CN107938745B - 负载评估系统和负载评估方法 - Google Patents

Abstract

负载评估系统和负载评估方法。负载验证系统和方法可以用于评估从具有负载铲斗的装载作业车辆到具有负载仓的拖运作业车辆的材料装载。系统包括至少一个体积传感器，该至少一个体积传感器联接到装载作业车辆，观察在负载铲斗和负载仓中的至少一个中的材料体积，并且生成对应的体积数据信号。系统还包括装载作业车辆上的第一控制器和拖运作业车辆上的第二控制器。第一和第二控制器中的至少一个：从至少一个体积传感器接收体积数据信号；接收唯一拖运作业车辆标识符；使对应的体积数据信号的体积数据与唯一拖运作业车辆标识符关联；并且将所关联的体积数据和拖运作业车辆标识符存储在存储器中。

Description

负载评估系统和负载评估方法

技术领域

本公开涉及作业车辆，并且涉及一种评估从装载作业车辆到拖运作业车辆的材料装载的负载验证系统。

背景技术

在建筑行业中，各种作业车辆被操作为在工地处执行各种任务。例如，铰接式自卸车可以用于在不平地形上拖运材料负载。挖掘机或装载机可以用于将材料装载到铰接式自卸车的负载仓中。当前，为了测量被装载到铰接式自卸车中的材料体积，操作员可能需要依赖可能比期望的更不准确的各种估计，例如，使用基于铰接式自卸车的额定能力的各种建模技术。

负载拖运车可以基于在一个作业周期期间搬运的材料的体积来付报酬，或者另选地，可以基于在作业周期期间拖运的材料的密度支付负载拖运机。不论哪种情况，被移动材料不准确估计的体积或密度都可能影响在工地处执行的作业的拖运成本。而且，(与挖掘机或装载机和/或铰接式自卸车关联的)装载和/或拖运操作的生产力可以根据由机器在一时间段内移动的材料的体积或密度来测量。生产力评估由此以类似方式遭受不准确的装载/拖运估计。

发明内容

本公开提供了用于评估由装载作业车辆装载拖运作业车辆的系统和方法。

在一个方面中，本公开提供了一种用于评估从具有负载铲斗的装载作业车辆到具有负载仓的拖运作业车辆的材料装载的负载评估系统。负载评估系统包括至少一个体积传感器，该至少一个体积传感器联接到装载作业车辆，并且被配置为感测在负载铲斗和负载仓中的至少一个中的材料的体积，并且生成对应的体积数据信号。负载评估系统包括装载作业车辆上的第一控制器和拖运作业车辆上的第二控制器。第一和第二控制器中的至少一个被配置为：从至少一个体积传感器接收体积数据信号；接收唯一拖运作业车辆标识符；使对应的体积数据信号的体积数据与唯一拖运作业车辆标识符关联；并且将所关联的体积数据和拖运作业车辆标识符存储在存储器中。

在另一个方面中，本公开提供了一种用于评估从具有负载铲斗的装载作业车辆到具有负载仓的拖运作业车辆的材料装载的负载评估方法。方法包括以下步骤：用至少一个体积传感器感测在负载铲斗和负载仓中的至少一个中的材料的体积，并且生成对应的体积数据信号；由装载作业车辆上的第一控制器从至少一个体积传感器接收体积数据信号；由第一控制器向拖运作业车辆上的第二控制器发送对应于体积数据信号的体积数据；由第二控制器使对应的体积数据信号的体积数据与唯一拖运作业车辆标识符关联；以及将所关联的体积数据和拖运作业车辆标识符存储在存储器中。

在另一个方面中，所述方法还包括以下步骤：由所述第二控制器向远离所述装载作业车辆和所述拖运作业车辆的远程处理系统发送所关联的体积数据和拖运作业车辆标识符。

在另一个方面中，所述方法还包括以下步骤：用联接到所述拖运作业车辆的至少一个质量传感器感测所述负载仓中的材料的质量，并且生成对应的质量数据信号；以及由所述第二控制器基于对应于所述质量数据信号的质量数据和对应于所述体积数据信号的所述体积数据而计算密度。

在另一个方面中，所述方法还包括以下步骤：基于所述体积数据或所述质量数据而确定所述拖运作业车辆的超载条件。

在另一个方面中，所述方法还包括以下步骤：由所述体积传感器生成多个体积数据信号，所述多个体积数据信号针对多个铲斗负载周期中的每一个具有各自的体积数据；由所述第二控制器接收所述多个体积数据信号，并且对于各个铲斗负载周期：使所述对应的体积数据信号的所述体积数据与所述拖运作业车辆标识符关联；以及将用于所关联的拖运作业车辆的所述对应的体积数据信号的所述体积数据存储在存储器中。

在另一个方面中，所述方法还包括以下步骤：由所述第二控制器基于在连续的铲斗负载周期内存储在存储器中的体积数据值之间的差而计算所述负载仓中的体积的递增变化。

在另一个方面中，所述装载作业车辆包括动臂和联接到所述负载铲斗的斗杆，并且所述体积传感器是成像装置，该成像装置联接到所述斗杆，以观察所述铲斗中的材料的所述体积并基于该观察而生成图像数据。

下面在附图和说明书中阐述一个或更多个实施方式的细节。其他特征和优点将从说明书、附图以及权利要求变得清晰。

附图说明

图1是其中可以使用所公开负载评估系统和方法的、铰接式自卸车形式的示例拖运作业车辆和挖掘机形式的示例装载作业车辆的立体图；

图1A是处于负载位置中的示例装载作业车辆的动臂和铲斗的示意部分图；

图1B是处于卷回位置中的示例装载作业车辆的动臂和铲斗的示意部分图；

图2是例示了根据各种实施方式的、用于装载作业车辆的示例装载机评估系统的数据流图；

图3是例示了根据各种实施方式的、用于拖运作业车辆的示例拖运负载评估系统的数据流图；

图4是例示了根据各种实施方式的、由图2的装载机评估系统执行的、所公开负载评估系统的示例控制方法的流程图；

图5是例示了根据各种实施方式的、由图3的拖运评估系统执行的、所公开负载评估系统的示例控制方法的流程图；以及

图6是根据各种实施方式的、图5的流程图的继续。

各个附图中类似的附图标记指示类似的元件。

具体实施方式

下文描述了如在上面简要描述的图的附图中所示的、所公开系统和方法的一个或更多个示例实施方式。本领域技术人员可以预期对示例性实施方式的各种修改。

如这里所用的，除非另外限制或修改，具有由连接术语(例如，“和”)分离且前面加上短语“一个或更多个”或“至少一个”的元件的列表指示潜在包括列表的独立元件或其任意组合的构造或结构。例如，“A、B、以及C中的至少一个”或“A、B、以及C中的一个或更多个”指示只有A、只有B、只有C、或A、B、以及C中的两个或更多个的任意组合(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B、以及C)。

如这里所用的，术语模块提及任意硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑、和/或处理器装置(独立或任意组合)，无限制地包括：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适部件。

本公开的实施方式在这里可以在功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤方面来描述。应理解，这种块部件可以由被配置为执行指定功能的任意数量的硬件、软件、和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施方式可以采用可以在一个或更多个微处理器或其他控制装置的控制下执行各种功能的各种集成电路部件(例如，存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等)。另外，本领域技术人员将理解，本公开的实施方式可以连同任意数量的作业车辆一起实践，并且这里所述的铰接式自卸车和挖掘机仅是本公开的一个示例性实施方式。

为了简洁起见，这里可以不详细描述与系统(以及系统的独立操作部件)的信号处理、数据传输、信令、控制、以及其他功能方面有关的传统技术。此外，这里所含的各种附图中所示的连接线被预期为表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应注意，许多另选或另外功能关系或物理连接可以存在于在本公开的实施方式中。

下文描述了如在上面简要描述的图的附图中所示的、所公开的用于拖运作业车辆的负载评估的系统的一个或更多个示例实施方案。通常，所公开系统(以及其中实施系统的作业车辆)通过感测装载作业车辆的铲斗中的体积和/或拖运作业车辆的负载仓中的体积并基于体积生成传感器信号来与传统系统相比提供改进的负载评估。这些体积数据信号被处理为确定铲斗和/或负载仓中的体积，并且用于更准确地计算在作业周期期间由拖运作业车辆拖运的材料的数量或体积。进一步地，通过测量铲斗和/或负载仓中的体积，可以对于拖运作业车辆的装载周期期间装载作业车辆的各铲斗负载计算密度。通过更准确地计算负载的体积或密度，作为作业车辆的生产力的测量，可以更准确地评估拖运和装载成本。

这里的讨论有时可以集中于用于挖掘机的负载评估系统的示例应用。在其他应用中，其他构造也是可能的。例如，在一些实施方式中的作业车辆可以被构造为各种装载机，包括轮式装载机、拖拉机装载机、履带装载机或类似机器。进一步地，作业车辆可以被构造为除了建筑车辆之外的机器，包括来自农业产业、林业产业以及采矿产业的机器，诸如拖拉机、联合收割机、收割机、伐木归堆机等。由此，用于与挖掘机一起使用的负载评估系统的构造仅是示例。类似地，在这里关于铰接式自卸车形式的拖运作业车辆描述负载评估系统。然而，负载评估系统可以与用各种其他拖运机(例如，各种固定底盘自卸车、商品车或具有搬运仓和容器的其他车辆)一起采用。

通常，所公开的负载评估系统包括安装到斗杆(arm)的体积传感器，斗杆联接到装载作业车辆的动臂(boom)。在一个示例中，体积传感器安装在靠近铲斗的动臂斗杆(例如，柄动臂(stick boom))上，使得传感器的视场包括铲斗，但还可以基于斗杆相对于拖运作业车辆的位置包括拖运作业车辆的负载仓。由此，体积传感器联接到装载作业车辆，以观察铲斗中的材料的体积和负载仓中的材料的体积，并且基于体积生成体积数据信号。在各种实施方式中，体积传感器包括捕捉铲斗和/或负载仓的图像数据的照相机组件。在其他实施方式中，体积传感器为雷达、激光雷达或类似传感器。在一些实施方式中，可以采用照相机组件和雷达、激光雷达或类似传感器的组合。进一步地，在其他实施方式中，可以采用一个或更多个液压传感器，以观察与装载作业车辆关联的一个或更多个液压缸内的压力，并且基于观察生成传感器信号。压力传感器信号指示与装载作业车辆的铲斗中的负载关联的质量。在一些实施方式中，可以采用一个或更多个加速计来观察作用在装载作业车辆的铲斗上的加速度，并且基于该观察生成传感器信号。加速传感器信号还指示与装载作业车辆的铲斗中的负载关联的质量。

通常，装载作业车辆的控制器基于铲斗的位置获取体积数据信号。例如，当确定铲斗处于卷回位置中时，控制器获取体积数据信号。体积数据信号由控制器来处理，并且如由体积传感器获取的、铲斗和/或负载仓内的材料体积由装载作业车辆的控制器发送到拖运作业车辆，作为体积数据。

拖运作业车辆的控制器接收体积数据，并且可选地接收来自联接到负载仓的负载传感器的质量数据信号。拖运作业车辆的控制器使体积数据和负载仓中所确定的质量与和拖运作业车辆关联的唯一标识符关联。该关联的数据存储在存储器或数据存储部中。拖运作业车辆的控制器还基于当前体积数据和质量数据来计算密度，并且将该数据与关联数据一起存储在存储器中。控制器在拖运作业车辆的装载周期期间重复该过程，使得在完成装载周期时，存储器或数据存储部包括针对各个特定铲斗装载量或负载周期的特定拖运作业车辆的体积、质量以及密度。该数据由控制器发送到远程处理系统(诸如远距离传送系统)，以使得远程用户能够访问该数据。控制器还可以计算装载周期的总密度，该总密度还可以发送给远程处理系统。

控制器还可以计算各个铲斗负载周期之间的递增变化数据。例如，控制器可以计算装载作业车辆的各个负载周期之间的、密度、体积等的递增变化。该数据也可以发送给远程处理系统。

如上所注释的，可以关于各种作业车辆(包括铰接式自卸车、装载机、平地机、拖拉机、联合收割机、半卡拖车等)使用所公开的负载评估系统和方法。参照图1，在一些实施方式中，所公开的负载评估系统可以与拖运作业车辆10(诸如铰接式自卸车(ADT))和装载作业车辆12(诸如挖掘机)一起使用，以评估由装载作业车辆12装载到拖运作业车辆10中的材料的体积。在该示例中，拖运作业车辆10包括安装到车架16的负载仓14。将理解，具有负载仓14的拖运作业车辆10的构造仅被呈现为示例。

在所描绘的实施方式中，车架16包括第一前架部18和第二后架部20，该第一前架部18和第二后架部20经由铰接接头(未示出)联接在一起，以使得能够在前架部18与后架部20之间枢转移动。负载仓14经由限定用于负载仓14的枢转点的联接销22安装到后架部20。负载仓14限定容纳材料有效负载的接受器。

一个或更多个液压缸24安装到后架部20和负载仓14，使得液压缸24可以被驱动或致动为使负载仓14围绕联接销22枢转。通常，拖运作业车辆10包括两个液压缸24，在拖运作业车辆10的向前行驶方向上，一个在负载仓14的左侧上，一个在负载仓14的右侧上。然而，应注意，拖运作业车辆10可以具有任意数量的液压缸，诸如一个、三个等。各个液压缸24包括在销26处安装到后架部20的端部和在销28处安装到负载仓14的端部。在致动液压缸24时，负载仓14可以从降低的装载位置(图1)移动到升高的卸载位置(未示出)，以倾卸包含在负载仓14内的有效负载。

由此，在所描绘的实施方式中，负载仓14可由一个或更多个液压缸24相对于水平轴竖直枢转。在其他构造中，负载仓的其他移动是可能的。进一步地，在一些实施方式中，可以使用不同数量或构造的液压缸或其他致动器。由此，将理解，负载仓14的构造仅被呈现为示例。在这一点上，负载仓(例如，负载仓14)通常可以被视作枢转地附接到车架的接受器。类似地，联接销(例如，联接销22)通常可以被视作销或实现负载仓到车架的枢转附接的类似特征。就此而论，倾斜致动器(例如，液压缸24)通常可以被视作用于使接受器相对于车架枢转的致动器。

拖运作业车辆10包括推进源，诸如发动机30。发动机30向传动装置32供给动力。在一个示例中，发动机30是受发动机控制模块30a控制的内燃机，诸如柴油机。应注意，因为推进装置可以为燃料电池、电动马达、混合气体电动马达等，所以内燃机的使用仅是示例。

传动装置32从发动机30向联接到拖运作业车辆10的一个或更多个从动轮34(和轮胎)的合适动力传动系统传递动力，以使得拖运作业车辆10能够移动。如本领域技术人员已知的，传动装置32可以包括合适的齿轮传动，该齿轮传动可以在含有一个或更多个齿轮的各种范围(包括但不限于驻车档范围、空档范围、倒车档范围、前进档范围、低档范围等)内操作。在一个示例中，传动装置32受传动控制模块32a控制。

拖运作业车辆10还包括一个或更多个泵40，该泵40可以由拖运作业车辆10的发动机30来驱动。为了驱动液压缸24，来自泵40的流量可以借助各种控制阀42和各种导管(例如，挠性软管)来路由。来自泵40的流量还可以给拖运作业车辆10的各种其他部件提供动力。为了使得液压缸24移动并由此使得负载仓14相对于车架16移动，来自泵40的流量可以以各种方式来控制(例如，借助各种控制阀42的控制)。以该方式，例如，负载仓14在降低的装载位置(图1)与升高的卸载位置(未示出)之间的移动可以由到泵40、控制阀42等的各种控制信号来实施。

通常，可以设置拖运控制器44(或多个控制器)，以便大体上控制拖运作业车辆10的操作的各种方面。拖运控制器44(或其他)可以被构造为具有关联的处理器装置和存储架构的计算装置、硬连接计算电路、可编程电路、液压控制器、电气控制器或电动液压控制器等。由此可见，拖运控制器44可以被构造为执行关于拖运作业车辆10(或其他机械)的各种计算和控制功能。在一些实施方式中，拖运控制器44可以被构造为接收各种格式的输入信号(例如，如液压信号、电压信号、电流信号等)，并且输出各种格式的命令信号(例如，如液压信号、电压信号、电流信号、机械移动等)。在一些实施方式中，拖运控制器44(或其部分)可以被构造为液压部件(例如，阀、流线、活塞以及气缸等)的组件，使得各种装置(例如，泵或马达)的控制可以用且基于液压、机械或其他信号和移动来完成。

拖运控制器44可以与拖运作业车辆10(或其他机械)的各种其他系统或装置电子、液压、机械或其他方式通信。例如，拖运控制器44可以与拖运作业车辆10内(或外)的各种致动器、传感器以及其他装置(包括与泵40、控制阀42等关联的各种装置)电子或液压通信。拖运控制器44可以以各种已知方式(包括经由拖运作业车辆10的CAN总线(未示出)、经由无线或液压通信装置或其他方式)来与其他系统或装置通信(包括其他控制器，诸如装载作业车辆12的装载机控制器144)。图1中描绘了拖运控制器44的示例位置。然而，将理解，其他位置(包括拖运作业车辆10上的其他位置或各种远程位置)是可能的。

在一些实施方式中，拖运控制器44可以被构造为经由人机界面46接收输入命令或与操作员互动，该人机界面46可以布置在拖运作业车辆10的驾驶室48内部，以便操作员容易访问。人机界面46可以以各种方式来构造。在一些实施方式中，人接界面46可以包括输入装置45，该输入装置45包括一个或更多个操纵杆、各种开关或杠杆、一个或更多个按钮、可以被重叠在显示器47上的触摸屏界面、键盘、扬声器、与语音识别系统关联的麦克风或各种其他人机界面装置。人机界面46还包括显示器47，该显示器可以被实施为平板显示器或与拖运作业车辆10的仪表板或控制台集成的其他显示器类型。本领域技术人员可以认识实施拖运作业车辆10中的显示器47的其他技术。

还可以设置各种传感器来观察与拖运作业车辆10关联的各种情况。在一些实施方式中，各种传感器50(例如，压力、流量或其他传感器)可以布置在泵40和控制阀42附近，或者布置在拖运作业车辆10上的别处。例如，传感器50可以包括观察液压回路内的压力(诸如与一个或更多个液压缸24中的至少一个关联的压力)的一个或更多个压力传感器。传感器50也可以观察与泵40相关联的压力。在一些实施方式中，各种传感器可以布置在负载仓14附近。例如，传感器52(例如，负载传感器)可以布置在负载仓14上或联接在负载仓14附近，以便测量参数(包括负载仓14中的负载等)。例如，传感器52可以观察负载仓14中的材料M的质量，并且基于质量生成质量数据信号。

各种传感器54还可以布置在后架部20上或附近，以便测量参数，诸如后架部20的倾斜或斜率等。在一些实施方式中，传感器54可以包括联接到后架部20或附近等的倾斜仪。在特定实施方式中，传感器54可以为观察与拖运作业车辆10关联的重力和加速度的微电子机械传感器(MEMS)。另外，各种传感器54布置在后架部20附近，以便观察负载仓14相对于后架部20的方位。在一些实施方式中，传感器56包括角位置传感器，该角位置传感器联接在后架部20与负载仓14之间，以便检测负载仓14相对于后架部20的角方位。

上面所述的各种部件(或其他部件)可以用于经由对一个或更多个液压缸24的移动的控制来控制负载仓14的移动。各个传感器50、52、54以及56以及人机界面46可以经由合适的通信架构(诸如与拖运作业车辆10关联的CAN总线)与拖运控制器44通信。

拖运作业车辆10包括车辆通信部件60。车辆通信部件60启用拖运控制器44、装载机控制器144以及远程处理系统或远程系统62之间的通信。车辆通信部件60包括用于从装载机控制器144和/或远程系统62接收数据和向装载机控制器144和/或远程系统62发送数据的任意合适系统。例如，车辆通信部件60可以包括无线电，如本领域技术人员公知的，该无线电被构造为从远程站(未示出)接收通过调制射频(RF)信号而发送的数据。例如，远程站(未示出)可以为蜂窝电话网络的一部分，并且数据可以根据长期演进(LTE)标准来发送。车辆通信部件60还向远程站(未示出)发送数据，以实现双向通信。然而，可以另选地使用用于发送和接收数据的其他技术。在一个示例中，如本领域技术人员公知的，车辆通信部件60通过

卫星或通过使用Wi-Fi标准(即，如由电气与电子工程师协会(“IEEE”)定义的802.11标准中的一个或更多个)来实现与装载机控制器144和/或远程系统62的双向通信。由此，车辆通信部件60包括

收发器、卫星收发器、无线电收发器、蜂窝收发器、LTE收发器和/或Wi-Fi收发器。

在特定实施方式中，车辆通信部件60可以被构造为编码数据或生成经编码数据。可以加密由车辆通信部件60生成的经编码数据。如本领域技术人员理解的，安全密匙可以用于解密并解码经编码数据。安全密匙可以为允许解密经编码数据的“密码”或其他结构的数据。另选地，远程站(未示出)可以实施安全协议，以确保通信发生在适当的拖运作业车辆10、装载作业车辆12以及远程系统62之间。

在特定实施方式中，车辆通信部件60与远程系统62通信。在一个示例中，远程系统62包括可从伊利诺伊州莫林的迪尔公司(Deere)商购的JDLink^TM远距离传送系统；然而，远程系统62可以包括任意合适的远距离传送系统。远程系统62包括远程通信部件64、远程控制模块66以及一个或更多个远程数据存储器68。远程通信部件64包括用于接收来自车辆通信部件60和与装载作业车辆12关联的车辆通信部件160的数据和向它们发送数据的任意合适系统。例如，远程通信部件64可以包括无线电，如本领域技术人员公知的，该无线电被构造为从远程站(未示出)接收通过调制射频(RF)信号而发送的数据。例如，远程站(未示出)可以为蜂窝电话网络的一部分，并且数据可以根据长期演进(LTE)标准来发送。远程通信部件64还向远程站(未示出)发送数据，以实现双向通信。然而，可以另选地使用用于发送和接收数据的其他技术。例如，如本领域技术人员公知的，远程通信部件64通过

卫星或通过使用Wi-Fi标准(即，如由电气与电子工程师协会(“IEEE”)定义的802.11标准中的一个或更多个)来实现与车辆通信部件60、160的双向通信。由此，远程通信部件64包括

收发器、无线电收发器、蜂窝收发器、卫星收发器、LTE收发器和/或Wi-Fi收发器。

远程通信部件64还可以被构造为编码数据或生成经编码数据。可以加密由远程通信部件64生成的经编码数据。如本领域技术人员理解的，安全密匙可以用于解密并解码经编码数据。安全密匙可以为允许解密经编码数据的“密码”或其他结构的数据。

远程控制模块66通过促进数据、命令、功率等的传递的合适互连架构或结构来与远程通信部件64和一个或更多个远程数据存储器68通信。远程控制模块66还可以经由门户(诸如基于网络的门户)与一个或更多个远程用户通信。远程控制模块66可以被构造为具有关联处理器装置和存储架构的计算装置、硬连接计算电路、可编程电路等。远程控制模块66接收从车辆通信部件60传达的数据，并且对于远程数据存储器68中的一个或更多个设置数据，诸如用于特定拖运作业车辆10的总密度数据、递增变化数据以及装载周期数据。在一个示例中，一个或更多个远程数据存储器68中的至少一个存储数据，诸如用于拖运作业车辆10的总密度数据、递增变化数据以及装载周期数据。拖运作业车辆10的总密度数据、递增变化数据以及装载周期数据可以以任意期望的格式来存储，并且可以包括一个或更多个表。表可以由拖运作业车辆标识符等来索引，以使得能够在从经由基于网络的门户与远程控制模块66通信的远程用户接收到请求时，检索总密度数据、递增变化数据和/或装载周期数据。

继续参照图1，装载作业车辆12包括枢转地安装到底架104的上架102。上架102可以借助于螺纹枢108枢转地安装在底架104上。上架102可在螺纹枢108上相对于底架104旋转大约360度。液压马达(未示出)可以驱动用于使上架102围绕螺纹枢108枢转的齿轮系(未示出)。

底架104可以包括用于沿着地面移动的、在底架104的相反侧上的一对地面啮合轨道106。另选地，装载作业车辆12可以包括用于与地面啮合的轮。上架102包括机器操作员在其中控制机器的驾驶室110。驾驶室110包括装载机人机界面114。装载机人机界面114可以以各种方式来构造。在一些实施方式中，装载机人机界面114包括装载机输入装置116，该装载机输入装置116包括一个或更多个操纵杆、各种开关或杠杆、一个或更多个按钮、可以被重叠在显示器118上的触摸屏界面、键盘、扬声器、与语音识别系统关联的麦克风、控制踏板或各种其他人机界面装置。装载机人机界面114还包括显示器118，该显示器可以被实施为平板显示器或与装载作业车辆12的仪表板或控制台集成的其他显示器类型。本领域技术人员可以认识实施装载作业车辆12中的显示器118的其他技术。操作员可以为了操作装载作业车辆12和/或发起负载评估的目的而致动装载机人机界面114的一个或更多个装置。

装载作业车辆12还包括从靠近驾驶室110的上架102延伸的大的动臂120。动臂120可通过致动一对动臂液压缸122来围绕垂直弧旋转。铲斗柄或斗杆124可旋转地安装在动臂120的一端处，并且其位置受液压缸126控制。动臂120的相反端联接到上架102。在与动臂120相反的端处，铲斗柄或斗杆124安装到可借助于液压缸130相对于斗杆124枢转的挖掘机铲斗128。

装载作业车辆12的上架102包括保护推进系统(诸如发动机132)的外壳盖。在与驾驶室110相反的端处，上架102包括配重体134。配重体134包括填充有材料以向机器添加重量并抵消在铲斗128中收集的负载的外壳。抵消重量可以提高装载作业车辆12的挖掘性能。

装载作业车辆12还包括可以被装载作业车辆12的发动机132驱动的一个或更多个泵140。为了驱动液压缸122、126、130，来自泵140的流量可以借助各种控制阀142和各种导管(例如，挠性软管)来路由。来自泵140的流量还可以给装载作业车辆12的各种其他部件提供动力。为了使得液压缸122、126、130移动并由此使得铲斗128相对于上架102移动，来自泵140的流量可以以各种方式来控制(例如，借助各种控制阀142的控制)。以该方式，例如，铲斗128在装载材料M的装载位置(图1A)与搬运材料M(图1B)的卷回位置R之间的移动可以由针对泵140、控制阀142等的各种控制信号来实施。

通常，可以设置装载机控制器144(或多个控制器)，以便大体上控制装载作业车辆12的操作的各种方面。装载机控制器144(或其他)可以被构造为具有关联的处理器装置和存储架构的计算装置、(多个)硬连接计算电路、可编程电路、液压控制器、电气控制器或电动液压控制器等。由此可见，装载机控制器144可以被构造为执行关于装载作业车辆12(或其他机械)的各种计算和控制功能。在一些实施方式中，装载机控制器144可以被构造为接收各种格式的输入信号(例如，如液压信号、电压信号、电流信号等)，并且输出各种格式的命令信号(例如，如液压信号、电压信号、电流信号、机械移动等)。在一些实施方式中，装载机控制器144(或其部分)可以被构造为液压部件(例如，阀、流线、活塞以及气缸等)的组件，使得各种装置(例如，泵或马达)的控制可以用且基于液压、机械或其他信号和移动来完成。

装载机控制器144可以与装载作业车辆12(或其他机械)的各种其他系统或装置电子、液压、机械或其他方式通信。例如，装载机控制器144可以与装载作业车辆12内(或外)的各种致动器、传感器以及其他装置(包括与泵140、控制阀142等关联的各种装置)电子或液压通信。装载机控制器144可以以各种已知方式(包括经由装载作业车辆12的CAN总线(未示出)、经由无线或液压通信装置或其他方式)来与其他系统或装置通信。图1中描绘了装载机控制器144的示例位置。然而，将理解，其他位置(包括装载作业车辆12上的其他位置或各种远程位置)是可能的。装载机控制器144经由装载机人机界面114接收输入命令并与操作员互动。

还可以设置各种传感器来观察与装载作业车辆12关联的各种情况。在一些实施方式中，各种传感器150(例如，压力、流量或其他传感器)可以布置在泵140和控制阀142附近，或者布置在装载作业车辆12上的别处。例如，传感器150可以包括观察液压回路内的压力(诸如与一个或更多个液压缸122、126、130中的至少一个关联的压力)并基于观察生成传感器信号的一个或更多个压力传感器。基于在液压缸122、126、130内观察到的压力，装载机控制器144确定铲斗128内的负载的质量。传感器150也可以观察与泵140关联的压力。在一些实施方式中，各种传感器可以布置在铲斗128附近。例如，可以采用一个或更多个加速计来观察作用在装载作业车辆12的铲斗128上的加速度，并且基于该观察生成传感器信号。装载机控制器144接收这些传感器信号并处理传感器信号，以确定铲斗128内的负载的质量。

传感器152(例如，体积传感器)可以布置在斗杆124上或联接到斗杆124，以便测量参数，包括铲斗128中材料M(图1B)的体积和/或负载仓14(图1)内的材料M的体积等。应注意，因为传感器152可以安装在装载作业车辆12上的任意期望位置处来观察铲斗128中材料M(图1B)的体积和/或负载仓14(图1)内的材料M的体积等，并且基于体积生成传感器信号，所以图1-图1B中的传感器152的位置仅是示例性的。另外，装载作业车辆12可以包括观察负载仓14和铲斗128中的材料的体积的多于一个传感器152。

在一个示例中，传感器152包括照相机组件，该照相机组件在铲斗128处于卷回位置R(图1B)中时观察包括铲斗128的区域，并且在铲斗128处于倾卸位置D(图1)中时观察包括负载仓14的区域，并且基于观察生成图像数据。应注意，虽然以下描述提及“照相机组件”，但可以采用任意合适的视觉传感器来获得可以包括铲斗128和/或负载仓14的被成像区域。而且，传感器152可以包括观察对象(诸如铲斗128和/或负载仓14)并且基于观察生成指示铲斗128和/或负载仓14中的体积的传感器信号的激光雷达、雷达或类似传感器。另外，传感器152可以包括传感器(诸如照相机组件、激光雷达以及雷达)的组合。

在该示例中，参照图1B，传感器152安装到装载作业车辆12或与装载作业车辆12关联(或以其他方式来定位)，以便捕捉视场152a的至少一部分的图像，该视场152a在该示例中当铲斗128处于卷回位置R中时包括装载作业车辆12的铲斗128，并且在铲斗128处于倾卸位置D中时包括拖运作业车辆10的负载仓14。传感器152可以与装载机控制器144(或其他装置)电子(或其他方式)通信，并且可以包括各种类型的、各种数量的照相机。在特定实施方式中，传感器152可以包括能够捕捉彩色图像的彩色照相机。在其它实施方式中，传感器152可以包括捕捉红外图像的红外照相机。在特定实施方式中，传感器152可以包括能够捕捉灰度图像的灰度照相机组件。在其它实施方式中，传感器152可以包括能够捕捉立体图像的立体照相机组件。例如，传感器152可以包括具有两个或更多个镜头和图像传感器的立体照相机，或被设置为捕捉视场152a的立体图像的多个照相机，该图像包括视场152a内的铲斗128和/或负载仓14内的材料M的体积。

图像可以根据各种定时或其他考虑由传感器152来捕捉，并且图像数据或图像流可以包括时间戳。在特定实施方式中，例如，传感器152可以基于铲斗128的位置(诸如铲斗128处于卷回位置(图1B)或倾卸位置D(图1)中的位置)连续捕捉图像。在特定实施方式中，用于传感器152的嵌入式控制系统(未示出)可以使得传感器152随着装载作业车辆12执行负载周期而以规律的时间间隔捕捉视场152a的图像。另外，装载机人机界面114的一个或更多个输入装置也可以用于使得传感器152捕捉视场152a的图像。

传感器152提供用于装载机控制器144的局部图像数据的源。将理解，用于装载机控制器144的各种其他图像数据源可以是可用的。例如，便携式电子装置(未示出)可以提供用于装载机控制器144的图像数据源(即，作为远程图像数据的源)。便携式电子装置可以与装载作业车辆12通信，以向与装载作业车辆12关联的车辆通信部件160发送数据，并且从车辆通信部件160接收数据。便携式电子装置为在装载作业车辆12之外的任意合适电子装置，包括但不限于：手持便携式电子装置(诸如平板计算装置、移动或智能电话、个人数字助理、膝上型计算装置等)。

各种传感器154(例如，铲斗位置传感器)还可以布置在铲斗128上或附近，以便测量参数，诸如铲斗128相对于斗杆124的方位、诸如铲斗128是处于装载位置L(图1A)中、卷回位置R(图1B)还是倾卸位置D(图1)中。在一些实施方式中，传感器154包括角位置传感器，该角位置传感器联接在斗杆124与铲斗128之间，以便检测铲斗128相对于斗杆124的角方位。

上面所述的各种部件(或其他部件)可以用于经由对一个或更多个液压缸122、126、130的移动的控制来控制铲斗128的移动。因此，这些部件可以被视为装载作业车辆12的控制系统的形成部分。各个传感器150-152、质量传感器以及装载机人机界面114经由合适的通信架构(诸如CAN总线)与装载机控制器144通信。

装载作业车辆12包括车辆通信部件160。车辆通信部件160启用装载机控制器144、拖运控制器44以及远程系统62之间的通信。车辆通信部件160包括用于从拖运控制器44和/或远程系统62接收数据和向拖运控制器44和/或远程系统62发送数据的任意合适系统。例如，车辆通信部件160可以包括无线电，如本领域技术人员公知的，该无线电被构造为从远程站(未示出)接收通过调制射频(RF)信号而发送的数据。例如，远程站(未示出)可以为蜂窝电话网络的一部分，并且数据可以根据长期演进(LTE)标准来发送。车辆通信部件160还向拖运控制器44和/或远程系统62发送数据，以实现双向通信。然而，可以另选地使用用于发送和接收数据的其他技术。在一个示例中，如本领域技术人员公知的，车辆通信部件160通过

卫星或通过使用Wi-Fi标准(即，如由电气与电子工程师协会(“IEEE”)定义的802.11标准中的一个或更多个)来实现与拖运控制器44和/或远程系统62的双向通信。由此，车辆通信部件160包括

收发器、卫星收发器、无线电收发器、蜂窝收发器、LTE收发器和/或Wi-Fi收发器。

在特定实施方式中，车辆通信部件160可以被构造为编码数据或生成经编码数据。可以加密由车辆通信部件160生成的经编码数据。如本领域技术人员理解的，安全密匙可以用于解密并解码经编码数据。安全密匙可以为允许解密经编码数据的“密码”或其他结构的数据。另选地，远程站(未示出)可以实施安全协议，以确保通信发生在适当的装载作业车辆12、拖运作业车辆10以及远程系统62之间。

在各种实施方式中，拖运控制器44与装载机控制器144中的每一个包括各自的负载评估控制模块，即，分别嵌入在相应的拖运控制器44与装载机控制器144中的拖运负载评估控制模块44a和装载机评估控制模块144a。在各种实施方式中，装载机评估控制模块144a基于从装载机输入装置116接收的输入、从传感器154接收的传感器信号、从传感器152接收的传感器信号且还基于本公开的负载评估系统和方法来向拖运控制器44输出当前负载体积数据。在各种实施方式中，装载机评估控制模块144a基于从装载机输入装置116接收的输入且还基于本公开的负载评估系统和方法来输出装载周期结束的通知。

在各种实施方式中，拖运负载评估控制模块44a使拖运作业车辆10标识符与从装载机控制器144接收的当前负载体积数据关联，并且将所关联数据存储在数据存储部中。拖运负载评估控制模块44a还使拖运作业车辆10标识符与从装载机控制器144接收的当前负载体积数据和从传感器50接收的传感器信号关联，并且将所关联数据存储在数据存储部中。拖运负载评估控制模块44a基于所关联数据且还基于本公开的负载评估系统和方法输出用于远程系统62的递增变化数据。拖运负载评估控制模块44a基于所关联数据且还基于本公开的负载评估系统和方法输出用于远程系统62的总密度数据。拖运负载评估控制模块44a基于所关联数据且还基于本公开的负载评估系统和方法输出用于远程系统62的装载周期数据。拖运负载评估控制模块44a还基于所关联数据且还基于本公开的负载评估系统和方法输出用于人机界面46的超载通知。

应理解，虽然先前描述和以下描述描述了由拖运控制器44的拖运负载评估控制模块44a和装载机控制器144的装载机评估控制模块144a中的特定模块执行的各种处理，但以下处理中的一个或更多个可以由远程控制模块66来执行。而且，由拖运负载评估控制模块44a执行的处理中的一个或更多个可以由装载机评估控制模块144a来执行，反之亦然。

现在参照图2且继续参照图1，数据流图例示了用于装载作业车辆12的装载机评估系统200的各种实施方式，该装载机评估系统200可以嵌入在装载机控制器144的装载机评估控制模块144a内。根据本公开的装载机评估系统200的各种实施方式可以包括嵌入在装载机控制器144内的任意数量的子模块。如可以理解的，可以组合和/或进一步分割图2中所示的子模块，以类似地评估拖运作业车辆10中的负载，以输出当前负载体积数据并输出装载周期结束通知。到装载机评估系统200的输入可以从传感器152(图1)接收，从传感器154(图1)接收，从装载机输入装置116(图1)接收，从与装载作业车辆12关联的其他控制模块(未示出)接收，从与拖运作业车辆10关联的控制模块(未示出)接收，和/或由装载机控制器144内的其他子模块(未示出)来确定/建模。在各种实施方式中，装载机评估控制模块144a包括体积监测模块202和装载机通信控制模块204。

体积监测模块202接收启用206和禁用208作为输入。在各种实施方式中，启用206和禁用208被接收为到装载机人机界面114的装载机输入装置116的输入命令，并且命令负载评估的开始(启用)或停止(禁用)。在一个示例中，装载机人机界面114包括开关或按钮，该开关或按钮被致动(例如，按压)，以发送启用(启用206)负载评估的信号，并且被再致动(例如，再按压)，以发送禁用(禁用208)负载评估的信号。然而，将理解，任意合适的装置可以用于启用或禁用负载评估，包括从拖运控制器44接收的命令。

基于启用206的接收，体积监测模块202接收铲斗位置数据210作为输入。铲斗位置数据210是从装载作业车辆12的传感器154接收的一个或更多个传感器信号。体积监测模块202处理铲斗位置数据210并确定铲斗128是否处于装载位置L(图1A)中，使得铲斗128能够填充材料。如果铲斗128处于装载位置L(图1A)中，则体积监测模块202继续处理铲斗位置数据210，以确定铲斗128是否移至卷回位置R(图1B)，使得铲斗128装有材料。

如果体积监测模块202确定铲斗128处于卷回位置R(图1B)中，则体积监测模块202接收体积数据信号212作为输入。另选地，体积监测模块202可以基于铲斗128处于倾卸位置D(图1)中的确定接收体积数据信号212作为输入。体积数据信号是从传感器152接收的传感器数据。在该示例中，体积数据信号212包括图像数据或图像流。

体积监测模块202处理图像数据并确定铲斗128或负载仓14是否处于图像数据内。如果铲斗128或负载仓14二者之一处于从传感器152接收的图像数据内，则体积监测模块202处理图像数据，以确定存在于铲斗128或负载仓14内的材料体积。如果体积监测模块202在从传感器152接收的图像数据中未识别铲斗128或负载仓14，则体积监测模块202可以向例如人机界面46和/或装载机人机界面114输出错误。

基于该处理，体积监测模块202对于装载机通信控制模块204设置体积数据214。体积数据214为针对装载作业车辆12的当前负载周期的在铲斗128或负载仓14中的当前体积。“负载周期”被定义为铲斗128从装载位置L(图1A)到卷回位置R(图1B)的移动。换句话说，负载周期是铲斗128的单铲。在确定针对当前负载周期的体积数据214之后，体积监测模块202处理铲斗位置数据210并确定铲斗128是否已经返回到装载位置L(图1A)，使得铲斗128中的材料已经被倾卸到负载仓14中。如果是，则体积监测模块202对于铲斗128的各负载周期重复上述过程，直到接收到禁用208为止。

基于禁用208的接收，体积监测模块202对于装载机通信控制模块204设置结束数据216。结束数据216指示已经完成装载周期。“装载周期”被定义为用材料填充拖运作业车辆10的负载仓14的、铲斗128的一个或更多个负载周期。换句话说，装载周期通常为铲斗128的多铲。

装载机通信控制模块204接收体积数据214作为输入。装载机通信控制模块204对于拖运控制器44输出体积数据214。装载机通信控制模块204还接收结束数据216作为输入。基于结束数据216，装载机通信控制模块204对于拖运控制器44输出装载周期结束通知218。装载周期结束通知218指示拖运作业车辆10的装载周期完成。

现在参照图3且继续参照图1，数据流图例示了用于拖运作业车辆10的拖运负载评估系统300的各种实施方式，该拖运负载评估系统300可以嵌入在拖运控制器44的拖运负载评估控制模块44a内。根据本公开的拖运负载评估系统300的各种实施方式可以包括嵌入在拖运控制器44内的任意数量的子模块。如可以理解的，可以组合和/或进一步分割图3中所示的子模块，以类似地使体积数据与拖运标识符关联，以输出负载周期之间的体积或密度的递增变化，输出装载周期的总密度数据，输出装载周期数据并输出超载通知。到拖运负载评估系统300的输入可以从传感器52(图1)接收，从与装载作业车辆12关联的控制模块(图2)接收，从与拖运作业车辆10关联的控制模块(未示出)接收，和/或由拖运控制器44内的其他子模块(未示出)来确定/建模。在各种实施方式中，拖运负载评估控制模块44a包括数据管理器模块302、数据存储部304、计算模块306以及拖运通信控制模块310。

数据管理器模块302接收来自装载机控制器144的体积数据214作为输入。基于所接收的体积数据214，数据管理器模块302从与拖运负载评估控制模块44a关联的存储器检索唯一拖运标识符316。唯一拖运标识符316由制造商存储在与拖运负载评估控制模块44a关联的存储器中，并且包括与该特定拖运作业车辆10关联的唯一默认值，诸如车辆识别号。数据管理器模块302使所接收的体积数据214与所检索的拖运标识符316关联，并且将该关联的数据存储在数据存储部304中。

在一个示例中，基于所接收的体积数据214，数据管理器模块302接收来自传感器52的质量数据信号318作为输入。数据管理器模块302处理质量数据信号318，以确定负载仓14中的有效负载的质量。数据管理器模块302使所确定的质量数据与拖运标识符316和体积数据214关联，以生成关联的当前周期数据320，该关联的当前周期数据320存储在数据存储部304中，并且对于计算模块306来设置。由此，所关联的当前周期数据320是从装载机控制器144接收的体积数据214和根据质量数据信号318确定的质量数据，针对由装载作业车辆12执行的特定负载周期，体积数据214和质量数据均与由拖运标识符316识别的特定拖运作业车辆10关联。由此，所关联的当前周期数据320包括针对由装载作业车辆12执行的特定负载周期与特定拖运作业车辆10关联的数据。

基于所接收的体积数据214，数据管理器模块302确定体积数据214是否与由装载作业车辆12向拖运作业车辆10装载的周期的开始关联。在一个示例中，数据管理器模块302基于来自装载机控制器144的装载周期结束通知218的之前接收来确定装载作业周期的开始。换句话说，如果数据管理器模块302接收装载周期结束通知218作为输入且随后接收体积数据214作为输入，则数据管理器模块302确定新装载作业周期的开始并随着新装载周期的开始而将所关联的当前周期数据320存储在数据存储部304中。通常，如果数据管理器模块302接收继之前接收的体积数据214之后的体积数据214作为输入，则数据管理器模块302确定随后接收的体积数据214与拖运作业车辆10的同一装载周期关联，并且将所生成的关联当前周期数据320作为当前装载周期的下一负载周期而保存在数据存储部304中。

数据管理器模块302还接收来自装载机控制器144的装载周期结束通知218作为输入。基于装载周期结束通知218的接收，数据管理器模块302将任意随后接收的体积数据214作为拖运作业车辆10的新装载周期的开始而存储在数据存储部304中。应注意，装载周期结束通知218是如何聚集与拖运作业车辆10的特定装载周期关联的数据的一个示例。将理解，可以采用其他技术，诸如例如使用时间戳。

数据存储部304存储拖运作业车辆10的各装载周期的关联当前周期数据320，并且还存储各负载周期的当前负载密度322。在一个示例中，数据存储部304是关系数据库，并且数据管理器模块302可以将关联的当前周期数据320和当前负载密度320存储在与数据存储部304关联的一个或更多个表中。例如，数据存储部304中的表中的一个或更多个可以基于拖运标识符316和当前负载周期来索引。用于特定拖运作业车辆10的各装载周期还可以与表关联，使得各表在拖运作业车辆10的装载周期期间用数据管理器模块302来填充。由此，在一个示例中，基于新装载周期开始的确定，数据管理器模块302可以产生新数据结构(诸如表)，并且将关联的当前周期数据320和当前负载密度322中的每一个存储在该数据结构内，直到接收到装载周期结束通知218为止。应注意，因为数据存储部304可以包括面向对象的数据库，所以以表格格式存储关联的当前周期数据320和当前负载密度322仅是示例性的。

计算模块306接收关联的当前周期数据320作为输入。基于关联的当前周期数据320，计算模块306基于当前负载的质量(m)与体积(V)的比值计算当前负载的密度(ρ)，其中，ρ是单位为千克每升(kg/L)的密度，m是根据当前负载周期的质量数据信号318确定的单位为千克(kg)的质量，并且V是来自当前负载周期的体积数据214的体积。计算模块306将所计算的密度作为当前负载密度322存储在数据存储部304中。通常，计算模块306将当前负载密度322与关联的当前周期数据320一起存储，使得针对装载作业车辆12的特定负载周期与特定拖运作业车辆10关联的数据包括根据质量数据信号318确定的质量数据、从装载作业车辆12接收的体积数据214以及由计算模块306确定或计算的当前负载密度322，这些数据中的每一个与拖运标识符316关联。

基于关联的当前周期数据320，计算模块306从数据存储部304检索最后周期数据324。最后周期数据324是拖运作业车辆10的当前装载周期的最后或之前存储的关联数据，该数据包括最后存储负载周期的关联的当前周期数据320和当前负载密度322。换句话说，最后周期数据324是与拖运标识符316关联且从数据存储部304检索的之前负载周期的所确定质量数据、体积数据214以及负载密度。

基于最后周期数据324和关联的当前周期数据320，计算模块306确定递增体积变化数据326和递增密度变化数据328。在一个示例中，计算模块306通过从关联的当前周期数据320的体积数据214减去最后周期数据324的体积数据214来计算递增体积变化数据326。计算模块306对于拖运通信控制模块310设置递增体积变化数据326。在一个示例中，计算模块306通过从当前负载密度322减去最后周期数据324的最后当前密度数据322来计算递增密度变化数据328。计算模块306对于拖运通信控制模块310设置递增密度变化数据328。可选地，计算模块306可以将递增体积变化数据326和递增密度变化数据328存储在数据存储部304中。

基于所接收的关联的当前周期数据320，计算模块306还确定关联的当前周期数据320中的体积数据214是否大于预定义阈值。在一个示例中，预定义阈值是工厂设置值，诸如拖运作业车辆10的额定堆载能力。如果体积数据214大于预定义阈值，则计算模块306输出超载通知330。在各种实施方式中，超载通知330被输出到拖运作业车辆10的人机界面46；然而，还可以对于拖运通信控制模块310设置超载通知330，并且由拖运通信控制模块310向装载机控制器144和/或远程系统62输出超载通知330。

另选地，基于所接收的关联当前周期数据320，计算模块306确定来自关联当前周期数据320中的质量数据信号318的所确定质量数据是否大于预定义阈值，诸如预定义质量阈值。在一个示例中，预定义质量阈值是工厂设置值，诸如拖运作业车辆10的额定能力。如果来自质量数据信号318的所确定质量数据214大于预定义阈值，则计算模块306输出超载通知330。在各种实施方式中，超载通知330被输出到拖运作业车辆10的人机界面46；然而，还可以对于拖运通信控制模块310设置超载通知330，并且由拖运通信控制模块310向装载机控制器144和/或远程系统62输出超载通知330。

拖运通信控制模块310接收递增体积变化数据326和递增密度变化数据328作为输入。基于递增体积变化数据326和递增密度变化数据328，拖运通信控制模块310生成向远程系统62输出的递增变化数据332。递增变化数据332包括特定负载周期的递增体积变化数据326和递增密度变化数据328。

拖运通信控制模块310还接收装载周期结束通知218作为输入。基于装载周期结束通知218，拖运通信控制模块310从数据存储部304检索装载周期数据334。装载周期数据334包括已完成装载周期的各个负载周期的关联的周期数据和密度数据。换句话说，装载周期数据334是拖运作业车辆10的装载周期期间由装载作业车辆12完成的各负载周期的、根据质量数据信号318确定的质量数据、体积数据214以及当前负载密度322。拖运通信控制模块310向远程系统62输出所检索的装载周期数据334。

在特定实施方式中，基于所检索的装载周期数据334，拖运通信控制模块310确定或计算总负载密度336。在该示例中，拖运通信控制模块310通过将在装载周期数据334中检索的各个当前负载密度322值求和来计算总负载密度336。拖运通信控制模块310向远程系统62输出总负载密度336。应注意，在特定实施方式中，总负载密度336由远程控制模块66基于从拖运通信控制模块310接收装载周期数据334来计算。

现在还参照图4，流程图例示了根据本公开的、可以由图1和图2的装载机控制器144执行的控制方法400。如鉴于本公开可以理解的，方法内操作的顺序不限于如图4例示的顺序执行，而是可以以如可适用且根据本公开的一个或更多个变化顺序来执行。

在各种实施方式中，方法可以被安排为基于预定事件来运行，和/或例如可以基于接收启用206来运行。

在一个示例中，参照图4，方法在402处开始。在404处，方法确定是否已经接收到启用206。如果是，则方法进行到406。否则，方法循环。

在406处，方法基于铲斗位置数据210，确定铲斗128是否处于装载位置L(图1A)中。如果是，则方法进行到408。否则，方法循环。

在408处，方法基于铲斗位置数据210，确定铲斗128是否处于卷回位置R(图1B)中。如果是，则方法进行到410。否则，方法循环。

在410处，方法从传感器152接收体积数据信号212并处理该信号。在一个示例中，方法处理体积数据信号212，以确定负载仓14和/或铲斗128是否处于从传感器152接收的图像数据内。在该示例中，如果是，则方法将经处理的体积数据信号212作为体积数据214发送给拖运控制器44。体积数据214包括如由传感器152观察的、当前负载周期的、负载仓14和/或铲斗128中的材料的体积。

在414处，方法基于铲斗位置数据210确定铲斗128是否已经返回到装载位置L(图1A)，使得铲斗128中的材料已经被倾卸到负载仓14(图1)中。如果是，则方法进行到416。否则，方法循环。

在416处，方法确定是否已经接收到禁用208。如果是，则方法进行到418。否则，方法循环到408；

在418处，方法向拖运控制器44发送装载周期结束通知218。方法在420处结束。

现在还参照图5和图6，流程图例示了根据本公开的、可以由图1和图3的拖运控制器44执行的控制方法500。如鉴于本公开可以理解的，方法内操作的顺序不限于如图5和图6例示的顺序执行，而是可以以如可适用且根据本公开的一个或更多个变化顺序来执行。

在各种实施方式中，方法可以被安排为基于预定事件来运行，和/或例如可以基于从装载机控制器144接收体积数据214来运行。

参照图5，方法在502处开始。在504处，方法从装载机控制器144接收铲斗128中的当前负载的体积数据214。在506处，方法从与拖运负载评估控制模块44a关联的存储器检索拖运标识符316。在508处，方法从传感器52接收质量数据信号318并处理该信号，并且确定与负载仓14关联的质量数据。在510处，针对铲斗128中的当前负载，方法使体积数据214和根据质量数据信号318确定的质量数据与拖运标识符316关联，从而生成关联的当前周期数据320。

在510处，方法基于从装载作业车辆12接收的最后通信是否是装载周期结束通知218来确定关联的当前周期数据320是否用于拖运作业车辆10的新装载周期。如果最后通信是装载周期结束通知218，则方法确定拖运作业车辆10的新装载周期已经开始，并且进行到514。否则，如果最后通信是体积数据214，则方法确定铲斗128中的当前负载是拖运作业车辆10的当前装载周期的一部分，并且进行到516。

在514处，方法将关联的数据(铲斗128中的当前负载的体积数据214和根据质量数据信号318确定的质量数据与拖运标识符316或关联的当前周期数据320)存储在数据存储部304中的新装载周期数据结构中。在516处，方法将关联的数据(铲斗128中的当前负载的体积数据214和根据质量数据信号318确定的质量数据与拖运标识符316或关联的当前周期数据320)存储在数据存储部304中的当前装载周期数据结构中。

在518处，方法使用密度计算方程(ρ＝m/V)基于关联的当前周期数据320来计算当前负载密度322。在520处，方法将所计算的当前负载密度322与关联的当前周期数据320一起存储在数据存储部304中。在522处，方法确定体积数据214是否大于预定义阈值，诸如拖运作业车辆10的额定堆载能力。另选地，方法确定来自质量数据信号318的所确定质量是否大于预定义阈值，诸如预定义质量阈值。如果是，则在524处，方法输出超载通知330。

否则，在526处，方法确定是否从装载机控制器144接收到新体积数据214。如果失败，则方法进行到图6上的A。如果是，则方法进行到528。

在528处，方法计算最后周期数据324的体积数据214与从装载机控制器144接收的新体积数据214之间的体积的递增变化(即，递增体积变化数据326)。在530处，方法计算最后周期数据324的当前负载密度322与基于新体积数据214计算的当前负载密度322之间的密度的递增变化(即，递增密度变化数据328)。在532处，方法向远程系统62发送或输出递增变化数据332。方法循环到506。

参照图6，从A开始，在534处，方法确定是否已经接收到装载周期结束通知218。如果是，则方法进行到536。否则，方法进行回到图5上的B。

在536处，方法检索装载周期数据334。在538处，方法基于来自装载周期数据334的当前负载密度322计算总负载密度336。在540处，方法向远程系统62发送总负载密度336和装载周期数据334。方法在542处结束。

如本领域技术人员将理解的，所公开主题的特定方面可以被具体实施为方法、系统(例如，包括在作业车辆中的作业车辆控制系统)或计算机程序产品。因此，特定实施方式可以被整体实施为硬件、整体实施为软件(包括固件、常驻软件、微代码等)或被实现为软件和硬件(或其他)方面的组合。此外，特定实施方式可以采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品，计算机可用程序代码在介质中具体实施。

可以使用任意合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用介质可以为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可用或计算机可读存储介质(包括与计算装置或客户端电子装置关联的存储装置)例如可以为但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或前述的任意合适组合。计算机可读介质的更具体示例(非穷尽列表)将包括以下示例：具有一个或更多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置。在本文献的语境中，计算机可用或计算机可读存储介质可以为可含有或存储用于由指令执行系统、设备或装置使用或关于该系统、设备或装置使用的程序的任意有形介质。

计算机可读信号介质可以包括内部具体实施有计算机可读程序代码的传播数据信号(例如，在基带中或作为载波的一部分)。这种传播信号可以采取各种形式(包括但不限于电磁、光或其任意合适组合)中的任意一个。计算机可读信号介质可以为永久的，并且可以为不是计算机可读存储介质且可以传达、传播或传输用于指令执行系统、设备或装置使用或关于该系统、设备或装置使用的程序的任意计算机可读介质。

这里所述的特定实施方式的方面可以参照根据本发明的实施方式的方法、设备(系统)以及计算机程序产品的流程图和/或框图来描述。将理解，任意这种流程图和/或框图中的块以及这种流程图和/或框图中的块的组合可以由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备执行的指令产生用于实施在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实施流程图和/或框图块中所指定的功能/动作的指令的制品。

计算机程序指令还可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实施的处理，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的步骤。

附图中的任意流程图和框图或上面类似的讨论可以例示根据本公开的各种实施方式的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能以及操作。在这一点上，流程图或框图中的各块可以表示包括用于实施指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令的模块、片段或代码的一部分。还应注意，在一些另选实施方案中，块中注释的(或在这里以另外方式描述的)功能可以在附图中所注释的顺序之外发生。例如，连续示出的两个块(或连续描述的两个操作)实际上可以大致同时执行，或者块(或操作)有时可以以相反的顺序来执行，这取决于所涉及的功能。还将注意，任意框图和/或流程图的各块以及任意框图和/或流程图中的块的任意组合可以由基于专用硬件的系统来实施，该系统执行专用硬件和计算机指令的指定功能或动作或组合。

这里所用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并且不旨在限制本公开。如这里所用的，单数形式“一”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚指示。还将理解，术语“包括”在用于本说明书中时指定所叙述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。

本公开的描述已经为了例示和描述的目的而提供，并非旨在对本公开进行穷尽，或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变型将在不偏离本公开的范围和精神的情况下对于本领域普通技术人员是清晰的。选择并描述这里明确参考的实施方式以最好地说明本公开的原理及其实际应用，以使本领域其他普通技术人员能够理解本公开并识别对所述示例的许多改变、修改以及变型。因此，除了明确叙述的那些实施方式和实施方案之外的各种实施方式和实施方案在随附权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种用于评估从具有负载铲斗的装载作业车辆到具有负载仓的拖运作业车辆的材料装载的负载评估系统，所述负载评估系统包括：

至少一个体积传感器，所述至少一个体积传感器联接到所述装载作业车辆，并且被配置为在多个铲斗负载周期中的每一个内感测在所述负载铲斗和所述负载仓中的至少一个中的材料的体积，并且生成对应的体积数据信号；

至少一个质量传感器，所述至少一个质量传感器联接到所述拖运作业车辆，并且被配置为在各个铲斗负载周期内感测所述负载仓中的材料的质量并生成对应的质量数据信号；以及

所述装载作业车辆上的第一控制器和所述拖运作业车辆上的第二控制器，其中，所述第一控制器和所述第二控制器中的至少一个被配置为：

从所述至少一个体积传感器接收所述体积数据信号并且从所述至少一个质量传感器接收所述质量数据信号；

接收唯一拖运作业车辆标识符；

对于各个铲斗负载周期，使所述对应的体积数据信号的体积数据、所述对应的质量数据信号的质量数据与所述唯一拖运作业车辆标识符关联；以及

将所关联的体积数据、质量数据和拖运作业车辆标识符存储在存储器中。

2.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述第一控制器从所述体积传感器接收所述体积数据信号并向所述第二控制器发送所述体积数据信号，并且所述第二控制器从存储器接收所述唯一拖运作业车辆标识符并使所述对应的体积数据信号的所述体积数据与所述唯一拖运作业车辆标识符关联。

3.根据权利要求2所述的负载评估系统，其中，所述第二控制器向远离所述装载作业车辆和所述拖运作业车辆的远程处理系统发送所关联的体积数据和拖运作业车辆标识符。

4.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述第一控制器和所述第二控制器中的至少一个基于在连续的铲斗负载周期内存储在存储器中的体积数据值之间的差而计算所述负载仓中的体积的递增变化。

5.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述第二控制器与远离所述装载作业车辆和所述拖运作业车辆的远程处理系统中的至少一个接收所述质量数据信号；并且

其中，所述第二控制器与所述远程处理系统中的至少一个基于对应于所述质量数据信号的质量数据和对应于所述体积数据信号的所述体积数据而计算密度。

6.根据权利要求3所述的负载评估系统，其中，所述第二控制器和所述远程处理系统中的至少一个基于针对各个铲斗负载周期的所关联的质量数据和体积数据值而计算密度；

其中，所述第二控制器和所述远程处理系统中的至少一个存储针对各个对应的铲斗负载周期的所计算的密度值；并且

其中，所述第二控制器和所述远程处理系统中的至少一个基于在连续的铲斗负载周期内存储在存储器中的密度值之间的差而计算所述负载仓中的密度的递增变化。

7.根据权利要求6所述的负载评估系统，其中，所述第二控制器和所述远程处理系统中的至少一个基于所存储的密度值而计算总负载密度。

8.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述第一控制器、所述第二控制器以及远离所述装载作业车辆和所述拖运作业车辆的远程处理系统中的至少一个接收来自所述体积传感器的所述体积数据信号和来自联接到所述拖运作业车辆的质量传感器的质量数据信号，并且基于对应于所述体积数据信号的体积数据和对应于所述质量数据信号的质量数据而计算密度。

9.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述装载作业车辆包括动臂和联接到所述负载铲斗的斗杆，并且所述体积传感器是成像装置，该成像装置联接到所述斗杆，以观察所述铲斗中的材料的所述体积并基于该观察而生成图像数据。

10.根据权利要求1所述的负载评估系统，其中，所述装载作业车辆包括动臂和联接到所述负载铲斗的斗杆，并且所述体积传感器是成像装置，该成像装置联接到所述斗杆，以观察所述负载仓中的材料的所述体积并基于该观察而生成图像数据。

11.一种用于评估从具有负载铲斗的装载作业车辆到具有负载仓的拖运作业车辆的材料装载的负载评估方法，所述方法包括以下步骤：

对于各个铲斗负载周期，

用至少一个体积传感器感测在所述负载铲斗和所述负载仓中的至少一个中的材料的体积并且生成对应的体积数据信号，并且用至少一个质量传感器感测所述负载仓中的材料的质量并生成对应的质量数据信号；

由所述装载作业车辆上的第一控制器从所述至少一个体积传感器接收所述体积数据信号，并且由所述第一控制器向所述拖运作业车辆上的第二控制器发送对应于所述体积数据信号的体积数据；

由所述第二控制器从所述至少一个质量传感器接收所述质量数据信号，并且由所述第二控制器使所述对应的体积数据信号的体积数据、所述对应的质量数据信号的质量数据与唯一拖运作业车辆标识符关联；以及

将所关联的体积数据、质量数据和拖运作业车辆标识符存储在存储器中。

Images