CN109964187A - 用于在工地上区分化控制车辆的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于工地(1)的装置。该装置(2)包括可布置在工地的无线电发射器(3)，用于发射可由布置在工地(1)的车辆(5)上的无线电接收器(4)接收的信号(7)。无线电发射器(3)布置成通过来自无线电发射器(3)的无线电信号(7)的覆盖的手段来限定工地的工地区(6)。与在工地区(6)之外没有接收无线电信号(7)时相比，在工地区(6)中接收无线电信号(7)时，车辆(5)的预定车辆运行条件不同。

Description

用于在工地上区分化控制车辆的装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于工地的装置、根据权利要求9的前序部分的用于在工地上控制车辆的设备、根据权利要求15的前序部分的用于工地的系统、根据权利要求18的前序部分的用于在工地上形成工地区的方法、以及根据权利要求19的前序部分的用于在工地上控制车辆的方法。
本发明适用于诸如采石场的工地，以及工地上的车辆，特别是在自动化机器、手动操作的工作机器和走动的人员混合的工地。自动化机器可以是用于运输巨石、砾石、沙子等的运输工具。虽然本发明将针对自动化运输工具进行说明，但是本发明的应用并不限于这种特定的机器，而是还可以用于诸如任意种类的自卸卡车或装载机或其他施工装备的其他车辆。
背景技术
在许多工地，生产由自动化机器进行处理，或将来将由自动化机器进行处理。当工地实现自动化时，安全性是最受关注的问题。同时，生产率也非常重要，这意味着工地的车辆必须以足够的速度运行。足以实现所期望的生产率的自动化机器的相对高的速度可能对工地上的其他车辆和人员构成安全风险。因此，期望有一种成本有效的解决方案，以在工地引入更高的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过介绍的方式限定的装置，该装置能够对工地上的车辆进行区分化控制。然后可以利用这种区分化控制来提高工地的安全性，同时保持高生产率，特别是当工地的车辆车队包括自动化车辆时。
根据本发明的第一方面，提供一种根据权利要求1的装置。通过这种装置来实现上述目的。
通过提供一种装置，可以对于工地的不同区域，区分化对车辆尤其是自动化车辆的控制，该装置中无线电发射器布置成通过来自无线电发射器的无线电信号的覆盖的手段来限定工地的工地区，其中，与在工地区之外没有接收无线电信号时相比，在工地区中接收无线电信号时，车辆的预定车辆运行条件不同。这意味着在工地区内可以以一种方式驾驶或运行车辆，例如，在其中仅允许自动化车辆，并且在工地区外以另一种方式驾驶或运行车辆，例如，在其中自动化车辆和操作员控制的车辆混合存在。这种装置提供了优势，因为工地条件通常要求在一个区域中以一种方式控制车辆，而在另一区域中以另一种方式控制车辆。这将提供非复杂且相对便宜的装置，其不依赖于任何GPS或类似系统来区分用于工地上的车队的车辆的条件。
按照根据本发明的装置的一个实施例，预定车辆运行条件为所允许的车辆速度，并且由无线电发射器限定的工地区中的允许的车辆速度高于工地区之外没有被无线电信号覆盖的工地区中的允许的车辆速度。因此，为了最佳生产率，可以以非受限的速度驾驶工地区中的车辆，而当在工地区之外驾驶车辆时，限制速度以优先考虑安全性。
根据该装置的另一实施例，无线电发射器具有不超过500米的相对短的范围，优选地不超过200米，并且通常不超过100米。可以在30米至100米，优选地在50米至100米的区间中选择合适的有效覆盖范围或范围。通过短程发射器，可以选择与工地相关的工地区的大小。此外，可以以高分辨率将工地划分成不同的区，并且多个发射器可以用于实现工地区的所期望的形状。此外，这也使得无线电发射器和接收器低价。
根据该装置的另一实施例，该装置包括杆，无线电发射器附接到该杆，其中杆可移动并可布置在工地的不同位置。因此，可以改变无线电发射器的位置以及工地区的位置，并且可以在工地的条件改变的情况下调整或改变工地的工地区。
根据本发明的第二方面，提供一种根据权利要求9的用于在工地上控制车辆的设备。
通过提供一种设备，可以针对工地的不同的区来区分化对车辆的控制，该设备包括可安装在车辆上的无线电接收器，用于从布置在工地上的无线电发射器接收无线电信号，其中，该设备包括可连接到无线电接收器的控制单元，并且该控制单元配置成提供控制信号以在无线电接收器从无线电发射器接收无线电信号时，根据第一预定车辆运行条件控制车辆，并且在无线电接收器没有从无线电发射器接收无线电信号时，根据第二预定车辆运行条件来控制车辆。
按照根据本发明的设备的一个实施例，第一预定车辆运行条件以及第二预定车辆运行条件分别为：当无线电接收器从无线电发射器接收信号时的允许的车辆速度，以及当无线电接收器没有从无线电发射器接收信号时的允许的车辆速度，并且，与第一预定车辆运行条件相关的允许的车辆速度优选地高于与第二预定车辆运行条件相关的允许的车辆速度。
因此，为了最佳生产率，可以以非受限的速度驾驶从工地上的无线电发射器接收无线电信号的车辆，而如果车辆没有接收无线电信号，则限制车辆速度以优先考虑安全性。与第二预定车辆条件相关的允许的速度可以构成默认值，并且优选地限制于相对低的速度，适当地为低于20km/h，并且优选地低于15km/h，并且更优选地低于10km/h，并且通常在2km/h至20km/h或5km/h至10km/h的范围内。
此外，根据本发明的另一方面，提供根据权利要求15的用于工地的系统、根据权利要求18的用于在工地上形成工地区的方法、以及根据权利要求19的用于在工地上控制车辆的方法。本发明的这些方面的效果和优点很大程度上类似于上面关于本发明的第一和第二方面所描述的那些。还应该强调的是，根据本发明的装置及/或设备的任何特征或其组合可以用于根据本发明的系统和方法。
此外，本发明涉及根据权利要求20的计算机程序以及根据权利要求21的计算机可读介质。
在以下说明和从属权利要求中公开了本发明的进一步优点及有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例而引用的本发明实施例的更加详细的说明。
附图中：
图1是设有根据本发明的一个实施例的装置的工地的示意图，
图2示出杆，图1所示的装置的无线电发射器附接到该杆，
图3示出具有根据本发明的用于控制车辆的设备的车辆，
图4示出图3所示的设备，
图5是设有根据本发明的系统的工地的示意图，
图6是根据本发明的用于在工地上形成工地区的方法的流程图，
图7是根据本发明的用于在工地上控制车辆的方法的流程图。
具体实施方式
图1是设有根据本发明的一个实施例的装置2的工地1的示意图。该装置2包括布置在工地1的无线电发射器3，用于发射可由布置在工地1的车辆5上的无线电接收器4接收的信号7。术语“可接收”是指，倘若接收器4在无线电发射器3的覆盖范围内，则无线电接收器4能够接收无线电信号7，并且基于该无线电信号生成电气信号。
无线电发射器3布置成通过来自无线电发射器3的无线电信号7的覆盖的手段来限定工地1的工地区6。这可以以不同的方式实现。例如，使用信号功率的阈值，以及/或通过使用某个频带，以及/或通过选择接收的信号被积分的时间。一旦公开了本发明，本领域技术人员就能够以适当的方式选择各种对覆盖范围划界和确定大小的方法。在一些应用中，这将不要求通过无线电信号7必须将任何真实的消息或信息从无线电发射器3发送到无线电接收器4，而是仅仅使用所发射的无线电信号本身来限定工地区6。然而，在本发明的优选实施例中，无线电信号将包括并发送某种消息、代码或编号以供无线电接收器用于验证无线电发射器的身份，以消除或至少降低从未经授权的来源接收信号的风险。
频率可以是例如大约5GHz或2.4GHz或433MHz或任意其他合适的频率或频带。即使在整个文本中使用了“无线电信号”一词，但这并不意味着排除可能未被定义为“无线电信号”的其他可用信号。例如，可以使用微波。
所形成的工地区6具有车辆5的预定车辆运行条件，与在工地区6之外当车辆没有接收无线电信号7时相比，在工地区6中当车辆正在接收无线电信号7时，该预定车辆运行条件不同。换句话说，发射器布置成限定工地区6，使得对车辆5的控制可以针对工地1的不同区域进行区分。一个或更多个车辆5可以设有这样的接收器4，以在工地1基于车辆5是否在所形成的工地区6而受到区分化的控制。车辆5可以具有在工地区6中和工地区之外两个区域中行驶的许可，或具有仅在工地区中行驶的许可。当接收无线电信号7时，可以在工地区6中应用预定的车辆运行条件，而不发送与车辆运行条件相关的任何信息或指令。可能必须通过无线电信号发送的唯一信息与无线电发射器3的识别有关。
在图1所示的实施例中，预定的车辆运行条件是允许的车辆速度Vz、Vd。在由无线电发射器3的覆盖范围限定的工地区6中，允许的车辆速度Vz高于没有被无线电信号7覆盖的工地区之外的工地区域中的允许的车辆速度Vd。例如，工地区6中的车辆速度Vz可以是允许车辆以最大速度运行的非受限的速度，而工地区6之外的速度Vd，例如，可以限制为低于10km/h的速度。
预定的车辆运行条件还可以是除了车辆速度之外的另一个参数，其可以单独使用或与车辆速度运行条件组合使用。例如，在工地区中，与工地区之外的工地区域相比，可以允许车辆彼此更加靠近地移动，即，以车辆之间更小的距离行驶。由于更好地利用了道路、装备等，这继而可以提高生产率。还可以通过限定的工地区来区分来自车辆的任意类型的声音或光照。
图2示出杆8，图1所示的装置2的无线电发射器3附接到该杆8。无线电发射器3可以布置在杆8的顶端。杆8布置在工地1。杆和无线电发射器可以布置在工地的固定的静止位置。根据本发明的另一个实施例，杆8可移动并可布置在工地的不同位置，使无线电发射器3的位置以及工地区6的位置能够改变。此外，使发射器位置高度高于地面的杆的长度可以适应工地地形及/或在车辆5上的无线电接收器4的位置，以提供足够的信号强度。
通常，无线电发射器3的覆盖范围当然必须要适应工地1的大小和所期望的工地区6的大小。然而，无线电发射器3优选地具有不超过500米的相对短的范围，优选不超过200米，并且通常不超过100米。可以在50-100米的区间中选择合适的有效覆盖范围或范围。即使要形成相对大的工地区，通常更好的替代方案是使用多个无线电发射器来获得工地区的所期望的区域，而不是使用长距离的无线电发射器。使用多个无线电发射器还可以使工地区的形状适应工地上的当前条件。
图3示出自动化运输工具形式的工作机器5。认为该运输工具是可以应用本发明的车辆的一个示例。该运输工具设有用于控制在工地上的车辆5的设备10。下面参考图4进一步说明该设备10。
图4示出根据本发明的设备10的一个实施例。示意性说明的设备10包括可安装在车辆5上的无线电接收器4，用于从布置在工地1上的无线电发射器3接收无线电信号7。设备10进一步包括可连接到无线电接收器4的控制单元9。可布置在车辆5上的控制单元9可以是与车辆的中央控制单元进行通信的单独的单元，或者是中央控制单元的一部分。接收器4和控制单元9优选地彼此电连接，但也可以使用能够在接收器和控制单元之间发射信号的无线连接。或者，控制单元也可以集成在接收器中。尽管控制单元适当地包括用于提供必要信号(例如，如下所述的用于控制车辆的方法的控制信号)的程序代码装置，但是也可以仅通过电路的手段提供这些信号。
当无线电接收器4从无线电发射器3接收无线电信号7时，控制单元9配置成提供控制信号S1以根据第一预定车辆运行条件来控制车辆，而当无线电接收器4没有从无线电发射器3接收无线电信号7时，控制单元9配置成提供控制信号S2以根据第二预定车辆运行条件来控制车辆。第一预定车辆运行条件和第二预定车辆运行条件彼此不同。第一预定车辆运行条件和第二预定车辆运行条件分别可以是当无线电接收器4从无线电发射器接收信号时所允许的车辆速度Vz，以及当无线电接收器4没有从所述无线电发射器接收信号时所允许的车辆速度Vd。
因此，相比于没有接收无线电信号7的车辆，对于接收无线电信号7的车辆，速度可以被区分。与第一预定车辆运行条件相关联的允许的车辆速度Vz可以是非受限的速度，使得可以以全速驾驶车辆5。可以限制与第二预定车辆运行条件相关联的允许的车辆速度Vd。
速度Vd的默认值优选地用于接收器4没有从无线电发射器3接收任何信号的情况。这种默认值可以是一种车辆速度，例如10km/h或更低，其被认为涉及对工地的其他车辆及/或人员的非常低的安全风险。那么，如果需要，车辆5可以容易地制动以静止。从安全角度来看，这是非常好的，因为如果由于某种原因无线电连接失败，则可以控制车辆5自动地制动到默认速度。无线电发射器3或任意接收器4的任意故障仅意味着当前车辆将被控制为低速运行，这可能影响生产率而非安全性。
例如，当自动化运输工具5以非常低的速度行驶时，如果需要，人员可以容易地避开该机器的路线，并且制动距离将非常短或接近于零。即使在自动化机器和诸如轮式装载机、挖掘机等的手动操作的工作机器之间发生碰撞的情况下，在非常低的速度下，也不存在由于碰撞而导致人员受伤的风险，或者风险非常低。
另一方面，工地区6可以是车辆可以以全速Vz移动以最大化生产率的高速区域。这意味着在工地区6中通常不允许操作员控制的工作机器或走动的人员，或者仅在特定条件下的例外情况下才会出现这种情况。为了进一步提高安全性，可以利用可以在工地区或其边界发出的声音或光照来补充无线电信号，以警告人们不要进入工地区。这种警告信号可以从一个或更多个上述的杆发出。
图5是设有根据本发明的系统12的工地1的示意图。工地1是采石场，其中石块在位置A处被装载到自动化运输工具5上，然后沿着路线B运输并最终由运输工具5在位置C处倾倒。在所示的实施例中，系统12包括多个布置在工地1的无线电发射器3，用于发射信号。该系统还包括无线电接收器4。多个自动化运输工具5中的每一个都设有安装在运输工具上的无线电接收器4，用于接收来自无线电发射器3的信号。应该强调的是，在此描述的装置及/或设备10的任何特征或实施例，或其组合均可以用于根据本发明的系统12中。
无线电发射器3布置成通过来自无线电发射器3的无线电信号的覆盖的手段来限定工地1的工地区6。将无线电发射器3彼此间隔开地布置以形成工地区6。工地区6构成工地的一个区域，该区域包括用于将材料从装载位置A运输到倾倒位置C的路线B。参见图5中虚线内的阴影区域。
与在工地区6之外没有从发射器3接收任何无线电信号时相比，在工地区6中从任意发射器3接收无线电信号时，自动化运输工具5的预定车辆运行条件不同。在图5所示的示例性实施例中，允许运输工具5在工地区6中以全速Vz移动，即，当沿着路线B从装载位置A行驶到倾倒位置C时。然而，在工地区之外，例如在还存在有其他车辆或诸如轮式装载机的机器11的装载位置A处，自动化运输工具的速度受到限制，优选地限制为5km/h至10km/h的最大速度。
本发明还涉及一种用于在工地1上形成工地区6的方法。参考图6中的流程图，该方法的实施例包括在工地上从布置在工地上的无线电发射器发射无线电信号的步骤20，该无线电信号可由布置在工地的车辆上的无线电接收器接收，以及通过来自无线电发射器的无线电信号的覆盖的手段来限定工地的工地区的步骤30。此外，该方法包括对车辆应用预定车辆运行条件的步骤40，与在工地区6之外没有接收无线电信号时相比，在工地区内接收无线电信号时，车辆的预定车辆运行条件不同。
此外，本发明涉及一种用于在工地上控制车辆的方法。参见图7中的流程图。如参考本发明的先前的方面已经进行说明的，车辆包括用于从布置在工地上的无线电发射器接收无线电信号的无线电接收器，以及用于向车辆提供控制信号的控制单元。无线电接收器和控制单元可彼此连接。该方法可以包括识别是否接收到无线电信号的步骤50。如果是，则该方法包括以下步骤60：当无线电接收器从无线电发射器接收无线电信号时，提供控制信号S1以根据第一预定车辆运行条件来控制车辆。如果否，则该方法包括以下步骤70：当无线电接收器没有从无线电发射器接收无线电信号时，提供用于控制车辆的控制信号S2以根据第二预定车辆运行条件来控制车辆。
一旦公开了本发明，就可以找到工地上的其他应用，并且本领域技术人员可以设计和使用不同的部件，例如，其他类型的发射器和接收器。应该理解的是，本发明并不限于上述的实施例及附图中的说明；相反，技术人员将认识到在所附权利要求书的范围内可以进行许多改变和修改。

Claims (21)

1.一种用于工地(1)的装置(2)，所述装置(2)包括可布置在所述工地的无线电发射器(3)，用于发射可由布置在所述工地(1)的车辆(5)上的无线电接收器(4)接收的信号(7)，其特征在于，所述无线电发射器(3)布置成通过来自所述无线电发射器的无线电信号(7)的覆盖的手段来限定所述工地的工地区(6)，其中，与在所述工地区(6)之外没有接收所述无线电信号(7)时相比，在所述工地区(6)中接收所述无线电信号(7)时，所述车辆(5)的预定车辆运行条件不同。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预定车辆运行条件为允许的车辆速度(Vz)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，由所述无线电发射器(3)限定的所述工地区(6)中的所述允许的车辆速度(Vz)高于所述工地区(6)之外没有被所述无线电信号(7)覆盖的工地区域中的所述允许的车辆速度(Vd)。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，在所述工地区(6)中的所述允许的车辆速度(Vz)为非受限的速度。
5.根据在前的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述无线电发射器(3)具有不超过500米的相对短的范围，优选地不超过200米，并且更优选地不超过100米。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线电发射器(3)具有超过30米的相对短的范围，优选地超过50米。
7.根据在前的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括杆(8)，所述无线电发射器(3)附接到所述杆(8)，所述杆(8)可移动并可布置在所述工地(1)的不同位置，使所述无线电发射器(3)的位置以及所述工地区(6)的位置能够改变。
8.根据在前的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，由所述无线电发射器发射的所述无线电信号包括由所述无线电接收器用作对所述无线电发射器身份的验证的消息、代码或编号。
9.一种用于在工地(1)上控制车辆(5)的设备(10)，所述设备(10)包括可安装在所述车辆(5)上的无线电接收器(4)，用于从布置在所述工地(1)上的无线电发射器(3)接收无线电信号(7)，其特征在于，所述设备(10)包括可连接到所述无线电接收器(4)的控制单元(9)，所述控制单元(9)配置成提供控制信号(S1；S2)用于在所述无线电接收器(4)从所述无线电发射器(3)接收所述无线电信号时，根据第一预定车辆运行条件来控制所述车辆(5)，并且在所述无线电接收器(4)没有从所述无线电发射器(3)接收所述无线电信号时，根据第二预定车辆运行条件来控制所述车辆。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一预定车辆运行条件以及所述第二预定车辆运行条件分别为：当所述无线电接收器(4)从所述无线电发射器(3)接收信号时的允许的车辆速度(Vz)，以及当所述无线电接收器(4)没有从所述无线电发射器(3)接收信号时的允许的车辆速度(Vd)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，与所述第一预定车辆运行条件相关的所述允许的车辆速度(Vz)高于与所述第二预定车辆运行条件相关的所述允许的车辆速度(Vd)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，与所述第一预定车辆运行条件相关的所述允许的车辆速度(Vz)为非受限的速度。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，其特征在于，与所述第二预定车辆运行条件相关的所述允许的车辆速度(Vd)是受限的。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，与所述第二预定车辆运行条件相关的所述允许的车辆速度(Vd)被限制为2km/h至20km/h范围内的值，优选地为2km/h至15km/h，更优选地为5km/h至10km/h。
15.一种用于工地(1)的系统(12)，所述系统(12)包括至少一个可布置在所述工地(1)的用于发射信号(7)的无线电发射器(3)，以及至少一个可安装在所述工地(1)的车辆(5)上的用于从所述无线电发射器(3)接收信号的接收器(4)，其特征在于，所述无线电发射器(3)布置成通过来自所述无线电发射器(3)的无线电信号(7)的覆盖的手段来限定所述工地的工地区(6)，其中，与在所述工地区(6)之外没有接收所述无线电信号(7)时相比，在所述工地区(6)中接收所述无线电信号(7)时，所述车辆(5)的预定车辆运行条件不同。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统(12)包括多个彼此间隔开地布置的无线电发射器(3)，用于形成所述工地区(6)。
17.一种设有根据权利要求9至14中任一项所述的设备(10)的车辆(5)。
18.一种用于在工地(1)上形成工地区(6)的方法，包括在所述工地(1)上从布置在所述工地上的无线电发射器(3)发射无线电信号(7)的步骤，所述无线电信号可由布置在所述工地的车辆(5)上的无线电接收器(4)接收，其特征在于，通过来自所述无线电发射器(3)的所述无线电信号(7)的覆盖的手段来限定所述工地的工地区(6)，并且对车辆应用预定车辆运行条件，与在所述工地区(6)之外没有接收所述无线电信号(7)时相比，在所述工地区(6)内接收所述无线电信号(7)时，所述预定车辆运行条件不同。
19.一种用于在工地(1)上控制车辆(5)的方法，所述车辆包括用于从布置在所述工地(1)上的无线电发射器(3)接收无线电信号(7)的无线电接收器(4)，以及用于向所述车辆提供控制信号(S1；S2)的控制单元(9)，所述无线电接收器(4)与所述控制单元(9)可彼此连接，其特征在于，提供所述控制信号(S1；S2)用于在所述无线电接收器(4)从所述无线电发射器(3)接收所述无线电信号时，根据第一预定车辆运行条件来控制所述车辆(5)，并且在所述无线电接收器(4)没有从所述无线电发射器(3)接收所述无线电信号时，根据第二预定车辆运行条件来控制所述车辆(5)。
20.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，用于当所述程序在计算机上运行时执行权利要求19所述的步骤。
21.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括根据权利要求20所述的计算机程序。
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