CN101005375B

CN101005375B - 在多个机器之间共享地形数据的系统和方法

Info

Publication number: CN101005375B
Application number: CN2006101689017A
Authority: CN
Inventors: C·L·寇厄森; W·C·萨姆
Original assignee: Caterpillar Trimble Control Technologies LLC
Current assignee: Caterpillar Trimble Control Technologies LLC
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: DE102006055057B4; DE102006055057A1; US7747369B2; AU2006241348B2; AU2006241348A1; SE0602720L; CN101005375A; US20070142989A1; SE532367C2

Abstract

用于在一个或多个机械之间共享地形数据的系统和方法，包括与一个或多个机械相关并彼此电子通信的通信系统和与远程位置有关的通信系统。地形数据可通过从卫星定位系统接收的信息确定。包括通过一个或多个机械对作业场所的改变的新信息可作为片断储存。全部片断可组合形成数据块送到一个或多个被识别的机械。对应于每个片断的位图，被送到一个或多个被识别的机械以在数据块中定位新信息。使用新信息，一个或多个被识别机械可更新在一个或多个被识别机械中的作业场所的复合模型。

Description

在多个机器之间共享地形数据的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及由移动机械使用的通信系统，并尤其涉及用于提供用于无线通信系统的系统和方法，该系统允许用于地形改变机器的地形数据的几乎实时更新。

背景技术

地形改变机械如推土机、轮式机载机、和其它掘土设备，可根据预定计划改变作业场所的地貌。预定计划可详细说明工作地点的特定尺寸且地形改变机械可根据预定计划改变地貌。

每个机械可具有机载通信系统、机载计算机、和包括数据库的存储器。机载通信系统可发出和/或接收与机械进行的工作有关的数据。机载计算机可显示关于作业场所地貌和特定机械在执行的工作的信息。包括数据库的存储器，可与机载计算机电子偶合。机载通信系统可与远程位置的通信系统电子通信，因此当作业场所被机械改变地形时，位于远程位置的作业场所的复合模型会被更新。

当一个或多个机械改变作业场所的地貌时，复合模型通常表示作业场所的地势。通常，为了每个机械储存和更新复合模型，必须在机械和办公室之间交换大量数据。此外，数据应当经常被传输使得每个机械的复合模型保持为当前的。因此，由于需要用于复合模型的大量数据和这些数据被传输的频率，复合模型以几乎实时的方式对于多个机械是不可用的。因此，当运行多个机械以改变一部分地面的地貌时，例如，机械的操作员可能没有他们集体工作的准确描述。而且，可视的可用复合模型对于每个机械操作员通常仅反映该机械进行的地貌改变。

授予Gudat等人的美国专利第5,646,844号揭示了一种系统，其中关于复合模型的信息以实时方式对于所有在作业场所运行的机械都是可用的。诸机械可共享共有的、动态更新的储存更新地形数据的数据库，或者每个机械可包含其自身的动态更新数据库。地形数据(或信息)可包括关于作业场所的各种类型的数据以确定作业场所项目的状态。例如，地形数据可包括海拔数据、覆盖数据、压实数据，或材料类型。一个关于地形数据的地形数据单元，还可包括时间表示。时间表示用于确定受到的地形数据单元是否比数据库中现有的数据更近。数据库仅在引入的数据更近时才更新。

Gudat等人揭示了以由位于每台机械上的全球定位系统(GPS)传感器接收的原始GPS位置为基础计算机械的位置和每台机械对作业场所的改变。原始GPS位置同等的从多个GPS人造卫星、通常四个(4)GPS人造卫星传输，它表示x、y、z位置和时间(t)。原始GPS位置可被每台机械的计算机处理器使用来确定与该机械相关的具体地形数据和因此由该机械在作业场所进行的工作。为了计算地形数据，机械考虑该机械的特定特征，如机器类型(推土机、压土机、开凿机等)，工具(如叶片)的宽度和长度，GPS传感器到工具或地面的距离、以及其它可能的机械类型的内部的参数。

在Gudat等人的原始GPS系统中，一台机械(如发送机械)的位置与其它在作业场所的机械(如接收机械)共享。接收机械使用接受到的发送机械的原始GPS位置来计算与发送机械有关的具体地形数据并根据发送机械的具体地形数据更新每个接收机械的复合模型。为了完成这种更新，但是，接收机械需要储存有关发送机械特定特征的信息(如机械的类型、宽度和叶片、发送机械的GPS传感器到地面的距离等)。这样，接收机械根据最初接收的原始GPS位置重新计算地形数据。通过将在作业场所的每台机械的原始GPS位置连续发送到其它作业场所机械，对于作业场所的所有机器重复该过程。这种重新计算是低效的。此外，因为在特定作业场所的每台机械需要储存所有其它机械的特定特征来计算关于这些机械的特定地形数据。需要相当的处理时间和工作量来更新每台机械的复合模型。此外，原始GPS位置的传输可变得很多因为原始GPS位置被发送而不考虑特定机械是否在作业场所进行了工作。相应地，信息在机械之间进行不必要的传输(即，即使不需要进行复合模型更新，原始GPS位置还在机械间传输)。

此外，处理GPS数据的延迟可能引起错误。例如，如果每5秒处理一次，会在从机械的原始GPS位置得到的地形数据和作业场所的实际地形数据之间出现偏离。

所揭示的系统针对克服现有技术中的一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种在作业场所共享地形数据的方法。该方法包括产生多个关于在作业场所进行的改变的地形数据的数据包，并将多个地形数据数据包从第一机械传输到第二机械。

根据本发明的另一方面，提供了一种在作业场所共享地形数据的系统。该系统包括有关第一机械的通信系统。通信系统构造成送出对应于关于第一机械在作业场所的改变的多个第一地形数据数据包。该通信系统还构造成接收对应于关于第二机械在作业场所的改变的多个第二地形数据数据包。该系统还包括关于第一机械的数据库。数据库构造成储存多个第一地形数据数据包和多个第二地形数据数据包。

附图说明

图1是与本发明一示例性实施例一致的共享地形数据系统的结构图；

图2A示出了表示一部分地面的地形的复合模型；

图2B示出了关于复合模型的层；

图3A示出了与本发明一方面一致的块和层；

图3B示出了与本发明另一方面一致的片断；

图3C示出了与本发明另一方面一致的数据块；

图4示出了与本发明示例性实施例一致的位图；

图5示出了与本发明另一方面一致的位图；

图6示出了与本发明另一方面一致的连续数据流；

图7是示出了与本发明另一目的一致的流程图。

具体实施方式

图1示出了与本发明的一个方面一致的系统100。系统100包括机械102₁-102_x，以及远程位置或办公室107。每个机械102₁-102_x可还包括机载通信系统104₁-104_x、机载数据库105₁-105_x和机载计算机106₁-106_x中相应的一个。机载通信系统104₁-104_x可相应地包括传感器114₁-114_x。办公室107还可包括通信系统108、场所数据库109、和计算机110。通信系统108可包括传感器116。系统100可在作业场所112运行。

机械102₁-102_x可为压土机、推土机、开凿机或其它设计成地理上改变作业场所地貌的机械。办公室107可为网络中心或其它协调机械102工作的参考基地。通信系统104₁-104_x与办公室107的通信系统108电子通信，较佳地在一个或多个无线通信信道上。

通信系统104₁-104_x和108包括已知的部件(如传感器114₁-114_x和传感器116)用来接收和发送关于GPS位置信息或其它表示作业场所112地形的信息的数据。

计算机106₁-106_x和110可为任何现有技术中发现的类型并可包括中央处理单元(CPU)，随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、以及输入和输出设备(如键盘、鼠标、外部磁盘驱动器、打印机、或其它已知的输入和输出设备、以及显示装置如显示器)。

数据库105₁-105_x和109包括常规数据库，其中信息根据特定格式存储并通过计算机(如计算机106₁-106_x和110)访问。

当机械102₁，例如，在作业场所112的特定区域工作，来自人造卫星定位系统(如全球定位系统(GPS))的位置数据被机械102₁接收。尤其地，机械102₁可通过已知的GPS接收器接收来自GPS卫星的位置信息，并根据这些位置信息，计算它在作业场所112的位置，以及计算关于作业场所相关的其它用于机械102₁的参数信息。关于作业场所的参数可包括海拔、压实、矿石状态、以及覆盖。此外，每个相应于被计算的信息的数据单元，还可含有时间表示。时间表示用于确定引入的信息是否比存在于数据库中的存档信息更近。如果是，数据库用最新的信息更新。

海拔信息可包括在作业场所材料的高度和深度以例如厘米为单位，以及压实信息可包括压实水平，它在探测海拔增加之后通过计算过程的数量得到。

矿石状态是用于特定区域目前采矿状态的表示。矿石状态表示目前区域是否正在开采、是否完全开采完、或者根本没开采。矿石状态可用于确定在开采矿石设计中已经进行的进度。矿石状态信息可通过一个或多个机械102₁-102_x涉及多个正在过程中的矿石。例如，不同类型的矿石可通过机载机放置以从作业场所运走。机械102₁可用于进行一种类型的矿石，且102₂可用于进行另一种类型的矿石，以及两种类型的矿石可在压碎时混合。为了使作业场所的办公室知道每台机械进行的矿石类型，诸机械102₁-102_x中的一个可传输矿石信息到诸机械102₁-102_x中的另一个。于是，可得到表示矿石进行量程度的矿石状态信息。

覆盖信息可涉及机械在一区域上进行过程的数量、或者其它信息象无线电等待时间、在特定区域探测到的人造卫星数量、GPS位置精确度、或由操作者选择的在一区域上已经完成的活动。

生产率信息一般地涉及工作量的测量，例如每台机械102₁-102_x进行的工作量。工作量通过准确地计算由机械102₁-102_x中特定的一台移动的材料或地面的体积和区域确定。因为可归因于以特定机械，如102₁，以几乎实时的速度确定由机械102₁-102_x中特定的一台移动的材料的体积和区域的精确确定。因此，机械，例如102₁可不因由机械102₂完成的工作而得到好处。

除了每台机械102₁至102_x产生的地形数据，每台机械(例如机械102₁)也能接收由其它机械，例如机械102₂在作业场所产生的地形数据。如以下所详细讨论的，每台机械储存关于其自身工作的地形数据、以及受到的关于其它机械工作的地形数据，以产生表示作业场所112地势的复合模型200。

在图2A中，复合模型200包括数据块202_1，1至202_M，N的阵列，每个可具有关于作业场所特定区域的坐标(例如在作业场所线性平面的相关x，y坐标)，以及可表示作业场所的预定和可构造区域。例如，每个数据块202可表示作业场所40米×40米。因此，可通过首先搜索数据块坐标快速发现复合模型200上的特定位置，并然后识别符合该位置的特定单元。

关于每个数据块202的数据结构通常包括一个或多个层300，每个对应于特定的地形参数(如海拔、覆盖、矿石状态信息、或覆盖信息)。因此，如图2B所示层300可表示作业场所的海拔并与数据块202中的一个(如202_2，2)相关。其它层可表示如图3所示的其它参数并在以下讨论。

每层包括二(2)维单元302阵列，每个与对应于数据块202中相应一个的作业场所区域的一部分有关。层300₁，例如可包括单元302_1，1至302_Q，R。这些单元中的一个，例如单元302_1，1可包括等于绝对值的头部，从该头部储存在其它单元302(如单元302_1，1-302_Q，R)中的数据被偏移。例如，层300₁可包括二进制形式的海拔值，与作业场所112相应位置有关。因此为了得到特定单元的海拔值，计算机106₁将特定单元302中的偏移值加到储存在头部单元302_1，1中储存的绝对值。相应地，数据库105₁不需要储存实际海拔值，以及其它地形相关参数的实际值。而是储存偏移值，这需要基本上更少的储存能力。

图3A示出了数据块202_1，1-202_M，N和层300₁-300_p之间的关系。数据块202₁可包括层300₁-300_p，每个对应于作业场所相关参数。上述稀疏格栅、数据块、层、和单元在美国专利第5,935,192中也有说明，其内容在此全部被参考引用。

回到图1，从GPS人造卫星接收到的位置数据用于确定工作场所相关参数(地形数据)且将地形数据储存在机载数据库105₁中。地形数据可以以上述符合模型200的形式储存。此外，对归因于机械102的作业场所地势的改变，例如被分开以片断350(见图3B)的形式被该机械分开保存，它包括一个或多个压缩形式数据的数据包。机械102₁，例如可发送对机械102₁-102_x中的一个或多个产生的多个地形数据的片断。这些片断共同组成数据块。片断在以下进一步详细解释。

片断通常具有类似于上述关于图2B的层300₁的形式。特别地，图3B示出了片断350₁，它包括关于数据块202之一的特定层300的作业场所相关参数，它将用新的地形数据更新。片断350₁包括单元352_1，1-352_Q，R，对应于层300_1， ₁的单元302_1，1至302，例如片断350通常包括在预定时间期限内，例如10秒中产生的新地形数据。新地形数据储存在那些对应于最近被改变的作业场所的一部分的层300单元的片断单元中。相应地，假设层300₁的单元包括关于作业场所40×40平方米区域诸部分的海拔信息，如果102₁改变对应于单元302_2， ₂的这些部分之一的海拔，例如关于改变部分的数据，即新数据将储存在相应单元，即片断350的单元352_2，2中。

可在预定时间期限内将多个片断350收集进数据块并传输到作业场所112的一台或多台机械102，以及办公室107。一收到数据块，接收机械102可更新它们相应的复合模型。如图3C所示数据块360的实例。如上指出，数据块360可包含多个片断，例如片断350₁-350_x，以及结构码362，它可指定格式化和发送信息，以下将进一步详细讨论。

片断350被特定机械发送的时间可取决于多个因素，包括包含数据块的文件的大小或数据块传输之间的时间间隔。如果数据块发送太频繁，包括办公室107内的计算机100和计算机106₁-106_x的通信网络可能负担过重，由此减慢了各机械202_1，1-202_M信息的处理。

但是如果数据块不频繁发送，可能数据块传输期间的作业场所发生改变。因此，数据块不能准确地反映更新的地形数据。数据块的最大尺度和用于发送收集片断的数据块的时间间隔可由结构码362确定。关于数据块的每个单元，可具有相关的时间使得如果一机械覆盖了由其它机械覆盖的相同区域，较旧的信息不能正确用于不正确地更新其它机械。

结构码362具有包括字段的数据格式，它表示那台机械接收片断，以及其它格式化表示。结构码362还可确定那台机械102接收和发送特定数据块360，如通过设定地址。例如，一台或多台机械102可属于彼此接收和传输数据块360的多点传送组。多点传送组中的每台机械彼此相关，例如每台可在作业场所相同区域上运行，且组中的每台机械102仅接收由该组的其它机械102产生的地形信息。因此，当作业场所112被地理上改变，属于同一组的每台机械102用来自该组的机械102的精确地形数据输出更新。

结构码362可包括指定多点传送组的多点传送地址范围。例如，每台机械可作为IP无线电网络地址范围内的地址，如224.0.0.0至239.255.255.255被识别。用于发送和接收信息的多点传送地址可包括一组识别指示器，对应于多点传送组。

但当片断350被一般地播送，在预定距离内的所有机械102收到片断350。例如机械102₂至102_x可在与机械102₁相同的区域内工作，以及机械102₁可向机械102₂至102_x播送数据块，因此这些机械中的每台接收关于由机械102₁执行的工作的信息。

除了承载地形数据，片断350还可包括发送该片断的机械102的位置信息。例如，发送机械102₁的位置信息可包括在片断中，该片断被送到接收机械102₂。然后位置信息可从接收的片断中提取出来并用于更新在机械102₂的显示器上示出的机械102₁的位置。

当片断被收集进数据块360，产生数据块中每个片断的位图400(见图4)。位图用数据块传输使得接收机械102中的电脑可将每个片断350内的更新地形与相应的接收机械内的复合模型200内的数据块和层300联系起来。

如图4所示，位图400具有共同访问单元402的单元402_1，1至402_Q，R。位图400对应于一片断，如片断350₁，且单元401_1，1至402_Q，R对应于片断350的352_1，1至352_Q，R(见图3B)。其它位图可对应于数据块360中的其它片断。例如，可有对应于片断350₁-350_x的其它位图。某些单元402可具有二进制“1”，来表示对应的单元352具有新数据。其它单元储存“0”，或留下空白表示在片断350的相应单元352中没有新数据。此外，位图400可包含列位404₁-404_R和行位406₁-406_Q，用于使得接收机械能够更容易识别那些包含和不包含“1”的位图单元。

例如，如果位图400中单元402的特定列包括设置为“1”的单元，关于该单元的列位404也设为“1”。同样如果行位406中的一个为“1”，关于该行位的行中的单元402的一个也设为“1”。相应地，接收机械可容易地识别具有“1”的位图单元，以及因此通过识别那些有“1”的行位和列位识别片断350内新数据的相应位置。注意到如果位图400的行或列设为“0”，则关于该位的行或列不包括任何设为“1”的单元。相应地，相应片断行或列可假设为不包括新地形数据。

例如，等于“1”的列位，表示至少一个关于该列的位图单元有新数据。同样，等于“1”的行位，表示至少一个关于该行的位图单元有新数据。因此，因为仅列位404和行位406等于“1”的单元402被传送，所以实现压缩。

图5示出了更详细显示位图400的位图500。在该实例中，位图500包括15×15阵列的单元502_1，1至502_15，15，一行列位504₁-504₁₅，和一列行位506₁-506₁₅。在该实例中，位图500的单元502、列位504、和行位506组成了16×16矩阵。

具有二进制“1”的单元502对应于包含新信息的片断单元。如上指出，片断的实例在图3B中示出为片断350₁。例如，单元502_1，1等于二进制“1”，可表示传送数据块中片断350₁的单元352_1，1有新信息。

列位504₁-504₁₅表示是否特定列中的任何单元502具有新信息。例如，列位504₁与包括单元502_1，1，502_2，1，502_3，1，502_4，1，502_5，1，502_6，1，502_7，1，502_8，1，502_9，1，502_10，1，502_11，1，502_12，1，502_13，1，502_14，1和502_15，1的一列单元502相关。列位504₁等于二进制“1”，因为第一列中的至少一个单元502(例如，单元502_1，1或502_11，1)有新数据。如果特定列位504等于二进制“0”，则如上所述关于该特定列的任何一个单元502没有新数据。例如，单元502_1，4至502_15，4是所有的数据块并具有相应的“0”的列位504₄。

同样，行位506₁-506₁₅表示特定行内的任何单元502是否具有新信息。例如，行位506₁等于二进制“1”，因为在第一行中至少一个单元502(例如单元502_1，1)等于二进制“1”。如果特定行位506等于二进制“0”，则关于该特定行没有新数据。

因此，如下将示出的那样，相关列位504和行位506都等于二进制“0”的单元502是空的，不需要和位图500一起发送，由此进一步降低了机械102之间发送数据的量并压缩了位图500的大小。

此外，列位504和行位506允许接收机械决定新信息送到哪里，因此接收机械不需要读取片断中的每个单元。

结合位图(例如位图400或500)，发送一标记来表示片断350₁中新信息的总数的四个水平中的一个。标记可表示为两位字节并可等于00、01、10、或11。总体的水平取决于片断350中存在多少新数据，以下将进一步详细解释。

在图5的实例中，标记为01，这表示位图500包含信息以确定关于位图的片断中新数据的位置。

如图6所示，位图500可作为连续数据流600送到机械102，数据流600表示为：01 111000100010000 110000001010100 1000000100000011101000110；其中第一字节602表示标记(01)，第二字节604和第三字节606表示列位504₁-504₁₅(111000100010000)，第四字节608和第五字节610表示行位506₁-506₁₅(110000001010100)，且第六字节612、第七字节614、第八字节616、和第九字节618表示单元502不是空白，即单元502既不包含“0”也不包含“1”(1000000100000011101000110)。接收连续数据流600的机械102重建位图500以确定上述相关片断内新数据的位置。此外，如果接收机械102通过使用，例如与片断相关的时间标志确定新信息已经接收，因为新信息已经反映了接收机械102的复合模型，可丢弃接收的信息。

如上指出，可有其它用于标记的值。例如，标记等于100可表示没有新数据来更新复合模型。在这种情况下，每个列位404和行位406可等于“0”且不需要更新，因为不存在新信息。因此不发送位图。

标记等于“11”可表示位图已满，且位图的每个单元等于二进制“1”，表示在相关片断的每个相应单元内有新数据。因此，在这种情况下，相关片断的每个单元将用于更新接收数据块的机械102，由此不需要位图。因为所有信息都是新的，整个位图不需要传输，否则反而它将增加传送的数据量。在这种情况下，位图可指定为用于标记的1字节并以该字节为基础，接收机械用相关片断所有单元的信息更新所有它现有的信息。

标记等于“10”可表示每个列位和行位等于“1”的状态，但是，位图的每个单元可不等于“1”。因此在这种情况下，位图全部发送(与标记602等于11相反)，因为接收机械需要使用位图确定新数据放置的位置。标记等于“10”可表示发送连续数据流的最大尺度，因为没有列位和行位等于“0”，否则它会进一步最小化连续数据流。相反地，在标记等于“01”的情况下，位图可最小化到不包括具有相关行位和列位“0”的行和列中的单元。

工业应用

回到图1，机械102₁-102_x之一(例如机械102₁)可从卫星定位系统，如GPS聚集数据。使用来自卫星定位系统的数据，关于机械102₁的复合模型可被更新以反映由机械102₁进行的作业场所的变化。处理原始GPS位置之后使用计算的具体地形数据，机械102₁还可收集预定两时间或预定文件大小的片断。这些片断可对应于特定的地形数据。这些片断还可组成数据块并连同一个或多个位图一起传送到其它机械(如机械102₂-102_x)，它表示接收的新地形信息的数据块内的位置。此外，机械102₁可接收来自机械102₂-102_x中的一个或多个的数据块和位图。此外办公室计算机也可使用传输的片断信息更新它的场所数据库。

本发明使用几个特征来减少传输到每个机械102和从每个机械102传输的数据量来产生机械102₂-102_x中的每台的操作员能看到的复合模型，来精确地反映在作业场所112进行的工作。例如，更新的地形数据在机械之间传输但通常如果对作业场所没有发生改变则不发送数据。此外，本发明还不需要通过每台机械重新计算地形数据，由此减少了处理时间和更新每台机械复合模型所需工作量。本发明可使用具有绝对值和偏移值的稀疏格栅、稀疏格栅格式的片断、包括一个或多个片断的数据块、和表示数据块内新数据位置的位图，其中位图可进一步压缩成仅表示数据块中存在新数据的位置，如上所述。

此外，因为传输到和从机械102₁-102_x中的每台的数据不是原始GPS位置，本发明提供了一种系统，其中机械102₁-102_x中的每台不需要储存作业场所中每台机械的特定特征(如上所述)来更新复合模型。在机械102₁-102_x中的每台之间传输的信息表示新的地形数据，即处理原始GPS位置之后的信息来确定作业场所的作为结果的地势。新的地形信息可被送到其它机械并因为该信息不需要进一步处理，因为原始GPS位置会另外要求，新的地形数据可用已知的软件变成技术容易地储存在或并入接收机械的数据库。因此，通信可更快更有效地进行。

在本发明的另一实施例中，地形数据可被传送到机械102(如机械102₁)，它可进入另一机械102正在操作的区域和先前机械102₁在其它机械102的相应通信系统范围外的区域。尽管机械102₁没有从其它机械102收到先前的地形数据来更新数据库105₁，在进入该区域时，机械102₁可向办公室计算机或该区域其它机械发送请求为机械102₁传输需要的地形数据来更新它的复合模型。因此机械102₁可用机械102₁请求的所有数据进行更新，使得向操作员显示作业场所最新的地势。地形数据被传送和储存的方式与先前描述的方法和系统一致。

图7示出了用于在工作在作业场所的机械之间共享信息的方法700的流程图，它更详细地示出了本发明的运行。该方法可通过使用位于一个或多个地形改变机械102内的计算机实施。

方法700开始于步骤702，其中第一机械接收来自卫星定位系统的位置数据，如来自一个或多个GPS卫星的原始GPS位置。使用原始GPS位置确定地形数据。原始GPS位置的获得可由机载在第一掘土机械(例如，机械102₁)的通讯系统通过使用已知的三维(3D)定位技术进行。例如，参见图1，机械102₁可用通信系统106₁接收来自GPS卫星的原始GPS位置。原始GPS位置用于计算特定的地形数据且地形数据可用于更新机械102₁的复合模型，并送到其它机械，如以下进一步详细讨论的那样。

在步骤704，将地形数据打包用于无线传输到一个或多个其它地形改变机械。地形数据可被打包为片断集合(数据块)。如上所述，当机械在作业场所运行时，片断包括关于特定机械的新信息。

在步骤706，识别那些可接收数据块的机械。例如，数据块被播送或多点传送到特定机械，如图1所示。特别地，如上进一步所述机械102₁至102_x可形成构造成从彼此接收地形信息，以及根据IP组向彼此发送地形信息的播送组。此外，多点传送组可是机械例如机械102₂-102₃的子设备。

在步骤708，关于特定机械的数据块被送到在步骤706识别的一个或多个机械。例如，数据块可由机械102₁送到一个或多个机械102。数据块可与相应地对应于数据块中一个或多个片断的一个或多个位图一起发送，如关于图4-6所述。

在步骤710，其它机械的数据块通过第一地形改变机械接收。例如，除了向机械102₂至102_x发送信息，机械102₁可接收来自一个或多个其它机械102的数据块。

在步骤712，在步骤710接收的数据块可用于更新第一机械的机载数据库。该数据库可通过机载计算机访问，计算机可包括由机械操作员使用的显示器。机载计算机可使用数据库中的数据，包括新接收的数据块，以在显示器上显示作业场所的复合模型。因此，当机械的操作员在作业场所进行工作时，操作员可看到显示的作业场所的复合模型。当收到数据块时，数据库可被更新且机载计算机可更新复合模型。因此更新的复合模型可以几乎实时的方式显示。

该显示可用不同的颜色示出作业场所的部分，其中颜色表示相关部分是否已经根据预定计划完成或是否还未完成。例如，红色可示出还未完成的部分，绿色表示已经完成的部分。如果操作员看到特定部分是红色的，操作员可继续在该区域工作(开凿、挖掘、覆盖等，取决于预定计划)直到显示示出该区域为绿色。

如上所指出，所揭示的系统可有利地在机械间发送新地形数据，与从发送机械发送原始GPS位置相反，它需要通过每个接收机械进一步处理以决定关于发送机械的地形数据。因此可减少在地形改变机械之间传送的数据量，从而允许每台机械的复合模型的几乎实时的更新。此外，本发明还不需要由每台机械进行地形数据再计算，由此降低了每台机械更新复合模型所需的处理时间和工作量。

从本发明的说明和实践中，对于本技术领域的技术人员来说本发明的其它实施例是显而易见的。说明书和实例的意思是仅用作示例性，本发明实际的范围和精神由以下权利要求书表示。

Claims

1.一种用于在作业场所共享地形数据的方法，所述方法包括：

产生多个关于在所述作业场所进行的改变的地形数据的数据包；以及

将所述多个地形数据数据包从第一机械传输到第二机械，

其中，还包括形成包括所述多个地形数据数据包的数据块；以及

形成多个位图，每个位图相应于所述多个地形数据数据包中的一个，所述多个位图中的每一个表示具有用于更新所述作业场所复合模型的信息在数据块中的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生步骤包括根据原始GPS位置计算地形数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个地形数据数据包与表示关于作业场所海拔数据、压实数据、覆盖数据、和关于作业场所的矿石状态信息中的至少一个的参数相关。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与每个地形数据数据包有关的每个单元具有时间表示，且其中所述时间表示用于确定关于所述第二机械的哪个单元应当更新。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个数据块具有一个或多个用于设定所述数据块的最大尺度的码。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个数据块具有一个或多个用于设定发送所述数据块的时间间隔的码。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一机械接收来自所述第二机械的数据块和有关数据块的位图。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

用从所述第二机械接收的位图更新所述第一机械的复合模型来为从所述第二机械接收的数据块中信息定位。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述第一机械的操作员显示从每个接收的所述第二机械的数据块更新的作业场所的复合模型。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在进入所述第二机械正在运行的作业场所区域后，所述第一机械向所述第二机械发送请求并接收来自所述第二机械的一个或多个地形数据数据包。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对每个位图传输一个标记，表示位于相应地形数据数据包中的新数据的数量。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

接收来自卫星定位系统的信息来确定所述第一机械对作业场所的改变。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

通过使用从所述卫星定位系统接收的信息，确定所述第一机械的生产率信息。

14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

通过使用从所述第二机械接收的数据块，确定所述第二机械的生产率信息。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地形数据数据包具有与稀疏格栅一致的格式。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述地形数据数据包包含表示参数绝对值的第一单元和多个表示从所述绝对值偏移量的第二单元。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

使用来自所述第一机械的数据块和多个位图更新所述第二机械的复合模型。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述第二机械的操作员显示从每个接收的所述第一机械的数据块更新的作业场所的复合模型。

19.一种用于在作业场所共享地形数据的方法，所述方法包括：

将所述多个地形数据数据包从一个或多个机械传输到办公室计算机，

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述一个或多个机械发送信息以请求并接收来自在办公室计算机运行的场所数据库的地形数据的一个或多个数据包。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述多个地形数据传输到远程位置。

22.一种用于在作业场所共享地形数据的系统，包括：

与第一机械相关的通信系统，该通信系统构造成发送对应于关于所述第一机械在所述作业场所改变的地形数据的多个第一数据包，所述通信系统构造成接收对应于关于所述第二机械在所述作业场所改变的地形数据的多个第二数据包；以及

数据库，与所述第一机械相关并构造成储存所述多个地形数据的第一数据包和所述多个地形数据的第二数据包，

其中，与第一机械相关的所述通信系统构造成发送第一数据块，所述第一数据块包括所述地形数据的多个第一数据包，以及多个位图，每个位图与所述地形数据的多个第一数据包中相应一个相关，且所述通信系统构造成接收第二数据块，所述第二数据块包括所述地形数据的多个第二数据包，以及多个位图，每个位图与所述地形数据的多个第二数据包中相应一个相关；以及

其中所述多个位图中的每个识别包含在所述第二数据块中的新信息以更新所述数据库。

23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述通信系统还构造成接收来自卫星定位系统的信息。

24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述第一数据块和第二数据块中的每个与对应于关于作业场所海拔数据、压实数据、覆盖数据、和关于作业场所的矿石状态信息中的至少一个的参数相关。

25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述第一数据块和所述第二数据块中的每个具有一个或多个用于设定最大尺度的码。

26.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述第一数据块和所述第二数据块中的每个具有用于设定发送时间间隔的一个或多个码。

27.如权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括：

与第一机械有关的机载数据库，构造成储存所述第一数据块和第二数据块；以及

与所述第一机械有关的机载计算机，构造成访问所述机载数据库并使用储存在所述机载数据库中的信息产生所述作业场所的复合模型。

28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述机载计算机包括监视器以向所述第一机械的操作员显示所述复合模型。

29.如权利要求27所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述第二机械有关的机载数据库，构造成储存所述第一数据块和第二数据块；以及

与所述第二机械有关的机载计算机，构造成访问与所述第二机械有关的所述机载数据库并使用储存在与所述第二机械有关的所述机载数据库中的信息产生所述作业场所的复合模型，

其中与所述第二机械有关的所述机载计算机，包括监视器以向所述第二机械的操作员显示所述复合模型。

30.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述通信系统接收来自卫星定位系统的信息以确定所述第一机械的对所述作业场所的改变。

31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述机载计算机通过使用从所述卫星定位系统接收的信息，确定所述第一机械的生产率信息。

32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述机载计算机确定所述第二机械的生产率信息。

33.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述通信系统还构造成对与每个第一地形数据数据包相关的多个位图中的每个传输一个标记，表示位于相应第一地形数据数据包中的新数据的数量。

34.如权利要求22所述的系统，其特征在于，在进入所述第二机械正在运行的作业场所区域后，所述第一机械向所述第二机械发送请求并接收所述第二数据块和与所述第二数据块有关的多个位图。