DE102020205850A1

DE102020205850A1 - Arbeitsfahrzeug mit einem nutzlastverfolgungssystem

Info

Publication number: DE102020205850A1
Application number: DE102020205850.4A
Authority: DE
Inventors: Lance R. Sherlock
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2020-12-17
Also published as: BR102020011288A2; CN112081171B; CN112081171A; US11131082B2; US20200392703A1

Abstract

Arbeitsfahrzeug zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus mit einem Anbaugerät, einem Volumensensor, einem Standorttracker, einem Betriebssensor und einer Rechenvorrichtung. Der Volumensensor kann konfiguriert sein, um ein Materialvolumen im Anbaugerät zu erfassen und ein entsprechendes Volumendatensignal zu erzeugen. Der Standorttracker kann konfiguriert sein, um ein Standortdatensignal zu erzeugen, das die Position des Anbaugeräts anzeigt. Der Betriebssensor kann konfiguriert sein, um eine Betriebseigenschaft eines Abkippzyklus des Anbaugeräts zu erfassen und ein Betriebsdatensignal zu erzeugen, das die Betriebseigenschaft anzeigt. Die Rechenvorrichtung kann betriebsfähig sein, um einen Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen, um das Volumendatensignal, das Standortdatensignal und das Betriebsdatensignal zu empfangen, das Eingangssignal zu speichern, um eine der Nutzlast entsprechende Verfolgungsmetrik zu erzeugen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
NICHT ZUTREFFEND
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung bezieht sich auf Arbeitsfahrzeuge und auf ein Nutzlastverfolgungssystem zur Verfolgung einer Nutzlast während eines Abkippzyklus.
HINTERGRUND
Im Baugewerbe werden verschiedene Arbeitsfahrzeuge betrieben, um verschiedene Aufgaben auf einer Baustelle auszuführen. Zum Beispiel kann ein Bagger oder Lader verwendet werden, um Material in einen Ladebehälter eines knickgelenkten Muldenkippers zu laden. Der knickgelenkte Muldenkipper kann verwendet werden, um Materiallasten über unwegsames Gelände zu transportieren. Um die Produktivität an einer Baustelle zu verfolgen, kann ein Bediener im Allgemeinen den Fortschritt in großem Umfang verfolgen, der möglicherweise weniger genau als gewünscht ist. Obwohl ein knickgelenkter Muldenkipper Lasten verfolgen kann, die von einem ersten Abschnitt einer Arbeitsstelle zu einem zweiten Abschnitt der Arbeitsstelle bewegt werden, ist nicht bekannt, ob eine Nutzlast zu einem Haufen oder von einem Haufen bewegt wird bzw. granulare Details, die Volumen, Dichte und Form des bewegten Materials angeben.
Bediener können auf Grundlage des Volumens des über einen Arbeitszyklus beförderten Materials bzw. auf Grundlage der Dichte des über den Arbeitszyklus beförderten Materials bezahlt werden. In beiden Fällen kann ein ungenaues geschätztes Volumen oder eine ungenaue Dichte der bewegten Materialien die Kosten für die auf der Baustelle ausgeführten Transportarbeiten beeinflussen. Ungenauigkeiten in der Arbeitsbewertung für ein abgeschlossenes Projekt können zu Ungenauigkeiten bei zukünftigen Angeboten führen. Produktivitätsbewertungen leiden somit auf ähnliche Weise unter ungenauen Lade-/Transportschätzungen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen beschrieben sind.
Die vorliegende Offenbarung beinhaltet ein Arbeitsfahrzeug und ein System zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Arbeitsfahrzeug zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus ein Anbaugerät beinhalten; einen Volumensensor, der konfiguriert ist, um ein Materialvolumen im Anbaugerät zu erfassen und ein entsprechendes Volumendatensignal zu erzeugen; einen Standorttracker, der konfiguriert ist, um ein Standortdatensignal zu erzeugen, das die Position des Anbaugeräts angibt; einen Betriebssensor, der konfiguriert ist, um eine Betriebseigenschaft eines Abkippzyklus des Anbaugeräts zu erfassen und ein Betriebsdatensignal zu erzeugen, das die Betriebseigenschaft angibt; und eine Rechenvorrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher mit einem darauf gespeicherten Nutzlastverfolgungsalgorithmus, wobei der Prozessor betreibbar ist, um den Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen. Der Prozessor empfängt das Volumendatensignal vom Volumensensor; empfängt das Standortdatensignal vom Standorttracker; empfängt das Betriebsdatensignal vom Betriebssensor; verknüpft die Volumendaten des entsprechenden Volumendatensignals mit den Standortdaten des entsprechenden Standortdatensignals und den Betriebsdaten des entsprechenden Betriebsdatensignals, um einen zugehörigen Dateneingang zu definieren; und speichert den zugehörigen Dateneingang im Speicher, um eine Verfolgungsmetrik zu erzeugen, die der Nutzlast entspricht.
Die Betriebseigenschaft kann eine oder mehrere der folgenden Positionen umfassen: Ladeposition, Rollbackposition und Abkippposition.
Das Arbeitsfahrzeug kann ferner einen Näherungssensor beinhalten, der konfiguriert ist, um ein Transportfahrzeug innerhalb einer vordefinierten Reichweite zu erfassen und eine eindeutige Kennung vom Transportfahrzeug innerhalb der vordefinierten Reichweite zu empfangen. Die Rechenvorrichtung kann die zugehörige Dateneingabe mit der eindeutigen Transportkennung verknüpfen.
Darüber hinaus kann die Rechenvorrichtung die zugehörige Dateneingabe an ein Remote-Verarbeitungssystem übertragen, das sich entfernt vom Arbeitsfahrzeug befindet.
Das Arbeitsfahrzeug kann ferner einen Kraftstoffsensor umfassen, der konfiguriert ist, um einen Kraftstoffreservestand zu erfassen und ein entsprechendes Kraftstoffreservedatensignal zu erzeugen. Die Rechenvorrichtung empfängt das Kraftstoffreservedatensignal und berechnet eine Produktivität auf Grundlage von Kraftstoffreservedaten, die der zugehörigen Dateneingabe entsprechen.
Das Arbeitsfahrzeug ist ferner konfiguriert, um einen Bediener in dem Arbeitsfahrzeug zu erfassen und eine eindeutige Bedienerkennung vom Bediener zu empfangen. Die Rechenvorrichtung ordnet die zugehörigen Daten der eindeutigen Bedienerkennung zu.
Die Standortdaten können aus einem oder mehreren der GPS-Datenpunkte, einem absoluten Standortdatenpunkt von einem bekannten Basispunkt und einer relativen Höhe des Anbaugeräts von der Bodenfläche bestehen. Die relative Höhe des Anbaugeräts von der Bodenfläche identifiziert eine modifizierte Topographie der Bodenfläche.
Zusätzlich umfasst das Remote-Verarbeitungssystem eine Benutzereingabeschnittstelle. Die Benutzereingabeschnittstelle zeigt die zugehörigen Volumendaten, Standortdaten und Betriebsdaten von einem oder mehreren der Arbeitsfahrzeuge, Transportfahrzeuge, anderen Transportfahrzeuge und anderen Arbeitsfahrzeuge innerhalb eines Baustellenbereichs an.
Diese und andere Funktionen werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei verschiedene Funktionen zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben werden. Die vorliegende Offenbarung kann andere und unterschiedliche Konfigurationen haben und ihre verschiedenen Details können in verschiedener anderer Hinsicht modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sind die detaillierte Beschreibung und die dazugehörigen Zeichnungen als veranschaulichend und nicht als beschränkend oder einschränkend anzusehen.
Figurenliste
Die detaillierte Beschreibung der Zeichnungen bezieht sich auf die beigefügten Figuren, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Transportarbeitsfahrzeugs in Form eines Baggers ist, bei dem das offenbarte Nutzlastverfolgungssystem und -verfahren verwendet werden kann,
2A eine schematische Teildarstellung eines Auslegers und einer Schaufel des beispielhaften Laderarbeitsfahrzeugs in einer Ladeposition ist;
2B eine schematische Teildarstellung des Auslegers und der Schaufel des beispielhaften Laderarbeitsfahrzeugs in einer Rollbackposition ist;
3 ein Datenflussdiagramm eines beispielhaften Nutzlastverfolgungssystems für ein Arbeitsfahrzeug gemäß verschiedener Arbeitsausführungsformen ist;
4 eine Ausführungsform einer Benutzereingabeschnittstelle ist, die Daten eines Arbeitsbereichs anzeigt.

Gleiche Bezugsnummern werden verwendet, um gleiche Elemente in den einzelnen Figuren zu bezeichnen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die in den obigen Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung offenbarten Ausführungsformen sollen nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung auf diese Ausführungsformen beschränken. Vielmehr gibt es mehrere Abweichungen und Änderungen, die vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Der hierin verwendete Begriff „Rechenvorrichtung“ bezieht sich auf jegliche Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponente, Verarbeitungslogik, Verarbeitungsgeräte, einzeln oder in beliebigen Kombinationen, einschließlich unter anderem einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer elektronischen Schaltung, eines Prozessors (geteilt, dediziert oder Gruppe) und eines Speichers, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Wie hierin verwendet, bezeichnen Aufzählungen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „einer/eine/eines oder mehrere von“ oder „mindestens einer/eine/eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Aufzählung oder eine Kombination davon enthalten. Zum Beispiel bezeichnet „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B und C).
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist ersichtlich, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltkreiskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl von Arbeitsfahrzeugen eingesetzt werden können und dass der hierin beschriebene knickgelenkte Muldenkipper und der Bagger lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Der Kürze halber können herkömmliche Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienelementen der Systeme) hierin möglicherweise nicht im Detail beschrieben sein. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Im Folgenden werden eine oder mehrere beispielhafte Implementierungen des offenbarten Arbeitsfahrzeugs mit einem Nutzlastverfolgungssystem beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt sind. Im Allgemeinen sorgen das offenbarte System und die Arbeitsfahrzeuge, in denen es eingesetzt wird, für eine verbesserte Nutzlastverfolgung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, indem sie zusätzlich zum Zuordnen des Standorts des Materialvolumens von einem Standorttracker 160, zum Identifizieren des Betriebszustands des Arbeitsfahrzeugs (10, 12) von einem Betriebssensor 154 und zum Erzeugen von darauf basierenden Signalen ein Materialvolumen in einem Werkzeug 128 (gezeigt als Schaufel) eines Arbeitsfahrzeugs 12 und/oder ein Materialvolumen in einem Ladebehälter 14 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 erfassen. Die Standortdaten 224 können den GPS-Datenpunkt (Globales Positionierungssystem) 216, einen absoluten Standortdatenpunkt von einem bekannten Basispunkt 218 und/oder eine relative Höhe des Anbaugeräts 220 von einer Bodenfläche 11 beinhalten. Die Volumendatensignale 202 werden verarbeitet, um ein Materialvolumen in der Schaufel 128 und/oder dem Ladebehälter 14 zu bestimmen. Die Betriebsdatensignale 206 von einem Betriebssensor 154 können beispielsweise eine Signalvorrichtung 165 beinhalten, oder Positionssensoren 51 innerhalb der relevanten Hydraulik des Arbeitsfahrzeugs (10, 12), und werden verarbeitet, um einen Betriebszustand des Arbeitsfahrzeugs zu bestimmen. Alternativ können Betriebsdatensignale 206 direkt von einer Eingabevorrichtung 45 von der Benutzereingabeschnittstelle 46 empfangen werden. Ferner können durch Verfolgen der Standortdatensignale 204 in Echtzeit und Zuordnen der Volumendatensignale 202 zu Standortdatensignalen 204 in Echtzeit und Zuordnen des Betriebsdatensignals 206 zu den Volumendatensignalen 202, um eine zugehörige Dateneingabe 212 zu definieren, Verfolgungsmetriken 214, die einer Nutzlast M entsprechen, erzeugt und im Speicher 210 für das Arbeitsfahrzeug (10, 12) gespeichert werden und zusätzlich für mehrere Arbeitsfahrzeuge mit mehreren Nutzlasten aggregiert werden, um die Arbeitsstellenproduktivität gleichzeitig in granularem und großem Maßstab darzustellen.
Die hierin enthaltene Erläuterung kann sich manchmal auf die beispielhafte Anwendung des Nutzlastverfolgungssystems 200 für einen Bagger konzentrieren. In anderen Anwendungen sind weitere Konfigurationen möglich. Beispielsweise können Arbeitsfahrzeuge in einigen Ausführungsformen als verschiedene Lader (Radlader, Traktorlader, Raupenlader oder ähnliche Maschinen) konfiguriert werden. Ferner können Arbeitsfahrzeuge als andere Maschinen als Baufahrzeuge konfiguriert sein, einschließlich Maschinen aus der Land-, Forst- und Bergbauindustrie, wie etwa Traktoren, Mähdrescher, Erntemaschinen, Fäller-Bündler usw. Somit ist die Konfiguration des Nutzlastverfolgungssystems 200 zur Verwendung mit einem Bagger lediglich ein Beispiel. In ähnlicher Weise wird das Nutzlastverfolgungssystem 200 hierin auch in Bezug auf ein Transportarbeitsfahrzeug 10 in Form eines knickgelenkten Muldenkippers beschrieben. Das Nutzlastverfolgungssystem 200 kann jedoch mit verschiedenen anderen Transportmaschinen (z. B. verschiedenen Kippern mit festem Fahrgestell, Materialwagen oder anderen Fahrzeugen mit Transportbehältern und -gefäßen) verwendet werden.
Im Allgemeinen beinhaltet das offenbarte Nutzlastverfolgungssystem 200 einen Volumensensor 152, der an einem Arm montiert ist, der mit einem Ausleger des Arbeitsfahrzeugs 12 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist der Volumensensor 152 am Auslegerarm 124 (z. B. einem Stangenausleger) in der Nähe des Geräts 128 (in diesem Beispiel als Schaufel gezeigt) angebracht, sodass ein Sichtfeld 152a des Volumensensors 152 die Schaufel 128 beinhaltet, aber auch den Ladebehälter 14 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 beinhalten kann, oder einen Haufen 13 auf einer Bodenfläche 11 auf Grundlage einer Position des Arms relativ zum Transportarbeitsfahrzeug 10 oder alternativ zur Bodenfläche 11. Somit ist der Volumensensor 152 an das Arbeitsfahrzeug 12 gekoppelt, um das Volumen von Materialien in der Schaufel 128, das Volumen von Materialien im Ladebehälter 14 und das Volumen von Materialien in einem Haufen 13 zu beobachten und darauf basierende Volumendatensignale 202 zu erzeugen. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Volumensensor 152 eine Kamerabaugruppe, die Bilddaten der Schaufel 128 und/oder des Ladebehälters 14 und/oder des Haufens 13 erfasst. In weiteren Ausführungsformen ist der Volumensensor 152 ein Radar-, Lidar- oder ähnlicher Sensor. In einigen Ausführungsformen kann eine Kombination aus einer Kamerabaugruppe und einem Radar, Lidar oder ähnlichen Sensor verwendet werden. Ferner können in anderen Ausführungsformen ein oder mehrere Hydraulikdrucksensoren verwendet werden, um einen Druck innerhalb eines oder mehrerer Hydraulikzylinder, die dem Ladearbeitsfahrzeug zugeordnet sind, zu beobachten und Drucksensorsignale 203 auf Grundlage der Beobachtung zu erzeugen. Die Drucksensorsignale 203 sind indikativ für eine Masse, die einer Last in der Schaufel des Arbeitsfahrzeugs zugeordnet ist. Der Wert der Last kann verwendet werden, um ein Materialvolumen zu schätzen, wenn das Material und das Volumen des Anbaugeräts 128 bekannt sind. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Beschleunigungsmesser 167 verwendet werden, um eine Beschleunigung zu beobachten, die auf die Schaufel 128 des Arbeitsfahrzeugs 10 wirkt, und um Beschleunigungsmessersensorsignale 205 auf Grundlage dieser Beobachtung zu erzeugen. Die Beschleunigungssensorsignale 205 sind auch indikativ für eine Masse im Zusammenhang mit einer Last in der Schaufel des Arbeitsfahrzeugs.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Nutzlastverfolgungssystem 200 einen Standorttracker 160, der an das Anbaugerät 128 gekoppelt ist (z. B. das Anbaugerät 128, eine solche Schaufel an einem Arbeitsfahrzeug 12 oder einen Ladebehälter 14 für ein Transportarbeitsfahrzeug 10). Der Standorttracker 160 ist konfiguriert, um ein Standortdatensignal 204 zu erzeugen, das die Position des Anbaugeräts 128 angibt. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Standortdaten 224 GPS-Datenpunkte 216 (oder Daten), die von einem GPS-Datentracker erfasst wurden. In einer weiteren Ausführungsform können die Standortdaten 224 absolute Standortdaten 230 (oder Datenpunkte) von einem bekannten Basispunkt umfassen. Dies ist hilfreich in Gebieten mit geringer oder ohne Mobilfunk- oder Satellitenkonnektivität, wie sie häufig auf Baustellen und forstwirtschaftlichen Baustellen vorkommen. In einer weiteren Ausführungsform können Standortdaten 224 die relative Höhe des Anbaugeräts 220 von einer Bodenfläche 11 umfassen. Das heißt, die relative Höhe eines Anbaugeräts von einer Bodenfläche 11 identifiziert eine modifizierte Topographie der Bodenfläche und berechnet die relative Höhe des Anbaugeräts von dieser Fläche (z. B. wenn sich das Arbeitsfahrzeug 10 auf einem Hang befindet). Durch jeden Grabzyklus geben Standortdaten 224, die vom GPS-Datentracker (x-y-Ebene) und der relativen Höhe des Anbaugeräts von der Bodenfläche (z-Richtung) während der Lade- und Abkippabschnitte des Grabzyklus abgeleitet werden, eine visuelle Karte (in 3 gezeigt) wieder, die die Aktivität jedes Arbeitsfahrzeugs 12 im Detail angibt. Ein oder mehrere hydraulische Positionssensoren 51 an dem oder den Auslegerarm/en (102, 124) können verwendet werden, um eine Position innerhalb eines oder mehrerer Hydraulikzylinder (24, 122, 126), die dem Arbeitsfahrzeug 12 zugeordnet sind, zu beobachten und Standortdatensignale 204 auf Grundlage der Beobachtung zu erzeugen, da die Höhe des Anbaugeräts relativ zu den Bodeneingriffsträgern bekannt ist. In der Ausführungsform des Baggers kann die relative Ausrichtung der Fahrerkabine 48 mit dem Anbaugerät 128 relativ zum Fahrgestell 104 des Arbeitsfahrzeugs 12 zusätzlich zur relativen Höhe des Anbaugeräts 232 von einer Bodenfläche 11 auch die Ausrichtung bestimmen. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Beschleunigungsmesser 167, der an das Anbaugerät 128 (z. B. die Schaufel) gekoppelt ist, drahtlos mit einer Rechenvorrichtung 144 kommunizieren, die sich auf dem Arbeitsfahrzeug 12 befindet.
Die Rechenvorrichtung 144 umfasst einen Prozessor und einen Speicher, auf denen ein Nutzlastverfolgungsalgorithmus gespeichert ist. Der Prozessor ist betreibbar, um den Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen, um ein Verfahren zum Verfolgen der Bewegung einer Nutzlast über einen Arbeitsbereich durch ein Fahrzeug und/oder zum Analysieren einer damit verbundenen Verfolgungsmetrik, die nachfolgend im Detail beschrieben wird, zu implementieren.
Im Allgemeinen kann das Nutzlastverfolgungssystem 200 einen Betriebssensor 154 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine Betriebseigenschaft eines Abkippzyklus des Anbaugeräts 128 zu erfassen. In einer Ausführungsform kann der Betriebssensor 154 derselbe wie der Standorttracker 160 sein. Zum Beispiel ermöglicht eine Signalvorrichtung 165, die im Allgemeinen einen Beschleunigungsmesser (167) umfasst, das Identifizieren einer Ladeposition (2A), einer Rollbackposition (2B) und einer Abkippposition (beispielhaft in 1 gezeigt) in einem Grabzyklus unter Verwendung von Verzögerungs- und Wendepunkten der Geschwindigkeit/Richtung des Anbaugeräts, wenn es grafisch dargestellt wird. Der Beschleunigungsmesser 167 auf der Signalvorrichtung 165 kann dazu dienen, sowohl die Standortdaten 224 der Höhe des Anbaugeräts 232 relativ zur Bodenfläche 11 zu erzeugen, als auch eine Betriebseigenschaft zu identifizieren (Begriff kann austauschbar mit Betriebsdaten 226 verwendet werden). Die Verarbeitung und Analyse von Signalen, die durch den Beschleunigungsmesser 167 erzeugt werden, um Auslenkungen in Geschwindigkeits-/Richtungskurven zu identifizieren, um einen Lastzustand, eine Rollbackposition und eine Abkippposition zu bestimmen, kann vollständig an der Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12 oder alternativ an der Rechenvorrichtung 144 und schließlich an einem Remote-Verarbeitungssystem 62 oder irgendwo dazwischen durchgeführt werden.
Im Allgemeinen erfasst die Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12 das Volumendatensignal 202 auf Grundlage einer Position der Schaufel 128. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass sich die Schaufel 128 auf Grundlage der Betriebsdaten 226 in einer Rollbackposition (2B) befindet, erfasst die Rechenvorrichtung 144 ein Volumendatensignal 202. Das Volumendatensignal 202 wird durch die Rechenvorrichtung 144 verarbeitet und ein Materialvolumen innerhalb der Schaufel 128 und/oder des Ladebehälters 14 wird durch den Volumensensor 152 erfasst und ist den Standortdaten 224 eines Standortdatensignals 204 und den Betriebsdaten 226 des entsprechenden Betriebsdatensignals 206 zugeordnet, um eine zugehörige Dateneingabe 212 zu definieren. Die Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs kann dann die zugehörigen Dateneingabe 212 im Speicher 210 speichern, um eine Verfolgungsmetrik 214 zu erzeugen, die der Nutzlast M entspricht.
In einem Ausführungsbeispiel kann die zugehörige Dateneingabe 212 von der Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12 an eine Rechenvorrichtung 44 eines Transportarbeitsfahrzeugs 10 übertragen werden. Dies kann durch einen von verschiedenen Näherungssensoren 169 ausgelöst werden, die konfiguriert sind, um ein Transportarbeitsfahrzeug 10 innerhalb einer vordefinierten Reichweite des Arbeitsfahrzeugs 12 zu erfassen und eine eindeutige Fahrzeugkennung 254 vom Transportfahrzeug 10 innerhalb der vordefinierten Reichweite zu empfangen. Die eindeutige Fahrzeugkennung 254 kann eine Signalvorrichtung 165 sein, die intermittierend einen eindeutigen Transportkennungscode 264 emittiert, wobei eine zweite Signalvorrichtung165 mit dem Transportarbeitsfahrzeug 10 gekoppelt ist. Die Erkennung des eindeutigen Transportkennungscodes 264 durch das Arbeitsfahrzeug 12 koppelt die Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs kommunikativ mit der Rechenvorrichtung 44 des Transportarbeitsfahrzeugs 10.
Alternativ wird in Abwesenheit eines Transportarbeitsfahrzeugs 10, bei dem der Näherungssensor 169 nicht ausgelöst wird, das Volumendatensignal 202 von der Rechenvorrichtung 144 am Arbeitsfahrzeug 12 oder im Remote-Verarbeitungssystem 62 verarbeitet und ein Materialvolumen innerhalb der Schaufel, wie es vom Volumensensor 152 erfasst wird, im Speicher 210 gespeichert und/oder an ein Remote-Verarbeitungssystem 62 mit den entsprechenden Standortdaten 224 der Nutzlast M übertragen, wodurch das Materialvolumen oder die Nutzlast M mit Standortdaten 224 durch einen Abkippzyklus 266 verfolgt wird. In Abwesenheit eines Transportarbeitsfahrzeugs 10 koppelt die Rechenvorrichtung 144 nicht kommunikativ an die Transportrechenvorrichtung 44, um die Bewegung der Nutzlast vom Anbaugerät 128 zum Behälter 14 zu verfolgen. Vielmehr verfolgt die Rechenvorrichtung 144 in Abwesenheit eines Transportarbeitsfahrzeugs 10 die Bewegung des Anbaugeräts 128 (z. B. in einem Bagger kann die Halterung eine komplette Kreisbewegung vollziehen, um die Nutzlast von einer ersten Position zu laden und die Nutzlast in eine zweite Position in einen Haufen 13 abzukippen, während der Bagger selbst nicht bewegt wird), wobei Positionsdaten einer ersten Position des Anbaugeräts 128, in der das Laden des Materials stattfindet, und einer zweiten Position des Anbaugeräts 128, in der das Abkippen des Materials stattfindet, zugeordnet werden. Die Abkippposition (in 1 gezeigt), die auf eine Rollbackposition (in 1b gezeigt) folgt, identifiziert die Verlagerung der Nutzlast M und dokumentiert die Bewegung der Nutzlast an einer Arbeitsstelle von dem Zeitpunkt, an dem sie ursprünglich geladen wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie endgültig abgekippt wurde. Ferner identifiziert die Ladeposition des Anbaugeräts 128, die der Rollbackposition des Anbaugeräts 128 vorangeht, das Entfernen der Nutzlast M von einer Bodenoberfläche 11. In einem beispielhaften Szenario kann eine Zusammenstellung von Daten die Bildung eines Grabens oder Kellers angeben, wenn die Rechenvorrichtung den zugehörigen Dateneingang 212 für jeden nachfolgenden Grabzyklus 266 verfolgt. Dies kann auf einer Benutzereingabeschnittstelle abgebildet werden, wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, einer Anzeige (beispielhafte Ausführungsform, gezeigt in 4), um die Produktivität und den Fortschritt, der an einer Arbeitsstelle erzielt wird, zu skizzieren.
Im Allgemeinen kann die Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12 auch ein Kraftstoffreservedatensignal 268 von einem Kraftstoffsensor 170 erfassen, der konfiguriert ist, um einen Stand der Kraftstoffreserve des Arbeitsfahrzeugs 12 zu erfassen. Der Prozessor innerhalb der Rechenvorrichtung 144 berechnet die jeweilige Kraftstoffstandänderung während eines Betriebszyklus oder alternativ für andere Zeiträume (z. B. einen Arbeitszyklus).
Im Allgemeinen kann die Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12 auch eine eindeutige Bedienerkennung 270 vom Bediener des Arbeitsfahrzeugs 12 erfassen. Dies kann auftreten, wenn das Arbeitsfahrzeug 12 konfiguriert ist, um eine Anwesenheit des Bedieners in der Fahrerkabine 48 des Arbeitsfahrzeugs 12 zu erfassen, und anschließend den Bediener aufzufordern, eine eindeutige Bedienerkennung einzugeben (z. B. einen Code, biometrische Daten, automatische Gesichtserkennungstechnologie, Auswählen eines vorab hochgeladenen Codes für einen Arbeitsauftrag usw.). Das Erkennen einer Anwesenheit des Bedieners in der Fahrerkabine kann unter anderem das Einschalten des Arbeitsfahrzeugs, einen Drucksensor auf dem Kabinensitz, einen Alarm, wenn die Ein-/Ausstiegsöffnung aufgeschwenkt wird, beinhalten, um nur einige zu nennen.
Eine Rechenvorrichtung 44 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 empfängt die Volumendaten, Standortdaten und optional ein Massendatensignal von einem Lastsensor, der mit dem Ladebehälter 14 gekoppelt ist. Die Rechenvorrichtung 44 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 verknüpft die Volumendaten 152, das Standortdatensignal 224 und eine bestimmte Masse im Ladebehälter mit einer Betriebseigenschaft des Transportarbeitsfahrzeugs (d. h. Rollback oder Kippen für ein Transportarbeitsfahrzeug 10), wodurch das Material im Behälter 14 oder die Nutzlast mit den Standortdaten 224 verfolgt wird. Zum Beispiel erzeugt und verfolgt das Identifizieren einer Betriebseigenschaft des Ladebehälters in einer Rollbackposition Positionsdaten 224, wenn sich das Transportfahrzeug von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt, oder genauer GPS-Datenpunkte 216 und/oder absolute Positionsdaten 218 von einem Basispunkt, da das Transportarbeitsfahrzeug 10 die Nutzlast M zu einer zweiten Position bewegt. Das Identifizieren einer Betriebseigenschaft des Ladebehälters 14 in einer Abkippposition kann auch Nutzlast M an einer zweiten Position identifizieren, aufzeichnen und speichern. Diese zugehörigen Daten 212 werden in einem Speicher 210 oder Datenspeicher abgelegt. Die Rechenvorrichtung 44 des Transportarbeitsfahrzeugs 12 kann auch eine Dichte auf Grundlage der aktuellen Volumendaten und Massendaten berechnen und diese Daten zusammen mit den zugehörigen Daten 212 im Speicher 210 speichern. Die Rechenvorrichtung 44 wiederholt diesen Prozess über einen Ladezyklus des Transportarbeitsfahrzeugs 10, sodass nach Abschluss des Ladezyklus der Speicher oder Datenspeicher das Volumen, den Standort, die Masse, die Dichte, die Kraftstoffreserve, die eindeutige Bedienerkennung und den eindeutigen Transportkennungscode für das bestimmte Transportarbeitsfahrzeug 10 für jede/n der bestimmten Behälterladungen oder Ladezyklen beinhaltet. Diese Daten können von der Rechenvorrichtung 44 an ein Remote-Verarbeitungssystem 62, wie etwa ein Telematiksystem, übertragen werden, um einem Remote-Benutzer Zugriff auf diese Daten zu ermöglichen. Die Rechenvorrichtung kann auch eine Gesamtdichte für den Ladezyklus berechnen, die ebenfalls an das Remote-Verarbeitungssystem 62 übertragen werden kann.
Die Rechenvorrichtung 44 kann auch eine inkrementelle Änderung berechnen oder als zugehörige aktuelle Zyklusdaten 274 zwischen jedem der Schaufelladezyklen bezeichnet. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung inkrementelle Änderungen des Volumens 276, des Standorts 278, des Kraftstoffs 280 und der Dichte 282 usw. zwischen jedem Ladezyklus des Arbeitsfahrzeugs 12 berechnen. Diese Daten können auch an das Remote-Verarbeitungssystem 62 übertragen werden.
Wie oben angemerkt, können das offenbarte Nutzlastverfolgungssystem und Fahrzeug in Bezug auf verschiedene Arbeitsfahrzeuge verwendet werden, einschließlich knickgelenkter Muldenkipper, Lader, Grader, Traktoren, Mähdrescher, Sattelzugmaschinen usw. Wie zuvor beschrieben, kann das offenbarte Nutzlastverfolgungssystem 200 in einigen Ausführungsformen mit einem Arbeitsfahrzeug 12, wie etwa einem Bagger, verwendet werden, um ein durch das Arbeitsfahrzeug 12 in eine nachfolgende Position geladenes Materialvolumen, wie etwa das Transportarbeitsfahrzeug 10, oder einen zweiten Abschnitt der Bodenfläche 11, wie etwa einen Haufen 13, zu bewerten. Im Beispiel von 1 beinhaltet das Transportarbeitsfahrzeug 10 einen Ladebehälter 14, der an einem Fahrzeugrahmen 16 angebracht ist. Es versteht sich, dass die Konfiguration des Transportarbeitsfahrzeugs 10 mit dem Ladebehälter 14 nur beispielhaft dargestellt ist.
In der abgebildeten Ausführungsform beinhaltet der Fahrzeugrahmen 16 einen ersten vorderen Rahmenabschnitt 18 und einen zweiten hinteren Rahmenabschnitt 20, die über ein Gelenk (nicht gezeigt) miteinander gekoppelt sind, um eine Schwenkbewegung zwischen dem vorderen Rahmenabschnitt 18 und dem hinteren Rahmenabschnitt 20 zu ermöglichen. Der Ladebehälter 14 ist am hinteren Rahmenabschnitt 20 über Kupplungsstifte montiert, die einen Drehpunkt für den Ladebehälter 14 definieren. Der Ladebehälter 14 bildet einen Aufnahmebehälter für eine Nutzlast M von Materialien.
Ein oder mehrere Hydraulikzylinder 24 sind mit dem hinteren Rahmenabschnitt 20 und dem Ladebehälter 14 verbunden, sodass die Hydraulikzylinder 24 angetrieben oder betätigt werden können, um den Ladebehälter 14 über die Kupplungsstifte zu schwenken. Im Allgemeinen umfasst das Transportarbeitsfahrzeug 10 zwei Hydraulikzylinder 24, jeweils einen links und einen rechts vom Ladebehälter 14 in Vorwärtsfahrtrichtung des Transportarbeitsfahrzeugs 10. Es ist zu beachten, dass das Transportarbeitsfahrzeug 10 eine beliebige Anzahl von Hydraulikzylindern aufweisen kann, wie etwa einen, drei usw. Jeder der Hydraulikzylinder 24 ist mit einem Ende am hinteren Rahmenabschnitt 20 an einem Stift 26 und mit dem anderen Ende am Ladebehälter 14 an einem Stift 28 befestigt. Durch Betätigung der Hydraulikzylinder 24 kann der Ladebehälter 14 aus einer abgesenkten, beladenen Position (1) in eine angehobene, entladene Abkippposition (nicht gezeigt) bewegt werden, um eine Nutzlast abzukippen.
In der abgebildeten Ausführung kann der Ladebehälter 14 von einem oder mehreren Hydraulikzylindern 24 vertikal zu einer horizontalen Achse geschwenkt werden. In anderen Konfigurationen können andere Bewegungen eines Ladebehälters möglich sein. In einigen Ausführungsformen kann eine andere Anzahl oder Konfiguration von Hydraulikzylindern oder anderen Stellgliedern verwendet werden. Somit versteht es sich, dass die Konfiguration des Ladebehälters 14 nur beispielhaft dargestellt wird. In dieser Hinsicht kann ein Ladebehälter (z. B. der Ladebehälter 14) allgemein als ein Behälter betrachtet werden, der schwenkbar an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist. In ähnlicher Weise kann ein Kupplungsstift (z. B. die Kupplungsstifte) allgemein als ein Stift oder ähnliches Merkmal angesehen werden, das eine schwenkbare Befestigung eines Ladebehälters an einem Fahrzeugrahmen bewirkt. In diesem Sinne kann ein Kippstellglied (z. B. die Hydraulikzylinder 24) allgemein als ein Stellglied zum Schwenken eines Behälters in Bezug auf einen Fahrzeugrahmen angesehen werden.
Das Transportarbeitsfahrzeug 10 umfasst eine Antriebsquelle, wie etwa einen Motor 30. Der Motor 30 versorgt ein Getriebe 32 mit Leistung. In einem Beispiel ist der Motor 30 ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Dieselmotor, der von einem Motorsteuermodul 30a gesteuert wird. Es ist anzumerken, dass die Verwendung eines Verbrennungsmotors lediglich ein Beispiel ist, da die Antriebsvorrichtung eine Brennstoffzelle, ein Elektromotor, ein Hybrid-Gas-Elektromotor usw. sein kann.
Das Getriebe 32 überträgt die Kraft vom Motor 30 auf einen geeigneten Antriebsstrang, der mit einem oder mehreren angetriebenen Bodeneingriffsträgern 34 (Rädern oder Raupenketten) des Arbeitsfahrzeugs 10 gekoppelt ist, damit sich das Arbeitsfahrzeug 10 bewegen kann. Wie in Fachkreisen bekannt, kann das Getriebe 32 ein passendes Zahnradgetriebbeinhalten, das einen oder mehrere Gänge umfasst und in einer Reihe von Bereichen betrieben werden kann. Dazu können u. a. Parkstellung, neutrale Position, Rückwärtsgang, Fahrbereich, niedriger Bereich zählen. In einem Beispiel wird das Getriebe 32 von einem Getriebesteuermodul 32a gesteuert.
Das Transportarbeitsfahrzeug 10 umfasst auch eine oder mehrere Pumpen 40, die vom Motor 30 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 angetrieben werden können. Der Strom der Pumpen 40 kann über verschiedene Steuerventile 42 und Leitungen (z. B. flexible Schläuche) geleitet werden, um die Hydraulikzylinder 24 anzutreiben. Der Strom von den Pumpen 40 kann auch verschiedene andere Komponenten des Transportarbeitsfahrzeugs 10 antreiben. Der Strom von den Pumpen 40 kann auf verschiedene Weise gesteuert werden (z. B. durch Steuerung der verschiedenen Steuerventile 42), um eine Bewegung der Hydraulikzylinder 24 und damit eine Bewegung des Ladebehälters 14 relativ zum Fahrzeugrahmen 16 zu bewirken. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Bewegung des Ladebehälters 14 zwischen der abgesenkten, geladenen Stellung (1) und der angehobenen, unbelasteten Stellung (nicht dargestellt) durch verschiedene Steuersignale an die Pumpen 40, Steuerventile 42 usw. ausgeführt werden.
Allgemein kann die Transportrechenvorrichtung 44 (oder mehrere Rechenvorrichtungen) zur Steuerung verschiedener Aspekte des Betriebs des Transportarbeitsfahrzeugs 10 im Allgemeinen vorgesehen sein. Die Transportrechenvorrichtung 44 (oder andere) kann als eine Rechenvorrichtung mit zugeordneten Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen als eine fest verdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als eine programmierbare Schaltung, als eine hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Rechenvorrichtung oder anderweitig konfiguriert sein. Somit kann die Transportrechenvorrichtung 44 konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Transportarbeitsfahrzeug 10 (oder andere Maschinen) auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Transportsteuerung 44 konfiguriert sein, um Eingangssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben. In einigen Ausführungsformen kann die Transportsteuerung 44 (oder ein Teil davon) als eine Baugruppe von Hydraulikkomponenten (z. B. Ventile, Strömungsleitungen, Kolben und Zylinder usw.) konfiguriert sein, sodass die Steuerung verschiedener Geräte (z. B. Pumpen oder Motoren) mit hydraulischen und mechanischen oder anderen Signalen und Bewegungen ausgeführt wird und auf diesen basiert.
Die Transportrechenvorrichtung 44 kann in elektronischer, hydraulischer, mechanischer oder sonstiger Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Transportarbeitsfahrzeugs 10 (oder anderer Maschinen) stehen. Die Transportrechenvorrichtung 44 kann beispielsweise in elektronischer oder hydraulischer Verbindung mit verschiedenen Stellgliedern, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Transportarbeitsfahrzeugs 10 stehen, einschließlich verschiedener Vorrichtungen, die den Pumpen 40, Steuerventilen 42 usw. zugeordnet sind. Die Transportrechenvorrichtung 44 kann mit anderen Systemen oder Vorrichtungen (einschließlich anderer Steuerungen, wie etwa einer Rechenvorrichtung 144 des Arbeitsfahrzeugs 12) auf verschiedene bekannte Arten kommunizieren, einschließlich über einen CAN-Bus (nicht abgebildet) des Transportarbeitsfahrzeugs 10, über drahtlose oder hydraulische Kommunikationsmittel oder auf andere Weise. Eine beispielhafte Position für die Transportrechenvorrichtung 44 ist in 1 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Stellen möglich sind, einschließlich andere Stellen am Transportarbeitsfahrzeug 10 oder verschiedene entfernte Standorte.
In einigen Ausführungsformen kann die Transportrechenvorrichtung 44 so konfiguriert sein, dass sie Eingangsbefehle empfängt und mit einem Bediener über eine Benutzereingabeschnittstelle 46 interagiert, die in einer Fahrerkabine 48 des Transportarbeitsfahrzeugs 10 angeordnet sein kann, um dem Bediener einen bequemen Zugang zu ermöglichen. Die Benutzereingabeschnittstelle 46 kann auf verschiedene Art und Weise konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen kann die Benutzereingabeschnittstelle 46 eine Eingabevorrichtung 45 beinhalten, die einen oder mehrere Joysticks, verschiedene Schalter oder Hebel, eine oder mehrere Tasten, eine Touchscreen-Schnittstelle, die auf einer Anzeige 47 übergelagert sein kann, eine Tastatur, einen Lautsprecher und ein Mikrofon, das einem Spracherkennungssystem oder verschiedenen anderen Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen zugeordnet ist. Die Benutzereingabeschnittstelle 46 beinhaltet auch die Anzeige 47, die als Flachbildschirmanzeige oder andere Anzeigeart implementiert sein kann, die in eine Instrumententafel oder Konsole des Transportarbeitsfahrzeugs 10 integriert ist. Fachleute können andere Techniken zum Implementieren der Anzeige 47 im Transportarbeitsfahrzeug 10 umsetzen.
Es können auch verschiedene Sensoren vorgesehen sein, um verschiedene, mit dem Transportarbeitsfahrzeug 10 verbundene Zustände zu beobachten. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Sensoren 50 (z. B. Druck-, Strom-, Positions- oder andere Sensoren) in der Nähe der Pumpen 40 und Steuerventile 42 oder anderswo am Transportarbeitsfahrzeug 10 angeordnet sein. Zum Beispiel können Sensoren 50 einen oder mehrere Drucksensoren umfassen, die den Druck innerhalb des Hydraulikkreises, etwa einen mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern 24 verbundenen Druck, beobachten. Die Sensoren 50 können auch einen Druck erfassen, der den Pumpen 40 zugeordnet ist. Sensoren können auch Positionssensoren 51 beinhalten, die das Aus- und Einfahren eines oder mehrerer Hydraulikzylinder beobachten. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Sensoren in der Nähe des Ladebehälters 14 angeordnet sein. Beispielsweise können Sensoren 52 (z. B. Lastsensoren) am oder in der Nähe des Ladebehälters 14 angeordnet oder gekoppelt sein, um Parameter wie die Nutzlast M im Ladebehälter 14 zu messen. Beispielsweise können die Sensoren 52 eine Masse des Materials M im Ladebehälter 14 beobachten und ein darauf basierendes Massendatensignal erzeugen.
Verschiedene Betriebssensoren 154 können am oder in der Nähe des hinteren Rahmenabschnitts 20 angebracht sein, um Parameter wie Gefälle oder Neigung des hinteren Rahmenabschnitts 20 zu messen. In einigen Ausführungsformen können die Betriebssensoren 154 einen Neigungsmesser 54 beinhalten, der am oder in der Nähe des hinteren Rahmenabschnitts 20 usw. gekoppelt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann der Betriebssensor 154 verschiedene Sensoren 56 beinhalten, die in der Nähe des hinteren Rahmenabschnitts 20 angeordnet sind, um eine Ausrichtung des Ladebehälters 14 in Relation zum hinteren Rahmenabschnitt 20 zu beobachten. In manchen Ausführungen umfassen die Sensoren 56 Winkelpositionssensoren zwischen dem hinteren Rahmenabschnitt 20 und dem Ladebehälter 14, um die Winkelausrichtung des Ladebehälters 14 in Bezug auf den hinteren Rahmenabschnitt 20 zu erfassen. Die verschiedenen vorstehend genannten Betriebssensoren 154 (oder andere) können konfiguriert sein, um einen Vorgang eines Abkippzyklus des Ladebehälters 14 durch die Steuerung der Bewegung eines oder mehrerer Hydraulikzylinder 24 zu erkennen. Jeder der Sensoren 50, 52, 54 und 56 und die Benutzereingabeschnittstelle 46 können über eine geeignete Kommunikationsarchitektur, wie etwa den CAN-Bus, der dem Transportarbeitsfahrzeug 10 zugeordnet ist, mit der Transportrechenvorrichtung 44 in Verbindung stehen. Die Sensoren 54 und 56 sind beispielhafte Ausführungsformen von Betriebssensoren eines Arbeitsfahrzeugtyps, des Transportarbeitsfahrzeugs, wobei die Betriebssignale entweder eine Rollbackposition (d. h. eine Trageposition) oder eine Kippposition angeben.
Das Transportarbeitsfahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugkommunikationskomponente 60. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 ermöglicht eine Kommunikation zwischen der Transportrechenvorrichtung 44, der Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 und einem Remote-Verarbeitungssystem 62. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 umfasst ein beliebiges geeignetes System zum Empfangen von Daten von der Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 und/oder dem Remote-System 62. Zum Beispiel kann die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 ein Funkgerät beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Daten zu empfangen, die durch Modulieren eines Hochfrequenz-(RF-)Signals von einer entfernten Station (nicht dargestellt) übertragen werden, wie es Fachleuten bekannt ist. Beispielsweise kann die Remote-Station (nicht dargestellt) Teil eines Mobilfunknetzes sein und die Daten können gemäß dem LTE-Standard (Long Term Evolution) übertragen werden. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 überträgt auch Daten an die Remote-Station (nicht gezeigt), um bidirektionale Kommunikationen zu erreichen. Es können jedoch auch andere Techniken zum Senden und Empfangen von Daten alternativ eingesetzt werden. In einem Beispiel erreicht die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 bidirektionale Kommunikationen mit der Arbeitsfahrzeugsteuerung 144 und/oder dem Remote-System 62 über Bluetooth®, Satellit oder unter Verwendung eines WLAN-Standards, wie es Fachleuten gut bekannt ist. Somit umfasst die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 einen Bluetooth®-Transceiver, einen Satellitentransceiver, einen Funktransceiver, einen Mobilfunktransceiver, einen LTE-Transceiver und/oder einen WLAN-Transceiver.
In bestimmten Ausführungsformen kommuniziert die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 mit dem Remote-System 62. In einem Beispiel umfasst das Remote-System 62 das JDLink™-Telematiksystem, das von Deere & Company, Moline, Illinois, erhältlich ist; das Remote-System 62 kann jedoch jedes geeignete Telematiksystem umfassen. Das Remote-System 62 beinhaltet eine Remote-Kommunikationskomponente 64, ein Remote-Steuermodul 66 und einen oder mehrere Remote-Datenspeicher 68. Die Remote-Kommunikationskomponente 64 umfasst ein beliebiges geeignetes System zum Empfangen von Daten von der und Übertragen von Daten an die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 und eine Fahrzeugkommunikationskomponente 60, die dem Arbeitsfahrzeug 12 zugeordnet ist. Zum Beispiel kann die Remote-Kommunikationskomponente 64 ein Funkgerät beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Daten zu empfangen, die durch Modulieren eines Hochfrequenz-(RF-)Signals von einer Remote-Station (nicht dargestellt) übertragen werden, wie es Fachleuten bekannt ist. Beispielsweise kann die Remote-Station (nicht dargestellt) Teil eines Mobilfunknetzes sein und die Daten können gemäß dem LTE-Standard (Long Term Evolution) übertragen werden. Die Remote-Kommunikationskomponente 64 überträgt auch Daten an die Remote-Station (nicht gezeigt), um bidirektionale Kommunikationen zu erreichen. Es können jedoch auch andere Techniken zum Senden und Empfangen von Daten alternativ eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Remote-Kommunikationskomponente 64 bidirektionale Kommunikation mit der Fahrzeugkommunikationskomponente 60, 160 über Bluetooth®, Satellit oder mithilfe eines WLAN-Standards erreichen. Somit umfasst die Remote-Kommunikationskomponente 64 einen Bluetootb®-Transceiver, einen Funktransceiver, einen Mobilfunktransceiver, einen Satellitentransceiver, einen LTE-Transceiver und/oder einen WLAN-Transceiver.
Die Remote-Kommunikationskomponente 64 kann auch konfiguriert werden, um Daten zu codieren oder codierte Daten zu generieren. Die von der Remote-Kommunikationskomponente 64 erzeugten codierten Daten können verschlüsselt werden. Ein Sicherheitsschlüssel kann verwendet werden, um die codierten Daten zu entschlüsseln und zu decodieren, wie es von Fachleuten geschätzt wird. Der Sicherheitsschlüssel kann ein „Passwort“ oder eine andere Anordnung von Daten sein, die eine Entschlüsselung der verschlüsselten Daten ermöglicht.
Das Remote-Steuermodul 66 steht über eine geeignete Verbindungsarchitektur oder - anordnung, die die Übertragung von Daten, Befehlen, Leistung usw. erleichtert, mit der Remote-Kommunikationskomponente 64 und dem einen oder den mehreren Remote-Datenspeichern 68 in Verbindung. Das Remote-Steuermodul 66 kann auch über ein Portal, wie etwa ein webbasiertes Portal, mit einem oder mehreren Remote-Benutzern in Kommunikation stehen. Das Remote-Steuermodul 66 kann als eine Rechenvorrichtung mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als fest verdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als programmierbare Schaltung oder anderweitig konfiguriert werden. Das Remote-Steuermodul 66 empfängt zugeordnete Eingangsdaten 212, Bedienerkennungsdaten 270, Kraftstoffstanddaten 170, Zeitstempel 292 und Fahrzeugkennungsdaten 254, die von der Fahrzeugkommunikationskomponente 60 übermittelt werden, und stellt Daten ein, wie etwa inkrementelle Volumenänderungsdaten 276, inkrementelle Positionsänderungsdaten 278, inkrementelle Kraftstoffstandänderungsdaten und inkrementelle Dichteänderungsdaten 282 für jeden zugeordneten aktuellen Zyklus für ein bestimmtes Arbeitsfahrzeug 10 für einen oder mehrere der entfernten Datenspeicher 68. In einem Beispiel können ein oder mehrere Remote-Datenspeicher 68 in einem beliebigen gewünschten Format gespeichert werden und können eine oder mehrere Tabellen umfassen. Die Tabellen können durch eine Arbeitsfahrzeugkennung usw. indexiert werden, um das Abrufen der zugehörigen Eingabedaten auf eine Anforderung hin zu ermöglichen, die von einem Remote-Benutzer in Kommunikation mit dem Remote-Steuermodul 66 über das webbasierte Portal empfangen wird. Zusätzlich kann das Remote-Verarbeitungssystem eine Benutzereingabeschnittstelle 46 umfassen. Die Benutzereingabeschnittstelle zeigt die zugehörigen Volumendaten, Standortdaten und Betriebsdaten von einem oder mehreren der Arbeitsfahrzeuge, Transportfahrzeuge, anderen Transportfahrzeuge und anderen Arbeitsfahrzeuge innerhalb eines Arbeitsbereichs an. Die Benutzereingabeschnittstelle 46 kann diese Daten in Echtzeit anzeigen oder alternativ in Zeitintervallen aktualisieren. Dies kann in tabellarischer Form oder alternativ in einem grafischen Format angezeigt werden, das die Bewegung von Nutzlasten über eine Arbeitsstelle, Farbcodierungsänderungen oder Linien in der Topographie 296 anzeigt, um die Tiefe des Grabens oder eine Höhe eines Haufens (wie in 4 gezeigt) anzuzeigen.
Nun zurückkehrend zu 1, 2A und 2B, das Arbeitsfahrzeug 12 beinhaltet einen oberen Rahmen 102, der schwenkbar an einem Fahrgestell 104 angebracht ist. Der obere Rahmen 120 kann mittels eines Schwenkzapfens 108 schwenkbar am Fahrgestell 104 befestigt werden. Der obere Rahmen 120 ist um 360 Grad relativ zum Fahrgestell 104 auf dem Schwenkzapfen 108 drehbar. Ein Hydraulikmotor (nicht dargestellt) kann ein Räderwerk (nicht dargestellt) zum Schwenken des oberen Rahmens 102 um den Schwenkzapfen 108 antreiben.
Das Fahrwerk 104 kann auf den gegenüberliegenden Seiten des Fahrwerks 104 ein Paar Bodeneingriffsstützen 34 (dargestellt als Ketten) für die Bewegung entlang der Bodenfläche 11 enthalten. Alternativ kann das Ladearbeitsfahrzeug 12 Räder zum Eingreifen in den Boden beinhalten. Der obere Rahmen 102 beinhaltet eine Kabine 110, in welcher der Maschinenbediener die Maschine steuert. Die Kabine 110 beinhaltet eine Benutzereingabeschnittstelle 46.
Das Arbeitsfahrzeug 12 beinhaltet außerdem einen großen Ausleger 120, der sich vom oberen Rahmen 102 neben der Kabine 46 erstreckt. Der Ausleger 102 ist durch Betätigung eines Paares von Auslegerhydraulikzylindern 122 um einen vertikalen Bogen drehbar. An einem Ende des Auslegers 102 ist ein Ladestiel oder Arm 124 drehbar angebracht, dessen Position durch einen Hydraulikzylinder 126 gesteuert wird. Das gegenüberliegende Ende des Auslegers 120 ist mit dem oberen Rahmen 102 gekoppelt. Am dem Ausleger 120 gegenüberliegenden Ende ist der Ladestiel oder Arm 124 an einer Baggerschaufel 128 befestigt, die mittels eines Hydraulikzylinders 130 relativ zum Ausleger 124 schwenkbar ist.
Der obere Rahmen 102 des Arbeitsfahrzeugs 12 beinhaltet eine Außenschalenabdeckung, um ein Antriebssystem, wie etwa einen Motor 30, zu schützen. An einem Ende gegenüber der Kabine 110 beinhaltet der obere Rahmen 102 einen Gegengewichtskörper 134. Der Gegengewichtskörper 134 umfasst ein Gehäuse, das mit Material gefüllt ist, um der Maschine Gewicht hinzuzufügen und eine in der Schaufel 128 gesammelte Last auszugleichen. Das Versatzgewicht kann die Grableistung des Arbeitsfahrzeugs 12 verbessern.
Das Arbeitsfahrzeug 12 umfasst auch eine oder mehrere Pumpen 40, die vom Motor 30 des Arbeitsfahrzeugs 12 angetrieben werden können. Der Strom der Pumpen 40 kann über verschiedene Steuerventile 42 und Leitungen (z. B. flexible Schläuche) geleitet werden, um die Hydraulikzylinder 122, 126, 130 anzutreiben. Der Strom von den Pumpen 40 kann auch verschiedene andere Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 12 antreiben. Der Strom von den Pumpen 40 kann auf verschiedene Weise gesteuert werden (z. B. durch Steuerung der verschiedenen Steuerventile 42), um eine Bewegung der Hydraulikzylinder 122, 126, 130 und damit eine Bewegung der Schaufel 128 gegenüber dem oberen Rahmen 102 zu bewirken. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Bewegung der Schaufel 128 zwischen einer Ladeposition L zum Laden eines Materials M (1A) und einer Rollbackposition R zum Tragen des Materials M (1B) durch verschiedene Steuersignale an die Pumpen 40, Steuerventile 42 usw. umgesetzt werden.
Allgemein kann die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 (oder mehrere Steuerungen) zur Steuerung verschiedener Aspekte des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 12 vorgesehen sein. Ähnlich wie die Transportrechenvorrichtung 44 kann die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 in elektronischer, hydraulischer, mechanischer oder sonstiger Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Arbeitsfahrzeugs 12 (oder anderer Maschinen) stehen. Die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 kann beispielsweise in elektronischer oder hydraulischer Verbindung mit verschiedenen Stellgliedern, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Arbeitsfahrzeugs 12 stehen, einschließlich verschiedener Vorrichtungen, die den Pumpen 40, Steuerventilen 42 usw. zugeordnet sind.
Es können auch verschiedene Sensoren vorgesehen sein, um verschiedene, mit dem Arbeitsfahrzeug 12 verbundene Zustände zu beobachten. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Sensoren 50 (z. B. Druck-, Strom-, Positions- oder andere Sensoren) in der Nähe der Pumpen 40 und Steuerventilen 42 oder anderswo am Arbeitsfahrzeug 12 angeordnet sein. Zum Beispiel können Sensoren 50 einen oder mehrere Drucksensoren umfassen, die den Druck innerhalb des Hydraulikkreises, etwa einen mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern 122, 126, 130 verbundenen Druck, beobachten und Sensorsignale auf Grundlage der Beobachtung erzeugen. Auf Grundlage des in den Hydraulikzylindern 122, 126, 130 beobachteten Drucks bestimmt die Ladersteuerung 144 eine Masse einer Last in der Schaufel 128. Die Sensoren 50 können auch einen Druck erfassen, der den Pumpen 40 zugeordnet ist. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Sensoren in der Nähe der Schaufel 128 angeordnet sein. Beispielsweise können ein oder mehrere Beschleunigungsmesser verwendet werden, um eine Beschleunigung zu beobachten, die auf die Schaufel 128 des Arbeitsfahrzeugs 12 wirkt, und um Sensorsignale auf Grundlage dieser Beobachtung zu erzeugen. Die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 empfängt diese Sensorsignale und verarbeitet die Sensorsignale, um eine Masse einer Last innerhalb der Schaufel 128 zu bestimmen.
Ein Volumensensor 152 kann am Arm 124 angeordnet oder daran gekoppelt sein, um Parameter wie das Volumen des Materials M (1B) in der Schaufel 128 und/oder ein Materialvolumen M innerhalb des Ladebehälters 14 (1) und so weiter zu messen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Position des Sensors 152 in den 1-1B lediglich beispielhaft ist, da der Sensor 152 an jeder gewünschten Position auf dem Arbeitsfahrzeug 12 montiert werden kann, um das Volumen des Materials M (1B) in der Schaufel 128 und/oder ein Materialvolumen M innerhalb des Ladebehälters 14 (1) zu beobachten und darauf basierende Sensorsignale zu generieren. Zusätzlich kann das Arbeitsfahrzeug 12 mehr als einen Sensor 152 beinhalten, um das Materialvolumen im Ladebehälter 14 und in der Schaufel 128 zu überwachen.
In diesem Beispiel ist in Bezug auf 1B der Sensor 152 am Arbeitsfahrzeug 12 (oder anderweitig positioniert) angebracht oder damit verbunden, um Bilder von mindestens einem Sichtfeld 152a aufzunehmen, das in diesem Beispiel die Schaufel 128 des Arbeitsfahrzeugs 12, wenn sich die Schaufel 128 in der Rollbackposition R befindet, den Ladebehälter 14 des Transportarbeitsfahrzeugs 10, wenn sich die Schaufel 128 in der Abkippposition D befindet, und einen H13 auf der Oberfläche 11, wenn in Abkippposition D, beinhaltet. Der Volumensensor 152 kann in elektronischer (oder sonstiger) Verbindung mit der Ladersteuerung 144 (oder anderen Vorrichtungen) stehen und verschiedene Anzahlen von Kameras verschiedener Typen beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann der Volumensensor 152 eine Farbkamera beinhalten, die Farbbilder aufnehmen kann. In weiteren Ausführungsformen kann der Volumensensor 152 eine Infrarotkamera beinhalten, um Infrarotbilder aufzunehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Volumensensor 152 eine Graustufenkamera beinhalten, um Graustufenbilder aufzunehmen. In weiteren Ausführungsformen kann der Volumensensor 152 eine Stereokamerabaugruppe beinhalten, die Stereobilder aufnehmen kann. Zum Beispiel kann der Volumensensor 152 eine Stereokamera mit zwei oder mehr Objektiven und Bildsensoren oder mehrere Kameras beinhalten, die angeordnet sind, um stereoskopische Bilder des Sichtfeldes 152a, einschließlich des Volumens des Materials M innerhalb der Schaufel 128 und/oder des Ladebehälters 14 innerhalb des Sichtfeldes 152a, aufzunehmen.
Bilder können durch den Volumensensor 152 gemäß verschiedener Zeitpunkte oder anderer Überlegungen erfasst werden, und die Bilddaten oder Bildströme können Standortdaten beinhalten, die vom Standorttracker 160 erfasst wurden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Volumensensor 152 zum Beispiel kontinuierlich Bilder auf Grundlage einer Position der Schaufel 128 erfassen, wie etwa der Position der Schaufel 128 in der Rollbackposition R (2B) oder der Abkippposition D (1). In bestimmten Ausführungsformen kann das eingebettete Steuersystem (nicht gezeigt) für den Volumensensor 152 bewirken, dass der Volumensensor 152 Bilder des Sichtfelds 152a in regelmäßigen Zeitintervallen erfasst, wenn das Arbeitsfahrzeug 12 einen Ladezyklus ausführt. Zusätzlich können eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 45 der Benutzereingabeschnittstelle 46 Schnittstelle 114 auch verwendet werden, um den Volumensensor 152 zu veranlassen, Bilder des Sichtfelds 152a zu erfassen.
Der Volumensensor 152 stellt eine Quelle für lokale Bilddaten für die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 bereit. Es versteht sich, dass verschiedene andere Quellen von Bilddaten für die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 verfügbar sein können. Beispielsweise kann eine tragbare elektronische Vorrichtung (nicht gezeigt) eine Bilddatenquelle für die Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 bereitstellen (d. h. als eine Quelle von Remote-Bilddaten). Die tragbare elektronische Vorrichtung kann mit dem Arbeitsfahrzeug 12 kommunizieren, um Daten an eine Fahrzeugkommunikationskomponente 60 zu übertragen, die dem Arbeitsfahrzeug 12 zugeordnet ist, und um die Daten von der Fahrzeugkommunikationskomponente 60 zu empfangen. Die tragbare elektronische Vorrichtung ist eine beliebige geeignete elektronische Vorrichtung außerhalb des Arbeitsfahrzeugs 12, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine tragbare elektronische Vorrichtung, wie etwa eine Tablet-Rechenvorrichtung, ein Mobiltelefon oder Smartphone, ein persönlicher digitaler Assistent, eine Laptop-Rechenvorrichtung usw.
Verschiedene Betriebssensoren 154 (z. B. Schaufelpositionssensoren) können ebenfalls an oder in der Nähe der Schaufel 128 angeordnet werden, um Parameter wie etwa eine Ausrichtung der Schaufel 128 relativ zum Arm 124 zu messen, etwa ob sich die Schaufel 128 in der Ladeposition L befindet (1A), in der Rollbackposition R (1B) oder in der Abkippposition D (1). In manchen Ausführungen umfassen die Betriebssensoren 154 Winkelpositionssensoren zwischen dem Arm 124 und der Schaufel 128, um die Winkelausrichtung der Schaufel 128 in Bezug auf den Arm 124 zu erfassen.
Die verschiedenen vorstehend genannten Komponenten (oder andere) können verwendet werden, um die Bewegung der Schaufel 128 durch die Steuerung der Bewegung eines oder mehrerer Hydraulikzylinder 122, 126, 130 zu steuern. Dementsprechend können diese Komponenten als Teil des Nutzlastverfolgungssystems 200 für das Arbeitsfahrzeug 12 angesehen werden. Die Betriebssensoren 154, die Massensensoren und die Benutzereingabeschnittstelle 46 stehen über eine geeignete Kommunikationsarchitektur, wie etwa einen CAN-Bus, mit der Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144 in Verbindung.
Das Arbeitsfahrzeug 12 beinhaltet eine Fahrzeugkommunikationskomponente 60. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 60 ermöglicht eine Kommunikation zwischen der Arbeitsfahrzeugrechenvorrichtung 144, der Transportrechenvorrichtung 44 und dem Remote-System 62. Die Fahrzeugkommunikationskomponente 160 umfasst ein beliebiges geeignetes System zum Empfangen von Daten von der Transportsteuerung 44 und/oder dem Remote-System 62 und zum Übertragen von Daten an diese.
Zusätzlich kann das Arbeitsfahrzeug 12 einen oder mehrere Näherungssensoren 51 umfassen, die konfiguriert sind, um ein Transportarbeitsfahrzeug 10 innerhalb einer vordefinierten Reichweite zu erfassen, und einen eindeutigen Transportkennungscode 264 vom Transportfahrzeug innerhalb der vordefinierten Reichweite zu empfangen, der ebenfalls verwendet werden kann. Der vordefinierte Bereich kann als ungefährer Umfang definiert werden, wobei ein Behälter 14 des Transportfahrzeugs 10 während eines Abkippzyklus für das Anbaugerät 128 des Arbeitsfahrzeugs 10 zugänglich ist. Anders ausgedrückt muss der Behälter 14 des Transportfahrzeugs 10 nahe genug sein, damit das Arbeitsfahrzeug 12 eine Nutzlast hineinkippen kann. Der Näherungssensor 51 koppelt bei Aktivierung die Rechenvorrichtung 144 auf dem Arbeitsfahrzeug kommunikativ mit der Rechenvorrichtung 44 auf dem Transportfahrzeug. Nach der Aktivierung kann die kommunikative Kopplung automatisch erfolgen, oder alternativ kann die kommunikative Kopplung mit einem Freigabeanforderungssignal erfolgen, wobei der Bediener akzeptieren muss, um die kommunikative Kopplung zwischen der Rechenvorrichtung 44 und der Rechenvorrichtung 144 abzuschließen. Die kommunikative Kopplung der Rechenvorrichtungen (44, 144) ermöglicht die Übertragung der zugeordneten Eingangsdaten 212 vom Arbeitsfahrzeug 12 an das Transportfahrzeug 10 und die Zuordnung der eindeutigen Fahrzeugkennung 254 zu den entsprechenden Eingangsdaten 212, die von der Rechenvorrichtung 144 zur Nutzlastverfolgung empfangen werden, und die Speicherung dieser Informationen im Speicher 210. Wenn der Behälter 14 des Transportfahrzeugs 10 voll wird und zur Abfahrt bereit ist, koppeln sich die Rechenvorrichtungen (44, 144) ab, und die Nutzlast wird dann zum Ziel des Transportfahrzeugs 10 anhand von Geo-Tracking verfolgt.
Unter Bezugnahme auf 3 zeigt ein Datenflussdiagramm unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1, 2A und 2B verschiedene Ausführungsformen eines Nutzlastverfolgungssystems 200 für ein Arbeitsfahrzeug (10, 12). Verschiedene Ausführungsformen des Nutzlastverfolgungssystems 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine beliebige Anzahl von Submodulen beinhalten, die in 2 gezeigt sind. Es versteht sich, dass die in 2 gezeigten Submodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden können, um in ähnlicher Weise die zugehörigen Eingabedaten 212 einer Kennung (Fahrzeug 254, Bediener 270) zuzuordnen, um eine inkrementelle Änderung der Gesamtproduktivität, eine inkrementelle Änderung des Standorts für Nutzlasten, eine inkrementelle Änderung des Kraftstoffstands für das jeweilige Arbeitsfahrzeug und andere Verfolgungsmetriken 214 auszugeben. Die Ausgabe der Verfolgungsmetriken 214 ermöglicht es hierdurch vorteilhafterweise dem Bediener, den Arbeitsplan auf Grundlage des zu erreichenden Endprodukts zu modifizieren und Modifikationen in Bezug auf Bediener, Ausrüstung, um nur einige zu nennen, vorzunehmen, um die verwendete Zeit zu optimieren.
Das Datenverwaltungsmodul 272 der Rechenvorrichtung 44 am Arbeitsfahrzeug oder am Remote-Verarbeitungssystem 62 empfängt als Eingabe die Volumendaten 222 vom Volumendatensensor 152; empfängt die Standortdaten 224 vom Standorttracker 160; und die Betriebsdaten 226, die von einem Beschleunigungsmesser 167 an der Signalvorrichtung 165, Positionssensoren 51 von den hydraulischen Stellgliedern oder entsprechend Befehlen von der Benutzereingabeschnittstelle 46 abgeleitet sind, zusammen als zugehörige Eingabedaten 212 bezeichnet. Das Datenverwaltungsmodul 272 kann ferner Kraftstoffstanddaten 268 und eindeutige Bedienerkennungsdaten 270 mit den zugehörigen Eingabedaten 212 verknüpfen, um zugehörige aktuelle Zyklusdaten 274 zu erzeugen. Somit umfassen die zugehörigen aktuellen Zyklusdaten 274 die Daten, die dem bestimmten Arbeitsfahrzeug für eine bestimmte Nutzlast zugeordnet sind. Zugehörige aktuelle Zyklusdaten 274 können inkrementelle Volumenänderungsdaten, inkrementelle Standortänderungsdaten, inkrementelle Kraftstoffstandänderungsdaten, inkrementelle Dichteänderungsdaten usw. beinhalten. Der Speicher speichert die zugehörigen aktuellen Zyklusdaten 274 für das Rechenmodul, um verschiedene Verfolgungsmetriken zu erzeugen. Es versteht sich, dass die Verwendung von Zeitstempeln 292 und einer Fahrzeugkennung 254 beim Empfangen von Daten ebenfalls genutzt werden kann.
Die Verfolgungsmetriken 214 können das Verfolgen aggregierter Nutzlasten pro Standort beinhalten, um die Produktivität an einer Arbeitsstelle über verschiedene Zeitinkremente zu betrachten, wie in 4 gezeigt. Verfolgungsmetriken können auch das Messen der Produktivität auf einer granularen Skala auf Grundlage eines spezifischen Arbeitsfahrzeugs, eines spezifischen Bedieners, beinhalten, wobei die Verfolgungsmetrik die kollektive Nutzlast, die von einem spezifischen Arbeitsfahrzeug und/oder einem spezifischen Bediener bewegt wird, berechnen kann. Die Verfolgungsmetriken 214 können auch Arbeitsfahrzeuge mit Ineffizienzen in der Kraftstoffverbrennungsrate angesichts der bewegten Nutzlast identifizieren, wodurch Arbeitsfahrzeuge identifiziert werden, die gewartet werden müssen. Dies ist eines von mehreren Beispielen für die Produktivität, die der zugehörige Dateneingang, die Bedienerkennung und die Kraftstoffstanddaten bereitstellen.
3 veranschaulicht ferner die Fahrzeugkommunikationskomponente 60, die kommunikativ mit der Rechenvorrichtung 144 gekoppelt ist. Beim Auslösen von Näherungssensoren 169, die konfiguriert sind, um ein Transportarbeitsfahrzeug 10 innerhalb eines vordefinierten Bereichs des Arbeitsfahrzeugs 12 zu erfassen, wird eine eindeutige Transportkennung 254 vom Transportfahrzeug 10 empfangen. Ferner ermöglicht dies eine Kommunikation zwischen der Rechenvorrichtung 144 und der Rechenvorrichtung 44, wobei Nutzlasten von einem Arbeitsfahrzeug 12 zu einem Transportarbeitsfahrzeug 10 verfolgt werden.
Die hier mit den Bezugszeichen „A“ und „B“ verwendeten Bezugsziffern dienen lediglich der Verdeutlichung bei der Beschreibung mehrerer Implementierungen einer Vorrichtung.
Einer oder mehrere der Schritte oder Vorgänge in einem der hier erörterten Verfahren, Prozesse oder Systeme können weggelassen, wiederholt oder neu geordnet werden und liegen im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung.
Während das Obenstehende beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreibt, sollten diese Beschreibungen nicht in einem einschränkenden oder begrenzenden Sinne betrachtet werden. Vielmehr gibt es mehrere Abweichungen und Änderungen, die vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Arbeitsfahrzeug zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus, das Arbeitsfahrzeug umfassend: ein Anbaugerät; einen Volumensensor, der konfiguriert ist, um ein Materialvolumen im Anbaugerät zu erfassen und ein entsprechendes Volumendatensignal zu erzeugen; einen Standorttracker, der konfiguriert ist, um ein Standortdatensignal zu erzeugen, das die Position des Anbaugeräts anzeigt; einen Betriebssensor, der konfiguriert ist, um eine Betriebseigenschaft eines Abkippzyklus des Anbaugeräts zu erfassen und ein Betriebsdatensignal zu erzeugen, das die Betriebseigenschaft angibt; und eine Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher mit einem darauf gespeicherten Nutzlastverfolgungsalgorithmus beinhaltet, wobei der Prozessor betreibbar ist, um den Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen, um: das Volumendatensignal vom Volumensensor zu empfangen; das Standortdatensignal vom Standorttracker zu empfangen; das Betriebsdatensignal vom Betriebssensor zu empfangen; die Volumendaten des entsprechenden Volumendatensignals den Standortdaten des entsprechenden Standortdatensignals und den Betriebsdaten des entsprechenden Betriebsdatensignals zuzuordnen, um eine zugehörige Dateneingabe zu definieren; und die zugehörige Dateneingabe zum Generieren einer Verfolgungsmetrik entsprechend der Nutzlast im Speicher zu speichern.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Betriebseigenschaft eine oder mehrere der folgenden Positionen umfasst: Ladeposition, Rollbackposition und Abkippposition.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Standortdaten GPS-Daten, absolute Standortdaten von einem bekannten Basispunkt und/oder eine relative Höhe des Anbaugeräts von einer Bodenfläche umfassen.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die relative Höhe des Anbaugeräts von einer Bodenfläche eine modifizierte Topographie der Bodenoberfläche identifiziert.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rechenvorrichtung die zugehörige Dateneingabe an ein Remote-Verarbeitungssystem entfernt vom Arbeitsfahrzeug überträgt, wobei das Remote-Verarbeitungssystem ferner eine Benutzereingabeschnittstelle umfasst, wobei die Benutzereingabeschnittstelle die zugehörigen Volumendaten, Standortdaten und Betriebsdaten von einem oder mehreren der Arbeitsfahrzeuge, Transportfahrzeuge, anderen Transportfahrzeuge und anderen Arbeitsfahrzeuge innerhalb eines Arbeitsbereichs anzeigt.
Nutzlastverfolgungssystem zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus, wobei das Nutzlastverfolgungssystem Folgendes umfasst: ein Anbaugerät, das an ein Arbeitsfahrzeug gekoppelt ist; einen Volumensensor, der an das Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Volumensensor konfiguriert ist, um ein Materialvolumen im Anbaugerät zu erfassen und ein entsprechendes Volumendatensignal zu erzeugen; einen Standorttracker, der mit dem Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Standorttracker konfiguriert ist, um ein Standortdatensignal zu erzeugen, das einen Standort des Anbaugeräts anzeigt; einen Betriebssensor, der mit dem Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Betriebssensor konfiguriert ist, eine Betriebseigenschaft eines Abkippzyklus des Anbaugeräts zu erfassen und ein Betriebsdatensignal zu erzeugen, das die Betriebseigenschaft angibt; und eine Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher mit einem darauf gespeicherten Nutzlastverfolgungsalgorithmus beinhaltet, wobei der Prozessor betreibbar ist, um den Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen, um: das Volumendatensignal vom Volumensensor zu empfangen; das Standortdatensignal vom Standorttracker zu empfangen; das Betriebsdatensignal vom Betriebssensor zu empfangen; die Volumendaten des entsprechenden Volumendatensignals den Standortdaten des entsprechenden Standortdatensignals und den Betriebsdaten des entsprechenden Betriebsdatensignals zuzuordnen, um eine zugehörige Dateneingabe zu definieren; und die zugehörige Dateneingabe zum Generieren einer Verfolgungsmetrik entsprechend der Nutzlast im Speicher zu speichern.
Nutzlastverfolgungssystem nach Anspruch 6, wobei die Betriebseigenschaft eine oder mehrere der folgenden Positionen umfasst: Ladeposition, Trageposition und Abkippposition.
Nutzlastverfolgungssystem nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend einen Näherungssensor, der konfiguriert ist, um ein Transportfahrzeug innerhalb eines vordefinierten Bereichs zu erkennen und eine eindeutige Transportarbeitsfahrzeugkennung vom Transportfahrzeug innerhalb des vordefinierten Bereichs zu empfangen; wobei die Rechenvorrichtung die zugehörige Dateneingabe mit der eindeutigen Transportkennung verknüpft.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Rechenvorrichtung die zugehörige Dateneingabe an ein Remote-Verarbeitungssystem entfernt vom Arbeitsfahrzeug überträgt.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend einen Kraftstoffsensor, der konfiguriert ist, um einen Stand der Kraftstoffreserve zu erfassen und ein entsprechendes Kraftstoffreservedatensignal zu erzeugen.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Rechenvorrichtung das Kraftstoffreservedatensignal empfängt und eine Produktivität auf Grundlage von Kraftstoffreservedaten berechnet, die der zugehörigen Dateneingabe entsprechen.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Nutzlastverfolgungssystem ferner konfiguriert ist, um einen Bediener im Arbeitsfahrzeug zu erfassen und eine eindeutige Bedienerkennung vom Bediener zu empfangen, wobei die Rechenvorrichtung die zugehörige Dateneingabe der eindeutigen Bedienerkennung zuordnet.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Standortdaten GPS-Datenpunkte, absolute Standortdatenpunkte von einem bekannten Basispunkt und/oder eine relative Höhe eines Anbaugeräts von einer Bodenfläche umfassen.
Nutzlastverfolgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei die relative Höhe des Anbaugeräts von einer Bodenfläche eine modifizierte Topographie der Bodenfläche identifiziert.
Nutzlastverfolgungssystem zum Verfolgen einer Nutzlast durch einen Abkippzyklus, wobei das Nutzlastverfolgungssystem Folgendes umfasst: ein Anbaugerät, das an ein Arbeitsfahrzeug gekoppelt ist; einen Volumensensor, der an das Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Volumensensor konfiguriert ist, um ein Materialvolumen im Anbaugerät zu erfassen und ein entsprechendes Volumendatensignal zu erzeugen; einen Standorttracker, der mit dem Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Standorttracker konfiguriert ist, um ein Standortdatensignal zu erzeugen, das einen Standort des Anbaugeräts anzeigt; einen Betriebssensor, der mit dem Anbaugerät gekoppelt ist, wobei der Betriebssensor konfiguriert ist, eine Betriebseigenschaft eines Kippzyklus des Anbaugeräts zu erfassen und ein Betriebsdatensignal zu erzeugen, das die Betriebseigenschaft angibt, wobei die Betriebseigenschaft eine oder mehrere der folgenden Positionen umfasst: Ladeposition, Trageposition und Abkippposition; und eine Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher mit einem darauf gespeicherten Nutzlastverfolgungsalgorithmus beinhaltet, wobei der Prozessor betreibbar ist, um den Nutzlastverfolgungsalgorithmus auszuführen, um: das Volumendatensignal vom Volumensensor zu empfangen; das Standortdatensignal vom Standorttracker zu empfangen; das Betriebsdatensignal vom Betriebssensor zu empfangen; die Volumendaten des entsprechenden Volumendatensignals den Standortdaten des entsprechenden Standortdatensignals und den Betriebsdaten des entsprechenden Betriebsdatensignals zuzuordnen, um eine zugehörige Dateneingabe zu definieren; und die zugehörige Dateneingabe zum Generieren einer Verfolgungsmetrik entsprechend der Nutzlast im Speicher zu speichern.