CN105386394B - 自动推进的铣刨机以及用于卸放铣刨材料的方法 - Google Patents

自动推进的铣刨机以及用于卸放铣刨材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种自动推进的铣刨机(1a，1b)，其包括：机器框架(2)；用于行进和铣刨操作的控制器(3)；工作鼓(22)；可相对于机器框架(2)回转的运输传送带(12)；其中运输传送带(12)将铣刨材料卸放到不同运输车辆(10)的装载表面(15)上的碰撞点(16)上；其中控制器(3)包括检测和控制单元(24)，该检测和控制单元通过包括不少于一个的传感器(26)的图像记录系统(28)监控运输车辆(10)的装载表面(15)的可变位置，传感器连续地产生至少装载表面(15)的不少于一个的数字图像(48)；设置成实现下述特征：检测和控制单元(24)包括分析装置(40)，该分析装置检测由不少于一个的传感器(26)所产生的图像(48)中的故障或误差。

Description

自动推进的铣刨机以及用于卸放铣刨材料的方法
技术领域
本发明涉及一种自动推进的铣刨机，以及用于卸放铣刨材料的方法，以及道路或地面工作(或作业)单元。
背景技术
对于自动推进的铣刨机而言，已知的是将所铣刨掉的材料卸放到一辆以上的包括装载表面的运输车辆上。
铣刨机包括用于控制行进和铣刨操作的控制器，以及用于例如道路路面铣刨的工作鼓。如在行进方向上所看到的那样，运输传送装置(transport conveyor device)，例如包括不少于一个运输传送带的运输传送装置，存在于工作鼓的前方或后方。运输传送装置包括卸料端，在该卸料端处，所铣刨掉的材料经由为有利于传送速度的抛物线轨迹形式的飞行路径卸放到一辆以上的运输车辆的装载表面上。如在运输方向上所看到的那样，运输传送装置的最后一个或单个运输传送带会相对于铣刨机的纵向轴线在到左侧或右侧的特定回转角度下向侧面回转，并且经由特定的仰角可以在高度上调节。此外，运输传送带的传送速度是可调的。
在实际操作中，在铣刨机与运输车辆的协调配合上出现问题。
对于前方装载的铣刨机而言，例如，所铣刨掉的材料朝向前方卸放到向前驱动的运输车辆上。铣刨机的操作人员需要给运输车辆的车辆驾驶员发出运输车辆何时继续向前移动以及运输车辆何时停止的信号。由于操作人员主要地需要把注意力集中到铣刨过程上，同时需要避免与向前驱动的运输车辆发生碰撞，这就会导致一些问题。
另外的问题在于以下事实，即如在运输方向上所观察到的，铣刨机的操作人员还需要通过调节运输传送装置的最后一个或单个运输装置的回转角度、仰角和传送速度来处理对装载表面的装载，从而会对操纵人员进行铣刨操作的实际任务分散注意力。
在后方装载的铣刨机的情况下，在铣刨机与运输车辆的协调配合上也出现问题，尤其是当运输车辆需要在反向行进的铣刨机后方驱动时。对于铣刨机的操作人员而言产生更高水平的压力，因为他一方面需要控制向前行进的铣刨操作，并且另一方面需要监控如在行进方向上所看到的在铣刨机后方的运输车辆的装载，需要控制运输传送装置的回转角度、仰角和/或传送速度，以及需要将必要信息通信给车辆驾驶员。
从DE 10 2012 215 013已知一种检测和控制单元，其能够通过图像记录系统连续地定位装载表面和/或运输传送装置的运输传送带的位置，其中图像数据用于确定相对于机器框架或可回转的运输传送带的装载表面位置。
将所铣刨掉的材料定位在装载表面上可通过检测和控制系统以如此的方式连续自动地控制，以至于所铣刨掉的材料被卸放到装载表面的中心上或装载表面内的另一特定的碰撞点(impingement point)上。
在铣刨机的实际操作中，图像记录系统会受到天气条件、树木枝叉、眩光或其它影响的干扰，并且从而至少暂时地影响自动控制过程。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种自动推进的铣刨机以及用于卸放铣刨机铣刨材料的方法，其预期能够提高控制过程的可靠性，并避免控制误差。
可以通过如下方式来实现。
本发明的一方面提供一种自动推进的铣刨机，其包括：机器框架；用于行进和铣刨操作的控制器；工作鼓；可相对于机器框架回转的运输传送带；其中运输传送带将铣刨材料卸放到运输车辆的装载表面上；其中控制器包括检测和控制单元，其通过包括不少于一个的传感器的图像记录系统监控运输车辆的装载表面的可变位置，所述传感器连续地产生至少装载表面的不少于一个的数字图像；其中：所述检测和控制单元包括分析装置，所述分析装置检测由不少于一个的传感器所产生的图像中的故障或误差。
本发明的一方面提供一种用于将自动推进的铣刨机铣除的铣刨材料卸放到运输车辆的装载表面上的碰撞点上的方法，其中：控制铣刨机的行进和铣刨操作；由工作鼓铣除的铣刨材料通过可回转的运输传送带卸放到运输车辆的装载表面上，其中通过检测和控制单元连续地监控运输车辆的装载表面相对于机器框架或相对于运输传送带的可变位置，所述检测和控制单元包括图像记录系统，其用于连续地生成至少装载表面的不少于一个的数字图像；其中：通过分析装置分析和检测图像中的故障或误差。
本发明的一方面提供一种道路或地面工作单元，其包括自动推进的铣刨机以及不少于一辆的运输车辆，所述运输车辆可独立于所述铣刨机运动，且以如此的方式相对于铣刨机定位，以至于由铣刨机铣除的铣刨材料可被泄放到运输车辆上；其中所述铣刨机为如上说述的铣刨机。
本发明有利地提出一种检测和控制单元，其包括分析图像中的故障或误差的分析装置。
优选地提出一种分析装置，其能够在出现故障或误差的情况下生成警告信号或控制信号。因而给铣刨机的操作员及时地发出是否在图像中检测到故障或误差的警告，使他的注意力提高到特别关注于监控自动控制过程上。
控制信号例如可用于停止铣刨操作或产生紧急停止信号。
具体可提出一种分析装置，其包括静态图像检测装置，该静态图像检测装置监控数字图像的图像像素的图像信号随着时间的推移出现的故障或变化。
因而在图像信号出现故障的情况下或在图像信号静止不动的情况下，或在铣刨机的控制器中存在直接干预的情况下会立即通知操作人员。
静态图像检测装置可监控数字图像的图像像素的所有或一部分随着时间的推移出现的变化。
静态图像检测装置还可监控存在于图像场内的且以限定的方式改变的标记随着时间推移出现的变化。在该设计中，例如标记以如此的方式布置在相对于机器框架的固定位置下或相对于运输传送带的固定位置下，以至于标记可由图像记录系统检测到。在这种布置下，标记以限定的方式设计，以便使得图像记录系统能够识别和监控标记。
所限定的标记可随着时间的推移改变其外观，例如通过旋转，使得在旋转运动停止的情况下，可检测到静态图像。这在铣刨机以及运输车辆都未处于运动的情况下特别有用。
备选地，静态图像检测装置也可将指向同一图像场的两个传感器的数字图像进行比较，并且至少在两个图像中的其中之一静止不动时检测静态图像。
优选实施例提出了一种分析装置，其针对不变的图像信息而监控图像像素，并且如果图像信息的一部分在特定的时间段内保持不变则发出报警信号或控制信号。
独立于静态图像的检测，可以另外提出一种分析装置，其通过存在于图像场中的标记来检测图像记录系统的不少于一个的传感器相对于机器框架或相对于运输传送带的位置上的不希望的变化。所述标记可能不同于静态图像检测的标记。如果标记不位于图像场中的指定位置，可以推断出传感器或图像记录系统分别改变了其原始位置，例如，作为与对象碰撞的结果，并且可推断出图像场不再检测原始指定的图像场。
根据本发明的另一个进一步的发展，提出用于检测眩光的一种分析装置，以便监控最大信号在至少图像像素的一部分中的存在，并且在发生眩光的情况下发出警告信号或控制信号。
在这种布置中，在发生眩光的情况下可影响传感器的电子或光学调光(dimming)。
备选实施例提出了检测和控制单元，在发生眩光的情况下使得传感器枢转过小量的角度而不显著改变所检测到的图像场。
此外，可分析图像数据以便确定装载表面填充方式以及装载表面填充程度的效果。分别控制运输传送带的卸料端或铣刨材料的碰撞点相对于装载表面的传送速度和/或位置使得装载表面均匀装载。在装载表面上的填充状态可由图像记录系统检测和分析，并且可连续地控制运输传送带的卸料端相对于装载表面的传送速度和/或位置以便均匀地和/或根据指定的装载程序对装载表面进行装载。
根据本发明的方法，提出用于将自动推进的铣刨机铣除的铣刨材料卸放到运输车辆的装载表面上，其中控制铣刨机的行进和铣刨操作，由工作鼓铣除的所铣刨掉的材料通过可回转的运输传送带卸放到运输车辆的装载表面上，其中由检测和控制单元连续地监控运输车辆的装载表面相对于机器框架或相对于运输传送带的可变位置，所述检测和控制单元包括图像记录系统，其用于连续地生成至少装载表面的不少于一个的数字图像。
为了检测图像中的局部故障，提出针对不变的图像信息可监控一组相连的图像像素，并且如果图像信息的一部分(例如一组相连的图像像素)在指定的时间段内保持不变，则发出警告信号或控制信号，或者通过检测相连图像像素的场和/或相连图像像素的聚焦状态和/或在图像场内的相连图像像素的移动方向来分析图像信息的临时故障或误差。
附图说明
在下文参照附图对发明的实施例进行更详细地描述。
以下示出：
图1是前方装载的道路铣刨机；
图2是后方装载的道路铣刨机；
图3是根据图1的铣刨机的俯视图；以及
图4是控制器和图像记录系统的电路图。
具体实施方式
图1描绘了用作前方装载的道路铣刨机1a的实例的铣刨机。铣刨机1包括机器框架2，其由底盘4支撑，所述底盘4例如包括履带式的地面接合单元或轮，所述底盘4通过为升降柱5形式的三个以上的高度调节装置连接到机器框架2。如可从图1中得出来的那样，本实施例指定四个升降柱5，其可用于使得机器框架2进入到优选平行于道路表面6延伸的指定平面内，道路表面6支撑底盘4的履带式地面接合单元或轮。
图1中所示的道路铣刨机1包括在铣刨机1a的长度方向上在底盘4的履带式地面接合单元之间的工作鼓22。
铣刨机1a，1b可包括履带式地面接合单元或轮。所述工作鼓在高度上可经由支撑机器框架2的升降柱5或相对于机器框架2进行调节。
铣刨机1b的其它设计也可展现工作鼓22，例如该工作鼓22处于底盘4的后部履带式地面接合单元或轮的高度处。
运输传送装置也可布置在铣刨机1a，1b的前端部7或后端部8处，所述运输传送装置具有用于将所铣刨掉的铣刨材料运输走的不少于一个的运输传送带11，12。
图2描绘了作为实例的后方装载的铣刨机1b中，其中运输车辆10在反向行进的铣刨机后方驱动。
假如在靠近铣刨机1a，1b的一侧上提供可用的足够空间，如图3中所示，运输车辆10也可靠近向前行进的铣刨机1移动。图1至图3中相应车辆的行进方向由箭头指示。
在图1中所示的实施例中，由工作鼓22铣刨掉的铣刨材料经由运输传送装置的第一永久性安装的运输传送带11被卸放到运输车辆10的装载表面15上，其中，所述运输传送装置的第一永久性安装的运输传送带11将所铣刨掉的材料14传送到第二可回转的运输传送带12上。作为运输传送带12的速度的结果，所铣刨掉的材料14不立即在运输传送带12的端部处卸放，但所铣刨掉的材料遵循抛物线轨迹，使得在装载表面15上的撞击点16位于距离运输传送带12的自由端部13一定距离处。运输传送带12可经由活塞缸单元18从中间位置回转到左侧或右侧，以便能够将所铣刨掉的材料14卸放到装载表面15上，甚至当转弯或在运输车辆10在偏移轨道上行驶的情况下。此外，铣刨机1a，1b的车辆驾驶员可通过活塞缸单元20调节运输传送带12的仰角。仰角对铣刨材料14的抛物线轨迹以及碰撞点16的位置具有影响，如运输传送带12的传送速度所具有的那样。
围绕水平的第一轴线21的当前经调节的仰角或围绕竖直第二轴线23的回转角度分别被报告给检测和控制系统24，该检测和控制系统另外包括不少于一个的图像记录系统28，所述图像记录系统28包括不少于一个的传感器26，或连接到不少于一个的传感器26，其中所述传感器26连续地检测装载表面15和/或运输传送带12的位置。所述不少于一个的传感器26例如可布置在铣刨机1a，1b处、布置在面对运输传送带12的端部处、和/或布置在运输传送带12的自由端部13处。此外，传感器26(优选图像传感器)可布置在运输传送带12的下方或如图所示布置在运输传送带12的上方，以及在横向上布置在运输传送带12的两侧上。
如在运输方向上观察，检测和控制单元24通过图像记录系统28或者非光学电子定位系统连续地检测装载表面15和/或最后或单个运输传送带12的位置，所述非光学电子定位系统供给用于确定装载表面15相对于机器框架2或运输传送带12的位置的数据。由图像记录系统28所提供的不少于一个的数字图像48可通过对于它们自身而言是已知的图像分析方法来评估。
检测和控制单元24可集成到用于行进和铣刨操作的控制器3内，或者可至少连接到控制器3，以便在需要时也获得关于行进速度和/或铣刨机1a，1b的检测到的转向角度以及运输传送带12的传送速度的数据。
检测和控制单元24定位运输车辆10的装载表面15和运输传送带12相对于机器框架2的可变位置，并且可通过回转角度和/或仰角和/或运输传送带12的传送速度连续和自动地控制所铣刨掉的材料14的碰撞点16的位置，以使所卸放掉的铣刨材料14至少撞击到装载表面15内。备选地，运输车辆10装载表面15的可变位置也可相对于运输传送带12连续地定位以执行优选的自动控制过程。
为了提高控制过程的可靠性并避免控制误差，检测和控制单元24包括分析装置40，其分析数字图象48中的故障或误差，该数字图像由包括不少于一个的传感器26的图像记录系统28所产生。
图像记录系统28由于天气状况(例如，由于树木的干扰枝叉，由于眩光或此外由于电力和系统故障)可能出现故障，使得机器的自动控制以及尤其是运输传送带12的自动回转角度控制从而可能会至少暂时地受到损害。
分析装置40能够分析由传感器26所生成的数字图像48的图像像素，并且在检测到故障或误差的情况下产生可直接地影响控制器3的警告信号或控制信号46，或生成可听或可视的警告信号，例如，在用于给铣刨机1的操作人员显示数字图像48的屏幕44上。
在警告信号的情况下，可吸引操作人员的注意力使得操作人员可在存在警告信号46的情况下检查和监控自动控制过程。
备选地，也可通过由分析装置40所产生的控制信号47直接干预控制器3，例如以便停止铣刨操作或以便停止运输传送带12，或者以便生成紧急停止信号。
分析装置40可另外地连接到静态图像检测装置42，其监控在数字图像48中传感器26图像像素的图像信号随着时间推移出现的故障或变化。
静态图像检测装置42还可监控存在于数字图像48的图像场中的且以限定的方式变化的标记50随着时间推移的变化。所述标记50预期以指定的节律随着时间推移发生变化，如果在图像场的限定部分中不发生标记50的所述变化，则可确定静态图像。
在存在指向同一图像场的两个传感器26的情况下，如果一个传感器的图像48不同于第二传感器的另一图像48，则也可以检测到静态图像。
独立于静态图像检测，分析装置40还可以针对不变的图像信息监控不少于一个传感器26的图像像素，并且如果图像信息的一部分在指定的时间段内保持不变，则发出警告信号或控制信号46。例如，如果传感器26的一部分例如被叶子覆盖，则会发生上述。
独立于静态图像检测，由分析装置40可进一步分析在不少于一个的传感器26的位置上是否存在不期望的变化。
为此目的，可在图像48的图像场中指定第二标记52，监控第二标记在图像场中的坐标。如果图像场内的标记52位置发生变化，则图像传感器26例如由于与对象发生碰撞而发生变化。
应当理解的是，上述可变标记50也可用于这些目的。
标记50和52以这样的方式布置在机器框架处的固定位置内或相对于运输传送带的固定位置内以至于它们可由传感器26的图像场检测到。
独立于静态图像的检测，分析装置40还可确定图像记录系统28是否受到眩光。为此目的，至少在图像像素的一部分中监控最大信号，其中在眩光的情况下分析装置40发出警告信号或控制信号。
在发生眩光的情况下，可以影响传感器26或传感器26的光学系统的电子或光学调光。
备选地，在发生眩光的情况下，也可以指令传感器26或包括传感器26的摄像机分别枢转过小量的角度而不显著改变所检测的图像场。在眩光不连续的情况下可再被逆转所述小量的枢转运动。
应当理解的是，传感器26或图像记录系统28分别仅以图1和图2中所示的运输传送带12上方的位置示意性地示出，并且应当理解的是，图像记录系统28还可布置于运输传送带12的下方或布置到其侧面或布置于铣刨机1处。
具体地，两个图像记录系统28也可布置于运输传送带12的两侧上和/或可以使用包括立体摄像机的图像记录系统28。
在这种布置中，摄像机系统可包括光学器件(鱼眼透镜)，其允许高达180°的视角或设置有以可变焦距为特征的透镜。
检测和控制单元24也可承担以均匀的方式填充装载表面15的任务。针对该目的可指定装载程序，以便根据预定程序对装载表面15进行装载。在这种情况下，在装载表面15上的填充状态可由图像记录系统28检测到和进行分析，以便连续地控制运输传送带12的卸放端部13相对于装载表面15的传送速度和/或位置。

Claims (15)

1.一种自动推进的铣刨机(1a，1b)，其包括：
-机器框架(2)；
-用于行进和铣刨操作的控制器(3)；
-工作鼓(22)；
-可相对于机器框架(2)回转的运输传送带(12)；
-其中运输传送带(12)将铣刨材料卸放到运输车辆(10)的装载表面(15)上；
-其中控制器(3)包括检测和控制单元(24)，其通过包括不少于一个的传感器(26)的图像记录系统(28)监控运输车辆(10)的装载表面(15)的可变位置，所述传感器连续地产生至少装载表面(15)的不少于一个的数字图像；
其特征在于：
所述检测和控制单元(24)包括分析装置(40)，所述分析装置(40)检测由不少于一个的传感器(26)所产生的图像(48)中的故障或误差。
2.根据权利要求1所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于分析装置(40)在出现故障或误差的情况下生成警告信号或控制信号(46，47)。
3.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于分析装置(40)包括静态图像检测装置(42)。
4.根据权利要求3所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于所述静态图像检测装置(42)监控不少于一个的数字图像(48)的图像像素的所有或一部分随着时间的推移出现的变化。
5.根据权利要求3所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于静态图像检测装置(42)监控存在于数字图像(48)的图像场内的且以限定的方式改变的标记(50)随着时间推移出现的变化。
6.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于分析装置(40)针对不变的图像信息监控图像像素，如果至少图像信息的一部分在特定的时间段内保持不变，则发出报警信号或控制信号(46)。
7.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于分析装置(40)通过存在于图像场中的标记(52)来检测图像记录系统(28)的不少于一个的传感器(26)的位置上的不希望的变化。
8.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于为了检测眩光，分析装置(40)监控在至少图像像素的一部分中最大信号的存在，并且在发生眩光的情况下发出警告信号或控制信号(46)。
9.根据权利要求8所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于在发生眩光的情况下不少于一个的传感器(26)的电子或光学调光被影响。
10.根据权利要求8所述的铣刨机(1a，1b)，其特征在于检测和控制单元(24)在发生眩光的情况下使得传感器(26)枢转过小量的角度而不显著改变所检测到的图像(48)的图像场。
11.用于将自动推进的铣刨机(1a，1b)铣除的铣刨材料(14)卸放到运输车辆(10)的装载表面(15)上的碰撞点上的方法，其中：
-控制铣刨机(1a，1b)的行进和铣刨操作；
-由工作鼓(22)铣除的铣刨材料(14)通过可回转的运输传送带(12)卸放到运输车辆(10)的装载表面(15)上，其中通过检测和控制单元(24)连续地监控运输车辆(10)的装载表面(15)相对于机器框架(2)或相对于运输传送带(12)的可变位置，所述检测和控制单元(24)包括图像记录系统(28)，其用于连续地生成至少装载表面(15)的不少于一个的数字图像(48)；
其特征在于：
通过分析装置(40)分析和检测图像(48)中的故障或误差。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于在图像(48)中出现故障或误差的情况下生成警告信号(46)或控制信号(47)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于为了检测静态图像，监控图像像素的所有或一部分随着时间的推移出现的变化。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于为了检测静态图像，监控存在于图像(48)的图像场内的且以限定的方式改变的标记(50)随着时间推移出现的变化。
15.道路或地面工作单元，其包括自动推进的铣刨机(1)以及不少于一辆的运输车辆(10)，所述运输车辆(10)可独立于所述铣刨机(1)运动，且以如此的方式相对于铣刨机(1)定位，以至于由铣刨机(1)铣除的铣刨材料(14)可被泄放到运输车辆(10)上；
其特征在于铣刨机(1)包括权利要求1或2的特征。
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