DE102019203300A1

DE102019203300A1 - Gezieltes Ladehilfssystem

Info

Publication number: DE102019203300A1
Application number: DE102019203300.8A
Authority: DE
Inventors: Michael G. Kean; Mark J. Cherney
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-10-02
Also published as: US20190302794A1; US10831213B2; CN110318439A; CN110318439B

Abstract

Ein gezieltes Ladehilfssystem beinhaltet eine Arbeitsmaschine mit einem Ladungsaufnahme-Mechanismus. Das System beinhaltet einen Sensor, der eine Position der Zielladezone in Bezug auf die Arbeitsmaschine erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das den Standort der Arbeitsmaschine anzeigt. Das System beinhaltet auch eine Wegberechnungskomponente, die das Standortsignal empfängt und einen Steuerweg für die Arbeitsmaschine berechnet, um die Zielladezone zu erreichen. Das System beinhaltet auch eine Steuerkomponente, die ein Steuersignal erzeugt, um die Arbeitsmaschine entlang des Steuerwegs zu führen.

Description

GEBIET DER BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Ladehilfe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf das Erzeugen einer Ladehilfe basierend auf einer Position einer Arbeitsmaschine, einer Position der Zielzone und einem Maß für eine Ladung auf der Arbeitsmaschine.
HINTERGRUND
Es gibt viele verschiedene Arten von Arbeitsmaschinen. Einige dieser Arbeitsmaschinen beinhalten unter anderem Landmaschinen, Baumaschinen, Forstmaschinen oder Rasenbearbeitungsmaschinen. Viele dieser mobilen Geräte weisen Mechanismen auf, die vom Bediener bei der Durchführung von Operationen gesteuert werden. So kann beispielsweise eine Baumaschine unter anderem mehrere verschiedene mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische und elektromechanische Subsysteme aufweisen, die alle vom Bediener bedient werden können.
Viele dieser Arbeitsmaschinen haben oft die Aufgabe, Ladungen entsprechend einem Arbeitsstelleneinsatz über, in oder aus einer Arbeitsstelle zu transportieren. Verschiedene Arbeitsstelleneinsätze können das Bewegen von Ladungen von einem Ort zum anderen oder das Nivellieren einer Arbeitsstelle usw. beinhalten. Während eines Arbeitsstelleneinsatzes können verschiedene Arbeitsmaschinen eingesetzt werden, darunter unter anderem Gelenk-Muldenkipper, Radlader und Bagger. Arbeitsstelleneinsätze können eine große Anzahl von Schritten oder Phasen, wie etwa das Verladen von Material in Lkw oder andere Empfangsbereiche, oder andere Schritte oder Phasen beinhalten, und sie können sehr komplex sein.
Die vorstehende Erörterung dient lediglich allgemeinen Hintergrundinformationen und ist nicht als Hilfsmittel bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands gedacht.
KURZDARSTELLUNG
Ein gezieltes Ladehilfssystem beinhaltet eine Arbeitsmaschine mit einem Ladungsaufnahme-Mechanismus. Das System beinhaltet einen Sensor, der eine Position einer Zielladezone in Bezug auf die Arbeitsmaschine erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das den Standort der Arbeitsmaschine anzeigt. Das System beinhaltet auch eine Wegberechnungskomponente, die das Standortsignal empfängt und einen Steuerweg für die Arbeitsmaschine berechnet, um die Zielladezone zu erreichen. Das System beinhaltet auch eine Steuerkomponente, die ein Steuersignal erzeugt, um die Arbeitsmaschine entlang des Steuerwegs zu führen.
Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung beschrieben sind.
Diese Zusammenfassung ist weder als Festlegung von Schlüsselmerkmalen oder wesentlichen Eigenschaften des beanspruchten Gegenstands auszulegen, noch zur Verwendung als Hilfe bei der Festlegung des Anwendungsbereichs des beanspruchten Gegenstands. Der beanspruchte Gegenstand beschränkt sich nicht auf Implementierungen, die alle oder einzelne im Hintergrund festgestellte Nachteile lösen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm mit mehreren Beispielen von Arbeitsstellenarchitekturen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Ladearchitektur.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Betrieb zum Steuern einer Arbeitsmaschine zum Transport einer Ladung in eine Zielzone zeigt.
4 ist ein Beispiel für ein gezieltes Ladehilfssystem auf ein Stammladegerät.
5 zeigt ein Beispiel für die mobile Maschine als Teil einer Cloud-Computing-Architektur.
6-8 zeigen Beispiele für mobile Geräte, die mit der mobilen Maschine verwendet werden können, und die in den vorherigen Figuren dargestellten Cloud-Computing-Architekturen.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Computerumgebung zeigt, die in der mobilen Maschine und/oder in den in den vorherigen Figuren dargestellten Architekturen verwendet werden kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bei der Durchführung eines Arbeitsstelleneinsatzes kann es wünschenswert sein, die Ladung schnell und sicher in, um oder aus der Arbeitsstelle zu transportieren. Mit zunehmender Transportgeschwindigkeit von Ladungen kann auch das Risiko einer Kollision zwischen Arbeitsmaschinen, eines Herunterfallens oder einer sonstigen Beschädigung einer Ladung oder einer Kollision mit anderen Gegenständen zunehmen. Dementsprechend ist die vorliegende Beschreibung darauf ausgerichtet, einen Bediener bei der Durchführung dieser Art von Operationen zu unterstützen.
1 ist ein Diagramm 100 mit mehreren Beispielen von Arbeitsstellenarchitekturen. In 1 sind mehrere Arbeitsstellen, Arbeitsmaschinen, Lagerbestände, Ladungen und Zielzonen dargestellt, welche allgemein als Arbeitsstelle 116, Arbeitsmaschine 102, Lagerbestand 104, Ladungsaufnahme-Mechanismus 106, Ladung 108 und Zielzone 110 bezeichnet werden. Jede Arbeitsstelle 116 verfügt über einen Lagerbestand 104, in dem eine zu bewegende Ladung gelagert wird. Wie dargestellt, gibt es einen Lagerbestand 104 pro Arbeitsstelle 116, jedoch kann es viele Lagerbestände 104 pro Arbeitsstelle 116 geben. Eine Ladung 108 aus dem Lagerbestand 104 wird von einer Arbeitsmaschine 102 bewegt. Die Arbeitsmaschine 102 kann einen Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 aufweisen, der beim Bewegen der Ladung 108 hilft. Die Arbeitsmaschine 102 transportiert eine Ladung 108 von einer ersten Position (wie etwa Lagerbestand 104) zu einer Entladestelle (z. B. einer Zielzone 110). Dieser Transport erfordert eine gewisse Kraft, um die Ladung 108 vom Lagerbestand 104 zu beschleunigen, und dann eine Kraft, um die Ladung 108 zu verzögern, wenn sie sich der Zielzone 110 nähert. Eine Arbeitsstelle 116 kann auch andere Maschinen oder Objekte beinhalten. In einigen Fällen müssen diese anderen Objekte beim Transport der Ladung 108 vermieden werden.
In dem veranschaulichten Beispiel ist Arbeitsstelle 116-1 eine Zuschlagarbeitsstelle, so dass der Lagerbestand 104-1 und die Ladung 108-1 einen Zuschlagstoff umfassen. Die Ladung 108-1 wird von der Arbeitsmaschine 102-1 transportiert, welche ein Bagger ist. Der Bagger verfügt über einen Ladungsaufnahme-Mechanismus 106-1, der einen Ausleger, einen Arm/Stock und eine Schaufel umfasst. Die Zielzone 110-1 ist ein Muldenkipper. Damit der Zuschlagstoff im Lagerbestand 104-1 in den Muldenkipper 110-1 verladen werden kann, muss sich der Bagger 102-1 in Reichweite des Muldenkippers 110-1 befinden und die Schaufel muss darf die Seitenwände der Ladefläche des Muldenkippers 110-1 nicht berühren. Ein Umstand, der bei Zuschlagstoff- oder Flüssigkeitsladungen auftritt, ist eine mögliche Gefahr des Ladungsabflusses. Das heißt, die Ladung 108-1 kann von den Seiten der Baggerschaufel oder den Seiten des Muldenkippers 110-1 herabfallen.
In einem weiteren Beispiel ist die Arbeitsstelle 116-2 eine Arbeitsstelle für eine Palettenverladung, so dass der Lagerbestand 104-2 und die Ladung 108-2 eine Palette(n) umfasst. Die Ladung 108-2 wird von der Arbeitsmaschine 102-2 transportiert, welche ein Gabelstapler ist. Der Gabelstapler 102-2 verfügt über einen Ladungsaufnahme-Mechanismus 106-2, der einen Mastarm und Gabeln umfasst. Die Zielzone 110-2 ist ein Pritschenwagen. Damit die Palette 108-2 auf den Pritschenwagen 110-2 verladen werden kann, muss sich der Gabelstapler 102-2 in Reichweite des Pritschenwagens 110-2 befinden, und die Gabeln dürfen die Ladefläche des Pritschenwagens 110-2 nicht berühren. Ein Umstand bei gestapelten Ladungen ist, dass eine potenzielle Kipp- oder Ladungsverlustgefahr besteht. Eine Kippgefahr kann bedeuten, dass die Ladung von der Palette fällt oder der gesamte Gabelstapler mit seiner Ladung umkippt.
In einem weiteren Beispiel ist Arbeitsstelle 116-3 eine Graben- und Rohrverlegearbeitsstelle, so dass der Lagerbestand 104-3 und die Ladung 108-3 Rohre umfassen. Die Ladung 108-3 wird von der Arbeitsmaschine 102-3 transportiert, die ein Kran ist. Der Kran verfügt über einen Ladungsaufnahme-Mechanismus 106-3, der einen Ausleger, Kabel, Gurte und Haken umfasst (es kann auch ein Greifer oder ein anderer Mechanismus sein). Die Zielzone 110-3 ist ein Graben. Damit das Rohr 108-3 richtig in den Graben 110-3 eingesetzt werden kann, muss sich der Kran 102-3 im Bereich des Grabens 110-3 befinden und der Haken 106-3 muss ordnungsgemäß über dem Graben 110-3 ausgerichtet sein. Ein Umstand bei hängenden Ladungen ist, dass eine potenzielle Gefahr durch schwingende Ladungen besteht. Das heißt, die Arbeitsmaschine kann plötzlich anhalten oder starten (oder zu schnell beschleunigen oder verzögern) und dadurch schwenkt die Ladung in ein Objekt ein oder schwenkt zurück und trifft auf die Arbeitsmaschine.
Es gibt noch viele andere Arbeitsstellenarchitekturen und Traglastszenarien. In 1 sind nur Beispiele dargestellt.
2 ist ein Blockdiagramm einer exemplarischen Ladearchitektur 200. Die Ladearchitektur 200 umfasst veranschaulichend die Arbeitsmaschine 102, Bediener 258, Lagerbestand 104, Zielzone 110, Netzwerk 236, Remote-Systeme 112, andere Arbeitsmaschinen 232 und Ladung 108. Das Netzwerk 256 kann aus mehreren verschiedenen Arten von Netzwerken bestehen, wie etwa ein Weitverkehrsnetz, ein lokales Netzwerk, ein Nahfeldkommunikationsnetz, ein Mobilfunknetz oder eines aus mehreren von anderen Netzwerken mit Kombinationen von Netzwerken.
Bevor die Operation der Arbeitsmaschine 102 näher beschrieben wird, wird zunächst eine kurze Beschreibung einiger der Elemente der Arbeitsmaschine 102 und ihrer Bedienung gegeben. Die Arbeitsmaschine 102 beinhaltet veranschaulichend ein Kommunikationssystem 210, ein Steuersystem 224, steuerbare Subsysteme 225, eine Benutzerschnittstellenlogik 206, eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 212, einen oder mehrere Prozessoren 228, einen oder mehrere Sensoren 262, einen Datenspeicher 260, ein Positionserfassungssystem 202, ein Messsystem 204, einen Ladungsaufnahme-Mechanismus 106, eine Wegberechnungskomponente 214 und mehrere andere Elemente 230. Die Wegberechnungskomponente 214 beinhaltet die Zielidentifikationslogik 216, die Vorhersagelogik 218, die Befehlsweglogik 220 und kann mehrere andere Logiken 222 beinhalten. Der Datenspeicher 260 umfasst die Steuerdaten 226 und kann weitere Daten 227 beinhalten. Die Steuerdaten 226 können Informationen speichern, die die Signale anzeigen, die zur Ausführung bestimmter Befehle auf der Maschine 102 erforderlich sind, sowie andere steuerungsbezogene Daten. So können beispielsweise die Steuerdaten 226 die maximale und minimale Position eines beliebigen Stellglieds 221 oder die maximale und minimale Geschwindigkeit/Beschleunigung eines beliebigen Stellglieds 221, eines Antriebs/Lenksystems 223 oder eines anderen Systems 227, das Subsysteme 225 steuert, enthalten. Andere Daten 227 können in einem Beispiel Identifizierungsinformationen umfassen, die eine oder mehrere Zielzonen 110 identifizieren.
Das Steuersystem 224 kann Steuersignale zum Steuern mehrerer verschiedener steuerbarer Subsysteme 225 basierend auf Sensorsignalen erzeugen, die von den Sensoren 262 erzeugt werden, basierend auf Rückmeldungen, die von dem Remote-System 112 oder dem Steuersystem 224 empfangen werden, basierend auf Bedienereingaben, die über die Bedienerschnittstellenvorrichtung 212 empfangen werden, oder es kann Steuersignale auch auf mehrere andere Arten erzeugen. Steuerbare Subsysteme 225 können mehrere mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische, computerimplementierte und andere Systeme der Arbeitsmaschine 102 beinhalten, wie etwa das Antriebs-/Lenksystem 223, das die Bewegung der Maschine 102 steuert, die Stellglieder 221, die die ausgeführte Operation steuern, und andere steuerbare Merkmale, wie durch Block 227 angegeben. Das Kommunikationssystem 210 kann ein oder mehrere Kommunikationssysteme beinhalten, die es den Elementen in der Arbeitsmaschine 102 ermöglichen, miteinander zu kommunizieren (wie etwa über einen „Controller Area Network“-CAN-Bus usw.), und die es der Arbeitsmaschine 102 ermöglichen, mit den Remote-Systemen 112 und/oder anderen Arbeitsmaschinen 232 über das Netzwerk 236 zu kommunizieren. Die Benutzerschnittstellenvorrichtung 212 kann Anzeigevorrichtungen, mechanische oder elektrische Vorrichtungen, Audiovorrichtungen, haptische Vorrichtungen und mehrere andere Vorrichtungen beinhalten. In einem Beispiel erzeugt die Benutzerschnittstellenlogik 206 eine Bedieneranzeige auf der Benutzerschnittstellenvorrichtung 212, die eine Anzeigevorrichtung beinhalten kann, die in ein Bedienfeld der Arbeitsmaschine 102 integriert ist, oder eine separate Anzeige auf einer separaten Vorrichtung, die vom Bediener 258 getragen werden kann (wie etwa ein Laptop, eine mobile Vorrichtung usw.).
Die Wegberechnungskomponente 214 kann Ladungshandhabungsindikatoren basierend auf Eingaben von Positionserfassungssystem 202, Messsystem 204, Steuerdaten 226, Sensor(en) 262 usw. erzeugen. Die Ladungshandhabungsindikatoren können beispielsweise eine Reihe von Steuersignalen sein, die eine Arbeitsmaschine 102 entlang eines Maschinenwegs führen.
Das Positionserfassungssystem 202 kann ein oder mehrere eines globalen Positionierungssystem-(GPS-)Empfängers, eines LORAN-Systems, eines Koppelnavigationssystems, eines zellularen Triangulationssystems oder eines anderen Positionierungssystems sein. In einem Beispiel ist das Positionserfassungssystem 202 konfiguriert, um Signale, die von den Sensoren 262 empfangen werden, mit einem geografischen Standort, wie etwa einem Standort innerhalb einer Arbeitsstelle, zu verbinden. Zusätzlich kann in einem Beispiel, basierend auf einer Position der Arbeitsmaschine 102, auch eine Position einer Materialladung anhand bekannter räumlicher Beziehungen zwischen einem Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 der Arbeitsmaschine 102 und der Position der Arbeitsmaschine 102 bestimmt werden. Wenn sich die Arbeitsmaschine 102 um eine Arbeitsstelle herumbewegt, kann somit eine Position der Arbeitsmaschine 102 bestimmt werden oder eine Position einer von der Arbeitsmaschine 102 getragenen Ladung 108 oder beides. In einigen Beispielen kann eine Position der Arbeitsmaschine 102 intermittierend bestimmt werden, es wird aber auch ausdrücklich erwogen, dass eine Position der Arbeitsmaschine 102 kontinuierlich und/oder immer dann bestimmt werden kann, wenn die Arbeitsmaschine 102 an einen neuen Ort innerhalb einer Arbeitsstelle fährt.
Das Messsystem 204 ist konfiguriert, um ein Maß für eine Ladung 108 zu bestimmen, die sich im Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 der Arbeitsmaschine 102 befindet. Ein Maß kann unter anderem ein Gewicht, einen Druck, eine Kraft, ein Volumen, eine Schwere oder eine Masse von Material beinhalten, das sich innerhalb des Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 der Arbeitsmaschine 102 befindet. Ein Maß kann einen Hinweis auf eine Art von Ladung 108 geben, die vom Lademechanismus 106 getragen wird, d. h. Zuschlagstoff, Rohr, Stamm, gestapelte Palette usw. Ein Maß kann die physikalischen Abmessungen der Ladung 108 beinhalten. Ein Maß kann auch eine Position der Ladung 108 in Bezug auf den Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 sein.
Als Beispiel kann angenommen werden, dass die Arbeitsmaschine 102 einen Gelenk-Muldenkipper beinhaltet, obwohl zu verstehen ist, dass verschiedene Arbeitsmaschinen verwendet werden können. In diesem Beispiel ist der Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 ein Behälter, der selektiv zwischen einer Ladeposition und einer Kippposition durch eine Verlängerung von Hubzylindern auf dem Gelenk-Muldenkipper bewegt werden kann, und die Sensoren 262 beinhalten Gewichtssensoren, die Dehnungsmesser oder andere Sensoren beinhalten können, die das Gewicht des Materials im Behälter erfassen können. Beim Empfangen von Material im Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 kann das Messsystem 204 ein Maß des Materials, das ein Gewicht beinhalten kann, unter Verwendung von Signalen der Sensoren 262, z. B. Dehnungsmesser, bestimmen.
Als weiteres Beispiel wird angenommen, dass die Arbeitsmaschine 102 ein Stammladegerät beinhaltet. In diesem Beispiel ist der Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 ein Greifer. Das Maß kann eine Anzeige beinhalten, die beispielsweise mit einem optischen Sensor erfasst wird, die anzeigt, wie weit sich ein Stamm in beide Richtungen von dem Greifer, der den Stamm hält, erstreckt. Das Maß kann ein Gewicht des Stammes beinhalten, wie es von den mit dem Greifer gekoppelten Sensoren 262 angezeigt wird. Das Maß kann auch eine Griffqualität beinhalten. Eine Griffqualität kann mindestens teilweise mit den Sensoren 262 erkannt werden, die mit dem Hydraulikgreifer gekoppelt sind, der den Stamm hält. Die Griffqualität kann auch teilweise durch einen Sensor 262 bestimmt werden, wobei der Sensor ein optischer Sensor ist, der eine Position auf dem Stamm erfasst, an der der Stamm gegriffen wird, z. B. weist ein in der Mitte gegriffener Stamm typischerweise eine bessere Griffqualität als ein in der Nähe seines Endes gegriffener Stamm auf.
Darüber hinaus kann der Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 auch einen Grabmechanismus beinhalten, der Grab- und Deponiervorgänge durchführt (z. B. in dem Beispiel, in dem die Arbeitsmaschine 102 ein Radlader oder Bagger ist). Die Arbeitsmaschine 102 kann ein Bagger mit einem hydraulisch betriebenen Zylinder oder Zylindern sein, die die Grabmechanismen bewegen. In diesem Beispiel kann das Messsystem 204 eine Druckdifferenz über den/die Zylinder und eine Position der Ausdehnung des/der Zylinder(s) messen, um ein Maß und eine Position einer Ladung 108 zu bestimmen. In anderen Beispielen kann das Messsystem 204 Signale von den Sensoren 262 empfangen, zu denen optische Sensoren, Ultraschallsensoren, Waagen usw. gehören, um ein Maß für eine Materialladung zu bestimmen.
Nach dem Empfang einer Anzeige der Position, der Steuerdaten und einer Anzeige der Messung vom Positionserfassungssystem 202, den Steuerdaten 226 und dem Messsystem 204 wird die Wegberechnungskomponente 214 konfiguriert, um eine Zielzone 110 zu identifizieren und einen Befehlsweg zu erzeugen, der zum Steuern der Maschine 102 verwendet werden kann, um die Ladung in die Zielzone 110 zu bewegen.
Die Zielidentifikationslogik 216 empfängt Signale von den Sensoren 262, um die Zielzone 110 zu identifizieren. In einem Beispiel ist der Sensor ein visueller oder optischer Sensor, der ein Bild erkennt, das eine Grenze der Zielzone anzeigt. Dies könnte beispielsweise mit Farben oder Mustern geschehen, um die physikalischen Grenzen einer Ladefläche abzugrenzen, mit Kennzeichnungen an der Seite eines Grabens oder an den Wänden oder der Öffnung des Grabens selbst usw. Es könnte auch auf einem kontextsensitiven visuellen Erkennungssystem basieren, das die Begrenzungen eines Lkw, Grabens, einer Baumgruppe usw. identifiziert. Sofern eine Zielzone 110 identifiziert wurde, wird die Entladezone 202 identifiziert. In der Entladezone 202 kann eine Ladung 108 innerhalb der Zielzone 110 abgeladen werden. In einem Beispiel kann das System auch einen virtuellen Begrenzungsrahmen um die Entladezone 202 erzeugen, um die Wegberechnungskomponente 214 bei der Weggenerierung zu unterstützen.
Die Hindernisidentifikationslogik 219 empfängt Signale von den Sensoren 262, um alle Objekte zu identifizieren, die den Verlauf der Ladung 108 zur Zielzone 110 in irgendeiner Weise behindern können. Einige Beispiele für Objekte sind andere Arbeitsmaschinen, bestimmte Geländearten, Ausrüstung auf einer Arbeitsstelle usw. Hindernisse können auch Teil der Zielzone 110 sein. Hindernisse können beispielsweise Stammhaltearme an einem Stammzugwagen beinhalten, die beim Verladen des Stamms nicht berührt werden dürfen. Objekte, die durch die Hindernisidentifikationslogik 219 identifiziert werden, können virtuelle Begrenzungsrahmen aufweisen, die zur Unterstützung der Weggenerierungs-/Kollisionserkennung vorgesehen sind, wie im Folgenden beschrieben.
Die Vorhersagelogik 218 empfängt Signale von den Sensoren 262, dem Messsystem 204 und/oder anderen Komponenten 230. Die Funktionen der Vorhersagelogik 218 werden durch den Typ der Arbeitsmaschine 102 und die Ladung 108 bestimmt. Im Allgemeinen kann die Vorhersagelogik 218 Steuerdaten 226 empfangen, die die möglichen Beschleunigungen der Arbeitsmaschine 102 und aller ihrer Unterkomponenten anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kann auch Eingänge vom Messsystem 204 empfangen, die die Größe, Masse, Ladungsverteilung usw. einer von der Maschine 102 getragenen Ladung 108 anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 sagt im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit einer potenziellen Gefahr voraus und steuert die Maschine 102 entsprechend, wenn die Wahrscheinlichkeit einen Schwellenwert überschreitet. So kann sie beispielsweise einen Maschinenbefehl oder Maschinenfahrweg, die Maschinengeschwindigkeit usw. ändern.
Ein Beispiel für die Funktionsweise der Vorhersagelogik 218 wird nun in einem Szenario dargestellt, in dem die Arbeitsmaschine 102 ein Bagger ähnlich der Arbeitsmaschine 102-1 in 1 ist. Die Vorhersagelogik 218 kann Steuerdaten 226 empfangen, die die maximale Beschleunigung des Baggers sowie die minimale (min.)/maximale (max.) Höhe der Schaufel bei Vollauszug, min./max. Schaufelneigung, min./max. Beschleunigung von Schaufel/Ausleger/Stock, min./max. Auslegerschwenkgeschwindigkeit/-beschleunigung, maximale Belastung der Schaufel, maximale Durchfahrtshöhe usw. anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kann auch Eingänge vom Messsystem 204 empfangen, die die Masse, Ladungsverteilung, Ladungsart usw. einer vom Bagger getragenen Ladung 108 anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kombiniert Daten aus diesen Quellen und bestimmt eine maximale Beschleunigung/Verzögerung, der die Arbeitsmaschine 102 und ihre Ladung ausgesetzt sein können, während sie eine Abflussgefahr der Ladung 108, die Kippgefahr des Baggers 102-1 oder eine Kollision usw. verhindert oder minimiert. Die Maschine 102-1 wird dann von dem Steuersystem 224 gesteuert, so dass die Beschleunigungen und Verzögerungen innerhalb der vorhergesagten Werte liegen.
Ein Beispiel für die Funktionsweise der Vorhersagelogik 218 wird nun in einem Szenario bereitgestellt, in dem die Arbeitsmaschine 102 ein Gabelstapler ähnlich der Arbeitsmaschine 102-2 in 1 ist. Die Vorhersagelogik 218 kann Steuerdaten 226 empfangen, die die minimale (min.)/maximale (max.) Geschwindigkeit/Beschleunigung des Gabelstaplers sowie die min./max. Durchfahrtshöhe, die max./min. Gabelneigungsgeschwindigkeit/-beschleunigung, die max. Gabelstaplergeschwindigkeit/-beschleunigung, die max. Gabelbelastung usw. anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kann auch Eingänge vom Messsystem 204 empfangen, die die Masse, Ladungsverteilung, Stapelqualität, Höhe usw. einer vom Gabelstapler getragenen Ladung 108 anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kombiniert Daten aus diesen Quellen und bestimmt eine max. Beschleunigung/Verzögerung der Arbeitsmaschine 102 und ihrer Gabeln, ohne dass eine Kippgefahr von Ladung 108 oder des Gabelstaplers besteht. In einigen Beispielen, wenn sich eine schwere Ladung 108 hoch in der Luft befindet, muss die Beschleunigung möglicherweise reduziert werden, um ein Kippen des Gabelstaplers zu verhindern. In einigen Beispielen, wenn eine Ladung 108 schlecht verteilt (z. B. oberlastig) oder schlecht gestapelt ist, besteht möglicherweise keine Kippgefahr für Gabelstapler, sondern eine Kipp-/Verlustgefahr für Ladung 108. Der Gabelstapler 102-2 wird dann vom Steuersystem 224 gesteuert, um seine Beschleunigungen und Verzögerungen innerhalb der vorhergesagten Werte zu halten.
Ein Beispiel für die Funktionsweise der Vorhersagelogik 218 wird nun in einem Szenario bereitgestellt, in dem die Arbeitsmaschine 102 ein Kran ähnlich der Arbeitsmaschine 102-3 in 1 ist. Die Vorhersagelogik 218 kann Steuerdaten 226 empfangen, die die minimale (min.)/maximale (max.) Geschwindigkeit/Beschleunigung des Krans sowie die min./ max. Hubhöhe, Kabellänge, max. Hubbeschleunigung/-geschwindigkeit, max. Ladung usw. anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kann auch Eingänge vom Messsystem 204 empfangen, die die Masse, Ladungsverteilung, Griffqualität, Höhe, Länge usw. einer vom Kran getragenen Ladung 108 anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kombiniert Daten aus diesen Quellen und bestimmt eine max. Beschleunigung/Verzögerung der Arbeitsmaschine 102 und ihres Auslegers, ohne dass eine Schwingungsgefahr der Ladung 108 besteht. Eine Schwingungsgefahr kann entstehen, wenn die schwingende Ladung 108 mit der Arbeitsmaschine 102 oder einem anderen Objekt kollidiert. Eine Schwingungsgefahr kann auch dann auftreten, wenn die Kraft des Schwingens die Arbeitsmaschine 102 kippt oder anderweitig instabil macht. Eine Schwingungsgefahr kann auch dann auftreten, wenn die Schwungkraft die Griffkraft überwindet und die schwingende Ladung 108 verloren geht. Eine Schwingungsgefahr kann auch auf andere Weise auftreten. Der Kran 102-3 wird vom Steuersystem 224 gesteuert, um seine Beschleunigungen und Verzögerungen innerhalb der vorhergesagten Werte zu halten.
In den vorstehenden Beispielen wird die Maschine 102 basierend auf den vorhergesagten Beschleunigungs- und Verzögerungswerten gesteuert, die eine bestimmte Gefahr vermeiden. Dies sind nur Beispiele und andere Elemente können durch die Logik 218 vorhergesagt und verwendet werden, um andere gewünschte Steuerungen der Maschine 102 durchzuführen.
Die Befehlsweglogik 220 erzeugt einen Befehlsweg für die Arbeitsmaschine 102 und ihre Komponenten zum Bewegen einer Ladung 108 in eine Zielzone 110. Die Befehlsweglogik 220 kann mit der Vorhersagelogik 218, der Hindernis-Identifikations-(ID-)Logik 219, der Ziel-Identifikations-(ID-)Logik 216 und jeder anderen Komponente im System 200 gekoppelt werden. Die Befehlsweglogik 220 kann Steuerdaten 226 verwenden, um zu bestimmen, welche Signale erzeugt werden müssen, um eine gewünschte Funktion zu erzeugen. Die Befehlsweglogik 220 empfängt einen Anfangsstandort vom Positionserfassungssystem 202, einen Zielpunkt von der Ziel-ID-Logik 216 und Hindernisstandorte von der Hindernis-ID-Logik 219. Die Befehlsweglogik 220 erzeugt dann einen Weg, den die Maschine 102 vom Ausgangsstandort bis zum Zielort zurücklegen kann, um Hindernisse zu vermeiden. Die Befehlsweglogik 220 sendet den Weg an die Vorhersagelogik 218, die die wahrscheinlichen Grenzen sicherer Beschleunigungen und Verzögerungen bestimmt, auf die die Arbeitsmaschine 102 und ihre Komponenten während der Wegnavigation treffen können, ohne auf eine Gefahr zu stoßen.
So kann beispielsweise ein erzeugter Weg eine 90-Grad-Drehung aufweisen, und eine Arbeitsmaschine 102, die diesen Weg navigiert, kann Kurven ausführen, die 1 g Kraft auf eine Ladung erzeugen. Die Vorhersagelogik 218 kann bestimmen, dass eine Arbeitsmaschine 102 nur 0,5 g ausgesetzt sein kann, ohne einen Teil der Ladung zu verlieren. Diese Bestimmung durch die Vorhersagelogik 218 wird von der Befehlsweglogik 220 berücksichtigt, die dann Signale erzeugt, die den Betrieb der Arbeitsmaschine 102 einschränken, so dass sie während ihrer Fahrt auf dem Weg nur 0,5 g auf ihre Ladung erfährt. Daher kann beispielsweise die Maschine 102 während der 90-Grad-Drehung verlangsamt werden, oder wenn sie sich über unwegsames Gelände bewegt, oder wenn sie sich der Zielzone 110 nähert, oder sie kann auf andere Weise gesteuert werden, so dass die Beschleunigung und Verzögerung der Ladung auf die vorhergesagten Werte beschränkt werden.
Als weiteres Beispiel kann die Vorhersagelogik 218 Signale erzeugen, die zum Steuern der Maschine 102 verwendet werden, um eine Kollision zu vermeiden. Beispielsweise kann sie Werte erzeugen, die verwendet werden, um eine oder mehrere der Fahrgeschwindigkeiten der Arbeitsmaschine 102 oder Geschwindigkeiten von steuerbaren Subsystemen 225 zu begrenzen, um sicherzustellen, dass sich der Ladungsaufnahme-Mechanismus 106 und/oder die mitgeführte Ladung 108 nicht mit den Grenzen um die Entladezone 202 oder mit einem Hindernis überschneiden.
Es wird beispielsweise angenommen, dass die Befehlsweglogik 220 an einem Bagger den Ausleger zum Heben und das Gehäuse zum Schwenken anweist. Es wird ferner angenommen, dass es ein Hindernis gibt, das die Ladung beim Schwenken der Maschine 102 nicht berühren darf. Die Vorhersagelogik 218 überprüft dann die Geschwindigkeiten, mit denen der Ausleger steigt und schwenkt, um zu bestimmen, ob der Ausleger schnell genug steigt, damit die Ladung das Hindernis überwindet. Wenn nicht, erzeugt die Vorhersagelogik 218 Signale, die verwendet werden, um das Schwenken zu verlangsamen, so dass der Ausleger im Verhältnis zur Schwenkbewegung schneller ansteigt und die Ladung das Hindernis überwindet. In einem Lader kann die Vorhersagelogik 218 Signale erzeugen, die zur Begrenzung der Grundgeschwindigkeit verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Ausleger/die Schaufel ein Hindernis entlang seines Fahrwegs nicht berührt und der Lader nicht in die Zielzone 110, z. B. einen Lkw, fährt.
Die Vorhersagelogik 218 kann Werte erzeugen, die auch zum Synchronisieren mehrerer Funktionen verwendet werden. Beispielsweise kann die Befehlsweglogik 220 von der Logik 218 erzeugte Signale verwenden, um sowohl den Ausleger als auch den Arm gleichzeitig oder synchron zu steuern, um eine Kollision oder einen Verlust der Ladung 108 zu vermeiden. Auf diese Weise kann das System so gesteuert werden, dass es sich so schnell wie möglich bewegt und gleichzeitig Hindernisse und andere Gefahren vermeidet.
Die Befehlsweglogik 220 kann einen Weg erzeugen, auf den eingegriffen werden kann, um die Maschine 102 vollständig autonom zu steuern. So kann der Weg beispielsweise von dem Steuersystem 224 genutzt werden, um die Arbeitsmaschine 102 vom Lagerbestand 104 zur Zielzone 110 zu führen, ohne dass der Bediener 258 ständig eingreift. Die Befehlsweglogik 220 kann auch einen teilautonomen Weg erzeugen. So kann beispielsweise das Steuersystem 224 den Weg nutzen, um die Arbeitsmaschine 102 zur Zielzone 110 zu führen, aber der Bediener 258 lässt dann die Ladung manuell fallen. Ein weiteres Beispiel für einen teilautonomen Weg wäre, dass der Bediener 258 die Maschine 102 steuert, um die Ladung aus dem Empfangsbereich 130 aufzunehmen und in einen erfassbaren Bereich der Zielzone 110 zu gelangen, an welchem Punkt die Befehlsweglogik 220 einen Weg zur Zielzone 110 erzeugen würde. Diese und andere Szenarien werden hierin betrachtet.
Die Komponenten in 2 sind an verschiedenen Systemen veranschaulicht. So werden beispielsweise die Wegberechnungskomponente 214 und das Messsystem 204 als Teil der Arbeitsmaschine 102 dargestellt. Jede dieser Komponenten oder Systeme kann jedoch von der Arbeitsmaschine 102 entfernt angeordnet werden. So kann beispielsweise die Zielzone 110 ein Muldenkipper sein, der Komponenten aufweist, die die Funktionen des Messsystems 204, der Sensoren 262, der Wegberechnungskomponente 214 usw. erfüllen können. Sie können sich auch an anderer Stelle befinden.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispiels des Betriebssteuersystems 224 zum Steuern einer Arbeitsmaschine zum Transport einer Ladung in eine Zielzone. Die exemplarische Operation beginnt bei Block 302, wo erste Variable der Arbeitsmaschine von der Wegberechnungskomponente 214 empfangen werden. Einige Beispiele für Variable der Arbeitsmaschine sind der Maschinenzustand 304, der Maschinenstandort 306, die Maschinensteuerdaten 308 und andere Daten, die ebenfalls, wie durch Block 310 angezeigt, empfangen werden können. Der Maschinenzustand 304 kann die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung aller Komponenten der Arbeitsmaschine beinhalten. Der Maschinenstandort 306 kann den absoluten oder zielorientierten Standort der Arbeitsmaschine beinhalten. Die Maschinensteuerdaten 308 können Informationen beinhalten, die zum Steuern der verschiedenen Maschinenkomponenten verwendet werden, beispielsweise max./min. Positionen einer Komponente, Kippspiel in max. Höhe, max./min. Geschwindigkeit der Komponente, Steuersignale, die zum Betätigen der Komponente, max. Komponentenladung usw. benötigt werden.
Die ersten Variablen der Arbeitsmaschine können von der Wegberechnungskomponente 214 automatisch, wie in Block 312 angezeigt, manuell, wie in Block 314 angezeigt, oder auf andere Weise, wie in Block 316 angezeigt, empfangen werden. Das automatische Empfangen von Variablen kann das Empfangen von Variablen von Sensoren 262 oder das Abrufen derselben aus einem Datenspeicher 260 usw. beinhalten. Das manuelle Empfangen von Variablen kann einen Bediener beinhalten, der die Variablen manuell eingibt. In einigen Fällen kann ein Bediener einige Variable manuell eingeben, während andere Variable automatisch empfangen/erfasst werden.
Bei Block 318 werden Ladungsinformationen von der Wegberechnungskomponente 214 empfangen. Der Empfang von Ladungsinformationen kann automatisch 334, manuell 336 oder auf andere Weise erfolgen, wie in Block 338 angezeigt. Automatische Ladungsinformationen können von mehreren verschiedenen Sensoren erfasst werden. Als Beispiel kann ein optischer Sensor in der Lage sein, Haltequalität, Ladungsverteilung, Ladungstyp, Größe usw. zu erfassen. Ein hydraulischer Drucksensor kann in der Lage sein, eine Masse einer getragenen Ladung zu erfassen. Automatische Ladungsinformationen können auch von einer anderen Quelle empfangen werden. Beispielsweise eine Palette, die einen Informationsbarcode, RFID-Tag oder eine andere Kennung aufweist, die Ladungsinformationen enthält, die von einem Lesegerät auf Maschine 102 gelesen werden können. Manuelle Ladungsinformationen können von einem Bediener oder einem anderen Benutzer empfangen werden.
Einige Beispiele für Ladungsinformationen beinhalten die Ladungsart 320, die Ladungsmasse 322, die Ladungsverteilung 324, die Ladungsgröße 326, den Ladungsstandort 328, die Haltequalität 330 und andere Informationen, die auch empfangen werden können, wie in Block 332 angezeigt. Die Ladungsart 320 kann anzeigen, welche Art von Ladung getragen wird, beispielsweise eine Palette, ein Stamm, ein Rohr, ein Zuschlagstoff usw. Die Ladungsart 320 kann ferner anzeigen, was die Ladung ist, beispielsweise eine Palette aus Ziegelsteinen und eine Palette mit einem Motor darauf, oder ein Sandzuschlagstoff und ein Gesteinszuschlagstoff. Die Identifizierung des Typs kann beispielsweise sinnvoll sein, da ein Sandzuschlagstoff andere Abflusseigenschaften aufweisen kann als ein Gesteinszuschlagstoff. Ebenso könnte eine Palette aus Ziegelsteinen ausgeglichener sein als eine Palette mit zwei Motoren. Die Ladungsmasse 322 kann die Masse der zu tragenden Ladung anzeigen. Die Masse ist eine Variable, die in vielen verschiedenen Berechnungen verwendet werden kann, z. B. Trägheit, Schwingen, Kippen usw. Die Ladungsverteilung 324 kann den Schwerpunkt oder andere Formen der Ladungsverteilung anzeigen. Die Ladungsverteilung ist eine Variable, die in vielen verschiedenen Berechnungen verwendet werden kann, z. B. Trägheit, Schwingen, Kippen usw. Die Ladungsgröße 326 kann die physikalischen Abmessungen der Ladung anzeigen. Die Ladungsgröße ist eine Variable, die auch in vielen verschiedenen Berechnungen verwendet werden kann, insbesondere in der Kollisionserkennung und Vermeidungsberechnung. Der Standort 328 kann den physikalischen Standort der Ladung anzeigen. Die Haltequalität 330 kann die Qualität des Haltevorgangs an der Ladung anzeigen. Beispielsweise könnte eine schlecht gestapelte oder gesicherte Palette eine schlechte Haltequalität aufweisen. Eine Ladung Zuschlagstoff, bei der sich ein hoher Haufen in der Nähe des Randes der Schaufel befindet, hätte auch eine schlechte Haltequalität, der Zuschlagstoff eher von der Schaufel abfällt, als wenn sich der hohe Haufen in der Mitte der Schaufel befindet. Eine Ladung, bei der ein Stamm in der Nähe eines Endes gehalten wird, so dass dieser nur von einem der zwei Greifmechanismen gehalten wird, hätte eine geringere Haltequalität als ein Stamm, der von beiden Greifmechanismen in der Mitte gehalten wird. Eine Hängelast, die durch einen Aufhängepunkt gesichert ist, kann eine andere Haltequalität aufweisen als eine Hängelast, die durch zwei Aufhängepunkte gesichert ist. All dies kann mit Kameras oder anderen Sensoren erfasst werden.
Bei Block 340 wird eine Position der Zielzone von der Wegberechnungskomponente 214 empfangen. Die Position der Zielzone kann auf verschiedene Weise empfangen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen optischen Sensor, wie durch Block 342 angezeigt, einen Näherungssensor, wie durch Block 344 angezeigt, manuell, wie durch Block 346 angezeigt, und kann auf andere Weise empfangen werden, wie durch Block 348 angezeigt. Ein Beispiel für die Verwendung eines optischen Sensors zum Lokalisieren der Zielzone kann das Empfangen von Informationen zur Ziel-Identifikation (ID) aus einem Datenspeicher beinhalten. Ziel-ID-Informationen können Informationen beinhalten, die zur Identifizierung eines Ziels verwendet werden. In einem Beispiel können die Informationen zur Ziel-ID ein bekanntes Bild des Ziels sein. In einem weiteren Beispiel beinhalten die Informationen zur Ziel-ID visuelle Merkmale des Ziels. Die Ziel-ID-Informationen werden dann mit einem Bild verglichen, das von einem optischen Sensor auf der Maschine 102 aufgenommen wurde, um die Zielzone zu identifizieren und zu lokalisieren. Ein Beispiel für die Verwendung eines Näherungssensors, wie etwa Lidar, Radar oder anderer Näherungssensoren, beinhaltet das Empfangen von Sensorsignalen und das Identifizieren der Zielzone basierend auf diesen Signalen. In einem Beispiel kann die Zielzone identifizierende Komponenten wie Flaggen, Reflektoren usw. aufweisen, die der Sensor erkennt, um den Standort der Zielzone zu bestätigen. Ein Beispiel für die manuelle Identifizierung des Standorts einer Zielzone ist die Eingabe von GPS-Koordinaten oder die Auswahl der Zielzone auf einer Karte oder einem Bild der Arbeitsstelle.
Bei Block 350 wird ein Maschinenweg zur Zielzone durch die Wegberechnungskomponente 214 berechnet. Bei der Berechnung eines Weges können mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Ein Faktor ist die Vermeidung anderer Objekte, wie in Block 352 angezeigt. Es gibt viele bekannte Verfahren, um ein erfasstes Objekt zu umfahren. Diese Verfahren berücksichtigen jedoch keine anderen Faktoren. So kann beispielsweise die Wegberechnungskomponente 214 unter Verwendung der in Block 302 und Block 318 empfangenen Variablen die Trägheit einer Arbeitsmaschine berechnen, und ihre Ladungs- und Vorhersagelogik 218 kann diese verwenden, um die Bewegung der Arbeitsmaschine und ihrer Ladung vorherzusagen, wie in Block 354 angezeigt. Die Vorhersagelogik 218 kann die Trägheit nutzen, um Abfluss-, Kipp- und Schwenkgefahren vorherzusagen. Die Vorhersagelogik 218 kann die Trägheit nutzen, um die Verzögerung/Beschleunigung des Fahrzeugs vorherzusagen. Verzögerungs-/Beschleunigungsfaktoren werden durch Block 356 angezeigt.
Ein weiterer möglicher Faktor, der bei der Berechnung eines Weges verwendet wird, ist das Schwingen einer Ladung, wie in Block 358 angezeigt. Aus den in Block 302 und Block 318 empfangenen Variablen kann eine Schwingungsgefahr berechnet werden. So können beispielsweise die Auslegerhöhe und -geschwindigkeit mit dem Ladungsgewicht und der Aufhängelänge verwendet werden, um die Schwingung einer Ladung vorherzusagen. Natürlich können auch komplexere Schwingungsberechnungen mit mehr Variablen durchgeführt werden.
Sobald ein Weg zur Zielzone durch die Wegberechnungskomponente 214 bestimmt wird, wird die Arbeitsmaschine von dem Steuersystem 224 gesteuert, um diesem Weg zu folgen, wie in Block 366 angezeigt. Die Steuerung des Fahrzeugs kann vollautomatisch, wie in Block 368 angezeigt, oder halbautomatisch, wie in Block 370 angezeigt, erfolgen. Während der Steuerung kann die Arbeitsumgebung überwacht werden, wie durch Block 372 angezeigt. Wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern, muss möglicherweise bei Block 350 ein neuer Weg zur Zielzone erzeugt werden.
4 ist ein Beispiel für ein gezieltes Ladehilfssystem auf einem Stammladegerät. Die Arbeitsumgebung 300 beinhaltet ein Fahrzeug 302, eine Zielzone 306 und eine Ladung 304. In diesem Beispiel ist das Fahrzeug 302 ein Radlader. Die Zielzone 306 ist der hintere Abschnitt eines Stammholz-Lkw, und die Ladung 304 beinhaltet drei Stämme 304-1, 304-2 und 304-3. Die Zielzone 306 wird durch das Halten der Arme 308 am Stammholz-Lkw definiert. Das Fahrzeug 302 verwendet den Ladungsaufnahme-Mechanismus 303, um die Ladung 304 in die Zielzone 306 zu transportieren. In diesem Beispiel ist der Ladungsaufnahme-Mechanismus ein Hochhubarm und Greifer. Wenn sich das Fahrzeug 302 der Zielzone 306 nähert, muss das Fahrzeug 302 abbremsen und der Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 muss die Ladung 304 anheben, um die Hindernisse 308 (die Rungen zum Halten der Stämme) zu überwinden.
In einem Beispiel befindet sich ein optischer Sensor 310 an einem Abschnitt des Fahrzeugs 302, des Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 oder der Zielzone 306. Der optische Sensor 310 erfasst ein Bild der Arbeitsumgebung 300. Unter Verwendung dieses Bildes identifiziert die Wegberechnungskomponente 214, mithilfe der Zielidentifikationslogik 216, wo sich die Zielzone 306 in Bezug auf das Fahrzeug 302 befindet. Die Befehlsweglogik 220 erzeugt dann einen Weg zur Zielzone 306. Die Vorhersagelogik 218 berechnet die Geschwindigkeit/Beschleunigung, mit der sich das Fahrzeug 302 der Zielzone 306 nähern kann, ohne mit der Zielzone 306 zu kollidieren, und erzeugt Signale, die die berechneten Werte anzeigen. Die Vorhersagelogik 218 kann auch die Bewegung des Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 (z. B. dessen Anstiegsgeschwindigkeit/Beschleunigung) berechnen und synchronisieren, um zu verhindern, dass der Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 oder die Ladung 304 mit den Hindernissen 308 kollidiert oder vom Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 fällt. Sie kann auch andere Sensorsignale erzeugen, die verwendet werden können, um andere Gefahren oder unerwünschte Bedingungen zu vermeiden, wie etwa Kippen, unsachgemäßes Absetzen der Ladung usw.
Die Vorhersagelogik 218 kann ein durch den optischen Sensor 310 aufgenommenes Bild verwenden und einen Griff auf die Ladung 304 bestimmen. So werden beispielsweise die Stämme 304-1, 304-2 und 304-3 alle von dem Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 erfasst. Der Stamm 304-1 wird an einem distalen Ende des Stammes gegriffen und kann optisch erkannt werden. Der Stamm 304-2 wird zentriert und mit dem Greifmechanismus ausgerichtet. Der Stamm 304-3 hängt schief in dem Greifmechanismus. Basierend auf diesen erfassten optischen Eigenschaften kann die Vorhersagelogik 218 bestimmen, dass die Stämme 304-1 und 304-3 eine schlechtere Griffqualität als Stamm 304-2 aufzuweisen. Eine schlechtere Griffqualität kann von der Logik 218 verwendet werden, um die Geschwindigkeit/Beschleunigung zu begrenzen, die dem Fahrzeug 302 und dem Ladungsaufnahme-Mechanismus 303 während seiner Bewegung entlang des Fahrwegs zugestanden wird. Dies ist nur ein Beispiel für die Verwendung des vorliegenden Systems.
In der vorliegenden Diskussion wurden Prozessoren und Server erwähnt. In einer Ausführungsform beinhalten die Prozessoren und Server Computerprozessoren mit zugehörigem Speicher und Zeitschaltungen, die nicht separat dargestellt werden. Sie sind funktionale Teile der Systeme oder Vorrichtungen, zu denen sie gehören und durch die sie aktiviert werden, und erleichtern die Funktionalität der anderen Komponenten oder Elemente in diesen Systemen.
Außerdem wurde eine Reihe von Anzeigen der Benutzerschnittstelle erörtert. Sie können mehrere verschiedene Formen annehmen und können mehrere verschiedene benutzergesteuerte Eingabemechanismen darauf aufweisen. Beispielsweise können die vom Benutzer aktivierbaren Eingabemechanismen Textfelder, Kontrollkästchen, Symbole, Links, Dropdown-Menüs, Suchfelder usw. sein. Sie können auch auf unterschiedlichste Weise betätigt werden. Sie können beispielsweise mit einer Zeige- und Klickvorrichtung (z. B. Trackball oder Maus) betätigt werden. Sie können über Hardwaretasten, Schalter, einen Joystick oder eine Tastatur, Daumenschalter oder Daumenpads usw. betätigt werden. Sie können auch über eine virtuelle Tastatur oder andere virtuelle Stellglieder betätigt werden. Wenn der Bildschirm, auf dem sie angezeigt werden, ein berührungsempfindlicher Bildschirm ist, können sie außerdem mit Berührungsgesten betätigt werden. Wenn die Vorrichtung, die sie anzeigt, über Spracherkennungskomponenten verfügt, können sie auch über Sprachbefehle gesteuert werden.
Eine Reihe von Datenspeichern wurde ebenfalls erörtert. Es wird darauf hingewiesen, dass sie jeweils in mehrere Datenspeicher unterteilt werden können. Alle können lokal für die auf sie zugreifenden Systeme sein, alle können dezentral sein, oder einige können lokal sein, während andere dezentral sind. Alle diese Konfigurationen sind hierin vorgesehen.
Außerdem zeigen die Figuren eine Reihe von Blöcken mit Funktionen, die jedem Block zugeordnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass weniger Blöcke verwendet werden können, so dass die Funktionalität von weniger Komponenten übernommen wird. Außerdem können mehr Blöcke verwendet werden, wobei die Funktionalität auf mehrere Komponenten verteilt ist.
5 ist ein Blockdiagramm des in 2 dargestellten Wegberechnungssystems 214, mit dem Unterschied, dass es mit Elementen in einer dezentralen Serverarchitektur 500 kommuniziert. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die dezentrale Serverarchitektur 500 Rechen-, Software-, Datenzugriffs- und Speicherdienste bereitstellen, die keine Kenntnisse des Endbenutzers über den physikalischen Standort oder die Konfiguration des Systems erfordern, das die Dienste bereitstellt. In verschiedenen Ausführungsformen können dezentrale Server die Dienste über ein Weitverkehrsnetzwerk, wie etwa das Internet, unter Verwendung geeigneter Protokolle bereitstellen. So können beispielsweise dezentrale Server Anwendungen über ein Weitverkehrsnetzwerk bereitstellen und über einen Webbrowser oder eine andere Computerkomponente darauf zugreifen. Die in 2 dargestellte Software oder Komponenten sowie die entsprechenden Daten können auf Servern an einem dezentralen Ort gespeichert werden. Die Computerressourcen in einer dezentralen Serverumgebung können an einem dezentralen Standort des Rechenzentrums konsolidiert oder verteilt werden. Dezentrale Server-Infrastrukturen können Dienste über gemeinsam genutzte Rechenzentren bereitstellen, obwohl sie für den Benutzer als ein einziger Zugangspunkt erscheinen. Somit können die hierin beschriebenen Komponenten und Funktionen von einem dezentralen Server an einem dezentralen Ort über eine dezentrale Server-Architektur bereitgestellt werden. Alternativ können sie von einem herkömmlichen Server bereitgestellt werden, oder sie können direkt auf Endgeräten oder auf andere Weise installiert werden.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform sind einige Elemente den in 2 dargestellten ähnlich und ähnlich nummeriert. 5 zeigt insbesondere, dass die Wegberechnungskomponente 214, das Steuersystem 224 und der Datenspeicher 260 an einem dezentralen Server-Standort 502 angeordnet sein können. Daher greift die Arbeitsmaschine 102 über den dezentralen Server-Standort 502 auf diese Systeme zu.
5 stellt auch eine weitere Ausführungsform einer dezentralen Server-Architektur dar. 5 zeigt, dass auch erwogen wird, dass einige Elemente von 2 am dezentralen Server-Standort 502 angeordnet sind, andere aber nicht. So können beispielsweise dezentrale Systeme 112 an einem von Standort 502 getrennten Standort angeordnet sein und über den dezentralen Server an Standort 502 auf sie zugegriffen werden. Unabhängig davon, wo sie sich befinden, kann direkt auf sie von der Arbeitsmaschine 102 über ein Netzwerk (entweder ein Weitverkehrsnetzwerk oder ein lokales Netzwerk) zugegriffen werden, können sie an einem dezentralen Standort von einem Dienst gehostet werden, oder können sie als Dienst bereitgestellt oder von einem Verbindungsdienst, der sich an einem dezentralen Standort befindet, auf sie zugegriffen werden. Außerdem können die Daten an nahezu jedem Ort gespeichert und zeitweise von Interessenten abgerufen oder an diese weitergeleitet werden. Zum Beispiel können physikalische Träger anstelle oder zusätzlich zu Trägern mit elektromagnetischen Wellen verwendet werden. In einer solchen Ausführungsform, in der die Netzabdeckung schlecht oder nicht vorhanden ist, kann eine andere Arbeitsmaschine (wie etwa ein Tankwagen) über ein automatisiertes Informationserfassungssystem verfügen. Wenn die Arbeitsmaschine zum Betanken in die Nähe des Tankwagens kommt, sammelt das System automatisch die Informationen von der Arbeitsmaschine über jede Art von drahtloser Ad-hoc-Verbindung. Die gesammelten Informationen können dann an das Hauptnetz weitergeleitet werden, wenn der Tankwagen einen Ort erreicht, an dem es eine Mobilfunkabdeckung (oder eine andere drahtlose Abdeckung) gibt. So kann beispielsweise der Tankwagen an eine überdachte Stelle fahren, wenn er zum Betanken anderer Maschinen fährt oder wenn er sich an einem Hauptlagerort befindet. Alle diese Architekturen werden hierin betrachtet. Darüber hinaus können die Informationen auf der Arbeitsmaschine gespeichert werden, bis die Arbeitsmaschine einen überdachten Standort erreicht. Die Arbeitsmaschine selbst kann dann die Informationen an das Hauptnetzwerk senden.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Elemente von 2 oder Abschnitte davon auf mehreren verschiedenen Vorrichtungen angeordnet werden können. Einige dieser Vorrichtungen beinhalten Server, Desktop-Computer, Laptops, Tablet-Computer oder andere mobile Geräte, wie etwa Palmtop-Computer, Mobiltelefone, Smartphones, Multimedia-Player, persönliche digitale Assistenten usw.
6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer veranschaulichenden Ausführungsform einer tragbaren oder mobilen Computervorrichtung, die als tragbare Vorrichtung 16 eines Benutzers oder Kunden verwendet werden kann, in der das vorliegende System (oder Teile davon) eingesetzt werden kann. So kann beispielsweise eine mobile Vorrichtung im Bedienerraum der Arbeitsmaschine 102 zum Erzeugen, Verarbeiten oder Anzeigen der Sitzbreiten- und Positionsdaten eingesetzt werden. Die 7-8 sind Beispiele für tragbare oder mobile Vorrichtungen.
6 stellt ein allgemeines Blockdiagramm der Komponenten einer Endgerät-Vorrichtung 16 bereit, die einige der in 2 dargestellten Komponenten betreiben kann, die mit ihnen interagieren, oder beides. In der Vorrichtung 16 ist eine Kommunikationsverbindung 13 bereitgestellt, die es der tragbaren Vorrichtung ermöglicht, mit anderen Computervorrichtungen zu kommunizieren, und unter einigen Ausführungsformen einen Kanal zum automatischen Empfang von Informationen, beispielsweise durch Scannen, bereitstellt. Beispiele für Kommunikationsverbindungen 13 beinhalten das Zulassen der Kommunikation über ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle, wie etwa drahtlose Dienste, die verwendet werden, um einen zellularen Zugang zu einem Netzwerk zu ermöglichen, sowie Protokolle, die lokale drahtlose Verbindungen zu Netzwerken bereitstellen.
Unter anderen Ausführungsformen können Anwendungen auf einer entfernbaren „Secure Digital“-(SD-)Karte empfangen werden, die mit einer Schnittstelle 15 verbunden ist. Die Schnittstelle 15 und die Kommunikationsverbindungen 13 kommunizieren mit einem Prozessor 17 (der auch den Prozessor 228 aus 2 verkörpern kann) über einen Bus 19, der ebenfalls mit dem Speicher 21 und den Ein-/Ausgabekomponenten (E/A) 23 sowie dem Taktgeber 25 und dem Ortungssystem 27 verbunden ist.
E/A-Komponenten 23 sind in einer Ausführungsform vorgesehen, um Ein- und Ausgabeoperationen zu erleichtern. E/A-Komponenten 23 für verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung 16 können Eingabekomponenten, wie etwa Tasten, Tastsensoren, optische Sensoren, Mikrofone, Touchscreens, Näherungssensoren, Beschleunigungssensoren, Orientierungssensoren und Ausgabekomponenten, wie etwa eine Anzeigevorrichtung, einen Lautsprecher und/oder einen Druckeranschluss beinhalten. Es können auch andere E/A-Komponenten 23 verwendet werden.
Der Taktgeber 25 umfasst veranschaulichend eine Echtzeituhrkomponente, die eine Uhrzeit und ein Datum ausgibt. Dieser kann auch, veranschaulichend, Timing-Funktionen für Prozessor 17 bereitstellen.
Das Ortungssystem 27 beinhaltet veranschaulichend eine Komponente, die eine aktuelle geografische Position der Vorrichtung 16 ausgibt. Dies kann beispielsweise einen globalen Positionierungssystem-(GPS-)Empfänger, ein LORAN-System, ein Koppelnavigationssystem, ein zellulares Triangulationssystem oder ein anderes Positionierungssystem beinhalten. Es kann beispielsweise auch eine Karten- oder Navigationssoftware beinhalten, die gewünschte Karten, Navigationsrouten und andere geografische Funktionen erzeugt.
Speicher 21 speichert Betriebssystem 29, Netzwerkeinstellungen 31, Anwendungen 33, Anwendungskonfigurationseinstellungen 35, Kontakt- oder Telefonbuchanwendung 43, Datenspeicher 37, Kommunikationstreiber 39 und Kommunikationskonfigurationseinstellungen 41. Der Speicher 21 kann alle Arten von greifbaren flüchtigen und nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichervorrichtungen beinhalten. Er kann auch Computerspeichermedien beinhalten (siehe unten). Der Speicher 21 speichert computerlesbare Anweisungen, die, wenn sie von Prozessor 17 ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, computerimplementierte Schritte oder Funktionen gemäß den Anweisungen auszuführen. Der Prozessor 17 kann von anderen Komponenten aktiviert werden, um auch deren Funktionalität zu verbessern.
7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Vorrichtung 16 ein Tablet-Computer 600 ist. In 7 wird der Computer 600 mit dem Bildschirm 602 der Benutzerschnittstelle dargestellt. Der Bildschirm 602 kann ein Touchscreen oder eine stiftfähige Schnittstelle sein, die Eingaben von einem Stift oder Stylus empfängt. Er kann auch eine virtuelle Bildschirmtastatur verwenden. Natürlich kann es auch über einen geeigneten Befestigungsmechanismus, wie etwa eine drahtlose Verbindung oder einen USB-Anschluss, an eine Tastatur oder eine andere Benutzereingabevorrichtung angeschlossen werden. Der Computer 600 kann auch veranschaulichend Spracheingaben empfangen.
8 zeigt ein zusätzliches Beispiel für die Verwendung von Vorrichtungen 16, die verwendet werden können, obwohl auch andere verwendet werden können. Das Telefon in 8 ist ein Smartphone 71. Das Smartphone 71 verfügt über ein berührungsempfindliches Display 73, das Symbole oder Grafiken oder andere Benutzereingabemechanismen 75 anzeigt. Die Mechanismen 75 können von einem Benutzer verwendet werden, um Anwendungen auszuführen, Anrufe zu tätigen, Datenübertragungsvorgänge durchzuführen usw. Im Allgemeinen ist das Smartphone 71 auf einem mobilen Betriebssystem aufgebaut und bietet eine fortschrittlichere Rechenleistung und Konnektivität als ein Funktionstelefon.
Es ist zu beachten, dass andere Formen der Vorrichtung 16 möglich sind.
9 ist eine Ausführungsform einer Computerumgebung, in der Elemente von 2 oder Teile davon (zum Beispiel) eingesetzt werden können. Unter Bezugnahme auf 9 beinhaltet ein exemplarisches System zur Implementierung einiger Ausführungsformen eine Universalcomputer-Vorrichtung in Form eines Computers 810. Komponenten des Computers 810 können, sind aber nicht beschränkt auf, eine Verarbeitungseinheit 820 (die den Prozessor 228 umfassen kann), einen Systemspeicher 830 und einen Systembus 821 beinhalten, der verschiedene Systemkomponenten, einschließlich des Systemspeichers, mit der Verarbeitungseinheit 820 koppelt. Der Systembus 821 kann eine von mehreren Arten von Busstrukturen sein, einschließlich eines Speicherbusses oder einer Speichersteuerung, eines Peripheriebusses und eines lokalen Busses mit einer beliebigen Vielzahl von Busarchitekturen. Speicher und Programme, die in Bezug auf 2 beschrieben sind, können in entsprechenden Abschnitten von 9 eingesetzt werden.
Computer 810 beinhaltet typischerweise mehrere computerlesbare Medien. Computerlesbare Medien können alle verfügbaren Medien sein, auf die der Computer 810 zugreifen kann, und umfassen sowohl flüchtige als auch nicht-flüchtige Medien, Wechselmedien und nicht entfernbare Medien. Computerlesbare Medien können beispielsweise Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen. Computerspeichermedien unterscheiden sich von einem modulierten Datensignal oder einer Trägerwelle und beinhalten diese nicht. Dazu gehören Hardware-Speichermedien mit flüchtigen und nicht-flüchtigen, entfernbaren und nicht entfernbaren Medien, die in einem beliebigen Verfahren oder einer Technologie für die Speicherung von Informationen, wie etwa computerlesbaren Befehlen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten, implementiert sind. Rechenspeichermedien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologie, CD-ROM, Digital Versatile Discs (DVD) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, -bänder, -plattenspeicher oder andere magnetische Speichergeräte oder jedes andere Medium, das verwendet werden kann, um die gewünschte Information zu speichern, auf die über den Rechner 810 zugegriffen werden kann. Kommunikationsmedien können computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem Transportmechanismus enthalten und umfassen alle Informationslieferungsmedien. Der Begriff „angepasstes Datensignal“ bezeichnet ein Signal, für das ein oder mehrere seiner Merkmale so festgelegt oder geändert sind, dass Informationen in dem Signal codiert sind.
Der Systemspeicher 830 beinhaltet Computerspeichermedien in Form von flüchtigen und/oder nicht-flüchtigen Speichern, wie etwa Festspeicher (ROM, Read Only Memory) 831 und Arbeitsspeicher (RAM, Random Access Memory) 832. Ein grundlegendes Ein-/Ausgabesystem 833 (BIOS), das die grundlegenden Programme enthält, die helfen, Informationen zwischen den Elementen innerhalb des Computers 810 zu übertragen, wie etwa beim Starten, wird typischerweise im ROM 831 gespeichert. RAM 832 enthält typischerweise Daten- und/oder Programmmodule, die für die Verarbeitungseinheit 820 unmittelbar zugänglich sind und/oder derzeit betrieben werden. 9 veranschaulicht beispielhaft und nicht einschränkend das Betriebssystem 834, die Anwendungsprogramme 835, weitere Programmmodule 836 und die Programmdaten 837.
Der Computer 810 kann auch andere entfernbare/nicht-entfernbare flüchtige/nicht-flüchtige Computerspeichermedien beinhalten. 9 veranschaulicht ein Festplattenlaufwerk 841 nur beispielhaft, das von nicht entfernbaren, nicht-flüchtigen magnetischen Medien, einem Magnetplattenlaufwerk 851, einer nicht-flüchtigen Magnetplatte 852, einem optischen Plattenlaufwerk 855 und einer nicht-flüchtigen optischen Platte 856 liest oder auf diese schreibt. Das Festplattenlaufwerk 841 ist typischerweise über eine nicht-entfernbare Speicherschnittstelle, wie etwa die Schnittstelle 840, mit dem Systembus 821 verbunden, und das Magnetplattenlaufwerk 851 und das optische Plattenlaufwerk 855 sind typischerweise über eine entfernbare Speicherschnittstelle, wie etwa die Schnittstelle 850, mit dem Systembus 821 verbunden.
Alternativ oder zusätzlich kann die hierin beschriebene Funktionalität mindestens teilweise durch eine oder mehrere Hardware-Logikkomponenten ausgeführt werden. Zu den veranschaulichenden Arten von Hardware-Logikkomponenten, die verwendet werden können, gehören beispielsweise feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), programmspezifische integrierte Schaltungen (z. B. ASICs), programmspezifische Standardprodukte (z. B. ASSPs), System-on-a-Chip-Systeme (SOCs), „Complex Programmable Logic Devices“ (CPLDs) usw.
Die Laufwerke und die zugehörigen Computerspeichermedien, die vorstehend erläutert und in 9 dargestellt sind, bieten die Speicherung von computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen und anderen Daten für den Computer 810. In 9 wird beispielsweise die Festplatte 841 als speicherndes Betriebssystem 844, Anwendungsprogramme 845, andere Programmmodule 846 und Programmdaten 847 dargestellt. Es ist zu beachten, dass diese Komponenten entweder gleich oder verschieden vom Betriebssystem 834, den Anwendungsprogrammen 835, anderen Programmmodulen 836 und den Programmdaten 837 sein können.
Ein Benutzer kann Befehle und Informationen in den Computer 810 über Eingabevorrichtungen, wie etwa eine Tastatur 862, ein Mikrofon 863 und eine Zeigevorrichtung 861, wie etwa eine Maus, einen Trackball oder ein Touchpad, eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht dargestellt) können einen Joystick, ein Gamepad, eine Satellitenschüssel, einen Scanner oder dergleichen beinhalten. Diese und andere Eingabevorrichtungen sind oft über eine Benutzereingabeschnittstelle 860 mit der Verarbeitungseinheit 820 verbunden, die mit dem Systembus gekoppelt ist, aber auch über andere Schnittstellen- und Busstrukturen verbunden sein kann. Eine optische Anzeige 891 oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung ist ebenfalls über eine Schnittstelle, wie etwa eine Videoschnittstelle 890, mit dem Systembus 821 verbunden. Zusätzlich zum Monitor können Computer auch andere periphere Ausgabevorrichtungen, wie etwa die Lautsprecher 897 und den Drucker 896 beinhalten, die über eine Ausgabeperipherieschnittstelle 895 verbunden werden können.
Der Computer 810 wird in einer Netzwerkumgebung über logische Verbindungen (wie etwa LAN oder WAN) zu einem oder mehreren dezentralen Computern, wie etwa einem dezentralen Computer 880, betrieben.
Bei Verwendung in einer LAN-Netzwerkumgebung ist der Computer 810 über eine Netzwerkschnittstelle oder einen Adapter 870 mit dem LAN 871 verbunden. Bei Verwendung in einer WAN-Netzwerkumgebung beinhaltet der Computer 810 typischerweise ein Modem 872 oder andere Mittel zum Aufbau einer Kommunikation über das WAN 873, wie etwa das Internet. In einer vernetzten Umgebung können Programmmodule auf einer externen Speichervorrichtung gespeichert werden. 9 veranschaulicht beispielsweise, dass sich dezentrale Anwendungsprogramme 885 auf dem dezentralen Computer 880 befinden können.
Es ist auch zu beachten, dass die verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen unterschiedlich kombiniert werden können. Das heißt, Teile einer oder mehrerer Ausführungsformen können mit Teilen einer oder mehrerer anderer Ausführungsformen kombiniert werden. All dies wird hierin betrachtet.
Beispiel 1 ist eine mobile Arbeitsmaschine, umfassend:

einen Ladungsaufnahme-Mechanismus, der eine Ladung trägt;
ein Positionserfassungssystem, das eine Position eines Zielbereichs für die Ladung relativ zu einer Position der Ladung erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das die erfasste Position anzeigt;
ein Sensorsystem, das eine physikalische Grenze der Ladung erfasst und ein Ladungsbegrenzungssignal erzeugt, das die physikalische Grenze der Ladung anzeigt, und das mindestens eine teilweise physikalische Grenze der Zielzone erfasst und ein Zielzonenbegrenzungssignal erzeugt, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone anzeigt;
eine Wegberechnungskomponente, die einen Fahrweg für die mobile Arbeitsmaschine erzeugt, um die Ladung in die Zielzone zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung eine Schnittstelle mit der mindestens teilweisen physikalischen Grenze der Zielzone auf der Grundlage des Positionssignals, des Ladungsbegrenzungssignals und des Zielzonenbegrenzungssignals vermeidet;
ein steuerbares Subsystem; und
ein Steuersystem, das das steuerbare Subsystem der mobilen Arbeitsmaschine steuert, um die mobile Arbeitsmaschine entlang des Fahrwegs zu bewegen.

Beispiel 2 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Sensorsystem umfasst:

einen berührungslosen Sensor, der konfiguriert ist, um eine erfasste Variable zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten Variable zu erzeugen.

Beispiel 3 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei der berührungslose Sensor umfasst:

einen optischen Sensor, der konfiguriert ist, um eine optische Eigenschaft zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten optischen Eigenschaft zu erzeugen.

Beispiel 4 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei der optische Sensor umfasst:

Beispiel 5 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele und umfasst ferner:

eine Vorhersagelogik, die konfiguriert ist, um ein Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Bewegungscharakteristik der mobilen Arbeitsmaschine anzeigt, während sie sich entlang dieses Fahrwegs bewegt, basierend auf erfassten physikalischen Eigenschaften der Ladung, um einen Gefahrenzustand zu vermeiden, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das steuerbare Subsystem basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Bewegungscharakteristik zu steuern.

Beispiel 6 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das steuerbare Subsystem umfasst:

ein Lenk- und Antriebssystem, das gesteuert wird, um die Bewegung der mobilen Arbeitsmaschine zu steuern und voranzutreiben.

Beispiel 7 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei die Vorhersagelogik konfiguriert ist, um das Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Beschleunigungsgrenze anzeigt, die die mobile Maschine während der Fahrt entlang des Fahrwegs erfahren soll, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das Lenk- und Antriebssystem zu steuern, um die von der mobilen Arbeitsmaschine erlebte Beschleunigung innerhalb der durch das Bewegungssignal angegebenen Beschleunigungsgrenze zu halten.
Beispiel 8 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Sensorsystem umfasst:

einen Hindernissensor, der konfiguriert ist, um eine Position und Grenze von Objekten in der Nähe des Fahrwegs zu erfassen und ein Hindernissignal zu erzeugen, das die erfasste Position und Grenze der Objekte anzeigt.

Beispiel 9 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei die Vorhersagelogik konfiguriert ist, um das Hindernissignal zu empfangen und das Bewegungssignal zu erzeugen, welches eine Fahrwegänderung anzeigt, der die mobile Maschine während der Fahrt folgen soll, um den Kontakt mit den vom Hindernissensor erfassten Objekten zu vermeiden.
Beispiel 10 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das steuerbare Subsystem umfasst:

ein Lastaufnahme-Stellglied, das konfiguriert ist, um eine Position des Lastaufnahme-Mechanismus in Bezug auf einen Rahmen der mobilen Arbeitsmaschine zu ändern, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das Lastaufnahme-Stellglied basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Fahrwegänderung zu steuern, um den Kontakt mit den Objekten zu vermeiden.

Beispiel 11 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um die Steuerung mehrerer verschiedener steuerbarer Subsysteme basierend auf dem Bewegungssignal zu synchronisieren, um den Gefahrenzustand zu vermeiden.
Beispiel 12 ist die mobile Arbeitsmaschine eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Sensorsystem umfasst:

einen Griffqualitätssensor, der konfiguriert ist, um eine Eigenschaft einer Griffqualität zu erfassen und ein Griffqualitätssignal zu erzeugen, das eine Griffqualität des Ladungsaufnahme-Mechanismus auf der Ladung anzeigt, wobei die Vorhersagelogik konfiguriert ist, um das Bewegungssignal basierend auf dem Griffqualitätssignal zu erzeugen.

Beispiel 13 ist ein Maschinensteuersystem an einer mobilen Arbeitsmaschine mit einem Ladungsaufnahme-Mechanismus, der eine Ladung trägt, wobei das Maschinensteuersystem umfasst:

ein Positionserfassungssystem, das eine Position eines Zielbereichs für die Ladung relativ zu einer Position der Ladung erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das die erfasste Position anzeigt;
ein Sensorsystem, das eine physikalische Grenze der Ladung erfasst und ein Ladungsbegrenzungssignal erzeugt, das die physikalische Grenze der Ladung anzeigt, und das mindestens eine teilweise physikalische Grenze der Zielzone erfasst und ein Zielzonenbegrenzungssignal erzeugt, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone anzeigt;
eine Wegberechnungskomponente, die einen Fahrweg für die mobile Arbeitsmaschine erzeugt, um die Ladung in die Zielzone zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung eine Überschneidung mit der mindestens teilweise physikalischen Grenze der Zielzone verhindert, basierend auf dem Positionssignal, dem Ladungsbegrenzungssignal und dem Zielzonenbegrenzungssignal; und
ein Steuersystem, das ein steuerbares Subsystem der mobilen Arbeitsmaschine steuert, um sich entlang des Fahrwegs zu bewegen.

Beispiel 14 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Sensorsystem umfasst:

Beispiel 15 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei der optische Sensor umfasst:

Beispiel 16 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorherigen Beispiele und umfasst ferner:

eine Vorhersagelogik, die konfiguriert ist, um ein Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Bewegungscharakteristik der mobilen Arbeitsmaschine anzeigt, während sie sich entlang dieses Fahrwegs bewegt, basierend auf den erfassten physikalischen Eigenschaften der Ladung, um einen Gefahrenzustand zu vermeiden, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das steuerbare Subsystem basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Bewegungscharakteristik zu steuern.

Beispiel 17 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das steuerbare Subsystem ein Lenk- und Antriebssystem umfasst, das gesteuert wird, um die Bewegung der mobilen Arbeitsmaschine zu steuern und voranzutreiben, und wobei die Vorhersagelogik konfiguriert ist, um das Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Beschleunigungsgrenze anzeigt, die die mobile Maschine während der Fahrt entlang des Fahrwegs wahrnehmen soll, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das Lenk- und Antriebssystem zu steuern, um die von der mobilen Arbeitsmaschine erlebte Beschleunigung innerhalb der durch das Bewegungssignal angegebenen Beschleunigungsgrenze zu halten.
Beispiel 18 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorherigen Beispiele, wobei das Sensorsystem umfasst:

einen Hindernissensor, der konfiguriert ist, um eine Position und Begrenzung von Objekten in der Nähe des Fahrwegs zu erfassen und ein Hindernissignal zu erzeugen, das die erfasste Position und Begrenzung der Objekte anzeigt, wobei die Vorhersagelogik konfiguriert ist, um das Hindernissignal zu empfangen und das Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Änderung des Fahrwegs anzeigt, der die mobile Maschine während ihrer Fahrt folgen soll, um den Kontakt mit den vom Hindernissensor erfassten Objekten zu vermeiden.

Beispiel 19 ist das Maschinensteuersystem eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das steuerbare Subsystem ein Ladungsaufnahme-Stellglied umfasst, das konfiguriert ist, um eine Position des Ladungsaufnahme-Mechanismus in Bezug auf einen Rahmen der mobilen Arbeitsmaschine zu ändern, und wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um das Ladungsaufnahme-Stellglied basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Änderung des Fahrwegs zu steuern, um den Kontakt mit den Objekten zu vermeiden.
Beispiel 20 ist ein Verfahren zum Steuern einer mobilen Arbeitsmaschine, die einen Ladungsaufnahme-Mechanismus aufweist, der eine Ladung trägt, wobei das Verfahren umfasst:

Erfassen einer Position eines Zielbereichs für die Ladung in Bezug auf eine Position der Ladung;
Erzeugen eines Positionssignals, das die erfasste Position anzeigt;
Erfassen einer physikalischen Grenze der Ladung;
Erzeugen eines Ladungsbegrenzungssignals, das die physikalische Grenze der Ladung anzeigt;
Erfassen mindestens einer partiellen physikalischen Grenze der Zielzone;
Erzeugen eines Zielzonenbegrenzungssignals, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone anzeigt;
Erzeugen eines Fahrweges für die mobile Arbeitsmaschine, um die Ladung in die Zielzone zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung eine Überschneidung mit der mindestens teilweisen physikalischen Grenze der Zielzone auf der Grundlage des Positionssignals, des Ladungsbegrenzungssignals und des Zielzonenbegrenzungssignals vermeidet; und
Steuern eines steuerbaren Subsystems der mobilen Arbeitsmaschine, um die mobile Arbeitsmaschine entlang des Fahrwegs zu bewegen.

Obwohl der Gegenstand in einer für strukturelle Merkmale und/oder methodische Handlungen spezifischen Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Vielmehr werden die vorstehend beschriebenen Besonderheiten und Handlungen als exemplarische Formen der Umsetzung der Ansprüche offenbart.

Claims

Mobile Arbeitsmaschine (102), umfassend: einen Ladungsaufnahme-Mechanismus (106), der eine Ladung (108) trägt; ein Positionserfassungssystem (202), das eine Position eines Zielbereichs (110) für die Ladung (108) relativ zu einer Position der Ladung (108) erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das die erfasste Position anzeigt; ein Sensorsystem (200), das eine physikalische Grenze der Ladung (108) erfasst und ein Ladungsbegrenzungssignal erzeugt, das die physikalische Grenze der Ladung (108) anzeigt, und das mindestens eine teilweise physikalische Grenze der Zielzone (110) erfasst und ein Zielzonenbegrenzungssignal erzeugt, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone anzeigt; eine Wegberechnungskomponente (214), die einen Fahrweg für die mobile Arbeitsmaschine (102) erzeugt, um die Ladung (108) in die Zielzone (110) zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung (108) eine Überschneidung mit der mindestens teilweisen physikalischen Grenze der Zielzone (110) auf der Grundlage des Positionssignals, des Ladungsbegrenzungssignals und des Zielzonenbegrenzungssignals vermeidet; ein steuerbares Subsystem (225); und ein Steuersystem (224), das das steuerbare Subsystem (225) der mobilen Arbeitsmaschine (102) steuert, um die mobile Arbeitsmaschine (102) entlang des Fahrwegs zu bewegen.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach Anspruch 1, wobei das Sensorsystem (200) umfasst: einen berührungslosen Sensor (262), der konfiguriert ist, um eine erfasste Variable zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten Variable zu erzeugen.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach Anspruch 2, wobei der berührungslose Sensor (262) umfasst: einen optischen Sensor (262), der konfiguriert ist, um eine optische Eigenschaft zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten optischen Eigenschaft zu erzeugen.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach Anspruch 3, wobei der optische Sensor (262) umfasst: einen optischen Sensor (262), der konfiguriert ist, um eine optische Eigenschaft zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten visuellen Eigenschaft zu erzeugen.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und ferner umfassend: eine Vorhersagelogik (218), die konfiguriert ist, um ein Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Bewegungscharakteristik der mobilen Arbeitsmaschine (102) anzeigt, während sie sich entlang dieses Fahrwegs bewegt, basierend auf erfassten physikalischen Eigenschaften der Ladung (108), um einen Gefahrenzustand zu vermeiden, und wobei das Steuersystem (224) konfiguriert ist, um das steuerbare Subsystem (225) basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Bewegungscharakteristik zu steuern.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach Anspruch 5, wobei das steuerbare Subsystem umfasst: ein Lenk- und Antriebssystem (200), das gesteuert wird, um die Bewegung der mobilen Arbeitsmaschine (102) zu steuern und voranzutreiben.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Vorhersagelogik (218) konfiguriert ist, um das Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Beschleunigungsgrenze anzeigt, die die mobile Maschine (102) während der Fahrt entlang des Fahrwegs wahrnehmen soll, und wobei das Steuersystem (224) konfiguriert ist, um das Lenk- und Antriebssystem (200) zu steuern, um die von der mobilen Arbeitsmaschine (102) erlebte Beschleunigung innerhalb der durch das Bewegungssignal angegebenen Beschleunigungsgrenze zu halten.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Sensorsystem (200) umfasst: einen Hindernissensor (262), der konfiguriert ist, um eine Position (328) und Grenze von Objekten in der Nähe des Fahrwegs zu erfassen und ein Hindernissignal zu erzeugen, das die erfasste Position (328) und Grenze der Objekte anzeigt; undwobei die Vorhersagelogik (218) konfiguriert ist, um das Hindernissignal zu empfangen und das Bewegungssignal zu erzeugen, welches eine Fahrwegänderung anzeigt, der die mobile Maschine (102) während der Fahrt folgen soll, um den Kontakt mit den vom Hindernissensor erfassten Objekten zu vermeiden.
Mobile Arbeitsmaschine (102) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Steuersystem (224) konfiguriert ist, um die Steuerung mehrerer verschiedener steuerbarer Subsysteme (225) basierend auf dem Bewegungssignal zu synchronisieren, um den Gefahrenzustand zu vermeiden.
Maschinensteuersystem (224) an einer mobilen Arbeitsmaschine (102) mit einem Ladungsaufnahme-Mechanismus (106), der eine Ladung (108) trägt, wobei das Maschinensteuersystem (224) umfasst: ein Positionserfassungssystem (200), das eine Position eines Zielbereichs (110) für die Ladung (108) relativ zu einer Position der Ladung (108) erfasst und ein Positionssignal erzeugt, das die erfasste Position anzeigt; ein Sensorsystem (200), das eine physikalische Grenze der Ladung (108) erfasst und ein Ladungsbegrenzungssignal erzeugt, das die physikalische Grenze der Ladung (108) anzeigt, und das mindestens eine teilweise physikalische Grenze der Zielzone (110) erfasst und ein Zielzonenbegrenzungssignal erzeugt, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone (110) anzeigt; eine Wegberechnungskomponente (214), die einen Fahrweg für die mobile Arbeitsmaschine (102) erzeugt, um die Ladung (108) in die Zielzone (110) zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung (108) eine Überschneidung mit der mindestens teilweise physikalischen Grenze der Zielzone (110) verhindert, basierend auf dem Positionssignal, dem Ladungsbegrenzungssignal und dem Zielzonenbegrenzungssignal; und ein Steuersystem (224), das ein steuerbares Subsystem (225) der mobilen Arbeitsmaschine (102) steuert, um sich entlang des Fahrwegs zu bewegen.
Maschinensteuersystem (224) nach Anspruch 10, wobei das Sensorsystem (200) umfasst: einen optischen Sensor (262), der konfiguriert ist, um eine optische Eigenschaft zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten optischen Eigenschaft zu erzeugen.
Maschinensteuersystem (224) nach Anspruch 11, wobei der optische Sensor (262) umfasst: einen optischen Sensor (262), der konfiguriert ist, um eine optische Eigenschaft zu erfassen und mindestens eines der Zielzonenbegrenzungssignale oder des Ladungsbegrenzungssignals basierend auf der erfassten optischen Eigenschaft zu erzeugen.
Maschinensteuersystem nach Anspruch 11 oder 12 und ferner umfassend: eine Vorhersagelogik (218), die konfiguriert ist, um ein Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Bewegungscharakteristik der mobilen Arbeitsmaschine (102) anzeigt, während sie sich entlang dieses Fahrwegs bewegt, basierend auf erfassten physikalischen Eigenschaften der Ladung (108), um einen Gefahrenzustand zu vermeiden, und wobei das Steuersystem (224) konfiguriert ist, um das steuerbare Subsystem (225) basierend auf der durch das Bewegungssignal angezeigten Bewegungscharakteristik zu steuern.
Maschinensteuersystem (224) nach Anspruch 13, wobei das steuerbare Subsystem ein Lenk- und Antriebssystem (200) umfasst, das gesteuert wird, um die Bewegung der mobilen Arbeitsmaschine (102) zu steuern und voranzutreiben, und wobei die Vorhersagelogik (218) konfiguriert ist, um das Bewegungssignal zu erzeugen, das eine Beschleunigungsgrenze anzeigt, die die mobile Maschine (102) während der Fahrt entlang des Fahrwegs wahrnehmen soll, und wobei das Steuersystem (224) konfiguriert ist, um das Lenk- und Antriebssystem (200) zu steuern, um die von der mobilen Arbeitsmaschine (102) erlebte Beschleunigung innerhalb der durch das Bewegungssignal angegebenen Beschleunigungsgrenze zu halten.
Verfahren zum Steuern einer mobilen Arbeitsmaschine (102), die einen Ladungsaufnahme-Mechanismus (106) aufweist, der eine Ladung (108) trägt, das Verfahren umfassend: Erfassen einer Position eines Zielbereichs für die Ladung (108) in Bezug auf eine Position der Ladung (108); Erzeugen eines Positionssignals, das die erfasste Position anzeigt; Erfassen einer physikalischen Grenze der Ladung (108); Erzeugen eines Ladungsbegrenzungssignals, das die physikalische Grenze der Ladung (108) anzeigt; Erfassen mindestens einer partiellen physikalischen Grenze der Zielzone (110); Erzeugen eines Zielzonenbegrenzungssignals, das die mindestens teilweise physikalische Grenze der Zielzone (110) anzeigt; Erzeugen eines Fahrwegs für die mobile Arbeitsmaschine (102), um die Ladung (108) in die Zielzone (110) zu bewegen, so dass die physikalische Grenze der Ladung (108) eine Überschneidung mit der mindestens teilweisen physikalischen Grenze der Zielzone (110) auf der Grundlage des Positionssignals, des Ladungsbegrenzungssignals und des Zielzonenbegrenzungssignals vermeidet; und Steuern eines steuerbaren Subsystems (225) der mobilen Arbeitsmaschine (102), um die mobile Arbeitsmaschine (102) entlang des Fahrwegs zu bewegen.