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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zur Herstellung von befestigten Flächen an einer Baustelle unter Verwendung einer topologieverändernden Maschine.
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Hintergrund
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Eine übliche Anwendung für Schleppfahrzeuge vom Raupentyp (TTT, track-type tractors) ist die Herstellung von befestigten Flächen (z. B. Ölflächen, Bauflächen, Wohnflächen) an Baustellen. Derzeit verwendete Verfahren müssen sich dabei auf die Erfahrung einer Bedienperson zur Bestimmung der Menge und Position von Materialabtragung und -verfüllung verlassen. Diese Verfahren können zeitaufwändig und arbeitsintensiv sein. Zum Beispiel muss die Bedienperson oft mit Gradierstangen oder ähnlichen Instrumenten aus dem Schleppfahrzeug aussteigen, um das Gefälle für die befestigte Fläche zu überprüfen. Dies könnte zu Produktivitätsverlusten und potenziellen Verletzungen führen. Somit herrscht Bedarf an automatisierten Verfahren und Systemen zur Herstellung von befestigten Flächen unter Verwendung von Schleppfahrzeugen vom Raupentyp oder ähnlichen Maschinen.
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Das
US-Patent Nr. 5,631,658 („das '658-Patent“) offenbart Verfahren und Systeme zum Betreiben von topologieverändernden Maschinen. Die Verfahren und Systeme in dem '658-Patent leiten die Maschine an, um die tatsächliche Baustellentopologie auf Grundlage digitaler dreidimensionaler Modelle mit der gewünschten Baustellentopologie in Übereinstimmung zu bringen. Das '658-Patent offenbart jedoch kein Verfahren oder System zur Automatisierung der Herstellung einer befestigten Fläche, indem es die Bedienperson der Maschine in Echtzeit anleitet. Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung lösen eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder andere Probleme im Stand der Technik. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist jedoch ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert, und nicht durch die Fähigkeit, irgendein bestimmtes Problem zu lösen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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In einem Aspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle unter Verwendung einer topologieverändernden Maschine das Empfangen eines Plans für die befestigte Fläche an der topologieverändernden Maschine, das Empfangen eines Geländeoberflächenmodells der Baustelle an der topologieverändernden Maschine, wobei das Geländeoberflächenmodell unter Verwendung einer Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt wird, die sich an der topologieverändernden Maschine befindet, das Erzeugen einer Abtragungs-Verfüllungs-Karte an der topologieverändernden Maschine auf Grundlage des Plans für die befestigte Fläche und des Geländeoberflächenmodells, das Erzeugen einer Anleitung für die Herstellung der befestigten Fläche an der topologieverändernden Maschine, wobei die Anleitung eine Startposition und Bewegungsrichtungen für die topologieverändernde Maschine beinhaltet, das Überwachen des Prozesses zur Herstellung der befestigten Fläche unter Verwendung der Bilderzeugungsvorrichtung an der topologieverändernden Maschine; und das Aktualisieren der Abtragungs-Verfüllungs-Karte und der Anleitung auf Grundlage des überwachten Prozesses.
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In einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle unter Verwendung einer topologieverändernden Maschine das Empfangen eines Plans für die befestigte Fläche und eines Geländeoberflächenmodells der Baustelle in einem Steuergerät an der topologieverändernden Maschine, wobei das Geländeoberflächenmodell von einer Bilderzeugungsvorrichtung an der topologieverändernden Maschine kommend empfangen wird, das Erzeugen einer Abtragungs-Verfüllungs-Karte auf Grundlage des Plans für die befestigte Fläche und des Geländeoberflächenmodells durch das Steuergerät, und das Erzeugen einer Anleitung durch das Steuergerät zur Herstellung der befestigten Fläche, wobei die Anleitung eine Startposition und Bewegungsrichtungen für die topologieverändernde Maschine beinhaltet
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In noch einem weiteren Aspekt umfasst eine topologieverändernde Maschine zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu ausgestaltet ist, einen Plan für eine befestigte Fläche zu empfangen, ein Geländeoberflächenmodell der Baustelle zu empfangen, eine Abtragungs-Verfüllungs-Karte auf Grundlage des Plans für die befestigte Fläche und des Geländeoberflächenmodells zu erzeugen, und eine Anleitung zur Herstellung der befestigten Fläche zu erzeugen, wobei die Anleitung durch ein Steuergerät an der topologieverändernden Maschine erzeugt wird und eine Startposition und Bewegungsrichtungen für die topologieverändernde Maschine beinhaltet, sowie den Prozess der Herstellung der befestigten Fläche unter Verwendung der Bilderzeugungsvorrichtung an der topologieverändernden Maschine zu überwachen und die Abtragungs-Verfüllungs-Karte und die Anleitung auf Grundlage des überwachten Prozesses zu aktualisieren.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Systems zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle.
- 2A und 2B sind Flussdiagramme, die beispielhafte Verfahren zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle veranschaulichen.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Festlegung der Stellung eines Werkzeugsystems einer topologieverändernden Maschine in einem Prozess zur Herstellung einer befestigten Fläche veranschaulicht.
- 4 veranschaulicht beispielhafte Funktionen eines Steuergeräts an einer topologieverändernden Maschine.
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Detaillierte Beschreibung
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Sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind rein beispielhaft zur Erläuterung und sollen die beanspruchten Merkmale keinesfalls einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“, „einschließlich“ oder andere Variationen davon eine nicht ausschließende Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren, Vorgang, Gegenstand oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente umfasst, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder einem solchen Verfahren, Vorgang, Gegenstand oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind.
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In dieser Offenbarung werden relationale Begriffe wie beispielsweise „etwa“, „im Wesentlichen“ oder „ungefähr“ verwendet, um eine mögliche Variation von ± 10 % eines angegebenen Zahlenwerts zu bezeichnen. Der Begriff „beispielhaft“ wird mehr im Sinne von „Beispiel“ als im Sinne von „Ideal“ verwendet. So, wie sie hierin verwendet werden, umfassen die Singularformen „ein/e“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen, es sei denn, der Kontext schließt dies ausdrücklich aus.
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 zur Herstellung einer befestigten Fläche an einer Baustelle 105 unter Verwendung einer Maschine 101 (z. B. einer topologieverändernden Maschine). Wie hierin verwendet bezieht sich die Herstellung einer befestigten Fläche auf die Umgestaltung der Topographie eines Geländestücks durch Verfüllen und/oder Abtragen von Materialien an der Oberfläche des Geländestücks. Wie im Folgenden noch detailliert beschrieben wird, kann das System 100 eine Bedienperson dabei unterstützen, die befestigte Fläche durch einen automatisierten Prozess unter Verwendung von Bordtechnologie an der Maschine 101 herzustellen. Das System 100 kann eines oder mehrere von folgendem beinhalten: die Maschine 101, ein Steuergerät 102, eine Bilderzeugungsvorrichtung 103, ein Werkzeugsystem 104, die Baustelle 105 und eine Anzeigevorrichtung 106. Im Allgemeinen kann das Steuergerät 102 Bilddaten verwenden, die von der Bilderzeugungsvorrichtung 103 kommend erhalten werden, um eine Echtzeitanleitung für die Bedienperson in Bezug auf die Position der Maschine 101, die Fahrtrichtungen, die Menge an Materialien zur Ladung auf die Maschine 101, und den Fortschritt des Projekts zur Herstellung der befestigten Fläche zu erzeugen.
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Die Maschine 101 kann ein beliebiger Typ von topologieverändernder Maschine sein. Eine topologieverändernde Maschine kann mobile Maschinen mit Eigenantrieb umfassen, etwa Schleppfahrzeuge vom Raupentyp, Planierraupen, Baggerlader, kompakte Radlader, Radlader, Bagger, Motorgrader, etc. Wie in 1 dargestellt ist die beispielhafte Maschine 101, die im Folgenden beschrieben wird, ein Schleppfahrzeug vom Raupentyp. Die Maschine 101 kann beliebige geeignete und herkömmliche Steuersysteme umfassen, darunter Bedienerschnittstellen und elektronische Komponenten. Zum Beispiel kann die Maschine 101 geeignete elektronische Verarbeitungseinheiten/Steuergeräte, Sensoren, Speicher, Kommunikationssysteme, und/oder Benutzerschnittstellen beinhalten.
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Das Steuergerät 102 kann beliebige geeignete Hardware und Software beinhalten, z. B. einen oder mehrere Prozessoren, Speicher, Kommunikationssysteme, und/oder andere geeignete Hardware. Die Prozessoren können zum Beispiel Single- oder Multicore-Prozessoren sein, ein digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, eine universelle zentrale Recheneinheit (CPU), und/oder ein anderer herkömmlicher Prozessor oder eine solche Verarbeitungs-/Steuerschaltung oder ein solches Steuergerät. Der Speicher kann zum Beispiel, Nurlese-Speicher (ROM), wahlfreie Zugriffsspeicher (RAM), Flash- oder andere entfernbare Speicher, oder beliebige andere geeignete und herkömmliche Speicher umfassen. Die Kommunikationssysteme, die in den Komponenten des Systems 100 verwendet werden, können zum Beispiel beliebige herkömmliche kabelgebundene und/oder drahtlose Kommunikationssysteme umfassen, etwa Ethernet, BLUETOOTH, und/oder Systeme vom drahtlosen lokalen Netzwerktyp (WLAN). Die Kommunikationssysteme können einen Benutzerschnittstellenadapter zum Anschluss von Eingabevorrichtungen wie Tastatur, Maus, Berührungsbildschirm, Spracheingabe und/oder anderer Vorrichtungen, einen Kommunikationsadapter zum Anschließen des Steuergeräts 102 an ein Netzwerk, einen Anzeigeadapter zum Anschließen des Steuergeräts 102 an eine Anzeige, etc. umfassen. Zum Beispiel kann die Anzeige verwendet werden, um das dreidimensionale Geländeoberflächenmodell, den Plan für die befestigte Fläche, und/oder jegliche Bilder, die während des Überwachens des Prozesses zur Herstellung der befestigten Fläche erzeugt werden, anzuzeigen.
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Die den Komponenten des Systems 100 zugeordnete Software kann beliebige geeignete Software, Programme und/oder Anwendungen beinhalten, um die Funktionen bereitzustellen, die in dieser Offenbarung vorgesehen werden (z. B. die Funktionen von 2A, 2B und 3). Solche Software kann in dem Steuergerät 102 oder an einer anderen Stelle an der Maschine 101 gespeichert werden, oder kann von der Maschine 101 entfernt gespeichert und von der Maschine 101 aus zugänglich sein. Die Komponenten des Systems 100 können ferner eine oder mehrere Datenspeichervorrichtungen umfassen, die Anweisungen zur Durchführung der Verfahren hierin speichern, ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium zur Verwendung in einem Computersystem, mit computerausführbaren Programmanweisungen zur Durchführung der Verfahren hierin, und/oder einen Prozessor, der dazu ausgestaltet ist, die Anweisungen auszuführen.
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Das Steuergerät 102 kann dazu ausgestaltet sein, Bilddaten an der Baustelle 105 von der Bilderzeugungsvorrichtung 103 zu empfangen und zu analysieren. Mit den Bilddaten kann das Steuergerät 102 eine Anleitung für die Bedienperson für das Projekt zur Herstellung der befestigten Fläche erzeugen. In einigen Fällen kann das Steuergerät 102 auch dazu ausgestaltet sein, Komponenten der Maschine 101, z. B. des Werkzeugsystems 104, auf Grundlage von Parametern, die von der Bedienperson eingegeben werden, zu steuern.
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Die Bilderzeugungsvorrichtung 103 kann dazu ausgestaltet sein, Bilddaten an der Baustelle 105 zu erzeugen. Die Bilddaten können dreidimensionale Daten sein. Die Bilderzeugungsvorrichtung 103 kann eine geodätische Messvorrichtung oder eine Kamera wie etwa eine Stereokamera sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 ein dreidimensionales Laser-, Radar- oder ein GPS-System zur Erzeugung von Bilddaten an der Baustelle 105 umfassen. In einigen Fällen kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 sich an der Maschine 101 befinden, wie in 1 dargestellt. Zum Beispiel kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 eine Kamera sein (z. B. eine Stereokamera), die an der Vorderseite der Maschine 101 montiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 eine nicht an Bord befindliche Vorrichtung sein. Zum Beispiel kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 eine Kamera an einer Drohne sein, die über der Baustelle 105 fliegt. Die Bilddaten, die von der Bilderzeugungsvorrichtung 103 erzeugt werden, können über eine Kabel- oder drahtlose Verbindung an das Steuergerät 102 gesendet werden. In einigen Fällen kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 dazu ausgestaltet sein, Echtzeit-Bilddaten zu erzeugen, während sich die Maschine 101 auf der oder über die Baustelle 105 bewegt. In einigen Fällen kann die Bilderzeugungsvorrichtung 103 mit einer GPS-Vorrichtung verbunden sein oder Teil davon sein, z. B. einer GPS-Vorrichtung mit hoher Präzision. Eine solche Bilderzeugungsvorrichtung kann Bilddaten im GPS-Raum erzeugen.
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Das Werkzeugsystem 104 kann dazu ausgestaltet sein, Abtrag- und Verfüllaufgaben zur Herstellung der befestigten Fläche auszuführen. Das Werkzeugsystem 104 kann eines oder mehrere Werkzeuge umfassen, etwa ein Schild, eine Schaufel, einen Verteiler oder einen Pflug. Zum Beispiel kann das Werkzeugsystem 104 ein Schild an einem Schleppfahrzeug vom Raupentyp sein.
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2A ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 200 zur Herstellung einer befestigten Fläche veranschaulicht, etwa einer Ölfläche, Baufläche, Wohnfläche etc. Das Verfahren kann durch das System 100 durchgeführt werden, das in 1 veranschaulicht ist. Schritt 210 kann das Erzeugen eines Plans für die befestigte Fläche umfassen. Der Plan kann eine oder mehrere Eigenschaften der befestigten Fläche umfassen, etwa Grenzpositionen, Positionen der Ecken, Gefälle eines oder mehrerer Abschnitte, Positionen von Ausrüstungsteilen und/oder Dimensionen der befestigten Fläche. In einigen Fällen kann der Plan ein Ortsplan sein, der an der Baustelle 105 erzeugt wird. Der Plan für die befestigte Fläche kann durch eine Komponente (z. B. Steuergerät 102) der Maschine 101 an der Baustelle 105 erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Plan für die befestigte Fläche vor dem Projekt oder durch eine nicht an Bord befindliche Vorrichtung erstellt werden. In einigen Fällen kann Schritt 210 auch das Empfangen des Plans für die befestigte Fläche z. B. durch eine Komponente, etwa Steuergerät 102, der Maschine 101 beinhalten. Ein oder mehrere Schritte des Verfahrens 200 können automatisch durchgeführt werden. In einigen Fällen können alle Schritte in Verfahren 200 durch eine oder mehrere Komponenten an der Maschine 101 durchgeführt werden.
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Schritt 220 kann das Erzeugen eines Geländeoberflächenmodells der Baustelle 105 beinhalten. Das Geländeoberflächenmodell kann unter Verwendung der Bilderzeugungsvorrichtung 103, z. B. unter Verwendung einer Stereokamera an einer Vorderseite der Maschine 101, erzeugt werden. Das Geländeoberflächenmodell kann die Eigenschaften (z. B. Fläche, Höhen, Gestalt, etc.) der Baustelle 105 beinhalten. Schritt 220 kann auch das Empfangen der Geländeoberfläche z. B. durch eine Komponente, etwa das Steuergerät 102, der Maschine 101 beinhalten. In einigen Fällen kann das Geländeoberflächenmodell von der Maschine 101 erzeugt werden, während sie sich über die Baustelle 105 bewegt. In einigen Fällen kann das Geländeoberflächenmodell in das Steuergerät 102 an der Maschine 101 (z. B. durch eine oder mehrere Abfragen) eingegeben werden, oder auf das Steuergerät 102 heruntergeladen werden.
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Schritt 230 kann das Erzeugen einer Abtragungs-Verfüllungs-Karte zur Herstellung der befestigten Fläche beinhalten. Die Abtragungs-Verfüllungs-Karte kann auf Grundlage des Vergleichs zwischen dem Plan für die befestigte Fläche und dem Geländeoberflächenmodell erzeugt werden. Die Abtragungs-Verfüllungs-Karte kann es ermöglichen, die befestigte Fläche unter Verwendung bestehender Materialien an der Baustelle 105 herzustellen. Zum Beispiel kann die Abtragungs-Verfüllungs-Karte erzeugt werden, indem die Geländeoberfläche ausgeglichen wird, um den Plan für die befestigte Fläche zu erzielen.
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Schritt 230 kann ferner das Erzeugen einer Anleitung für die Bedienperson der Maschine 101 zur Herstellung der befestigten Fläche beinhalten. Die Anleitung kann Informationen über die Startposition, Bewegungsrichtungen, Routen der Durchgänge, Typen und Mengen der Materialien, die auf die Maschine 101 für jeden Durchgang geladen werden, Abtrag- und/oder Verfüllstellen und - volumina, den Fortschritt des Projekts zur Herstellung der befestigten Fläche, oder eine beliebige Kombination davon umfassen.
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Schritt 230 kann auch das Anzeigen der Anleitung an die Bedienperson der Maschine 101 beinhalten. Die Anleitung kann an einer Benutzerschnittstelle an der Anzeigevorrichtung 106 angezeigt werden. Die Anzeigevorrichtung 106 kann sich an der Maschine 101 befinden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigevorrichtung 106 sich an einer tragbaren Vorrichtung befinden.
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2B zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen der Abtragungs-Verfüllungs-Karte und der Anleitung. Schritt 231 kann das Vergleichen des ursprünglichen Geländeoberflächenmodells und des Plans für die befestigte Fläche beinhalten. Der Vergleich kann von dem Steuergerät 102 unter Verwendung eines oder mehrerer Algorithmen durchgeführt werden. Der Vergleich kann Merkmale bestimmen, die in die Abtragungs-Verfüllungs-Karte aufgenommen werden sollen. Solche Merkmale können Positionen, Größen und Volumina von Abtrag- und Verfüllaufgaben beinhalten, die zur Herstellung der befestigten Fläche auf dem Gelände notwendig sind. Schritt 232 kann das Erzeugen der Abtragungs-Verfüllungs-Karte auf Grundlage des Vergleichs beinhalten, z. B. unter Verwendung der Merkmale, die durch den Vergleich bestimmt wurden. Schritt 233 kann das Erzeugen der Anleitung für die Bedienperson auf Grundlage der Abtragungs-Verfüllungs-Karte beinhalten. Die Anleitung kann Schritt-für-Schritt-Anweisungen für die Bedienperson bereitstellen, wie das Projekt zur Herstellung der befestigten Fläche auszuführen ist.
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Erneut bezugnehmend auf 2A kann Schritt 240 das Überwachen des Prozesses des Projekts zur Herstellung der befestigten Fläche beinhalten. Der Prozess kann die Fertigstellung des Projekts in Prozent beinhalten, bestimmt durch die Fläche der fertig befestigten Fläche und/oder die Menge der verfüllten und/oder abgetragenen Materialien. Die Überwachung kann unter Verwendung einer Bordvorrichtung, etwa der Bilderzeugungsvorrichtung 103 (z. B. einer Stereokamera) und/oder des Steuergeräts 102, durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Überwachung unter Verwendung einer nicht an Bord befindlichen Vorrichtung, z. B. einer Kamera über der Baustelle 105, durchgeführt werden. Die Überwachung kann in Echtzeit erfolgen.
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Schritt 240 kann ferner das Aktualisieren der Abtragungs-Verfüllungs-Karte und/oder der Anleitung auf Grundlage des überwachten Prozesses zur Herstellung der befestigten Fläche beinhalten. Zum Beispiel können die Abtragungs-Verfüllungs-Karte und die Anleitung so aktualisiert werden, dass sie Richtungen für den nächsten Schritt in Echtzeit bereitstellen. Die Aktualisierung kann unter Verwendung eines Bord-Optimierungsalgorithmus erfolgen.
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3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 300 zur Steuerung des Werkzeugsystems 104 für verschiedene Abtrag- und Verfüllaufgaben. Das Verfahren 300 kann unter Verwendung von Informationen aus der in Schritt 230 erzeugten Abtragungs-Verfüllungs-Karte durchgeführt werden. Schritt 301 kann das Empfangen eines oder mehrerer Parameter einer Abtrag- und Verfüllaufgabe von dem Steuergerät 102 beinhalten. Der oder die Parameter können in das Steuergerät 102 von einem Benutzer eingegeben werden (z. B. die Bedienperson der Maschine 101). In einigen Fällen können der oder die Parameter von dem Steuergerät 102 aus der Abtragungs-Verfüllungs-Karte extrahiert oder referenziert werden. Zum Beispiel können der oder die Parameter die Dicke eines Abschnittes der befestigten Fläche beinhalten. Die Dicke kann eine Schicht- oder Abtragdicke sein. Wenn zum Beispiel Materialien in einen Verfüllbereich an der Baustelle 105 bewegt werden, kann eine gewünschte Schichtdicke verwendet werden, um eine geeignete Verdichtung der Materialien zu erzielen. In einigen Fällen können die Parameter automatisch extrahiert und implementiert werden, wodurch eine autonome Funktionalität bereitgestellt wird.
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Schritt 302 kann das Bestimmen und/oder Festlegen der Stellung einer oder mehrerer Komponenten des Arbeitsaufsatzes 104 durch das Steuergerät 102 umfassen. Wenn zum Beispiel die Maschine 101 ein Schleppfahrzeug vom Raupentyp ist, kann Schritt 302 das Festlegen der Höhe eines Schilds des Schleppfahrzeugs beinhalten. Die Stellung kann auf Grundlage des Geländes vor der Maschine 101 und des einen oder der mehreren Parameter, die von dem Steuergerät 102 empfangen werden, bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Bedienperson die gewünschte Schichtdicke des Abschnitts der befestigten Fläche eingeben, z. B., bevor die Abtragungs-Verfüllungs-Karte erzeugt wird. Auf Grundlage der gewünschten Schichtdicke und des entsprechenden Teils des Geländes kann die Höhe des Schilds zur Herstellung des Teils der befestigten Fläche festgelegt werden, um diese Dicke zu erzielen.
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4 zeigt beispielhafte Funktionen des Steuergeräts 102 an der Maschine 101. Zum Beispiel können Informationen wie etwa Geländedaten (z. B. Bilddaten des Geländes), Befehle der Bedienperson (z. B. gewünschte Dicke der befestigten Fläche), Bilddaten (z. B. in Echtzeit aktualisierte Daten) der befestigten Fläche und/oder des Geländes, und/oder ein vorbestimmter Plan der befestigten Fläche in das Steuergerät 102 eingegeben werden. Das Steuergerät 102 kann die eingegebenen Informationen verarbeiten und Informationen ausgeben, etwa den Ortsplan der befestigten Fläche, das Geländeoberflächenmodell, Anweisungen an die Bedienperson, Abtragungs-Verfüllungs-Karten, Befehle für den Arbeitsaufsatz, Projektfortschritt und/oder an entfernte Vorrichtungen übertragene Daten. Einige der ausgegebenen Informationen (z. B. Anweisungen an die Bedienperson und die Abtragungs-Verfüllungs-Karten) können zur Aktualisierung erneut in das Steuergerät 102 eingegeben werden. Die Befehle der Bedienperson können aus den Anweisungen stammen, die z. B. in das Steuergerät 102 auf Grundlage von Anweisungen zur Durchführung einer Abtragungs-Verfüllungs-Aufgabe eingegeben werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung findet potenzielle Anwendung in der Herstellung einer befestigten Fläche. Die vorliegende Offenbarung ermöglicht die Automatisierung des Prozesses zur Herstellung einer befestigten Fläche, indem sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Bedienperson der Maschine 101 auf der Grundlage von dreidimensionalen Daten der Geländeoberfläche bereitstellt und den Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche in Echtzeit unter Verwendung der Bilderzeugungsvorrichtung 103 an der Maschine 101 überwacht.
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Zum Beispiel beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung einer befestigten Fläche an der Baustelle 105. In einem solchen Beispiel können ein Plan für die befestigte Fläche und ein Geländeoberflächenmodell der Baustelle 105 durch die Maschine 101 empfangen werden, z. B. durch Eingabedaten des Steuergeräts 102 und Bilddaten, die von der Bilderzeugungsvorrichtung 103 kommend erhalten werden. Auf Grundlage des Plans der befestigten Fläche und des Geländeoberflächenmodells kann eine Abtragungs-Verfüllungs-Karte (z. B. durch das Steuergerät 102) zur Herstellung der befestigten Fläche erzeugt werden, mit gewünschten Merkmalen in dem Plan auf Grundlage der Gestalt und des Zustands der Geländeoberfläche der Baustelle 105. Auch die Anleitung für die Bedienperson der Maschine 101 kann (z. B. durch das Steuergerät 102) auf Grundlage der Abtragungs-Verfüllungs-Karte erstellt werden. Die Anleitung kann die Startposition des Projekts, die Bewegungsrichtungen, Routen der Durchgänge der Maschine 101, Typen und Menge der Materialien, die auf die Maschine 101 geladen werde, etc. beinhalten. Der Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche kann von der Maschine 101 unter Verwendung der Bilderzeugungsvorrichtung 103 überwacht werden, so dass die Abtragungs-Verfüllungs-Karte und die Anleitung in Echtzeit aktualisiert werden. In einigen Fällen kann die Stellung des Arbeitsaufsatzsystems 104 an der Maschine 101 automatisch auf Grundlage von Parametern festgelegt werden, die von der Bedienperson eingegeben und/oder aus der Abtragungs-Verfüllungs-Karte extrahiert werden.
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Die Systeme und Verfahren können die Effizienz in dem Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche verbessern. Zum Beispiel könnte der gesamte Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche mit nur einer Maschine 101 abgeschlossen werden, oder alternativ könnten viele der Schritte des Prozesses zur Herstellung der befestigten Fläche mit nur einer Maschine 101 abgeschlossen werden. Ferner können mit den offenbarten Systemen selbst Bedienpersonen der Maschine 101, die nur wenig Erfahrung mit der Herstellung befestigter Flächen oder vorgefertigten Karten des Geländes oder Plänen von befestigten Flächen haben, dennoch den Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche ausführen. Die Systeme und Verfahren hierin können der Bedienperson erlauben, die erforderlichen Aufgaben auszuführen, indem sie den Schritt-für-Schritt-Anweisungen folgt, die in Echtzeit an der Maschine 101 erzeugt werden, während sich die Maschine an der Baustelle 105 befindet. Zum Beispiel könnte ein solches System auf kleineren Baustellen verwendet werden, wo keine umfangreiche Planung insgesamt oder keine Vorausplanung der befestigten Fläche verfügbar oder geeignet ist. Das offenbarte System kann helfen, die Zeit und den Aufwand für den Prozess zur Herstellung der befestigten Fläche zu verringern, und kann helfen, die Effizienz bei der Durchführung von Projekten zur Herstellung von befestigten Flächen zu verbessern.
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Dem Fachmann ist bekannt, dass verschiedene Modifikationen und Varianten an dem offenbarten System gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Weitere Ausführungsformen des Verfahrens werden dem Fachmann klar sein, wenn er die Beschreibung und praktische Ausführung des hierin offenbarten Verfahrens in Betracht zieht. Die Beschreibung und die Beispiele sollen als rein beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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