CN110735374A - 自主压实测试系统和方法 - Google Patents

自主压实测试系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110735374A
CN110735374A CN201910597983.4A CN201910597983A CN110735374A CN 110735374 A CN110735374 A CN 110735374A CN 201910597983 A CN201910597983 A CN 201910597983A CN 110735374 A CN110735374 A CN 110735374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
vehicle
compaction density
compaction
locations
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910597983.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110735374B (zh
Inventor
T·M·奥唐纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Paving Products Inc
Original Assignee
Caterpillar Paving Products Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Paving Products Inc filed Critical Caterpillar Paving Products Inc
Publication of CN110735374A publication Critical patent/CN110735374A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110735374B publication Critical patent/CN110735374B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/26—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil self-propelled or fitted to road vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/288—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows adapted for monitoring characteristics of the material being compacted, e.g. indicating resonant frequency, measuring degree of compaction, by measuring values, detectable on the roller; using detected values to control operation of the roller, e.g. automatic adjustment of vibration responsive to such measurements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C21/00—Apparatus or processes for surface soil stabilisation for road building or like purposes, e.g. mixing local aggregate with binder
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/20—Off-Road Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/413—Compactors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)

Abstract

一种自主地面压实测试车辆包括联接到车辆的压实密度表和控制器。控制器通信地连接到压实密度表和压实机器的控制器，该压实机器压实或已经压实了地形区域。控制器配置为自主地控制车辆在压实区域上的移动，以及控制压实密度表以在压实区域的多个位置处进行多个压实密度测量。

Description

自主压实测试系统和方法
背景技术
建筑材料的压实被认为对于改善材料在诸如土壤和沥青路面的施工操作中的稳定性是重要的。通过压实表面，土壤强度和稳定性可以增加到设计所需的量级。国家公路机构和承包商关注各种类型地形的压实质量和/或程度的质量控制。在某些情况下，州或其他机构可能会对承包商施加关于不同类型地形所需压实量的规定，包括例如沥青路面或其他沥青应用。因此，压实地形区域可能需要压实该区域中的材料的过程以及测试压实区域以确定其是否满足适用标准和/或规定的附加步骤。
发明内容
在根据本发明的示例中，一种自主地面压实测试车辆包括联接到车辆的压实密度表和控制器。控制器可通信地连接到压实密度表和压实机器的控制器，该压实机压实或已经压实了地形区域。控制器配置为：自主控制车辆在压实区域上的移动。控制器还配置为控制压实密度表以在压实区域的多个位置处进行多个压实密度测量，并将多个压实密度测量值和多个位置发送到压实机器的控制器。
在一个示例中，一种系统包括压实机工作机器，该压实机工作机器包括压实机控制器并且被配置为压实地形区域，以及无人自主驾驶车辆(UAV)。UAV包括联接到UAV的压实密度表，以及可通信地连接到压实密度表和压实机控制器的UAV控制器。UAV控制器被配置为自主地控制车辆在已经由压实机工作机器压实的地形区域的至少一部分上的移动，并且控制压实密度表以在压实区域的多个位置处进行多个压实密度测量。
在一个示例中，一种方法包括用压实机工作机器压实地形区域的至少一部分，通过控制器在压实区域的至少一部分上移动无人自主驾驶车辆(UAV)，以及通过控制器在一个或多个位置处自主测量压实区域的至少一部分的压实密度，其中压实密度表联接到UAV并且通信地联接到控制器。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似组件的不同实例。附图通过示例而非通过限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。
图1描绘了根据本发明的示例压实机工作机器。
图2描绘了根据本发明的自主地面车辆的示例。
图3A和3B描绘了图1的压实机和图2的自主车辆，其操作用于压实和测试地形区域。
图4是描绘根据本发明的处理和测试地形区域的示例方法的流程图。
具体实施方式
图1和图2分别描绘了压实机工作机器和自主地面车辆(有时称为无人自主驾驶车辆或UAV)，该压实机和车辆可协同操作以处理地形区域。在一个示例中，压实机工作机器压实沥青的目标区域，并且自主车辆自主地横穿并测量一个或多个位置中的压实区域的压实密度。
图1描绘了根据本发明的示例压实机工作机器100。机器100可以是例如振动筒体式压实机，其可以用于处理各种材料，包括压实沥青。在图1中，示例机器100包括框架102，主体104联接到框架102，发电机106，车轮108，筒体110，驾驶室112和控制器114。虽然未示出，但是机器100还包括制动器，该制动器与车轮108相关联并且被配置为限制和/或停止车轮108的旋转。
作业机械100包括框架102，机器的主体104附接到框架102。框架102可包括彼此联接的一个或多个部分和/或单独的框架。在一个示例中，框架102包括多个框架，这些框架联接到并配置为相对于彼此环接。
机器100还包括发电机106，其配置为产生动力以推进机器并且可操作地联接到车轮108。发电机106可包括各种发电平台，包括例如内燃机，无论是汽油还是柴油或电动机。另外，发电机106通常可操作地联接到一个或多个传动系组件，包括例如变速器，其配置为将由发电机106产生的动力传输到车轮120。除了在各种地形上的推进机器100之外，由发电机106产生的电力可用于机器的各种操作要求，包括操作附接到其上的工具。
筒体110联接到并配置为相对于框架102和机器100旋转。筒体110可以提供静态压实力(即由重力引起的重量)以处理材料，并且可以联接到一个或多个机构，机构其被配置为振动筒体，从而提供动态力以改善压实结果。根据机器100的预期用途，筒体110可以是许多不同的尺寸、材料、重量以及其他特征。
示例压实机100还包括控制器，其可以是例如电子控制单元(ECU)114。在图1的示例中，ECU 114联接到设置在驾驶室112中的操作员座椅116。尽管ECU 114是在图1的示例中联接到座位116，在其他示例中，ECU可以位于机器100的不同位置。ECU 114可以包括发射器、接收器、收发器和配置为使ECU 114能够与其他系统和/或机器/车辆通信和交换信息(例如，数据，信号)的其他元件。
电子控制单元(ECU)可以是控制机器电气系统和/或机器的其他子系统的嵌入式系统。ECU的类型包括电子/发动机控制模块、动力系控制模块、变速器控制模块、制动控制模块、悬架控制模块等。在工业，建筑和其他重型机械的情况下，示例ECU还可以包括与一个或多个联接到机器并且可从机器操作的工具相关联的工具控制模块。
包括ECU 114的机器100的ECU和其他电子控制器可以包括软件、硬件、以及配置为执行归因于所公开示例中的组件的多个功能的硬件和软件的组合。机器100的ECU或其他电子控制器可以是包括多个组件的模拟、数字或组合模拟和数字控制器。作为示例，机器100的ECU和其他电子控制器可以包括集成电路板或ICB、印刷电路板PCB、处理器、数据存储设备、开关、继电器等。处理器的示例可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路中的任何一个或多个。
机器100的ECU和其他电子控制器可以包括存储介质以存储和/或检索数据或其他信息，例如来自传感器的信号。非易失性存储设备的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存、或电可编程存储器(EPROM)或电可擦除和可编程(EEPROM)存储器的形式。易失性存储设备的示例包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和其他形式的易失性存储设备。数据存储设备可以用于存储程序指令，以便由例如ECU 114的处理器执行。
机器100的ECU和其他电子控制器可以被配置为使用各种公共和/或专有标准和/或协议经由各种有线或无线通信技术和组件彼此通信并与机器100的其他组件通信。用于机器300的组件之间的电子通信的传输介质和协议的示例包括以太网、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、802.11或蓝牙、或其他标准或专有传输介质和通信协议。
图2描绘了根据本发明的自主地面车辆200的示例。车辆200可以是例如公用事业任务车辆(UTV)，其也被称为并排式休闲越野车辆或多用途非公路多功能车辆。更一般地，车辆200可以是许多不同类型的无人自主驾驶车辆(UAV)。在图1中，示例自主车辆100包括框架202、发电机204、车轮206、敞开驾驶室208、侧翻保护结构(ROPS)210、控制器212和压实密度表214。虽然未示出，但车辆200还包括制动器，该制动器与车轮206相关联并且被配置为限制和/或停止车轮206的旋转。
控制器212被配置为通过执行一个或多个算法、程序等来自主地控制车辆200的操作，所述算法、程序等被配置为控制车辆在各种地形上的移动。控制器212可以包括各种组件以自主地控制车辆200的移动，使用压实密度表214进行压实密度测量，并且将数据、信号、信息与另一个机器或系统进行通信，包括例如，如图1的机器100的压实工作机器。在示例中，控制器212可以被配置为控制压实密度表214以在多个位置处进行多个测量并且将进行这种测量的测量和位置传输到另一个设备或系统。为了跟踪车辆200的位置和压实密度测量的位置，控制器212可以包括例如全球定位系统(GPS)。
自主地面车辆200的控制器212可以包括软件、硬件、以及配置为执行归因于所公开示例中的组件的多个功能的硬件和软件的组合。控制器212可以是包括多个组件的模拟、数字或组合模拟和数字控制器。作为示例，控制器212可以包括集成电路板或ICB、印刷电路板PCB、处理器、数据存储设备、开关、继电器等。处理器的示例可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路中的任何一个或多个。
控制器212可以包括存储介质以存储和/或检索数据或其他信息，例如，由压实密度表214获取的信号和/或测量值。非易失性存储设备的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存、或电可编程存储器(EPROM)或电可擦除和可编程(EEPROM)存储器的形式。易失性存储设备的示例包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和其他形式的易失性存储设备。数据存储设备可以用于存储程序指令以供控制器212的处理器执行。
控制器212可以被配置为使用各种公共和/或专有标准和/或协议经由各种有线或无线通信技术和组件与其他设备/系统通信，包括例如压实工作机器。用于机器300的组件之间的电子通信的传输介质和协议的示例包括以太网、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、802.11或蓝牙、或其他标准或专有传输介质和通信协议。
在图2的示例中，控制器212设置在座椅/工作台下方的敞开驾驶室208中。尽管在图2的示例中控制器212布置在驾驶室208中，但是在其他示例中，控制器可以定位在机器200的不同位置处。
压实密度表214(直接或间接地)联接到自主车辆200的框架202。仪表214可包括各种不同类型的压实密度测量设备。在一个示例中，压实密度表214是机械或机电设备，其被配置为将桩或杆驱动到压实的土壤、沥青或其他材料中并且测量将桩驱动到材料中规定距离所需的压力/力。
压实密度表214可包括控制，处理，存储器和其他硬件，软件及其组合，以控制仪表的操作。另外，压实密度表214和控制器212可以通信地连接(通过有线或无线连接)并且配置为交换信息，包括将由仪表214获取的压实密度测量值传输到控制器212。
在一个示例中，压实机工作机器100和自主地面车辆200协同工作以处理(例如，压实)目标地形区域，并通过测量的一个或多个位置中处理的目标地形区域的压实密度来测量和证明/验证这种处理的结果。当地城市、县或州和/或联邦法规可能要求压实密度标准或阈值。为了符合这些规定，处理目标地形区域，例如压实沥青区域，可能需要在压实机器(如机器100)进行一次或多次压实运行之后测量压实密度的附加步骤。
这种压实密度测量通常由操作者手动执行，该操作者将压实密度表定位在已经压实的地形区域的各个位置并进行测量，然后将测量值与压实沥青或其他材料的阈值或标准进行比较。然而，在根据本发明的示例中，自主车辆200被配置为自主横穿已经或正在被压实的地形区域并且自主地进行多个压实密度测量并将测量值传输到另一个设备或系统，包括例如固定或移动基站或压实机器100之类的其他车辆。在示例中，车辆200可以被配置为利用仪表214进行压实密度测量并且可以在目标区域已经被压实机器100完全处理之后采样并发送测量值，或者，车辆200可以在压实机200处理该区域时跟随压实机200并且与压实机200处理地形平行地进行压实密度测量。
图3A和3B描绘了处理地形区域300的压实机100和自主车辆200的示例。在图3A和3B的示例中，压实机100和车辆200在处理和测试区域300之前位于集结区域302中。压实机操作100以通过压实路径304横穿该区域来处理目标区域300。可以操作压实机100以在目标区域300上执行一次或多次通过，并且可以在地形上选取各种路径，包括与所描绘的示例路径304不同的路径。
在一个示例中，压实机100由操作人员手动操作，操作人员坐在驾驶室112中并且可以操纵/致动各种输入控制，例如发动机节气门、方向盘或其他转向输入控制、操纵杆或其他用于工具的输入控制，作为示例。在另一示例中，ECU 114和/或压实机100的其他ECU通过例如执行存储在ECU的存储器中的一个或多个算法/程序/例程来自主地控制压实机100的操作。
在图3A中，压实机100已经离开了集结区域302并且已经在区域300内开始压实沥青(或其他材料)并且自主车辆200保持定位在集结区域302中。在图3B中，压实机100已经完成压实区域300的一部分并且继续横穿剩余区域以完成整个区域的一次或多次压实运行。当压实机100仍在完成处理目标区域300时，车辆200自主地开始测试已经被压实机100压实的区域300的部分。在这种意义上，车辆200“跟随”压实机100并且与压实该区域的压实机100并行地测试压实的区域300。
在根据本发明的其他示例中，在压实机100已经处理(例如，压实)所有目标区域300之后，车辆200(或根据本发明的另一自主地面车辆)可以开始其自主压实密度测试运行。然而，可能存在当压实机100处理区域300时，对于车辆200“跟随”压实机100的优点。例如，在车辆200被配置为跟随压实机300(或另一工作机器)的情况下，实现车辆200的自主控制可以不那么复杂和昂贵。作为示例，在这种情况下，可能不需要车辆200的自主控制来知道车辆200的绝对位置，这可以简化控制的实现。例如，车辆200可以通过控制车辆相对于压实机100的位置的移动而自主地控制。
作为一种这样的实现的示例，其中当压实机完成压实运行时车辆200跟随压实机100，压实机100可配备有GPS或其他车辆定位系统，并且可配置为在处理区域时确定和存储车辆的位置。然后，由压实机100横穿的这些位置可以由ECU 114传输到车辆200的控制器212，并且控制器212可以被编程为使得车辆200横穿包括从压实机100的ECU 114接收的所有位置的路径。
当压实机处理区域300时，车辆200跟随压实机100的另一潜在优点可以是基于由车辆200自主地进行的压实密度测量来实现压实机100的操作的闭环控制的能力。例如，压实机100是继续压实区域300，车辆200的控制器212使用仪表214进行多个压实密度测量并将测量值传输到ECU114。ECU 114可以配置为确定从控制器212接收的测量值是否满足目标、规定的、要求的或其他压实密度的阈值或标准。在ECU 114确定例如车辆200所获取的测量值不满足阈值/标准的情况下，ECU 114或另一ECU或压实机100的控制器可被配置为调整/调节例如压实机100的筒体110的操作，以用于增加区域300的剩余部分的压实密度。
尽管车辆200跟随压实机100具有潜在的优点，但是在根据本发明的示例中，自主地面车辆可以配备有控制器，以使车辆在处理目标地形区域时跟随工作机器，或者在工作机器完成处理整个目标区域后使车辆执行其压实密度测试运行。
再次参照图3B，当压实机100继续处理区域300的剩余部分时，车辆200通过控制器212自主地控制以横穿已经被压实机100压实的区域300的部分。控制器212，除了自主地控制车辆200的移动之外控制压实密度表214以在多个位置306处进行多个压实密度测量。控制器212还配置为将压实密度测量值和进行这种测量的位置传输到另一个设备/系统，包括将测量值发送到压实机100的ECU 114。除了将压实密度测量值传输到ECU 114或另一ECU或压实机100的控制之外，车辆200的控制器212还可以将该信息和其他信息发送到其他设备/系统，包括例如靠近或远离压实机100、车辆200和区域300的固定或移动基站。
车辆200和控制器212可以被配置为与其他设备/系统无线地传递信息，包括压实密度测量值。例如，车辆200的控制器212可以被配置为使用802.11、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)、近场通信(NFC)或其他无线电频率和/或使用其他标准和/或专有频率和/或协议来无线通信。
图4是描绘根据本发明的处理目标地形区域的示例方法的流程图。在图4中，方法400包括用压实机工作机器(402)压实地形区域的至少一部分，通过控制器在压实区域的至少一部分上移动无人自主驾驶车辆(UAV)(404)，并且通过控制器在一个或多个位置处自主测量压实区域的至少一部分的压实密度，其中压实密度表联接到UAV并且通信地联接到控制器(406)。作为示例，可以使用包括ECU 114的压实机100和包括控制器212和压实密度表214的自主车辆200来执行示例方法。另外，可以使用根据本发明的不同的工作机器和/或不同的UAV来执行示例方法。
图4的方法还可以包括由UAV的控制器自主地将指示一个或多个位置处的压实密度测量值的信息发送到靠近或远离车辆的另一个设备。在示例中，UAV控制器可以将压实密度测量和测量位置发送到压实机器或其控制器。
在示例中，UAV的控制器被配置为控制车辆的移动并且控制压实密度表以在压实机工作机器压实所有地形区域之后在多个位置处进行多个压实密度测量。在另一个示例中，UAV的控制器被配置为控制车辆的移动并控制压实密度表以在压实机工作机器压实所有地形区域之前在多个位置处进行多个压实密度测量。换句话说，UAV及其控制器可以被配置为与压实该区域的压实机器并行地自主地测试目标区域的压实密度。
在UAV的控制器被配置为控制车辆的移动并控制压实密度表以在压实机工作机器压实所有地形区域之前在多个位置处进行多个压实密度测量的情况下，UAV的控制器可以被配置为自主地将多个压实密度测量值和多个位置发送到压实机工作机器的控制器，并且压实机的控制器可以被配置为将多个压实密度测量值与一个或多个阈值进行比较。另外，压实机的控制器可以基于多个压实密度测量值与一个或多个阈值的比较来调节工具(例如，振动筒体工具)的操作。
工业实用性
在根据本发明的示例中，操作者操作筒体式压实机以处理材料区域，并且UAV自主测试由压实机处理的区域的压实密度。在一个示例中，压实机工作机器和自主地面车辆协同工作以压实和测试沥青区域。当地城市、县或州和/或联邦法规可能要求压实密度标准或阈值。为了符合这些规定，处理目标地形区域，例如压实沥青区域，可能需要在压实机器进行一次或多次压实运行之后测量压实密度的附加步骤。
这种压实密度测量通常由操作者手动执行，该操作者将压实密度表定位在已经压实的地形区域的各个位置并进行测量，然后将测量值与压实沥青或其他材料的阈值或标准进行比较。然而，在根据本发明的示例中，自主车辆被配置为自主横穿已经或正在被压实的地形区域并且自主地进行多个压实密度测量并且可选地将测量值传输到另一个设备或系统，包括例如固定或移动基站或类似于与自主车辆相关联的压实机器的其他车辆。在示例中，UAV可以被配置为利用与其联接的压实密度表进行压实密度测量，并且可以在压实机完全压实沥青的目标区域之后采样并发送测量值，或者，UAV可以在压实机处理该区域时跟随压实机，并且与压实机压实沥青区域平行地进行压实密度测量。
在一个示例中，压实机由操作人员手动操作，操作人员坐在压实机的驾驶室中并且可以操纵/致动各种输入控制，例如发动机节气门、方向盘或其他转向输入控制、操纵杆或其他用于工具的输入控制，作为示例。在压实机完成压实所有沥青区域之前或之后，UAV由其控制器控制以横穿已经被压实机压实的区域部分。除了自主控制UAV的移动之外，UAV控制器还控制压实密度表以在目标区域的多个位置处进行多个压实密度测量。UAV控制器还配置为将压实密度测量值和进行这种测量的位置传输到另一个设备/系统，包括将测量值发送到压实机的控制器。
在附图和前面的描述中示出了各种示例。可以组合来自这些示例中的一个或多个的一个或多个特征以形成其他示例。
以上详细描述旨在是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (14)

1.一种自主地面压实测试车辆，包括：
压实密度表，与所述车辆联接；以及
控制器，通信地连接到压实密度表和压实机器，所述压实机器压实或已经压实了地形区域，所述控制器被配置为自主地：
控制所述车辆在所述压实区域上的移动；以及
控制所述压实密度表以在所述压实区域的多个位置处进行多个压实密度测量。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为自主地将所述多个压实密度测量值和所述多个位置发送到靠近或远离所述车辆的另一个设备。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为自主地将所述多个压实密度测量值和所述多个位置发送到所述压实机工作机器。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器被配置为自主地将所述多个压实密度测量值和所述多个位置发送到所述压实机工作机器的控制器。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器配置为控制所述车辆的移动并控制所述压实密度表以在所述压实机器压实所有所述地形区域之后在所述多个位置处进行所述多个压实密度测量。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器配置为控制所述车辆的移动并控制所述压实密度表以在所述压实机器压实所有所述地形区域之前在所述多个位置处进行所述多个压实密度测量。
7.一种方法，包括：
用压实机工作机器压实地形区域的至少一部分；
通过控制器在所述压实区域的所述至少一部分上移动无人自主驾驶车辆(UAV)；以及
通过所述控制器在一个或多个位置处自主测量所述压实区域的所述至少一部分的压实密度，其中，压实密度表联接到所述UAV并通信地联接到所述控制器。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括通过所述控制器自主地将指示所述一个或多个位置处的所述压实密度测量值的信息发送到靠近或远离所述车辆的另一个设备。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括通过所述控制器自主地将指示所述一个或多个位置处的压实密度测量值的信息发送到所述压实机工作机器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，自主发送包括通过所述控制器自主地将指示所述一个或多个位置处的所述压实密度测量值的信息发送到所述压实机工作机器的第二控制器。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述UAV的所述控制器被配置为控制所述车辆的移动并且控制所述压实密度表以在所述压实机工作机器已经压实所有所述地形区域之后在所述多个位置处进行所述多个压实密度测量。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述UAV的所述控制器被配置为控制所述车辆的移动并且控制所述压实密度表以在所述压实机工作机器已经压实所有所述地形区域之前在所述多个位置处进行所述多个压实密度测量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述UAV的所述控制器被配置为自主地将所述多个压实密度测量值和所述多个位置发送到所述压实机工作机器的第二控制器，并且其中，所述第二控制器配置为将所述多个压实密度测量值与一个或多个阈值进行比较。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二控制器被配置为基于所述多个压实密度测量值与所述一个或多个阈值的比较来调节所述压实机工作机器的工具的操作。
CN201910597983.4A 2018-07-18 2019-07-04 自主压实测试系统和方法 Active CN110735374B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/038,212 US11131614B2 (en) 2018-07-18 2018-07-18 Autonomous compaction testing systems and methods
US16/038212 2018-07-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110735374A true CN110735374A (zh) 2020-01-31
CN110735374B CN110735374B (zh) 2023-02-17

Family

ID=69148419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910597983.4A Active CN110735374B (zh) 2018-07-18 2019-07-04 自主压实测试系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11131614B2 (zh)
CN (1) CN110735374B (zh)
DE (1) DE102019119425A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112391908A (zh) * 2020-12-04 2021-02-23 天津大学 一种无人驾驶碾压机控制系统
US20220403607A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-22 Caterpillar Paving Products Inc. System and Method For Automatic Lowering of a Paving Machine Screed Assembly

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065904A (en) * 1995-03-03 2000-05-23 Compaction Technology (Soil) Limited Soil compaction apparatus
US6122601A (en) * 1996-03-29 2000-09-19 The Penn State Research Foundation Compacted material density measurement and compaction tracking system
US20040039498A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Mark Ollis System and method for the creation of a terrain density model
CN101180438A (zh) * 2005-03-23 2008-05-14 阿曼瑞士股份公司 用于协作地面处理的系统
CN203069444U (zh) * 2012-12-13 2013-07-17 东莞市龙顺自动化科技有限公司 自动压紧测试设备
CN103852575A (zh) * 2014-03-31 2014-06-11 重庆交通大学 沥青混凝土路面压实度连续检测方法及装置
US20150153167A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-04 Dorokogyo Co., Ltd. Texture automatic monitoring system
JP2017207815A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 井関農機株式会社 作業車両の制御システム
US20180179719A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Caterpillar Sarl Method of determining the compaction of a terrain of a worksite

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065904A (en) * 1995-03-03 2000-05-23 Compaction Technology (Soil) Limited Soil compaction apparatus
US6122601A (en) * 1996-03-29 2000-09-19 The Penn State Research Foundation Compacted material density measurement and compaction tracking system
US20040039498A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Mark Ollis System and method for the creation of a terrain density model
CN101180438A (zh) * 2005-03-23 2008-05-14 阿曼瑞士股份公司 用于协作地面处理的系统
CN203069444U (zh) * 2012-12-13 2013-07-17 东莞市龙顺自动化科技有限公司 自动压紧测试设备
US20150153167A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-04 Dorokogyo Co., Ltd. Texture automatic monitoring system
CN103852575A (zh) * 2014-03-31 2014-06-11 重庆交通大学 沥青混凝土路面压实度连续检测方法及装置
JP2017207815A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 井関農機株式会社 作業車両の制御システム
US20180179719A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Caterpillar Sarl Method of determining the compaction of a terrain of a worksite

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李晔: "压实度检测方法研究现状", 《车载式压实度实时检测仪的研究与实现》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20200025662A1 (en) 2020-01-23
CN110735374B (zh) 2023-02-17
US11131614B2 (en) 2021-09-28
DE102019119425A1 (de) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11629472B2 (en) System and method for performing operations on a worksite surface
CN110735374B (zh) 自主压实测试系统和方法
US9234329B2 (en) Adaptive control system and method for machine implements
DE102019214363A1 (de) STRAßENINSTANDHALTUNG UNTER VER WENDUNG GESPEICHERTER INSTANDHALTUNGSDURCHGÄNGE
US20180179719A1 (en) Method of determining the compaction of a terrain of a worksite
US10696324B2 (en) Controlling machine operation including machine turning radius
US20160349733A1 (en) Machine Performance Evaluation and Feedback System
US10843670B2 (en) Controlling machine operation based on seat orientation
CN111038582B (zh) 压实机转弯半径控制
DE102018131642A1 (de) Fahrzeugkomponentenbetrieb
DE102023101724A1 (de) Dynamische kalibrierung von fahrzeugsensoren
US11554791B2 (en) Test system and method for autonomous machines
DE102016222145A1 (de) System und Verfahren zum Nachverfolgen von Fräsgut
DE102022124848A1 (de) System und prozess unter verwendung homomorpher verschlüsselung, um parameter neuronaler netze für ein kraftfahrzeug zu sichern
DE102018124144A1 (de) Fahrzeugkomponentenbetrieb
WO2021131644A1 (ja) 作業機械を制御するためのシステムおよび方法
US20230323612A1 (en) Active path monitoring for vibratory soil compactors
US20230220645A1 (en) Compaction-based dynamic automated compaction plan
US11685412B2 (en) Override of autonomous functions of a machine
US20230160152A1 (en) Control system and method for defining and generating compactor work area
EP4029996A1 (en) Method for compacting soil and soil compactor
US20220242232A1 (en) Controlling machine operation including limiting machine speed
EP4201179A1 (en) Agricultural system and method for determining an as-driven path of an agricultural work vehicle
CN116356640A (zh) 用于自动压实的压实模式调节
DE102021104598A1 (de) Automatisches steuermodussystem für schwermaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant