sensores 50 no instante t1 seguindo pelo sensor traseiro direito 54RR do primeiro conjunto de sensores 50 no instante t2. À medida que o feixe de luz é adicionalmente girado através da trajetória de rotação, o feixe de luz, então, atingirá o sensor traseiro

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16/29 esquerdo 56RL do segundo conjunto de sensores 52 no instante t3 seguindo pelo sensor traseiro direito 56RR do segundo conjunto de sensores 52 no instante t4. Em tal modalidade, sabendo a velocidade de luz e a taxa na qual o feixe de luz está sendo girado pelo dispositivo emissor de luz 104, a posição relativa do dispositivo emissor de luz 104 (e, dessa forma, a distância horizontal relativa 116 (Figura 2) entre o dispositivo 104 e cada conjunto de sensores 50, 52) pode ser triangulada com base no diferencial de tempo e espaçamento entre cada sensor relativa que detecta o feixe de luz.

[037] Como indicado acima, além de determinar a distância horizontal relativa 116 entre o dispositivo emissor de luz 104 e os conjuntos de sensores 50, 52 com base no diferencial de tempo entre as detecções de sensor (ou como uma alternativa a isto), tal distância 116 pode, em vez disso, ser calculada calculado com base na intensidade da luz detectada por cada sensor 54, 56. Em tal modalidade, cada sensor 54, 56 que detecta o feixe de luz pode fornecer uma indicação da intensidade da luz do feixe de luz, permitindo assim que várias medições de intensidade sejam obtidas para aumentar a precisão total do cálculo ou estimativa da distância resultante.

[038] Com o uso da disposição de sensor mostrada na Figura 3, deve ser entendido que, a identificação do lado de cada conjunto de sensores 50, 52 que é atingido pelo feixe de luz giratório em combinação com a determinação da distância horizontal entre cada conjunto de sensores 50, 52 e o dispositivo de luz de 104, tanto a posição do veículo de nivelamento 10 como a sua localização em relação ao dispositivo emissor de luz 104 podem ser determinadas. Por exemplo, a Figura 4 ilustra o dispositivo emissor de luz 104 posicionado em um limite 130 de um local de trabalho 102 de modo que uma primeira área de local de trabalho 132 esteja situada à esquerda do dispositivo emissor de luz 104 e uma segunda área de local de trabalho 134 esteja situada à direita do dispositivo emissor de luz 104. Dentro de

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17/29 cada área de local de trabalho 132, 134, o veículo de nivelamento 10 é mostrado orientado tanto em uma primeira posição 136 em relação ao dispositivo emissor de luz 104 (ou seja, com a extremidade posterior 18 do veículo 10 voltada para o dispositivo 104) e uma segunda posição 138 em relação ao dispositivo emissor de luz 104 (ou seja, com a extremidade anterior 16 do veículo 10 voltada para o dispositivo 104). Em tal modalidade, identificando qual lado de cada conjunto de sensores 50, 52 ocorrem movimentos de sensor e determinando qual conjunto de sensores 50, 52 está situado mais perto do dispositivo emissor de luz 104, pode-se determinar em qual posição o veículo de nivelamento 10 está em relação ao dispositivo emissor de luz 104 e em qual área de local de trabalho 132, 134 o veículo de nivelamento 10 está atualmente situado. Por exemplo, o gráfico abaixo identifica ambos os sensores atingidos pelo feixe de luz (por exemplo, os sensores dianteiros ou os sensores traseiros) e o conjunto de sensores específicos 50, 52 que está situado mais perto do dispositivo emissor de luz 104 para cada combinação de área de local de trabalho/posição mostrada na Figura 4. Conforme mostrado no gráfico, quando o veículo de nivelamento 10 estiver situado dentro de uma das áreas de local de trabalho 132, 134, o lado de cada conjunto de sensores 50, 52 através do qual o feixe de luz é detectado variará dependendo da posição do veículo 10. Por exemplo, quando o veículo 10 estiver situado dentro da primeira área de local de trabalho 132, o feixe de luz será detectado pelos sensores traseiros de cada conjunto de sensores 50, 52 quando o veículo de nivelamento 10 estiver orientado na primeira posição 136 em relação ao dispositivo emissor de luz 104, enquanto o feixe de luz será detectado pelos sensores dianteiros de cada conjunto de sensores 50, 52 quando o veículo 10 estiver orientado na segunda posição 138 em relação ao dispositivo emissor de luz 104. Além disso, quando o veículo de nivelamento 10 estiver orientado em uma determinada posição 136, 138 em relação ao dispositivo emissor de luz 104, o conjunto de sensores 50, 52 mais perto do dispositivo emissor

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18/29 de luz 104 variará dependendo da área de local de trabalho 132, 134 que o veículo 10 está situado. Por exemplo, quando o veículo 10 estiver orientado na primeira posição 136 em relação ao dispositivo emissor de luz 104, o segundo conjunto de sensores 52 estará situado mais perto do dispositivo emissor de luz 104 quando o veículo 10 estiver posicionado dentro da primeira área de local de trabalho 132, enquanto o primeiro conjunto de sensores 50 estará situado mais perto do dispositivo emissor de luz 104 quando o veículo 10 estiver posicionado dentro da segunda área de local de trabalho 134.

Área de Local de Trabalho Posição	Sensores Atingidos por Feixe	Conjunto Mais Próximo ao Dispositivo
Primeira Área - Primeira Posição	Sensores Traseiros	Segundo Conjunto de Sensores
Primeira Área - Segunda Posição	Sensores Dianteiros	Primeiro Conjunto de Sensores
Segunda Área - Primeira Posição	Sensores Traseiros	Primeiro Conjunto de Sensores
Segunda Área - Segunda Posição	Sensores Dianteiros	Segundo Conjunto de Sensores

[039] Gráfico 1: Detecções de sensor para cada combinação de área/posição [040] Deve ser entendido que a disposição de sensor mostrada e descrita acima com referência às Figuras 3 e 4 é simplesmente ilustrada para fornecer um exemplo de uma disposição de sensor adequada que pode ser usada de acordo com aspectos do presente assunto. Dessa forma, deve ser evidente que o presente assunto pode ser prontamente adaptável a várias disposições e/ou configurações de sensor diferentes.

[041] Agora com referência à Figura 4, uma vista esquemática de uma modalidade específica de um sistema 100 para nivelar automaticamente um local de trabalho é ilustrada de acordo com aspectos do presente assunto. Em geral, o sistema 100 será descrito com referência aos vários componentes de sistema descritos acima, como o veículo de nivelamento 10, os conjuntos de sensores 50, 52

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19/29 e o dispositivo emissor de luz 104. Entretanto, em outras modalidades, o sistema 100 pode ser implementado com quaisquer outros componentes de sistema adequados, incluindo qualquer outro tipo adequado de veículo de nivelamento, conjunto de sensores e/ou dispositivo emissor de luz configurado para funcionar de maneira consistente com a descrição fornecida no presente documento.

[042] Conforme mostrado na Figura 5, o sistema 100 pode incluir geralmente o veículo de nivelamento 10 e o dispositivo emissor de luz 104 descritos com referência às Figuras 1 a 4 Dessa forma, o veículo de nivelamento 10 pode incluir, por exemplo, primeiro e segundo conjuntos de sensores 50, 52 com cada conjunto de sensores 50, 52 incluindo um ou mais sensores 54, 56 configurados para detectar uma ou mais características do feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104. Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 5, o sistema 100 também pode incluir vários componentes do sistema hidráulico do veículo 34, como um ou mais cilindros de elevação 36 para levantar e abaixar a lâmina 28 em relação ao chassi 12 e um ou mais cilindros de inclinação 38 para articular a lâmina 28 em relação aos braços articulados 32. Em tal modalidade, o sistema hidráulico 34 também pode incluir uma ou mais válvulas de controle para regular o fluxo de fluido hidráulico até cada cilindro 36, 38, como uma ou mais válvulas de controle de elevação 40 para controlar o fluxo de fluido hidráulico até os cilindros de elevação 36 e uma ou mais válvulas de controle de inclinação 42 para controlar o fluxo de fluido hidráulico até os cilindros de inclinação 38.

[043] Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 5, o dispositivo emissor de luz 104 pode incluir geralmente uma fonte de luz 140, como um fonte de luz laser, e um atuador rotacional 142 para girar a fonte de luz 140 de modo a permitir que o feixe de luz emitido a partir da mesma seja girado a 360 graus. Por exemplo, em uma modalidade, o atuador rotacional 142 pode corresponder a um motor acoplado de forma giratória à fonte de luz 140. Em tal modalidade, o motor 142 pode ser, por

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20/29 exemplo, configurado para girar a fonte de luz 140 a uma velocidade de rotação constante.

[044] Além disso, conforme mostrado na Figura 5, o sistema 100 também pode incluir um controlador 150 fornecido em associação operacional ao veículo de nivelamento 10 que é configurado para controlar eletronicamente a operação de um ou mais componentes do veículo de nivelamento 10, como a operação de um ou mais componentes hidráulicos do sistema hidráulico do veículo 34 e/ou a operação dos mastros alimentados do veículo 58. Em geral, o controlador 150 pode compreender qualquer dispositivo baseado em processador adequado conhecido na técnica, como um dispositivo de computação ou qualquer combinação adequada de dispositivos de computação. Dessa forma, em várias modalidades, o controlador 150 pode incluir um ou mais processador(es) 152 e dispositivo(s) de memória associado(s) 154 configurados para realizar uma variedade de funções implementadas por computador. Como usado no presente documento, o termo “processador” refere-se não só a circuitos integrados referidos na técnica como incluídos em um computador, como também refere-se a um controlador, um microcontrolador, um microcomputador, um controlador lógico programável (PLC), um circuito integrado para aplicação específica, e outros circuitos programáveis. Adicionalmente, o(s) dispositivo(s) de memória 154 do controlador 150 pode(m) compreender de modo geral elemento(s) de memória incluindo, mas não se limitando a, meio legível por computador (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), meio legível por computador não volátil (por exemplo, uma memória flash), um disquete, um disco compacto de memória de leitura (CD-ROM), um disco magneto-óptico (MOD), um disco versátil digital (DVD), e/ou outros elementos de memória adequados. Tal(is) dispositivo(s) de memória 154 pode(m) ser geralmente configurado(s) para armazenar instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas pelo(s) processador(es) 152, configuram o controlador 150

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21/29 para executar várias funções implementadas por computador, como executando um ou mais aspectos do método 200 descrito a seguir com referência à Figura 6. Além disso, o controlador 150 também pode incluir vários outros componentes adequados, como um circuito ou módulo de comunicação, um ou mais canais de entrada/saída, um barramento de dados/controle e/ou similares.

[045] Deve ser entendido que o controlador 150 pode corresponder a um controlador existente do veículo de nivelamento 10 ou o controlador 150 pode corresponder a um dispositivo de processamento separado. Por exemplo, em uma modalidade, o controlador 150 pode formar todo ou parte de um módulo de plug-in separado que pode ser instalado dentro do veículo de nivelamento 10 para permitir que o sistema e método revelados sejam implementados sem exigir que software adicional seja carregado em dispositivos de controle existentes do veículo 10.

[046] Em várias modalidades, o controlador 150 pode ser configurado para ser acoplado a componentes adequados para controlar a operação dos vários cilindros 36, 38 do veículo de nivelamento 10. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 5, o controlador 150 pode ser comunicativamente acoplado às válvulas de controle 40, 42 configuradas para controlar o suprimento de fluido hidráulico para cada cilindro 36, 38. Em tal modalidade, o fluido hidráulico pode ser fornecido às válvulas de controle 40, 42 a partir de um tanque de fluido (não mostrado) montado no e/ou dentro do veículo de nivelamento 10 (por exemplo, através de uma bomba (não mostrada)). O controlador 150 pode, então, ser configurado para controlar a operação de cada válvula 40, 42 para controlar o fluxo de fluido hidráulico fornecido a cada um dos cilindros 36, 38. Por exemplo, o controlador 150 pode ser configurado para transmitir comandos de controle adequados às válvula de controle de elevação 40 para regular o fluxo de fluido hidráulico fornecido às extremidades da tampa e haste de cada cilindro de elevação 36, permitindo assim que o controlador 150 ajuste o posicionamento vertical da lâmina 28 à medida que os braços articulados 32

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22/29 são girados em relação ao chassi 12 do veículo. De modo similar, o controlador 150 pode ser configurado para transmitir comandos de controle adequados às válvula de controle de inclinação 42 para regular o fluxo de fluido hidráulico fornecido às extremidades da tampa e haste de cada cilindro de inclinação 38, permitindo assim que o controlador 150 ajuste a orientação da lâmina 28 em relação aos braços articulados 32.

[047] Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 5, o controlador 150 também pode ser comunicativamente acoplado a cada um dos conjuntos de sensores 50, 52, permitindo assim que os sinais ou medições gerados pelos sensores 54, 56 sejam transmitidos ao controlador 150 para processamento e/ou análise subsequente. Especificamente, em várias modalidades, o controlador 150 pode ser configurado para analisar os dados recebidos dos sensores 54, 56 para determinar a distância horizontal relativa 116 (Figura 2) entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104. Por exemplo, como indicado acima, os dados de sensor podem ser correlacionados à distância horizontal relativa 116 com base em uma ou mais características do feixe de luz detectado pelos sensores 54, 56, como a intensidade da luz do feixe de luz e/ou o diferencial de tempo entre as detecções de sensor à medida que o feixe de luz é girado através dos conjuntos de sensores 50, 52;

[048] Adicionalmente, com a determinação da distância horizontal relativa 116 entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104, o controlador 150 também pode ser configurado para determinar a posição de localização relativa do veículo de nivelamento 10 no local de trabalho. Por exemplo, em uma modalidade, o controlador 150 pode ser dotado de pelo menos uma entrada de posição associada com a localização atual do veículo de nivelamento 10m e/ou a localização do dispositivo emissor de luz 104 em relação ao local de trabalho, como um conjunto de coordenadas locais x e y para o veículo de nivelamento 10 e/ou as

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23/29 coordenadas x e y locais associadas à localização fixa do dispositivo emissor de luz 104. Em tal modalidade, sabendo a posição atual do veículo de nivelamento 10 e/ou a posição fixa do dispositivo emissor de luz 104, o veículo de nivelamento 10 pode ser configurado para monitorar e atualizar continuamente a sua posição através do local de trabalho analisando os dados de sensor recebidos dos conjuntos de sensores 50, 52. Por exemplo, considerando que o controlador 150 é dotado de um conjunto de coordenadas iniciais ou de partida x e y do veículo de nivelamento 10 em relação ao local de trabalho, o controlador 150 pode ser configurado para determinar a distância horizontal relativa atual 116 entre o mesmo e o dispositivo emissor de luz 104 quando posicionado em tal conjunto de coordenadas locais x e y com base nos dados recebidos dos conjuntos de sensores 50, 52 à medida que o feixe de luz é detectado através dos sensores 54, 56. Depois disso, à medida que o veículo de nivelamento 10 é movido através do local de trabalho, o controlador 150 pode ser configurado para atualizar a posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento 10 monitorando continuamente a distância horizontal relativa 116 entre o veículo 10 e o dispositivo emissor de luz 104. Além disso, como indicado acima, a posição do veículo de nivelamento 10 também pode ser monitorada identificando qual conjunto de sensores 54, 56 (por exemplo, os sensores dianteiros ou os sensores traseiros) está atualmente detectando o feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz 104.

[049] Deve ser entendido que, em uma modalidade, a(s) entrada(s) de posição de referência associada(s) à localização atual do veículo de nivelamento 10 e/ou à localização do dispositivo emissor de luz 104 em relação ao local de trabalho pode(m) ser recebida(s) do operador do veículo de nivelamento 10. Por exemplo, o operador pode ser autorizado a inserir manualmente a localização do veículo de nivelamento 10 e/ou a localização do dispositivo emissor de luz 104 em relação ao local de trabalho através de um ou mais dispositivos de entrada fornecidos na cabine

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24/29 do operador 30. Alternativamente, o controlador 150 pode ser comunicativamente acoplado a um ou mais dispositivos de posicionamento configurados para transmitir a(s) entrada(s) de posição ao controlador 150. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 5, um dispositivo de posicionamento de veículo 156 pode estar situado no e/ou dentro do veículo de nivelamento 10 para fornecer uma entrada de referência associada à localização atual do veículo de nivelamento 10. Em tal modalidade, o dispositivo de posicionamento de veículo 156 pode, por exemplo, corresponder a um dispositivo GPS localizado no e/ou dentro do veículo de nivelamento 10, como um dispositivo GPS embutido ou integrado do veículo 10 e/ou um dispositivo GPS separado (por exemplo, um dispositivo portátil equipado com GPS, como um smartphone ou tablet, transportado pelo operador ou de outro modo situado dentro do veículo de nivelamento 10).

[050] Além do dispositivo de posicionamento de veículo 156 (ou como uma alternativa ao mesmo), um dispositivo de posicionamento de luz 156 pode estar situado no, dentro e/ou adjacente ao dispositivo emissor de luz 104 para fornecer uma entrada associada à localização do dispositivo emissor de luz 104. Em tal modalidade, o dispositivo de posicionamento de luz 158 pode, por exemplo, corresponder a um dispositivo GPS localizado no, dentro e/ou adjacente ao dispositivo emissor de luz 104, como um dispositivo GPS embutido ou integrado do dispositivo emissor de luz 104 e/ou um dispositivo GPS separado (por exemplo, um dispositivo portátil equipado com GPS, como um smartphone ou tablet, situado no ou adjacente ao dispositivo emissor de luz 104).

[051] Além disso, de acordo com os aspecto do presente assunto, um mapa de nivelamento tridimensional 160 pode ser armazenado dentro da memória do controlador 154 que define ou prescreve o nível desejado em cada localização através do local de trabalho. Por exemplo, o mapa de nivelamento tridimensional 160 pode incluir um nível desejado (por exemplo, uma coordenada z) para cada

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25/29 conjunto de coordenadas locais x e y dentro do local de trabalho. Tal mapa 160 pode ser, por exemplo, criado antes de executar a operação de nivelamento no local de trabalho e pode, então, ser transmitido ou de outro modo carregado na memória do controlador 154 antes de iniciar a operação. O controlador 150 pode, então, acessar e fazer referência ao mapa tridimensional 160 durante a execução da operação de nivelamento para controlar ativamente a posição da lâmina 28 para atingir o nível desejado em cada localização através do local de trabalho à medida que o veículo de nivelamento 10 é movido através de tal localização. Especificamente, com o monitoramento contínuo da posição do veículo de nivelamento 10 através dos dados de sensor fornecidos pelos sensores 54, 56, o controlador 150 pode rastrear a posição do veículo de nivelamento 10 através do mapa de nivelamento tridimensional 160. Assim, à medida que o veículo de nivelamento 10 é movido através do local de trabalho, o controlador 150 pode fazer uma referência cruzada do mapa de nivelamento 160 para determinar o nível desejado para que a localização atual do veículo de nivelamento 10 e/ou para que qualquer/quaisquer localização(ões) próxima(s) seja(m) percorrida(s) pelo veículo 10 (por exemplo, conforme determinado com base na posição atual do veículo 10). O controlador 150 pode, então, controlar ativamente os componentes adequados do sistema hidráulico 34 (por exemplo, as válvulas de controle de elevação 40 e/ou as válvulas de controle de inclinação 42 para controlar a operação dos cilindros de elevação 36 e/ou cilindros de inclinação 38, respectivamente) para ajustar a posição da lâmina 28 em relação ao solo de maneira que permita que o nível de superfície desejado seja obtido como prescrito pelo mapa de nivelamento tridimensional 160.

[052] Em várias modalidades, pode ser desejável fazer uma referência cruzada da faixa de níveis de superfície prescrita para o local de trabalho no mapa de nivelamento tridimensional 160 às capacidades associadas dos mastros alimentados 58. Por exemplo, se a faixa vertical abrangida pela faixa desejada de

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26/29 níveis de superfície para o local de trabalho for maior do que a faixa vertical de movimento dos mastros alimentados 58, os mastros 58 não serão capazes de manter os conjuntos de sensores 50, 52 alinhados com o feixe de luz emitido pelo dispositivo emissor de luz 104 à medida que o veículo de nivelamento 10 é movido através das localizações dentro do local de trabalho em que o nível de superfície desejado está na extremidade superior e/ou na extremidade inferior da faixa desejada de níveis de superfície. Em tal caso, o controlador 150 pode ser configurado para fornecer uma notificação ao operador (por exemplo, uma notificação visual ou audível) indicando que a faixa desejada de níveis de superfície excede a faixa vertical de movimento dos mastros alimentados 58. O operador pode, então, ter a opção de reduzir a faixa desejada de níveis de superfície ou solicitar que um novo mapa de nivelamento tridimensional seja desenvolvido de forma consistente com as capacidades dos mastros acionados por motor 58.

[053] Agora com referência à Figura 6, uma modalidade específica de um método 200 para nivelar automaticamente um local de trabalho é ilustrada de acordo com aspectos do presente assunto. Em geral, o método 200 será descrito com referência ao veículo de nivelamento 10 e o sistema 100 descrito acima com referência às Figuras 1 a 5 No entanto, deve ser entendido pelos versados na técnica que o método revelado 200 pode ser geralmente utilizado quando se realiza uma operação de nivelamento usando um veículo de nivelamento que tem qualquer outra configuração de veículo adequada e/ou como parte de qualquer sistema tem qualquer outra configuração de sistema adequada. Além disso, embora a Figura 6 mostre as etapas realizadas em uma ordem específica com propósitos ilustrativos e discussão, os métodos discutidos no presente documento não se limitam a qualquer ordem ou disposição específica. O versado na técnica, utilizando as revelações fornecidas no presente documento, entenderá que várias etapas dos métodos revelados no presente documento podem ser omitidas, rearranjadas, combinadas e /

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27/29 ou adaptadas de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente revelação.

[054] Conforme mostrado na Figura 6, na referência numérica (202), o método 200 inclui receber dados de sensor associados à detecção de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado em um local de trabalho que será nivelado. Por exemplo, como indicado acima, o controlador 150 pode ser configurado para receber dados de sensor dos conjuntos de sensores 50, 52 quando o feixe de luz emitido pelo dispositivo emissor de luz 104 for detectado pelos sensores associados 54, 56.

[055] Adicionalmente, na referência numérica (204), o método 200 inclui determinar uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor. Especificamente, em várias modalidades, o controlador 150 pode ser configurado para analisar os dados recebidos dos sensores 54, 56 para determinar a distância horizontal relativa 116 (Figura 2) entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104. Por exemplo, como indicado acima, os dados de sensor podem ser correlacionados à distância horizontal relativa 116 com base em uma ou mais características do feixe de luz detectado pelos sensores 54, 56, como a intensidade da luz do feixe de luz e/ou o diferencial de tempo entre as detecções de sensor à medida que o feixe de luz é girado através dos conjuntos de sensores 50, 52;

[056] Além disso, na referência numérica (206), o método 200 inclui determinar uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa. Por exemplo, conforme descrito acima, o controlador 150 pode ser configurado para monitorar continuamente a posição de localização relativa do veículo de nivelamento 10 através do local de trabalho com base, pelo menos em parte, na distância horizontal relativa atual calculada entre os conjuntos de sensores 50, 52 e o dispositivo emissor de luz 104. Com isso, o controlador 150 também pode ser configurado para

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28/29 rastrear e atualizar continuamente a posição do veículo em relação ao mapa de nivelamento tridimensional 160 do local de trabalho.

[057] Ainda com referência à Figura 6, na referência numérica (208), o método inclui ajustar ativamente uma posição de um implemento de nivelamento do veículo de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho. Especificamente, com o rastreamento e atualização contínuos da posição do veículo em relação ao mapa de nivelamento tridimensional 160, o controlador 150 pode fazer referência ao mapa 160 para determinar o nível de superfície desejado para cada localização do veículo 10 à medida que o mesmo é movido através do local de trabalho. O controlador 150 pode, então, controlar a operação de um ou mais componentes do sistema hidráulico do veículo 34 (por exemplo, as válvulas de controle de elevação 40 e/ou as válvulas de controle de inclinação 42 para controlar a operação dos cilindros de elevação 36 e/ou cilindros de inclinação 38, respectivamente) para ajustar a posição da lâmina 28 em relação ao solo de maneira que permita que o nível de superfície desejado seja obtido como prescrito pelo mapa de nivelamento tridimensional 160.

[058] Essa descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer versado na técnica pratique a invenção, incluindo fazendo e usando quaisquer dispositivos ou sistemas e realizando quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem para aqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados para serem incluídos dentro do escopo das reivindicações se os mesmos incluírem elementos estruturais que não se diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais

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29/29 das linguagens literais das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para nivelar automaticamente um local de trabalho usando um veículo de nivelamento, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:

receber, com um dispositivo de computação, dados de sensor associados à detecção de um feixe de luz emitido a partir de um dispositivo emissor de luz posicionado no local de trabalho, sendo que os dados de sensor são recebidos de pelo menos um sensor instalado no veículo de nivelamento;

determinar, com o dispositivo de computação, uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor;

determinar, com o dispositivo de computação, uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa; e ajustar ativamente, com o dispositivo de computação, uma posição de um implemento de nivelamento do veículo de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho.

2/6 momento em que o feixe de luz foi detectado pelo primeiro e segundo sensores, em que a determinação da distância horizontal relativa entre a máquina de nivelamento e o dispositivo emissor de luz compreende determinar a distância horizontal relativa com base no diferencial de tempo entre as detecções de sensor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de sensor estão associados a uma intensidade da luz do feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz, em que a determinação da distância horizontal relativa entre a máquina de nivelamento e o dispositivo emissor de luz compreende determinar a distância horizontal relativa com base em uma magnitude da intensidade da luz do feixe de luz.

3/6 de trabalho.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento compreende determinar a posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional com base na distância horizontal relativa e na posição de referência da pelo menos uma máquina de nivelamento ou o dispositivo emissor de luz.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma entrada de posição é recebida de um dispositivo de posicionamento situado na ou dentro da máquina de nivelamento ou situado em uma posição conhecida relativa ao dispositivo emissor de luz.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um sensor faz parte de uma montagem de sensor sustentada em relação ao veículo de nivelamento através de um mastro acionado por motor, que compreende adicionalmente o controle da operação do mastro acionado por motor para ajustar uma localização vertical da montagem de sensor em relação ao solo para manter pelo menos um sensor alinhado com o feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz.

12. Sistema para nivelar automaticamente um local de trabalho, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema compreende:

um veículo de nivelamento, sendo que o veículo de nivelamento inclui um implemento de nivelamento e pelo menos um sensor instalado em relação ao implemento de nivelamento;

um dispositivo emissor de luz configurado para emitir um feixe de luz; e um controlador comunicativamente acoplado ao pelo menos um sensor, sendo que o controlador inclui um processador e memória associada, sendo que a memória armazena instruções que, quando executadas pelo processador,

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um sensor compreende um primeiro sensor e um segundo sensor e em que os dados de sensor são indicativos de um diferencial de tempo entre o

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4/6 configuram o controlador para:

receber dados de sensor do pelo menos um sensor associado à detecção do feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz;

determinar uma distância horizontal relativa entre o veículo de nivelamento e o dispositivo emissor de luz com base nos dados de sensor;

determinar uma posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento no local de trabalho com base na distância horizontal relativa; e ajustar ativamente uma posição do implemento de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento para permitir que o local de trabalho seja nivelado à medida que o veículo de nivelamento é movido em relação ao dispositivo emissor de luz através do local de trabalho.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de sensor estão associados a uma intensidade da luz do feixe de luz emitido a partir do dispositivo emissor de luz, sendo que o controlador é configurado para determinar a distância horizontal relativa com base em uma magnitude da intensidade da luz do feixe de luz.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um sensor compreende um primeiro sensor e um segundo sensor e em que os dados de sensor são indicativos de um diferencial de tempo entre o momento em que o feixe de luz foi detectado pelo primeiro e segundo sensores, sendo que o controlador é configurado para determinar a distância horizontal relativa com base no diferencial de tempo entre as detecções de sensor.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo emissor de luz corresponde a uma fonte de laser giratório disposta em uma localização fixa no local de trabalho.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o computador é configurado para acessar um mapa de nivelamento

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4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo emissor de luz corresponde a uma fonte de laser giratório disposta em uma localização fixa no local de trabalho.

5/6 tridimensional associado ao local de trabalho, sendo que o mapa de nivelamento tridimensional inclui um nível de superfície prescrito para uma pluralidade de locais diferentes através do local de trabalho.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para determinar a posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é configurado para ajustar ativamente a posição do implemento de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional para permitir que o local de trabalho seja nivelado de acordo com o nível de superfície prescrito para a pluralidade de locais diferentes dentro do local de trabalho.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para receber pelo menos uma entrada de posição associada a uma posição de referência de pelo menos um dentre a máquina de nivelamento ou o dispositivo emissor de luz no local de trabalho, sendo que o controlador é configurado para determinar a posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional com base na distância horizontal relativa e na posição de referência do pelo menos um dentre a máquina de nivelamento ou o dispositivo emissor de luz.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um sensor faz parte de uma montagem de sensor sustentada em relação ao implemento de nivelamento através de um mastro acionado por motor, sendo que o controlador é configurado para controlar a operação do mastro acionado por motor para ajustar uma localização vertical da montagem de sensor em relação ao solo para manter pelo menos um sensor alinhado com o feixe de luz

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5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente acessar, com o dispositivo de computação, um mapa de nivelamento tridimensional associado ao local de trabalho, sendo que o mapa de nivelamento tridimensional inclui um nível de superfície prescrito para uma pluralidade de locais diferentes através do local de trabalho.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da posição de local de trabalho relativa do veículo de nivelamento compreende determinar a posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ajustar ativamente a posição do implemento de nivelamento compreende ajustar ativamente a posição do implemento de nivelamento com base na posição de local de trabalho relativa da máquina de nivelamento dentro do mapa de nivelamento tridimensional para permitir que o local de trabalho seja nivelado de acordo com o nível de superfície prescrito para a pluralidade de locais diferentes através do local de trabalho.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente receber, com o dispositivo de computação, pelo menos uma entrada de posição associado a uma posição de referência de pelo menos um dentre a máquina de nivelamento ou o dispositivo emissor de luz no local

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6/6 emitido a partir do dispositivo emissor de luz.