CN115142319A - 用于使材料供应机器与铺路机器自主接合的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制材料供应机器与铺路机器的接合的系统。该系统包括安装在材料供应机器和/或铺路机器上的一个或多个传感器，并且配置为检测铺路机器相对于材料供应机器的位置和距离。传感器还检测两个机器之间的相对速度。当距离小于阈值时，控制器基于检测到的相对速度自主地控制材料供应机器的速度。控制材料供应机器的速度以匹配铺路机器的速度。控制器还基于检测到的铺路机器前端的位置自主地控制材料供应机器的转向，以使材料供应机器与铺路机器的前端对准，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。

Description

用于使材料供应机器与铺路机器自主接合的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及机器的自主控制。更具体地，本发明涉及一种用于使材料供应机器与铺路自主接合以执行一个或多个铺路操作的系统和方法。
背景技术
道路施工设备(例如铺路机器)用于通过在工作表面上铺设和预压铺路材料(例如沥青)来建造路面。典型地，铺路机器包括位于前端的料斗，用于从材料供应机器(例如自卸卡车)接收铺路材料，以及输送系统，用于将铺路材料从料斗向后传送到整平板组件，以排放到工作表面上。整平板组件使铺路材料平滑和紧凑，并且优选地留下具有大致均匀深度和平滑度的垫。
通常，材料供应机器，即自卸卡车，由卡车的操作者沿相反方向返回以到达铺路机器。然后，自卸在铺路机器的前端与料斗接合。在铺路机器与自卸卡车接合之后，卡车的操作者可以升高自卸卡车的倾倒体，以将沥青材料输送到料斗。通常，整个接合过程涉及操作者的人工干预，因此操作者需要在倒车时密切关注，以避免不正确地接触料斗，或者避免倒车太快而导致铺路机器的摇晃和整平板组件的移动，从而导致铺设的最终垫的缺陷。因此，这种传统的接合过程效率低，易于出错，因此是不希望的。
美国专利号US 10,001,783提供了一种用于控制工作列车的方法，该工作列车包括自推进式铺路机和在该铺路机之前行进的自推进式供给器。该方法包括由机器操作者驱动供给器并确定供给器的位置数据。位置数据是指供给器的位置或方向，或者是指布置在供给器上的部件或参考点相对于参考系统和/或供给器的移动数据。移动数据描述了相对于供给器的位置数据的时间相关变化。该方法还包括响应于供给器的移动数据和/或位置数据产生用于铺路机的自主行进控制的行进命令。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于控制材料供应机器与用于向其供应铺路材料的铺路机器的接合的系统。该系统包括安装在材料供应机器和铺路机器中的一个或多个上的一个或多个传感器。所述一个或多个传感器配置为检测所述铺路机器的前端的位置和所述铺路机器的前端距所述材料供应机器的距离。传感器还配置为检测材料供应机器和铺路机器之间的相对速度。该系统还包括可操作地联接到一个或多个传感器和材料供应机器的驱动控制系统的控制器。当所述铺路机器的前端距所述材料供应机器的距离小于阈值距离时，所述控制器配置为基于检测到的相对速度来自主地控制所述材料供应机器的速度。控制材料供应机器的速度以匹配铺路机器的速度，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。该控制器还配置为基于检测到的铺路机器前端的位置来自主地控制材料供应机器的转向，以使材料供应机器与铺路机器的前端对准，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于控制材料供应机器与用于向其供应铺路材料的铺路机器的接合的方法。该方法包括通过安装在材料供应机器和铺路机器中的一个或多个上的一个或多个传感器检测铺路机器的前端的位置和铺路机器的前端距材料供应机器的距离。该方法还包括通过所述一个或多个传感器检测所述材料供应机器和所述铺路机器之间的相对速度。此外，该方法包括当铺路机器的前端距材料供应机器的距离小于阈值距离时，由可操作地联接到材料供应机器的一个或多个传感器和驱动控制系统的控制器基于检测到的相对速度自主地控制材料供应机器的速度。控制材料供应机器的速度以匹配铺路机器的速度，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。另外，该方法包括由控制器基于检测到的铺路机器前端的位置自主地控制材料供应机器的转向，以使材料供应机器与铺路机器的前端对准，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。
在本发明的又一方面中，提供一种材料供应机器。材料供应机器配置为与铺路机器的前端接合，用于向其供应铺路材料。材料供应机器包括机器框架、驱动控制系统、机具和用于控制材料供应机器与铺路机器的前端的接合的系统。框架支撑用于推进材料供应机器的一个或多个地面接合构件。该驱动控制系统被配置为用于控制该一个或多个地面接合构件。驱动控制系统包括用于控制速度的速度控制系统和用于控制材料供应机器的行进方向的转向控制系统。该机具限定材料供应机器的后端，其中该后端配置为与铺路机器的前端接合。该系统包括在材料供应机器的后端处安装在机具上的一个或多个传感器。该一个或多个传感器被配置为用于检测该铺路机器的前端的位置以及该铺路机器的前端距材料供应机器的距离。传感器还配置为检测材料供应机器和铺路机器之间的相对速度。该系统还包括可操作地联接到一个或多个传感器和材料供应机器的驱动控制系统的控制器。当铺路机器的前端距材料供应机器的距离小于阈值距离时，控制器被配置为向速度控制系统发送控制信号，以基于检测到的相对速度自主地控制材料供应机器的速度。控制材料供应机器的速度以匹配铺路机器的速度，直到材料供应机器的后端与铺路机器的前端接合。所述控制器还被配置为向所述转向控制系统发送控制信号，以基于检测到的所述铺路机器的前端的位置来自主地控制所述材料供应机器的转向，以将所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端对准，直到所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端接合。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的在工地操作的示例性铺路机器和材料供应机器；
图2示出了图1的示例性铺路机器；
图3示出了图1的示例性材料供应机器；
图4示出了根据本发明实施例的材料供应机器与铺路机器的接合；
图5示出了根据本发明的实施例的用于控制材料供应机器与铺路机器之间的接合的系统；
图6示出了根据本发明的替代性实施例的用于控制材料供应机器与铺路机器之间的接合的系统；并且
图7示出了根据本发明的实施例的用于控制材料供应机器和铺路机器之间的接合的示例性方法。
具体实施方式
本发明涉及一种系统和方法，该系统和方法用于自主地将材料供应机器与铺路机器接合以便在其上传送铺路材料以执行铺路操作。为此，图1示出了示例性铺路机器100和材料供应机器102，例如供应卡车，其配置为在工地104处操作以在其上执行一个或多个铺路操作。例如，铺路机器100可以实施为沥青铺路机或用于在工地104的铺路表面上分配铺路材料(例如沥青)层的任何其他机器。材料供应机器102可实施为拖运卡车、自卸卡车或可用于向铺路机器100供应铺路材料的任何其它机器。机器100和102中的一个或两个可以是有人操纵的机器或无人操纵的机器。在一些实施例中，机器100和102中的一个或两个可以是具有各种自主级别的机器，例如全自主机器、半自主机器或远程操作机器。
如图1和2所示，铺路机器100包括支撑一组地面接合构件108(例如车轮或履带)的框架106。框架106限定前端110和尾端112。在此使用的术语“前”和“尾”是相对于铺路机器100的行进方向，如箭头T所示，所述行进方向示例性地从尾端112朝向前端110限定。铺路机器100的框架106还支撑牵引部分114，牵引部分114包括动力源(未示出)和操作员站116。动力源可以是配置为为铺路机器100上的各种系统的操作提供动力的发动机，例如内燃机。操作者站116可以包括操作者控制台118，操作者控制台118还可以包括用于引导铺路机器100的操作的各种控制装置。例如，操作者控制台118可以包括方向盘120、触摸屏、操纵杆、开关等中的一个或多个，以便于操作者操作铺路机器100及其各种部件。
铺路机器100包括在尾端112处的整平板组件122。整平板组件122配置为在工地104的铺路表面上将铺路材料铺开并压实成具有所需宽度、厚度、尺寸和均匀性的层或垫123(如图2所示)。在示例性实施例中，整平板组件122包括通过牵引臂(未示出)联接到铺路机器100的自由浮动或自调平主整平板124(以下可互换地称为整平板124)。整平板组件122，尤其是整平板124，可以通过气动致动器(未示出)升高或降低，并且可以通过分别调节整平板124的高度和斜度/倾斜度来获得垫123的期望坡度(或厚度)和斜率。整平板组件122的详细工作通常是已知的，为了简洁起见，这里不包括。
铺路机器100还包括料斗126，该料斗126支撑在前端110上并配置为接收和储存铺路材料。具有一个或多个输送机(未示出)的输送系统还配置为将铺路材料从料斗126移动到整平板组件122。铺路机器100还包括一对推动辊128-1、128-2(统称为推动辊组件128)，所述一对推动辊128-1、128-2在前端110处附接到料斗126上。推动辊组件128可以配置为便于材料供应机器102接合到铺路机器100的前端110，以便将铺路材料传送到料斗126上。
铺路机器100还可以包括控制系统125，用于控制铺路机器100的各种部件以及在铺路表面上执行的铺路操作。控制系统125可以是车载电子控制模块(ECM)，其配置为与铺路机器100的一个或多个车载部件相互作用并对其进行控制。例如，控制系统125可配置为控制铺路机器100的传动装置控制、整平板控制和其它辅助控制中的一个或多个。虽然控制系统125被示出和描述为在铺路机器100上，但是可以设想，控制系统125的一些或全部部件可以相对于铺路机器100远程定位。
现在参考图1和图3，材料供应机器102(以下称为供应机器102)包括支撑供应机器102的各种部件的框架130，例如一组地面接合构件132和操作者舱室134。供应机器102还包括动力源(未示出)，例如发动机，其可配置为经由驱动控制系统133为供应机器102上的各种系统(例如地面接合构件132)的操作提供动力。发动机可以基于通常应用的发电单元之一，例如具有V型配置、直列式配置的内燃机(ICE)，或具有不同配置的发动机，如通常已知的。
框架130限定供应机器102的前端136和后端138。类似于铺路机器100，在此使用的术语“前”和“后”与供应机器102的行进方向相关，如图1中的箭头T'所示，所述行进方向示例性地从后端138朝向前端136限定。后端138支撑机具140，其在工地104处执行一个或多个机具操作。在所示的示例中，机具140被实施为倾倒体，在下文中可互换地称为倾倒体140。倾倒体140是其中装载待牵引的有效载荷(例如铺路材料)的部分。倾倒体140枢转地安装到框架130，使得倾倒体140可相对于框架130升高或降低。供应机器102还可包括多个液压致动器141(如图4所示)，所述液压致动器141可伸出或缩回以升高或降低倾倒体140，以便于一个或多个机具操作，例如将铺路材料倾倒/传送到铺路机器100的料斗126上。
操作者舱室134可以包括操作者控制台(未示出)，该操作者控制台可以包括用于操作供应机器102和倾倒体140的各种输入-输出控制。例如，操作者控制台可包括但不限于一个或多个方向盘、触摸屏、显示装置、操纵杆、开关等，以便于操作者操作供应机器102和倾倒体140。在一个实施例中，操作者控制台可设置在供应机器102上，而在一些其它实施例中，操作者控制台也可相对于供应机器102和/或工地104远程定位。
供应机器102还包括其自身的控制系统142，该控制系统142配置为控制供应机器102及其各种部件的各种操作。控制系统142本身可以是机载电子控制模块(ECM)，其被配置为与供应机器102的一个或多个机载部件交互并控制供应机器102的一个或多个机载部件。例如，控制系统142可配置为控制供应机器102的驱动控制系统133、变速器控制、机具控制和其它辅助控制。虽然控制系统142被示出和描述为在供应机器102上，但是可以设想，控制系统142的一些或全部部件可以相对于供应机器102远程定位。
在工地104处的铺路操作期间，铺路机器100可配置为将铺路材料从供应机器102接收到料斗126中。因此，当准备供应机器102以供应铺路材料时，可能需要(供应机器102的)操作者使供应机器102朝向铺路机器100返回/反向，直到供应机器102与铺路机器100的前端110接合。例如，供应机器102反向，直到在其后端138处的地面接合构件132与铺路机器100的前端110上的推动辊组件128对准。一旦供应机器102与铺路机器100对准，机具140可以倾斜到升高的位置，以将铺路材料接合并卸载到铺路机器100的料斗126中(如图4所示)。
现在参照图5，示出了用于自主控制供应机器102与铺路机器100的接合的示例性系统500。在本发明的一个实施例中，系统500可以被配置为用于促进供应机器102的自主返回/反向和转向，直到它相对于铺路机器100适当地定位并且与铺路机器100接合。在一个示例性实施例中，系统500与车载控制系统142一起完全在供应机器102上实现。在一些实施例中，系统500可以实现为供应机器102的车载控制系统142的一部分。在一些替代实施例中，系统500可以被实现为单独的控制系统，该单独的控制系统可以通过将供应机器102连接到车载控制系统142而在供应机器102上进行改型。
系统500包括定位在供应机器102上的一个或多个传感器502，以及诸如控制系统142的控制系统，该控制系统可操作地联接到供应机器102的一个或多个传感器502和驱动控制系统133。驱动控制系统133可包括用于控制供应机器102的速度的机载速度控制系统506和用于控制供应机器102的转向和行进方向的转向控制系统510。速度控制系统506可包括与供应机器102的动力源508相关联的节流控制，并配置为控制供应机器102的加速和/或减速。转向控制系统510可以包括与供应机器102的方向盘512相关联的转向柱马达，并且被配置为控制供应机器102在工地104处的转向和行进方向。
在一个示例中，如图1所示，一个或多个传感器502可以实施为安装在倾倒体140上朝向供应机器102的后端138的智能相机144或智能视觉系统。如图所示，智能摄像机144可安装在后端138上的适当位置处，使得其具有足以捕获铺路机器100和供应机器102的周围环境的大视场。在示例性实现方式中，智能相机144可安装在倾倒体140的每一侧上，尽管仅示出一侧，以覆盖供应机器102周围的360度视图。智能相机在本领域中通常被称为智能图像捕获装置，其具有从所捕获的图像中提取应用特定信息的附加能力。智能相机或智能视觉系统包括机载专用处理器，包括由现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、通用图形处理单元(GP-GPU)或具有支持应用软件的任何其它合适的微处理器提供的视频处理加速。另外，在这种情况下，智能相机还可以包括内置通信接口，例如以太网，以使得能够与外部装置(例如控制系统142)通信。
此外，控制系统142可以包括存储器单元514、控制器516、通信模块518和定位模块520。控制器516可操作地与存储器单元514、通信模块518和定位模块520中的每一个通信。存储器514可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。RAM可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器装置来实现。ROM可以由硬盘驱动器、闪存和/或任何其它期望类型的存储装置来实现。控制器516可以包括一个或多个微处理器、微型计算机、微控制器、可编程逻辑控制器、DSP(数字信号处理器)、中央处理单元、状态机、逻辑电路，或基于操作或编程指令处理/操纵信息或信号的任何其它一个或多个装置。控制器516可以使用一种或多种控制器技术来实现，例如专用集成电路(ASIC)、精简指令集计算(RISC)技术、复杂指令集计算(CISC)技术等。
通信模块518可操作以使用任何一个或多个合适的通信协议且使用(例如)无线电技术(例如，IEEE 802.xx标准族)与有线及/或无线装置或其它处理实体通信，且至少包括Wi-Fi(无线保真度)、WiMax及蓝牙无线技术。通信模块518可以被配置为便于控制器516和控制系统142与在工地104处操作的其他机器上操作的其他控制系统或与远程控制系统(未示出)的通信。通信可以通过预定义的结构进行，如通过传统网络，例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、热点、全球通信网络(例如因特网)，或者可以通过两个或多个系统之间的即时连接或通信。此外，定位模块520可以是通常已知的定位系统，例如在供应机器102上提供的全球定位系统(GPS)，以确定供应机器102的位置。控制系统142的这些部件的一般功能在本领域中是公知的，因此为了本发明的简洁起见不包括在本文中。
在本发明的示例性实施例中，一个或多个传感器502可单独操作或与控制系统142结合操作，以感测和/或检测铺路机器100和供应机器102之间的距离。在一些实施例中，传感器502可以单独操作或与控制系统142结合操作，以感测和/或检测安装有一个或多个传感器502的位置(例如供应机器102的后端138)与铺路机器100的前端110(例如铺路机器100的料斗126或推动辊组件128)之间的距离。然而，传感器502可单独操作或与控制系统142结合操作，以感测和/或检测供应机器102的任何合适部分与铺路机器100的任何合适部分之间的距离。还可以设想，在一些替代实施例中，由供应机器102的定位模块520和设置在铺路机器100上的相应定位模块(未示出)确定的位置数据也可用于确定供应机器102和铺路机器100之间的距离。
另外，传感器502可单独操作或与控制系统142结合操作，以感测和/或检测供应机器102相对于铺路机器100的相对速度。例如，传感器502可以利用供应机器102和铺路机器100之间的距离来确定相对速度。可替代地或附加地，控制系统142可以从定位模块520获得供应机器102的位置数据，以确定供应机器102相对于铺路机器100的相对速度。
传感器502还可单独操作或与控制系统142结合操作，以检测铺路机器100的前端110的位置。例如，实施为智能相机144的传感器502可以利用图像处理和边缘检测技术来识别铺路机器100的前端110的精确位置和/或轮廓。用于检测图像中的对象的轮廓的这种图像处理和边缘检测技术在本领域中是公知的，并且因此为了本发明的简洁起见在此不进行描述。在本发明的示例性实施例中，传感器502可配置为确定料斗126和推动辊组件128在铺路机器100的前端110处的精确位置。可替代地，传感器502可以实施为例如光检测和测距(激光雷达)传感器，其可以使用其他已知技术来识别铺路机器100的前端110的精确位置，也可以在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下使用。
在如图6所示的替代实施例中，系统500'可以仅包括安装在铺路机器100的前端110上的一个传感器502'。在该示例中，传感器502'还可以实施为安装在铺路机器100的推动辊组件128内的空腔中的智能相机146(如图2所示)。传感器502'可配置为以与上述传感器502类似的方式检测铺路机器100的前端110的位置、供应机器102的后端138的位置，以及两者之间的距离和相对速度。在这种实现方式中，传感器502'可以被配置为用于将检测到的信息提供给铺路机器100上的控制系统125，其又通过网络602将检测到的信息无线地传送给供应机器102的控制系统142以便进一步处理。虽然一个或多个传感器502、502'被示出和描述为智能相机，但是可以设想，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，也可以使用其他类型的传感器，诸如使用激光检测和反射技术来确定距离、位置和相对速度的激光雷达传感器。
现在共同参考图5和图6，在操作过程中，当需要供应机器102将铺路材料供应和传送到铺路机器100时，供应机器102的操作者可以开始使供应机器102沿着朝向铺路机器100的期望路径反向和减速。当供应机器102到达更靠近铺路机器100时，控制器516可以被配置为确定铺路机器100的前端110距供应机器102和/或传感器502的距离何时小于阈值距离。例如，当操作者启动供应机器102上的反向传动齿轮时，控制器516可以通过控制系统125向传感器502或传感器502'发送启动信号，以确定铺路机器100的前端110相对于供应机器102的距离和位置。在一些实施例中，控制器516可以附加地或替代地接收操作者输入，以在朝铺路机器100返回时将供应机器102切换到自主模式，并且可以被配置为在接收到操作者输入时激活传感器502。
控制器516可以被配置为接管对供应机器102(例如驱动控制系统133)的控制，以便在供应机器102与铺路机器100之间的距离下降到阈值以下时自主地控制供应机器102的速度。控制供应机器102的速度以匹配铺路机器100的速度，从而使供应机器102缓慢地与铺路机器100接合，而不会对铺路机器100和整平板组件122造成任何摇晃或显著冲击。例如，当确定铺路机器100和供应机器102在10英尺或更小的范围内，或特别地在5英尺或更小的范围内，或甚至在1至3英尺或更小的范围内时，控制系统142的控制器516自主地控制驱动控制系统133并控制供应机器102的速度(即，加速度和减速度)以进一步关闭铺路机器100和供应机器102之间的距离。可替代地，当接收到将供应机器102切换到自主模式的操作者输入时，控制器516可以开始自主地控制供应机器102的速度。例如，控制器516可配置为向速度控制系统506的节流控制器发送控制信号以控制供应机器102的加速和/或减速。在一些实现方式中，供应机器102的速度几乎与铺路机器100的速度匹配，使得在一些实施例中，供应机器102和铺路机器100之间的相对速度小于或等于约3英里/小时，在其它实施例中，小于或等于约2英里/小时，在又一些实施例中，小于或等于约1英里/小时。
在本发明的一些示例性实施例中，系统500还可以包括在控制系统内实现的机器学习模型。机器100、102的距离、速度以及铺路机器100和供应机器102之间的相对速度可随时间记录并作为训练语料库提供给机器学习模型。机器学习模型可以确定距离、速度和相对速度之间的相关性，以确定最佳速度，其中供应机器102可以以该最佳速度移动并与铺路机器100接合，从而使冲击最小化。还可以向机器学习模型提供反馈，以指示对铺路机器100以及整平板组件122的最终影响，从而重新训练机器学习模型。还可以记录其他反馈，例如将供应机器102以一定速度与铺路机器100接合所花费的时间，以进一步优化供应机器102可以移动以与铺路机器100接合的速度。
控制器516还可操作以确定供应机器102相对于铺路机器100的前端110的检测位置的位置和/或取向。例如，控制器516可以从智能相机144、146获得关于周围环境的图像或数据，以确定供应机器102相对于铺路机器100的位置。在一些替代实施例中，控制器516还可利用从定位模块520获得的位置数据来确定供应机器102的位置。更具体地，控制器516可配置为确定在供应机器102的后端138处的倾倒体140相对于设置在铺路机器100的前端110上的料斗126和推动辊组件128的位置或取向。
在本发明的一个实施例中，控制器516进一步被配置为基于检测到的铺路机器100的前端110的位置和轮廓来自主地控制供应机器102的转向。例如，控制器516可以向转向控制系统510发送控制信号，以控制转向盘512，用于在反向时使供应机器102转向，从而使供应机器102的后端138与铺路机器100的前端110对准。在示例性实现方式中，控制器516可配置为操纵供应机器102，使得在供应机器102的后端138处的倾倒体140和地面接合构件132分别与设置在铺路机器100的前端110处的料斗126和推动辊组件128对准。
一旦供应机器102达到足够接近铺路机器100，并且当倾倒体140和后端138处的地面接合构件132与铺路机器100的前端110上的料斗126和推动辊组件128对准时，供应机器102的操作者可以切换到空档，由此允许铺路机器100在与其接合的同时推动供应机器102。此后，如图4所示，供应机器102的操作者可以升高倾倒体140，以将铺路材料输送到铺路机器100的料斗126。在一些其它实施例中，供应机器102的控制系统142可通过控制液压致动器141来自主控制倾倒体140的升高和/或降低。同样在铺路机器100和供应机器102之间接触之后，可以执行铺路机器和材料供应机器的任何其它常规操作。
虽然本发明是针对被自主控制的供应机器102提供的，但是本领域技术人员将理解的是，在替代性实施例中，系统500还可以被实现成自主控制铺路机器100的速度并且以类似的方式使铺路机器100转向成与供应机器102对准。在又一实施例中，系统500可在两个机器100、102上实现以控制两个机器的速度和转向。
工业实用性
本发明的系统500、500'有助于供应机器102与铺路机器100的自主接合，以便将铺路材料供应至铺路机器。系统500、500'便于自主地控制供应机器102的速度和转向，使得当供应机器102与铺路机器100接合时，在铺路机器100上没有明显的冲击感，并且在整平板组件122上没有冲击。此外，自主转向控制还便于供应机器102的后端138与铺路机器100的前端110的精确对准，从而消除了与料斗126不正确接触的风险，并导致整平板组件122的移动和铺设的垫123的损坏。
图7示出了用于使供应机器102与铺路机器100自主接合以向其供应铺路材料的示例性方法700。在示例性实施例中，方法700由系统500、500'执行，系统500，500’其可以被实现为供应机器102的车载控制系统142的一部分或者可以在其上进行改型。
在步骤702中，检测铺路机器100的前端110的位置和距供应机器102的距离。如前所述，传感器502、502'可配置为检测铺路机器100的前端110(包括料斗126和推动辊组件128)的位置(或轮廓)。传感器502、502'还可以检测供应机器102(更具体地，供应机器102的后端138)相对于铺路机器100的前端110的位置。类似地，传感器502、502'可以单独地或与控制器516组合地检测供应机器102的后端138相对于铺路机器100的前端110的距离。传感器502、502'的示例可以包括但不限于智能相机、智能视觉系统、激光雷达传感器等。
在步骤704，检测供应机器102和铺路机器100之间的相对速度。例如，传感器502、502'可以单独地或与控制器516组合地基于所确定的二者之间的距离来检测供应机器102相对于铺路机器100的相对速度。可替代地，控制器516可以使用供应机器102以及铺路机器100的位置信息来确定相对速度。
在本发明的实施例中，当在步骤702中确定的供应机器102与铺路机器100之间的距离低于阈值时，控制器516控制供应机器102的驱动控制系统133。可替代地，控制器516可以响应于指示切换到供应机器102的自主模式的操作者输入而开始自主地控制驱动控制系统133。
此外，在步骤706，当在步骤704确定的距离低于阈值距离时，控制器516自主地控制供应机器102的速度。例如，控制器516接管对供应机器102的驱动控制系统133的控制。因此，控制器516可以控制速度控制系统506来调节供应机器102的减速度以匹配铺路机器100的速度，直到供应机器102与铺路机器100的前端110接合。
此外，在步骤708，基于检测到的铺路机器100的前端110的位置自主地控制供应机器102的转向。例如，自主地控制供应机器102以适当地转向，从而使供应机器102的后端138与铺路机器100的前端110对准。在一个实施例中，控制器516接管转向控制系统510的控制以控制方向盘512，直到后端138与铺路机器100的前端110精确对准。
一旦供应机器102达到足够接近铺路机器100并且当后端138与铺路机器100的前端110上的料斗126和推动辊组件128精确对准时，供应机器102的操作者可以与铺路机器100接合。此后，供应机器102的操作者可以升高倾倒体140以将铺路材料输送到铺路机器100的料斗126。
对于本领域技术人员来说，在不背离本发明的范围的情况下，可以对本发明的系统进行各种修改和变化是显而易见的。通过考虑说明书和对本文所公开的系统的实践，其它实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和示例旨在被认为仅是示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (10)

1.一种用于控制材料供应机器与用于向其供应铺路材料的铺路机器的接合的系统，所述系统包括：
一个或多个传感器，其安装在所述材料供应机器和所述铺路机器中的一个或多个上，所述一个或多个传感器被配置为用于：
检测所述铺路机器的前端的位置和所述铺路机器的所述前端距所述材料供应机器的距离；以及
检测材料供应机器和铺路机器之间的相对速度；以及
控制器，其可操作地联接到所述一个或多个传感器上并且联接到所述材料供应机器的驱动控制系统上，所述控制器被配置为用于：
当所述铺路机器的前端距所述材料供应机器的距离小于阈值距离时，基于检测到的相对速度来自主地控制所述材料供应机器的速度，所述材料供应机器的速度被控制成与所述铺路机器的速度相匹配，直到所述材料供应机器与所述铺路机器的前端接合；以及
基于检测到的铺路机器前端的位置自主地控制材料供应机器的转向，以使材料供应机器与铺路机器的前端对准，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括安装在所述铺路机器的前端上的传感器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括安装在所述材料供应机器的后端上的传感器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括安装在所述材料供应机器和所述铺路机器中的一个或多个上的智能相机。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括安装在所述材料供应机器和所述铺路机器中的一个或多个上的光检测和测距(激光雷达)传感器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器配置为检测所述铺路机器的前端的轮廓，所述前端包括用于与所述材料供应机器接合的料斗和推动辊组件。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器配置为控制所述材料供应机器的转向，以使所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端的检测到的轮廓对准，直到所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端接合。
8.一种用于控制材料供应机器与用于向其供应铺路材料的铺路机器的接合的方法，所述方法包括：
通过安装在所述材料供应机器和所述铺路机器中的一个或多个上的一个或多个传感器检测所述铺路机器的前端的位置和所述铺路机器的所述前端距所述材料供应机器的距离；
通过所述一个或多个传感器检测所述材料供应机器和所述铺路机器之间的相对速度；
当所述铺路机器的前端距所述材料供应机器的距离小于阈值距离时，由可操作地联接到所述一个或多个传感器和所述材料供应机器的驱动控制系统的控制器基于检测到的相对速度来自主地控制所述材料供应机器的速度，所述材料供应机器的速度被控制成与所述铺路机器的速度相匹配，直到所述材料供应机器与所述铺路机器的前端接合；以及
由控制器基于检测到的铺路机器前端的位置自主地控制材料供应机器的转向，以使材料供应机器与铺路机器的前端对准，直到材料供应机器与铺路机器的前端接合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中检测铺路机器前端的位置还包括通过一个或多个传感器检测铺路机器前端的轮廓，所述前端包括用于与材料供应机器接合的料斗和推动辊组件。
10.一种用于与铺路机器的前端接合以向其供应铺路材料的材料供应机器，所述材料供应机器包括：
机器框架，其支撑用于推进所述材料供应机器的一个或多个地面接合构件；
驱动控制系统，其被配置为用于控制所述一个或多个地面接合构件，所述驱动控制系统包括用于控制速度的速度控制系统和用于控制所述材料供应机器的行进方向的转向控制系统；
机具，其限定了所述材料供应机器的后端，所述后端被配置为用于与所述铺路机器的前端相接合；以及
系统，其用于控制所述材料供应机器与所述铺路机器的前端的接合，所述系统包括：
一个或多个传感器，其在所述材料供应机器的后端处安装在所述机具上，所述一个或多个传感器被配置为：
检测所述铺路机器的所述前端的位置和所述铺路机器的所述前端距所述材料供应机器的距离；以及
检测材料供应机器和铺路机器之间的相对速度；以及
控制器，其可操作地联接到所述材料供应机器的所述一个或多个传感器上并且联接到所述驱动控制系统上，所述控制器被配置为用于：
当所述铺路机器的前端距所述材料供应机器的距离小于阈值距离时，向所述速度控制系统发送控制信号，以基于检测到的相对速度来自主地控制所述材料供应机器的速度，所述材料供应机器的速度被控制为与所述铺路机器的速度相匹配，直到所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端接合；以及
向所述转向控制系统发送控制信号，以基于检测到的所述铺路机器前端的位置来自主地控制所述材料供应机器的转向，以使所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端对准，直到所述材料供应机器的后端与所述铺路机器的前端接合。
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