CN110703637A - 作业机械平整控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种移动式作业机械，包括机架和地面接合元件，所述地面接合元件由机架可移动地支撑并由发动机驱动以驱动移动式作业机械的运动。移动式作业机械包括可移动元件和致动器，可移动元件由机架可移动地支撑以相对于机架移动，致动器联接到可移动元件以可控制地驱动可移动元件的运动。移动式作业机械包括传感器，其检测操作特征并生成指示操作特征的传感器信号；和平整控制系统，其接收来自传感器的传感器信号并基于传感器信号确定溢出物度量。移动式作业机械还包括控制系统，该控制系统基于溢出物度量生成致动器控制信号。控制信号指示致动器的被命令的运动。控制系统控制致动器以执行被命令的运动。

Description

作业机械平整控制系统
技术领域
本说明书涉及泥土转移操作。更具体地，本说明书涉及一种泥土平整控制系统。
背景技术
存在许多不同类型的作业机械。一些这样的作业机械包括农业机械、建筑机械、林业机械、草坪管理机械等。这些移动装置中的许多装置都具有由操作员在执行操作时控制的机构。例如，建筑机械可以具有多个不同的机械子系统、电气子系统、液压子系统、气动子系统和机电子系统等，其中所有这些都可以由操作员操作以对工地进行平整。在工地操作中获得适当平整通常是整个操作的第一步。
以上讨论仅仅是为了一般背景信息而提供的，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
发明内容
一种移动式作业机械包括机架和地面接合元件，所述地面接合元件由机架可移动地支撑并由发动机驱动以驱动移动式作业机械的运动。移动式作业机械包括可移动元件和致动器，可移动元件由机架可移动地支撑以相对于机架移动，致动器联接到可移动元件以可控制地驱动可移动元件的运动。移动式作业机械包括传感器，其检测操作特征并生成指示操作特征的传感器信号；和平整控制系统，其接收来自传感器的传感器信号并基于传感器信号确定溢出物度量。移动式作业机械还包括控制系统，该控制系统基于溢出物度量生成致动器控制信号。控制信号指示致动器的被命令的运动。控制系统控制致动器以执行被命令的运动。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体描述中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任何缺点或所有缺点的实施方式。
附图说明
图1是工地环境中的作业机械的一个示例的透视图。
图2是示出操作环境的一个示例的框图。
图3是示出机械的操作的一个示例的流程图。
图4是示出机械在执行校准时的操作的一个示例的流程图。
图5A-5B示出了溢出查收表和生产率查找表的示例。
图6示出了作为远程服务器架构的一部分的作业机械器的一个示例。
图7-9示出了可以与在先前附图中示出的作业机械和远程服务器架构一起使用的移动装置的示例。
图10是示出可以在先前附图中示出的作业机械和/或架构中使用的计算环境的一个示例的框图。
具体实施方式
在进行工地操作时，可能需要快速对工地进行平整。当操作员试图快速对工地进行平整时，通过采取更深或更长的切割，其效率可能会下降。这可能是由于许多不同的问题，包括多余的溢出物。溢出物是在作业机械的任一侧向外推动的物料，而不是沿着行进方向被推动。溢出物通常在作业机械的任一侧形成料摞或料堆，并且为了获得适当的平坦平整，必须再次移动这些溢出物的料堆。此外，在某些情况下，当机械的履带仍在移动时，采取过深或过长的切割可以停止作业机械的向前运动，从而导致机械的履带挖入工地表面中。该挖入区域也必须再次进行平整以获得适当的平坦平整。因此，本说明书涉及一种有助于检测和避免多余的溢出物或其他平整低效事件(例如挖入)的系统。
图1示出了工地的示例。工地100包括作业机械102，其操作以对表面160进行平整或改变。在该操作期间，作业机械102切入表面160中以产生聚合物150。当作业机械102在表面160上移动时，多余的聚合物150在作业机械102的铲刀前面积累。在聚合物150开始积聚之后的某一点，多余的聚合物150溢出到作业机械102的侧面周围，在那里它变成溢出物152(形成溢出物的料摞或料堆)。溢出物152可以指示低效的平整操作，因为该溢出物152必须由作业机械102在额外的时间移走以实现适当的平整。
作业机械102通常由操作员154操作。然而，在一些情况下，机械102可以在不同的自治水平下操作。操作员154利用用户界面129来操作作业机械102。用户界面129可以包括物理机构(例如操纵杆、踏板等)、显示器、触摸屏、软件接口等，以允许操作者154控制作业机械102的各种可控子系统134。作业机械102上的子系统的一些示例是铲刀136，转向/推进系统138，松土器140等。为了辅助作业机械102的操作，可以有传感器120来监测操作的各个方面。传感器120的一些示例包括视觉传感器、液压应变仪、压力计、线性位移传感器、霍尔效应传感器、电位计、里程表、电量计、GPS接收器、罗盘、陀螺仪、加速度计等。
图2是工地100的一个示例的框图。图2中示出的一些部件类似于图1中示出的那些并且它们被类似地编号。作业机械102也可以通过网络156联接到模型生成系统103和一个或多个远程系统158。网络156可以是各种不同网络中的任何一种，例如广域网、局域网、近场通信网络、蜂窝网络或其他网络、或网络的组合。在详细描述工地100中的部件之前，将更详细地描述作业机械102的部件。
作业机械102包括平整控制系统104、传感器120、处理器122、控制系统124、用户界面机构129、可控子系统134、网络接口144、数据存储器180，并且还可以包括其他元件，如框146所示。
通过用户界面机构129，操作员154操作作业机械102并与之通信。用户界面机构129可包括机械装置(例如，方向盘、操纵杆或踏板)、电子装置(例如显示器、控制杆和触摸屏)、触觉和音频装置等。
可控子系统134包括铲刀136、松土器140、转向/推进系统138，并且可以包括如框142指示的其他系统。控制可控子系统134的功能的致动器141可以由从控制系统124生成的信号控制。特别地，铲刀逻辑电路126生成用于移动铲刀136的致动器141的控制信号。由铲刀逻辑电路126生成的控制信号的一些示例包括控制致动器141以升高或降低铲刀136、使铲刀136倾斜或使铲刀136斜移的信号。推进逻辑电路128生成控制信号以控制对应于转向/推进系统138的致动器141。由推进逻辑电路128生成的控制信号的一些示例包括控制致动器141以使机械102向前或向后移动，使得机械102转向或转动等的信号。
作业机械器102可包括若干不同的传感器120，包括铲刀高度传感器121、铲刀角度传感器123、表面传感器125，并且还可包括其他传感器，如框127所示。铲刀高度传感器121和铲刀角度传感器123可包括不同的传感器类型。例如，传感器可以包括电位计、霍尔效应传感器等。表面传感器125包括能够检测工地表面160的特征的传感器。一些特征包括紧实度/硬度、土壤类型、湿度等。
平整控制系统104通过如下所述的各种逻辑电路部件提供若干不同的功能。这些逻辑电路部件包括生产率逻辑电路106、溢出逻辑电路108，建议逻辑电路112和其他逻辑电路116。平整控制系统104及其子部件的功能可以由处理器122执行。
生产率逻辑电路106确定或计算作业机械102的生产率度量。例如，生产率度量可以是指示当前由作业机械102移动或在一段时间内移动的聚合物150的量的度量。在一个示例中，生产率逻辑电路106利用传感器120来确定正被机械102移动的聚合物150的量。在另一个示例中，生产率逻辑电路106利用来自数据存储器180的模型信息来确定正被机械102移动的聚合物150的量。例如，生产率逻辑电路106可以接收当前操作的操作参数，并将当前参数与先前操作参数的表格(例如，先前生成的参数的表格)进行比较。当一组相似的先前操作参数被识别为接近于当前操作参数时，生产率逻辑电路106检索由先前操作参数产生的生产率值并估计当前操作参数将产生类似的生产率值。这只是一个示例。
溢出逻辑电路108确定或计算在作业机械102的操作期间累积的溢出物的量。在一个示例中，溢出逻辑电路108利用来自数据存储器180的模型来确定溢出物的量。模型可以包含如下的信息，该信息指示过去溢出结果以及导致这些溢出结果的机械和环境变量。溢出逻辑电路108可以选择具有与当前条件的机械和环境变量最接近的机械和环境变量的模型，并基于模型结果估计溢出结果。例如，溢出逻辑电路108接收当前操作的操作参数，并将当前参数与先前操作参数的表格(例如，先前生成的参数的表格)进行比较。当一组相似的先前操作参数被识别为接近于当前操作参数时，溢出逻辑电路108检索由先前操作参数产生的溢出值并估计当前操作参数将产生类似的溢出值。这是一个示例。
在一个示例中，溢出逻辑电路108利用传感器120来确定溢出物152的量。在一个示例中，传感器120可以是一个或多个光学传感器，其可以看到作业机械120的侧面或后面。随着溢出物152开始积聚，形成溢出物152的料堆。溢出物152的料堆具有与它们所形成于的表面160不同的视觉特征，这允许溢出逻辑电路108识别和估计通过传感器120捕获的图像中的溢出物152的量，该传感器120可以是例如光学传感器。
建议逻辑电路112接收来自其他逻辑电路部件的输出，并为操作员154生成改进工地操作(例如，时间/工作效率、燃料效率、部件磨损)的建议。建议逻辑电路112可以接收环境或操作数据并且与数据存储器180中的模型交叉参考。如果当前生产率低于给定阈值，则可以生成建议以增加当前生产率。
模型逻辑电路110基于各种工地变量生成操作模型。由模型逻辑电路110生成的信息可以存储在数据存储器180中以供以后使用。模型也可以由单独的模型生成系统103生成。模型逻辑电路110和/或模型生成系统103的功能下面在图4的描述中更详细地解释。
数据存储交互逻辑电路114在数据存储器180中检索和存储信息。存储在数据存储器180中的信息的一些示例包括模型信息、机械信息等。
图3示出了基于溢出物度量来控制机械102在工地上的操作的示例。在框302处，开始在工地上的平整操作。在框304处，传感器感测指示当前操作以及环境因素的变量。例如，可以感测相对于机械102的铲刀位置。铲刀位置可以包括诸如以下的度量：如框305所示的铲刀的相对于机械行进方向的铲刀角度，如框307所示的铲刀切割深度(相对于机架或地面的高度)，如框309所示的铲刀倾斜度等等。如框308所示，可以从数据存储器感测或检索机械配置。机械配置数据可以包括诸如以下数据：铲刀宽度、铲刀形状、铲刀容量、机械重量、地面接合元件类型(车轮、橡胶履带、钢制履带等)、地面接合元件宽度等。如框306所示，环境因素可以包括在所感测的变量中。感测到的环境变量的一些示例包括土壤类型、土壤湿度、土壤密度、土壤紧实度/硬度等。也可以感测或检索其他度量，如框310所示。
在框320处，生产率逻辑电路106确定生产率度量，并且溢出逻辑电路108基于所感测或接收的变量确定溢出物度量。如框322所示，可以通过访问模型来确定生产率度量和溢出物度量。例如，在与框304处当前所感测的条件类似的条件下生成的模型可以用于估计生产率度量和溢出物度量。图4中提供了生成模型的示例方法。可以通过访问在类似条件下测量的那些度量的历史值来确定生产率度量和溢出物度量。这由框323指示。此外，如框324所示，在框304处所感测的变量可以用作如下的算法的输入，该算法输出生产率度量和/或溢出物度量。用于生产率度量的一个示例算法可以是行进距离乘以铲刀宽度乘以切割的铲刀深度减去铲刀溢出量。用于确定溢出物度量的另一示例算法可以是行进距离乘以铲刀宽度乘以铲刀深度乘以溢出因子，其中溢出因子是通过模型分析生成的变量。生产率度量和溢出物度量也可以以其他方式确定，如框326所示。
在框328处，可选地存储或保存生产率度量和溢出物度量。使用网络接口144，可以将来自框320的所计算的生产率值和溢出值发送到远程系统158，如框332所示。生产率度量和溢出物度量也可以由数据存储交互逻辑电路114本地存储在数据存储器180中，如框334所示。生产率度量和溢出物度量也可以以其他方式使用，如框336所示。例如，可以将度量和生成它们的操作条件发送到远程系统158，在远程系统158中将它们添加操作模型的数据库中。它们可以用在机械学习系统中以改进模型等。
在框340处，建议逻辑电路112基于当前操作和生产率/度量溢出物度量来生成改进工地操作的建议。如框350所示，如果生产率度量或溢出物度量达到特定阈值，则建议逻辑电路112可以生成建议。例如，如果溢出物度量超过最大溢出物阈值，则建议逻辑电路112将生成减少或防止进一步溢出的建议。如框352所示，建议逻辑电路112可以连续地生成微调整建议，而不管阈值如何。建议逻辑电路112也可以在其他情况下生成建议，如框354所示。
可以实现的一些建议的示例由框342-348指示。如框342所示，可以改变铲刀深度以进行较浅的切割，这将减少正被移动的聚合物150的量和正被积累的溢出物152的量。如框344所示，可以改变铲刀角度以将溢出物152引导到作业机械102的一侧。例如，在再次通过时更容易被移动的一侧或可以对应于需要进行平整的区域的周边的一侧以及在该给定侧上的溢出物是可以容忍的。如框346所示，可建议改变推动长度，即每次通过的距离。例如，通过长度越短，可以累积的溢出物152越少。如框348所示，也可以实现其他建议。作为其他示例，可以建议铲刀倾斜度、行驶速度、转向等的变化。
在框360处，控制系统124基于溢出物度量、生产率度量和/或生成的建议来修改作业机械102的操作。如框362所示，作业机械102可由控制系统124自动控制。如框364所示，作业机械102可以由操作员154手动控制。例如，建议可以显示在用户界面机构129上，操作员154可以选择实施或不实施这些建议。如框366所示，也可以以其他方式控制机械102。
在框370处，如果平整操作完成，则操作300结束。如果平整选项未完成，则操作返回到框304，在该框304处，感测当前条件并生成生产率溢出物度量等。
图4示出了模型生成系统103和/或模型逻辑电路110在生成平整操作模型时的操作的示例。操作400开始于框410，在框410获得指示工地表面160的特征的值。它们可被感测到或由操作者输入或从存储器中检索到或以其它方式获得。表面特征的一些实例包括如框412所示的物料类型，如框414所示的水分，如框416所示的紧实度/硬度。如框418所示，可以感测或接收其他特征。
在框420处，获得指示作业机械102的特征的值。它们可以被感测到，由操作员输入，从存储器中检索到等。作业机械102的一个特征是相对于作业机械120的机架的铲刀深度，如框422所示。相对于行进方向的铲刀角度是可被感测或接收的作业机械102的另一特征，如框424所示。铲刀的宽度是可被感测或接收的作业机械102的另一特征。这可以由框426表示。当然，作业机械102的其他特征也可以被感测或接收，如框428所示。
在框429处，作业机械102开始在工地表面160上进行平整操作。可以完成各种不同的操作以生成平整模型。这些操作中的一些由框430至438指示。框430指示可以在工作表面160上实现单次通过。框432指示可以在工作表面160上实现多次通过。框434指示在作业表面160上可以实现的最小料堆距离。最小料堆距离是为了开始形成溢出物152的料堆作业机械102(具有给定的机械设置，例如铲刀深度和角度)所必须行进的距离。框436指示可以在作业表面160上实现用来测量料堆平衡距离的操作。料堆平衡距离是在作业机械102的任一侧上的溢出物152的料堆都以恒定尺寸形成之前，作业机械102必须行进的距离。例如，当溢出物152的料堆首先开始形成时，它们很小但逐渐变大直到它们达到基本平衡的点(假设没有改变机械设置)。也可以使用这些操作中的一些或全部的组合。
在框439，测量作为框429中的工地操作的结果的溢出物152的量。如框440所示，可以手动完成溢出物的量的测量。例如，溢出物152的料堆可以被收集并被称重或以其他方式被测量。如框442所示，测量溢出物的量可以自动完成。例如，相机或激光雷达系统以及图像处理和体积估算可以确定工地100上的溢出物152的体积。测量溢出物的量如框444所示也可以以其他方式完成。
在框446处，模型逻辑电路110基于来自439的溢出物的量和在框410、420中获得的值来开发模型。所生成的模型可以是查找模型，如框447所示。查找模型例如可以包括查找表。查找表可以基于机械设置、物料类型、推动距离以及其他索引值来索引溢出物的量和/或生产率值。每个查找模型可以通过改变机械设置或工地表面变量并重复操作400而生成，在该被重复的操作400中，溢出物被测量并记录，并且被新的机械设置或表面变量索引。
如框448所示，模型可以是预测模型。查找模型可以受在不同条件下生成的模型的数量的限制。例如，对于每组机械变量和表面变量，生成用于溢出物和/或生产率的新查找值。预测模型可以使用诸如插值等的预测技术填补查找模型之间的空白。如框449所示，模型也可以以其他方式生成。
在框450处，模型生成系统103确定在生成当前模型时是否存在要改变的更多变量或要执行的更多平整操作。如果是，则改变表面或机械变量(如框451所示)，并且操作400再次开始在新条件下生成另一个溢出值和/或生产率值。如果在框450处，确定当前模型已完成，则如框452所示存储模型，并且模型生成系统103确定是否要生成更多模型，如框454所示。如果是，则再次处理进行到框451，在框451处，设置新的一组变量。例如，可以首先利用第一组设置生成第一模型，然后可以使用与第一模型相同的设置生成第二模型，但是铲刀深度(或任何设置)稍微改变。这一直持续到获得所需的一组模型。
图5A和5B分别示出了自适应数据库查找表500和550的示例。如图所示，存在各种数据列502。每个数据列502对应于一个操作特征，诸如土壤类型、铲刀高度、铲刀角度、铲刀宽度、土壤水分、铲刀倾斜度、土壤密度、土壤硬度、土壤紧实度等。虽然在图5A和5B中示出的示例仅示出了三个数据列502，但是在其他示例中，可以存在不同数量的数据列。所示的那些仅仅是为了举例。
通过图示的阴影指示模型500和550的操作。阴影显示了索引变量的选定值。例如，在图5A中，模型500中所选择的土壤类型是表层土壤，所选的相对于地面的铲刀高度是-2英寸，铲刀的切割边缘的长轴的相对于机械机架的铲刀角度是90度。基于列504中的所选值，对于机械以这些设置向前行进的每英尺，溢出逻辑电路108估计溢出值506是2.7立方英尺溢出物。溢出逻辑电路108还估计溢出物将在铲刀的左侧和左侧均等地分布。此外，基于列504中的选定值，生产率逻辑电路106估算生产率值508将为10。
如果任何选定的列值改变，溢出逻辑电路108和生产率逻辑电路106可以重新计算溢出值506和生产率值508。例如，在图5B中所示的模型550中，铲刀高度值已从-2英寸变为-3英寸(例如铲刀已降低一英寸)，而所有其他选定数据的列值保持不变。溢出逻辑电路108然后基于该变化将估计的溢出值506更新为3.2立方英尺的溢出物/向前行进的每英尺。生产率逻辑电路106还将生产率值508更新为9。在该具体示例中，进行更深的切割可能会降低生产率，这可能违反直觉。然而，当模型逻辑电路110利用这些设置创建模型时，其被测量为降低生产率(例如，切割深度的增加和移动泥土的增加也导致更多的溢出物，这些溢出物必须再次被移动)。
本讨论已提到了处理器和服务器。在一个实施例中，处理器和服务器包括具有相关联的存储器和计时电路的计算机处理器，其未单独示出。处理器和服务器是所述处理器和服务器所属的系统或装置的功能部分，并且由所述系统中的其它部件或项目启动，并且促进所述系统中的其它部件或项目的功能。
替代地或另外地，本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件或软件逻辑部件执行。例如但不限于，可以使用的说明性类型的硬件逻辑部件包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用集成电路(例如，ASIC)、程序专用标准产品(例如，ASSP)、单片系统(SOC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)等
此外，已经讨论了许多用户界面显示器。所述用户界面显示器可以采用各种不同的形式，并且上面可以设有各种不同的用户可致动输入机构。例如，用户可致动输入机构可以是文本框、复选框、图标、链接、下拉菜单、搜索框等。所述用户可致动输入机构也可以以多种不同的方式被致动。例如，用户可致动输入机构可以使用点击装置(例如跟踪球或鼠标)来致动。用户可致动输入机构可以使用硬件按钮、开关、操纵杆或键盘、拇指开关或拇指垫等来致动。用户可致动输入机构也可以使用虚拟键盘或其它虚拟致动器来致动。另外，在显示用户可致动输入机构的屏幕是触敏屏幕的情况下，可以使用触摸手势来致动用户可致动输入机构。而且，在显示用户可致动输入机构的装置具有语音识别部件的情况下，可以使用语音命令来致动用户可致动输入机构。
还讨论了许多数据存储器。将注意到它们可以分成多个数据存储器。所有这些存储器对于访问它们的系统而言都可以是本地的，所有这些存储器都可以是远程的，或者一些存储器可以是本地的，而另一些存储器是远程的。本文考虑了所有这些配置。
此外，附图示出了具有归属于每个框的功能的多个框。应注意，可以使用更少的框，因此功能由更少的部件执行。此外，可以使用更多框，其中功能分布在更多部件中。
图6是图2所示的作业机械102的框图，不同之处在于它与远程服务器架构6500中的元件通信。在一个示例性实施例中，远程服务器架构600可以提供不要求终端用户知晓提供服务的系统的物理位置或配置的计算、软件、数据访问和存储服务。在各种实施例中，远程服务器可以使用适当的协议在诸如因特网的广域网上提供服务。例如，远程服务器可以通过广域网提供应用程序，并且可以通过Web浏览器或任何其他计算部件访问远程服务器。图2中所示的软件或部件以及相应的数据可以存储在远程位置的服务器上。远程服务器环境中的计算资源可以合并到远程数据中心位置，也可以分散。远程服务器基础架构可以通过共享数据中心提供服务，即使该远程服务器基础架构作为用户的单一访问点出现。因此，可以使用远程服务器架构从远程位置的远程服务器提供这里描述的部件和功能。或者，这里描述的部件和功能可以从传统服务器提供，或者可以直接或以其他方式安装在客户端设备上。
在图6所示的实施例中，一些项目类似于图2中所示的项目，并且它们被类似地编号。图6具体示出了平整控制系统104、控制系统124、模型生成系统103和数据存储器180可以位于远程服务器位置602。因此，作业机械102通过远程服务器位置602访问那些系统。
图6还描绘了远程服务器架构的另一个实施例。图6示出了还可以想到图2的一些元件设置在远程服务器位置602而其他元件不是。举例来说，数据存储器180或模型生成系统103可以设置在与位置602分开的位置，并且通过位置602处的远程服务器访问。无论它们位于何处，它们都可以通过网络(广域网或局域网)被作业机械102直接访问，它们可以通过服务托管在远程站点，或者它们可以作为服务提供，或者被驻留在远程位置的连接服务访问。而且，数据可以存储在基本上任何位置，并且可以由感兴趣的各方间歇地访问或转发给感兴趣的各方。例如，可以使用物理载波代替电磁波载波或者除了电磁波载波之外还使用物理载波。在这样的实施例中，在小区覆盖很差或不存在的情况下，另一个作业机器(例如燃料卡车)可以具有自动信息收集系统。当作业机械靠近燃料卡车添加燃料时，系统会使用任何类型的ad-hoc无线连接自动收集来自作业机械的信息。然后，当燃料卡车到达存在蜂窝覆盖(或其他无线覆盖)的位置时，可以将收集的信息转发到主网络。例如，当燃料卡车行驶以给其他机器添加燃料或行驶到主燃料存储位置时，燃料卡车可以进入被覆盖的位置。本文考虑了所有这些架构。此外，信息可以存储在作业机械上，直到作业机械进入覆盖位置。作业机械本身可以将信息发送到主网络。
还应注意，图2的元件或它们的一部分可以设置在各种不同的设备上。这些设备中的一些包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或其他移动设备，诸如掌上电脑、手机、智能手机、多媒体播放器、个人数字助理等。
图7是可以用作用户手持设备16或客户手持设备16的手持或移动计算设备的一个说明性实施例的简化框图，其中可以部署本系统(或其部分)可以部署在该设备中。例如，移动设备可以部署在工作机器102的驾驶室中，以用于生成、处理或显示溢出物度量或生产率度量或建议等。图8-9是手持或移动设备的示例。
图7提供了客户端设备16的部件的总体框图，该客户端设备16可以运行图2中所示的一些部件、与这些部件交互、或上述两者。在设备16中，提供通信链路13，其允许手持设备与其他计算设备通信，并且在一些实施例中，提供用于自动接收信息的信道，例如通过扫描。通信链路13的示例包括允许通过一个或多个通信协议(例如用于提供对网络的蜂窝接入的无线服务，以及提供到网络的本地无线连接的协议)进行通信。
在其它实施例中，可以在连接到接口15的可移除安全数字(SD)卡上接收应用。接口15和通信链路13沿着总线19与处理器17(其也可以包含图2中的处理器122)通信，其中所述总线19还连接到存储器21和输入/输出(I/O)部件23以及时钟25和定位系统27。
在一个实施例中，I/O部件23被设置以便于输入和输出操作。用于装置16的各种实施例的I/O部件23可以包括输入部件(诸如按钮、触摸传感器、光学传感器、麦克风、触摸屏、近程传感器、加速计、定向传感器)，以及输出部件(诸如显示装置、扬声器和/或打印机端口)。也可使用其它I/O部件23。
时钟25示意性地包括输出时间和日期的实时时钟部件。时钟25还可以示意性地为处理器17提供定时功能。
定位系统27示意性地包括如下的部件，其输出装置16的当前地理位置。这可以包括例如全球定位系统(GPS)接收器、LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统或其他定位系统。定位系统27还可以包括例如生成期望的地图、导航路线和其他地理功能的地图软件或导航软件。
存储器21存储操作系统29、网络设置31、应用33、应用配置设置35、数据存储器37、通信驱动器39和通信配置设置41。存储器21可以包括所有类型的有形易失性和非易失性计算机可读存储器装置。存储器21还可以包括计算机存储介质(如下所述)。存储器21存储计算机可读指令，当由处理器17执行时，所述计算机可读指令使得处理器根据所述指令执行计算机可实施的步骤或功能。处理器17也可以由其它部件启动以促进其功能。
图8示出了一个实施例，其中设备16是平板计算机650。在图8中，计算机650显示有用户界面显示屏652。显示屏652可以是触摸屏，或接收来自笔或触笔的输入的笔使能接口。它还可以使用屏幕上的虚拟键盘。当然，它也可以通过合适的附接机构(例如无线链路或USB端口)而附接到键盘或其他用户输入设备。计算机650也可以说明性地接收语音输入。
图9提供了可以使用的设备16的另一个示例，尽管也可以使用其他设备。图9中的电话是智能手机71。智能手机71具有显示图标或图块或其他用户输入机制75的触敏显示器73。用户可以使用用户输入机制75来运行应用程序、拨打电话、执行数据传输等。通常，智能手机71建立在移动操作系统上，并且提供比功能电话更高级的计算能力和连接性。注意，其他形式的设备16是可能的。
图10是计算环境的一个示例，其中在该计算环境中可以部署图2中的元件或这些元件的一部分(例如)。参考图10，用于实现一些实施例的示例性系统包括计算机810形式的通用计算装置。计算机810的部件可包括但不限于处理单元820(其可包括处理器122)、系统存储器830和系统总线821，该系统总线821将包括系统存储器的各种系统部件耦合到处理单元820。系统总线821可以是若干类型的总线结构中的任何一种，这些总线结构包括使用各种总线架构中的任何总线架构的存储器总线或存储器控制器、外围总线和本地总线。参考图2描述的存储器和程序可以部署在图10的相应部分中。
计算机810通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算机810访问的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质，可移动和不可移动介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质不同于调制数据信号或载波，并且不包括调制数据信号或载波。计算机存储介质包括硬件存储介质，所述硬件存储介质包括以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置，或可以用于存储所需信息并且可以由计算机810访问的任何其他介质。通信介质在传输机制中可以体现为计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，并且包括任何信息传输介质。术语“调制数据信号”表示信号的一个或多个特征被设置或改变从而对信号中的信息进行编码。
系统存储器830包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，例如只读存储器(ROM)831和随机存取存储器(RAM)832。基本输入/输出系统833(BIOS)通常存储在ROM 831中，该BIOS包含例如在启动期间有助于在计算机810内的元件之间传输信息的基本例程。RAM 832通常包含处理单元820立即可访问的和/或当前正被处理单元820操作的数据和/或程序模块。作为示例而非限制，图10示出了操作系统834、应用程序835、其他程序模块836和程序数据837。
计算机810还可以包括其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机存储介质。仅作为示例，图10示出了硬盘驱动器841(其从不可移动的非易失性磁介质进行数据读取或向其写入数据)、磁盘驱动器851、非易失性磁盘852、光盘驱动器855和非易失性光盘856。硬盘驱动器841通常通过不可移动存储器接口(诸如接口840)连接到系统总线821，以及磁盘驱动器851和光盘驱动器855通常通过可移动存储器接口(诸如接口850)连接到系统总线821。
替代地或另外地，本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件执行。例如但不限于，可以使用的说明性类型的硬件逻辑部件包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用集成电路(例如，ASIC)、程序专用标准产品(例如，ASSP)、单片系统(SOC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)等
上面在图10中讨论并示出的驱动器及其相关的计算机存储介质提供用于计算机810的计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。在图10中，例如，硬盘驱动器841被示为存储操作系统844、应用程序845、其他程序模块846和程序数据847。注意，这些部件可以与操作系统834、应用程序835、其他程序模块836和程序数据837相同或不同。
用户可以通过输入装置(诸如键盘862、麦克风863和定点装置861，和诸如鼠标、轨迹球或触摸板)将命令和信息输入到计算机810中。其他输入装置(未示出)可以包括操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星天线，扫描仪等。这些和其他输入装置通常通过用户输入接口860(其联接到系统总线)连接到处理单元820，但是可以被其他接口和总线结构所连接。视觉显示器891或其他类型的显示装置也经由诸如视频接口890的接口连接到系统总线821。除了监视器之外，计算机还可以包括其他外围输出装置，例如扬声器897和打印机896，其中外围输出装置可以通过输出外围接口895而被连接。
计算机810使用到一个或多个传感器或远程计算机(诸如远程计算机880或其他部件)的逻辑连接(诸如局域网-LAN或广域网WAN或控制器局域网络CAN)在网络环境中操作。
当在LAN网络环境中使用时，计算机810通过网络接口或适配器870连接到LAN871。当在WAN网络环境中使用时，计算机810通常包括调制解调器872或用于在WAN873(诸如互联网)上建立通信的其他装置。在联网环境中，程序模块可以存储在远程存储器存储设备中。图10示出了例如远程应用程序885可以驻留在远程计算机880上。
还应注意，本文所述的不同示例可以以不同的方式组合。也就是说，一个或多个示例的部分可以与一个或多个其它示例的部分组合。所有这些都在此考虑。
示例1是一种移动式作业机械，包括：
机架；
地面接合元件，所述地面接合元件由机架可移动地支撑并由发动机驱动，以驱动移动式作业机械的运动；
可移动平整元件，所述可移动平整元件由机架可移动地支撑，以相对于所述机架移动；
致动器，所述致动器联接到所述可移动平整元件，以可控制地驱动所述可移动平整元件的运动，以接合待平整的物料；
传感器，所述传感器检测移动式作业机械的操作特征并生成指示所述操作特征的传感器信号；
平整控制系统，所述平整控制系统接收来自传感器的传感器信号，并基于所述传感器信号确定溢出物度量，所述溢出物度量指示由所述可移动平整元件溢出的待平整的物料的溢出量；和
控制系统，所述控制系统基于所述溢出物度量生成致动器控制信号，所述致动器控制信号指示所述致动器的被命令的运动，并且其中所述控制系统提供所述致动器控制信号以控制所述致动器，从而执行被命令的运动。
示例2任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述传感器包括：
可移动平整元件传感器，所述可移动平整元件传感器检测所述可移动平整元件的特征并生成指示所述可移动平整元件的特征的可移动平整元件传感器信号，并且其中所述平整控制系统接收所述可移动平整元件传感器信号并至少部分地基于所述可移动平整元件传感器信号确定所述溢出物度量。
示例3是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述可移动平整元件传感器包括：
位置传感器，所述位置传感器感测指示所述可移动平整元件与待平整的物料的接合深度的特征。
示例4是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述可移动平整元件传感器包括：
定向传感器，所述定向传感器感测所述可移动平整元件相对于所述机架的定向。
示例5是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统基于所述可移动平整元件传感器信号确定两个溢出物度量，一个溢出物度量针对所述移动式作业机械的一侧。
示例6是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述传感器包括：
表面传感器，所述表面传感器检测待平整的物料的表面的特征并生成指示所述表面的特征的表面传感器信号，并且其中所述平整控制系统接收所述表面传感器信号并至少部分地基于所述表面传感器信号确定所述溢出物度量。
示例7是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述表面传感器包括：
水分传感器，所述水分传感器感测待平整的物料的水分。
示例8是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述表面传感器包括：
表面类型传感器，所述表面类型传感器用于检测所述表面上待平整的物料的类型。
示例9是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统被配置成访问溢出模型，所述溢出模型指示：在以至少一个已知的操作特征在第二表面上完成操作之后而测量的所测量的溢出物度量，以及所述平整控制系统基于所述溢出模型确定所述溢出物度量。
示例10是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统被配置为访问溢出物度量算法，并基于所述溢出物度量算法确定所述溢出物度量。
示例11是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，还包括：
用户界面显示器；和
显示生成器逻辑电路，所述显示生成器逻辑电路控制用户界面显示器以显示所述溢出物度量的指示。
示例12是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，还包括：
建议逻辑电路，所述建议逻辑电路基于所述溢出物度量确定建议；
其中所述显示生成器逻辑电路控制所述用户界面显示器以将用户可致动项目与所述建议一起显示作为所述用户界面显示器的一部分，并且其中所述控制系统响应于所述用户可致动项目的用户致动将所述致动器控制信号提供给所述致动器以控制所述致动器，从而执行被命令的运动。
示例13是任一项或所有前述示例所述的移动式作业机械，其中，所述移动式作业机械包括推土机，并且所述可移动平整元件包括铲刀。
示例14是一种移动式作业机械上的控制系统，包括：机械传感器，所述机械传感器检测所述移动式作业机械的特征并生成指示所述移动式作业机械的特征的机械传感器信号；
溢出逻辑电路，所述溢出逻辑电路接收所述机械传感器信号，并基于所接收的机械传感器信号确定溢出物度量；
建议逻辑电路，所述建议逻辑电路接收所述溢出物度量并生成建议的控制变化；和
控制逻辑电路，所述控制逻辑电路基于所建议的控制变化生成致动器控制信号，所述致动器控制信号指示联接到可移动平整元件的致动器的被建议的运动，所述致动器可控制地驱动所述可移动平整元件的运动，所述控制逻辑电路还将所述致动器控制信号提供给所述致动器以控制所述致动器，来执行被建议的运动。
示例15是任一项或所有前述示例所述的控制系统，其中，所述溢出逻辑电路被配置为访问溢出查收表并基于所述溢出查收表和所述机械传感器信号确定所述溢出物度量。
示例16是任一项或所有前述示例所述的控制系统，其中，所述溢出逻辑电路被配置为访问溢出算法并基于所述溢出算法和所述机械传感器信号确定所述溢出物度量。
示例17是任一项或所有前述示例所述的控制系统，还包括：
表面传感器，所述表面传感器检测工地表面的特征并生成指示所述工地表面的特征的表面传感器信号，并且其中所述溢出逻辑电路被配置为接收所述表面传感器信号并至少部分地基于所述表面传感器信号确定所述溢出物度量。
示例18是任一项或所有前述示例所述的控制系统，其中，，所述表面传感器包括表面硬度传感器。
示例19是一种控制作业机械的方法，所述方法包括：利用表面传感器检测工地表面的特征；
利用机械设置传感器检测所述作业机械的当前机械设置；
访问平整模型；
基于所述工地表面的特征、所述当前机械设置和所述平整模型，利用溢出逻辑电路确定溢出值；
基于所述溢出值，利用建议逻辑电路生成建议设置；以及
利用控制系统控制所述作业机械以实现所述建议设置。
示例20是任一项或所有前述示例所述的方法，其中，检测所述工地表面的特征包括检测所述工地表面的土壤类型，其中感测所述作业机械的当前机械设置包括检测所述作业机械的可移动平整元件相对于所述作业机械的机架的高度；并且其中生成所述建议设置包括基于所述溢出值生成所述可移动平整元件的相对于所述作业机械的机架的建议高度。

Claims (20)

1.一种移动式作业机械，包括：
机架；
地面接合元件，所述地面接合元件由机架可移动地支撑并由发动机驱动，以驱动移动式作业机械的运动；
可移动平整元件，所述可移动平整元件由机架可移动地支撑，以相对于所述机架移动；
致动器，所述致动器联接到所述可移动平整元件，以可控制地驱动所述可移动平整元件的运动，以接合待平整的物料；
传感器，所述传感器检测移动式作业机械的操作特征并生成指示所述操作特征的传感器信号；
平整控制系统，所述平整控制系统接收来自传感器的传感器信号，并基于所述传感器信号确定溢出物度量，所述溢出物度量指示由所述可移动平整元件溢出的待平整的物料的溢出量；和
控制系统，所述控制系统基于所述溢出物度量生成致动器控制信号，所述致动器控制信号指示所述致动器的被命令的运动，并且其中所述控制系统提供所述致动器控制信号以控制所述致动器，从而执行被命令的运动。
2.根据权利要求1所述的移动式作业机械，其中，所述传感器包括：
可移动平整元件传感器，所述可移动平整元件传感器检测所述可移动平整元件的特征并生成指示所述可移动平整元件的特征的可移动平整元件传感器信号，并且其中所述平整控制系统接收所述可移动平整元件传感器信号并至少部分地基于所述可移动平整元件传感器信号确定所述溢出物度量。
3.根据权利要求2所述的移动式作业机械，其中，所述可移动平整元件传感器包括：
位置传感器，所述位置传感器感测指示所述可移动平整元件与待平整的物料的接合深度的特征。
4.根据权利要求2所述的移动式作业机械，其中，所述可移动平整元件传感器包括：
定向传感器，所述定向传感器感测所述可移动平整元件相对于所述机架的定向。
5.根据权利要求4所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统基于所述可移动平整元件传感器信号确定两个溢出物度量，一个溢出物度量针对所述移动式作业机械的一侧。
6.根据权利要求1所述的移动式作业机械，其中，所述传感器包括：
表面传感器，所述表面传感器检测待平整的物料的表面的特征并生成指示所述表面的特征的表面传感器信号，并且其中所述平整控制系统接收所述表面传感器信号并至少部分地基于所述表面传感器信号确定所述溢出物度量。
7.根据权利要求6所述的移动式作业机械，其中，所述表面传感器包括：
水分传感器，所述水分传感器感测待平整的物料的水分。
8.根据权利要求6所述的移动式作业机械，其中，所述表面传感器包括：
表面类型传感器，所述表面类型传感器用于检测所述表面上待平整的物料的类型。
9.根据权利要求1所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统被配置成访问溢出模型，所述溢出模型指示：在以至少一个已知的操作特征在第二表面上完成操作之后而测量的所测量的溢出物度量，以及所述平整控制系统基于所述溢出模型确定所述溢出物度量。
10.根据权利要求1所述的移动式作业机械，其中，所述平整控制系统被配置为访问溢出物度量算法，并基于所述溢出物度量算法确定所述溢出物度量。
11.根据权利要求1所述的移动式作业机械，还包括：
用户界面显示器；和
显示生成器逻辑电路，所述显示生成器逻辑电路控制用户界面显示器以显示所述溢出物度量的指示。
12.根据权利要求11所述的移动式作业机械，还包括：
建议逻辑电路，所述建议逻辑电路基于所述溢出物度量确定建议；
其中所述显示生成器逻辑电路控制所述用户界面显示器以将用户可致动项目与所述建议一起显示作为所述用户界面显示器的一部分，并且其中所述控制系统响应于所述用户可致动项目的用户致动将所述致动器控制信号提供给所述致动器以控制所述致动器，从而执行被命令的运动。
13.根据权利要求1所述的移动式作业机械，其中，所述移动式作业机械包括推土机，并且所述可移动平整元件包括铲刀。
14.一种移动式作业机械上的控制系统，包括：
机械传感器，所述机械传感器检测所述移动式作业机械的特征并生成指示所述移动式作业机械的特征的机械传感器信号；
溢出逻辑电路，所述溢出逻辑电路接收所述机械传感器信号，并基于所接收的机械传感器信号确定溢出物度量；
建议逻辑电路，所述建议逻辑电路接收所述溢出物度量并生成建议的控制变化；和
控制逻辑电路，所述控制逻辑电路基于所建议的控制变化生成致动器控制信号，所述致动器控制信号指示联接到可移动平整元件的致动器的被建议的运动，所述致动器可控制地驱动所述可移动平整元件的运动，所述控制逻辑电路还将所述致动器控制信号提供给所述致动器以控制所述致动器，来执行被建议的运动。
15.根据权利要求14所述的控制系统，其中，所述溢出逻辑电路被配置为访问溢出查收表并基于所述溢出查收表和所述机械传感器信号确定所述溢出物度量。
16.根据权利要求14所述的控制系统，其中，所述溢出逻辑电路被配置为访问溢出算法并基于所述溢出算法和所述机械传感器信号确定所述溢出物度量。
17.根据权利要求14所述的控制系统，还包括：
表面传感器，所述表面传感器检测工地表面的特征并生成指示所述工地表面的特征的表面传感器信号，并且其中所述溢出逻辑电路被配置为接收所述表面传感器信号并至少部分地基于所述表面传感器信号确定所述溢出物度量。
18.根据权利要求17所述的控制系统，其中，所述表面传感器包括表面硬度传感器。
19.一种控制作业机械的方法，该方法包括：
利用表面传感器检测工地表面的特征；
利用机械设置传感器检测所述作业机械的当前机械设置；
访问平整模型；
基于所述工地表面的特征、所述当前机械设置和所述平整模型，利用溢出逻辑电路确定溢出值；
基于所述溢出值，利用建议逻辑电路生成建议设置；以及
利用控制系统控制所述作业机械以实现所述建议设置。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，检测所述工地表面的特征包括检测所述工地表面的土壤类型，其中感测所述作业机械的当前机械设置包括检测所述作业机械的可移动平整元件相对于所述作业机械的机架的高度；并且其中生成所述建议设置包括基于所述溢出值生成所述可移动平整元件的相对于所述作业机械的机架的建议高度。
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