DE102022130774A1

DE102022130774A1 - Steuersystem und verfahren zur definition und erzeugung eines verdichterarbeitsbereichs

Info

Publication number: DE102022130774A1
Application number: DE102022130774.3A
Authority: DE
Inventors: Nathaniel S. Doy; John L. Marsolek; David E. Gerding
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2023-08-03
Also published as: US12129607B2; US20230160152A1; CN116163184A

Abstract

Es wird ein Steuersystem für einen Verdichter offenbart. Das Steuersystem kann einen oder mehrere Positionssensoren, ein Lenksystem, eine Steuerschnittstelle und eine Steuerung oder eine Kombination davon beinhalten. Die Steuerung kann zumindest mit der Steuerschnittstelle und dem einen oder mehreren Positionssensoren kommunizieren. Die Steuerung kann für den Empfang von Daten, die eine Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang zumindest eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs aufzeichnen, das Ermitteln einer virtuellen Begrenzung des Verdichtungsbereichs aus den Daten, die der Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs entspricht, und das Erstellen zumindest eines ersten Arbeitsplans für den Betrieb des Verdichters zum Verdichten in dem Verdichtungsbereich bis zur virtuellen Begrenzung ausgelegt sein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Steuersysteme und Verfahren für eine Arbeitsmaschine. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Steuersysteme und Verfahren zur Definition und Erzeugung eines Perimeters eines durch einen Verdichter zu verdichtenden Arbeitsbereichs.
Stand der Technik
Zum Verdichten von Substraten können Arbeitsmaschinen, wie Verdichter, eingesetzt werden. Verdichter werden zur Verdichtung von Erde, Kies, frisch verlegtem Asphalt und anderen mit der Arbeitsbereichoberfläche verbundenen verdichtbaren Materialien eingesetzt. Beispielsweise werden beim Bau von Straßen, Autobahnen, Parkplätzen und dergleichen in der Regel ein oder mehrere Verdichter eingesetzt, um Erde, Steine und/oder frisch verlegten Asphalt zu verdichten. Zur Unterstützung des Verdichtungsprozesses und zur Verbesserung der Verdichtungsqualität kann ein Verdichter für einen autonomen oder teilautonomen Betrieb ausgerüstet sein, wie in dem US-Patent Nr. 11,054,831B2 beschrieben. In diesen Betriebsarten wird der Verdichter zumindest teilweise unter Computersteuerung betrieben. In Vorbereitung auf die Computersteuerung erhält das Steuersystem geografische Koordinaten seiner Position, beispielsweise über ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS). Anhand der geografischen Koordinaten kann der Perimeter eines Arbeitsbereichs ermittelt werden. Das Steuersystem entwickelt anschließend einen Arbeitsplan, der Wege für die Überquerung der Fläche des Verdichtungsbereichs während des Verdichtungsvorgangs beinhaltet. Das Steuersystem geht davon aus, dass das Gelände außerhalb des Perimeters für die Bedienperson gefährlich oder für die Verdichtung ungeeignet sein kann. Zur Vermeidung versehentlicher Bewegungen außerhalb des Perimeters reduziert der Arbeitsplan die Größe des Verdichtungsbereichs und fügt eine Sicherheits- oder Pufferzone zwischen dem Verdichtungsbereich und dem Perimeter hinzu. Diese Sicherheits- oder Pufferzone stellt einen Bereich bereit, in dem der Verdichter manövrieren (z. B. wenden), aber nicht verdichten kann. Diese Sicherheits- oder Pufferzone trägt dazu bei, die Sicherheit zu gewährleisten. Allerdings ist der resultierende Verdichtungsbereich innerhalb der Sicherheits- oder Pufferzone kleiner als der ursprünglich vorgesehene und definierte Perimeter, sodass der Verdichtungsbereich flächenmäßig kleiner ist als von der Bedienperson ursprünglich angestrebt.
Es sind verschiedene Verfahren zur Definition einer Begrenzung für einen Verdichtungsbereich bekannt, die eine Methodik, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung von Sicherheits- oder Pufferzonen verwenden. Beispiele für eine solche Methodik (zusätzlich zum US-Patent Nr. 11,054,831B2 ) beinhalten das US-Patent Nr. 9,982,397 , die US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2020/0089230 und die deutsche Patentanmeldung Nr. DE102019002442A1 . Diese Beispiele führen alle dazu, dass der Verdichtungsbereich kleiner ist als von der Bedienperson ursprünglich angestrebt.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel gemäß dieser Offenbarung wird ein Steuersystem für einen Verdichter offenbart. Das Steuersystem kann einen oder mehrere Positionssensoren, ein Lenksystem, eine Steuerschnittstelle und eine Steuerung oder eine Kombination davon beinhalten. Der eine oder die mehreren Positionssensoren können Daten bezüglich einer Position des Verdichters erfassen. Das Lenksystem kann den Verdichter entlang eines gewünschten Fahrweges lenken. Die Steuerschnittstelle kann eine Aufzeichnung der Position des Verdichters unter Verwendung des einen oder der mehreren Positionssensoren auslösen, wenn der Verdichter physisch mit dem Lenksystem entlang einer gewünschten Begrenzung eines Verdichtungsbereichs betrieben wird. Die Steuerung kann zumindest mit der Steuerschnittstelle und dem einen oder mehreren Positionssensoren kommunizieren. Die Steuerung kann für den Empfang der Daten, die die Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang zumindest eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs aufzeichnen, das Ermitteln einer virtuellen Begrenzung des Verdichtungsbereichs aus den Daten, die der Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs entspricht, und das Erzeugen zumindest eines ersten Arbeitsplans für den Betrieb des Verdichters zum Verdichten in dem Verdichtungsbereich bis zur virtuellen Begrenzung ausgelegt sein.
In einem Beispiel wird ein maschinenimplementiertes Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Verdichters offenbart. Das Verfahren kann das Aufzeichnen einer oder mehrerer Positionen des Verdichters während der Lenkung des Verdichters entlang einer gewünschten Begrenzung eines Verdichtungsbereichs, das Verwenden der Aufzeichnung der Position entlang der gewünschten Begrenzung zur Definition einer von einer Steuerung des Verdichters erzeugten virtuellen Begrenzung, das Bereitstellen einer oder mehrerer Aufforderungen an eine Bedienperson bezüglich des Vorhandenseins eines oder mehrerer Hindernisse in oder neben dem Verdichtungsbereich, und das Ermitteln eines Arbeitsplans für den Verdichter zum Verdichten innerhalb des Verdichtungsbereichs in Abhängigkeit von der Reaktion einer Bedienperson auf die eine oder mehreren Aufforderungen und die virtuelle Begrenzung beinhalten.
In einem Beispiel wird ein Verdichter offenbart. Der Verdichter kann eine oder eine beliebige Kombination aus einer im Wesentlichen zylindrischen Walze, einem Rahmen, einem Lenksystem, einem oder mehreren Positionssensoren, einer Steuerschnittstelle und einer Steuerung umfassen. Die im Wesentlichen zylindrische Walze kann zum Verdichten einer Fläche ausgelegt sein, während der Verdichter einen Arbeitsbereich durchfährt. Der Rahmen kann die Walze tragen. Das Lenksystem kann den Verdichter entlang eines gewünschten Fahrweges lenken. Der eine oder die mehreren Positionssensoren können einen Standort des Verdichters erfassen. Die Steuerschnittstelle kann eine Aufzeichnung der Position des Verdichters unter Verwendung des einen oder der mehreren Positionssensoren auslösen, wenn der Verdichter physisch mit dem Lenksystem entlang einer gewünschten Begrenzung eines Verdichtungsbereichs betrieben wird. Die Steuerung kann zumindest mit der Steuerschnittstelle und dem einen oder mehreren Positionssensoren kommunizieren. Die Steuerung kann für den Empfang von Daten, die die Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang zumindest eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs aufzeichnen, das Ermitteln einer virtuellen Begrenzung des Verdichtungsbereichs aus den Daten, die der Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs entspricht, und das Erzeugen mindestens eines ersten Arbeitsplans für den Betrieb des Verdichters zum Verdichten in dem Verdichtungsbereich bis zur virtuellen Begrenzung ausgelegt sein.
Figurenliste
In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabgetreu gezeichnet sind, können gleiche Ziffern ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Ansichten beschreiben. Gleiche Ziffern mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können unterschiedliche Instanzen ähnlicher Komponenten darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen, die im vorliegenden Dokument allgemein und beispielhaft, jedoch nicht einschränkend, erörtert werden.

1 ist eine Seitenansicht eines Verdichters gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
2A-2K stellen ein Verfahren und ein Steuersystem zur Erstellung eines Arbeitsplans für die Verdichtung mit dem Verdichter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung dar.
3A-3C sind schematische Darstellungen eines Steuersystems und eines Verfahrens zur Erstellung eines Arbeitsplans für den Verdichter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
4A-4C sind schematische Darstellungen eines anderen Steuersystems und eines Verfahrens zur Erstellung eines Arbeitsplans für den Verdichter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.

Ausführliche Beschreibung
1 stellt eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine, wie zum Beispiel eines Verdichters 100, gemäß einer Ausführungsform dar. Der Verdichter 100 kann beispielsweise für den Straßenbau, den Bau von Autobahnen, den Bau von Parkplätzen und andere Anwendungen in den Bereichen Pflasterung, Bodenverdichtung und/oder Bauwesen ausgelegt sein. Beispielsweise kann ein solcher Verdichter 100 in Situationen eingesetzt werden, in denen das Verdichten von losem Gestein, Kies, Erde, Asphalt, Sand, Beton und/oder anderen Materialien einer Arbeitsbereichoberfläche 102 in einen Zustand höherer Verdichtung und/oder Dichte erforderlich ist. In ähnlicher Weise kann der Verdichter 100 frisch aufgebrachten Asphalt oder andere Materialien verdichten, die auf der Arbeitsbereichoberfläche 102 angeordnet und/oder mit dieser verbunden sind. Während der Verdichter 100 über die Arbeitsbereichoberfläche 102 fährt, verdichten die von dem Verdichter 100 erzeugten und auf die Arbeitsbereichoberfläche 102 übertragenen Vibrationskräfte in Verbindung mit dem Gewicht des Verdichters 100 die losen Materialien. Der Verdichter 100 führt in der Regel einen oder mehrere Arbeitsgänge über die Arbeitsbereichoberfläche 102 aus, um den gewünschten Verdichtungsgrad zu erreichen. Obwohl nachfolgend unter Bezugnahme auf den Verdichter 100 beschrieben, sind die Verfahren, Systeme und Techniken der vorliegenden Anwendung auch auf andere Arbeitsmaschinen wie Erdbewegungsmaschinen, Bergbaumaschinen und andere Straßenfertiger anwendbar, die in einem definierten Arbeitsbereich betrieben werden, in dem ein definierter Perimeter des Arbeitsbereichs gewünscht ist.
Der Verdichter 100 umfasst einen Rahmen 104, eine erste Walze 106 und eine zweite Walze 108. Die erste Walze 106 und die zweite Walze 108 sind drehbar mit dem Rahmen 104 gekoppelt, sodass die erste Walze 106 und die zweite Walze 108 während der Fahrt des Verdichters 100 über die Arbeitsbereichoberfläche 102 rollen. Die erste und zweite Walze 106, 108 umfassen im Wesentlichen zylindrische Walzen und/oder andere Verdichtungselemente des Verdichters 100, und die erste und zweite Walze 106, 108 können zum Aufbringen von Vibrationen und/oder anderen Kräften auf die Arbeitsbereichoberfläche 102 ausgebildet sein, um die Verdichtung der Arbeitsbereichoberfläche 102 zu unterstützen. Obwohl in 1 als eine erste und eine zweite Walze 106 und 108 aufweisend dargestellt, kann der Verdichter 100 gemäß anderen Beispielen auch nur eine einzige Walze oder drei oder mehr Walzen aufweisen. Obwohl die erste und zweite Walze 106 und 108 mit einem im Wesentlichen glatten Umfang oder einer glatten Außenfläche dargestellt sind, können in anderen Beispielen die erste Walze 106 und/oder die zweite Walze 108 verjüngt sein und/oder in den Boden eingreifende Werkzeuge wie Zähne, Zapfen, Verlängerungen, Polster oder andere Merkmale beinhalten. Solche in den Boden eingreifenden Werkzeuge können beim Aufbrechen zumindest einiger der mit der Arbeitsbereichoberfläche 102 assoziierten Materialien und/oder anderweitig beim Verdichten der Arbeitsbereichoberfläche 102 helfen.
Die erste Walze 106 kann die gleiche oder eine andere Konstruktion aufweisen wie die zweite Walze 108. In einigen Beispielen ist die erste Walze 106 und/oder die zweite Walze 108 ein länglicher, hohler Zylinder mit einem zylindrischen Walzenmantel, der ein Innenvolumen umschließt. Die erste Walze 106 definiert eine erste Mittelachse, um die sich die erste Walze 106 dreht, und in ähnlicher Weise definiert die zweite Walze 108 eine zweite Mittelachse, um die sich die zweite Walze 108 dreht.
Die erste Walze 106 kann einen ersten Vibrationsmechanismus 110 innerhalb des zylindrischen Walzenmantels beinhalten, und die zweite Walze 108 kann einen zweiten Vibrationsmechanismus 112 innerhalb des zylindrischen Walzenmantels beinhalten. Während die erste Walze 106 mit einem ersten Vibrationsmechanismus 110 und die zweite Walze 108 mit einem zweiten Vibrationsmechanismus 112 dargestellt ist, kann in anderen Beispielen nur eine der ersten und zweiten Walzen 106, 108 einen Vibrationsmechanismus beinhalten. Der erste und zweite Vibrationsmechanismus 110, 112 kann ein oder mehrere Gewichte oder Massen beinhalten, die an einer Position außerhalb der jeweiligen Mittelachse angeordnet sind, um die sich die erste und zweite Walze 106, 108 drehen. Bei der Drehung der ersten und zweiten Walze 106, 108 werden durch die außermittige oder exzentrische Position der Massen oszillierende oder vibrierende Kräfte auf die erste und zweite Walze 106, 108 ausgeübt, die auf die Arbeitsbereichoberfläche 102 übertragen werden. Die Gewichte sind exzentrisch in Bezug auf die jeweilige Mittelachse positioniert, um die sich die erste und zweite Walze 106, 108 drehen, und solche Gewichte sind in der Regel relativ zueinander beweglich (z. B. um die jeweilige Mittelachse), um unterschiedliche Grade der Unwucht während der Drehung der ersten und zweiten Walze 106, 108 zu erzeugen. Die Amplitude der Schwingungen, die durch eine solche Anordnung von exzentrisch rotierenden Gewichten erzeugt werden, können durch Modifizierung und/oder anderweitige Steuerung der Position der exzentrischen Gewichte zueinander variiert werden, wodurch die durchschnittliche Verteilung der Masse (d. h. der Schwerpunkt) in Bezug auf die Drehachse der Gewichte variiert wird. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt.
Der Verdichter 100 von 1 ist rein beispielhaft und kann andere Konfigurationen (z. B. gezogen, geschoben, mit Band usw.) umfassen. Der Verdichter 100 kann autonom oder halbautonom sein. Der Verdichter 100 kann mit verschiedenen Sensoren ausgestattet sein, die einen autonomen oder halbautonomen Betrieb einschließlich solcher ermöglichen, die Hindernis(se) in der Nähe des Verdichters 100 erfassen können. Die verschiedenen Sensoren können einen oder mehrere Verdichtungssensoren beinhalten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, um die Art des Materials, die Materialdichte, die Materialsteifigkeit und/oder andere Eigenschaften der Arbeitsbereichoberfläche 102 zu ermitteln. Ein oder mehrere Sensoren können auch eine Vibrationsamplitude, eine Vibrationsfrequenz, eine Geschwindigkeit der mit der ersten Walze 106 und/oder der zweiten Walze 108 assoziierten exzentrischen Gewichte, einen Abstand dieser exzentrischen Gewichte von der Drehachse, eine Drehgeschwindigkeit der ersten Walze 106 und/oder der zweiten Walze 108 usw. messen.
Der Verdichter 100 umfasst einen Bedienerstand 118. Der Bedienerstand 118 ist jedoch nicht vorgesehen, wenn der Verdichter 100 vollständig autonom ist. Der Bedienerstand 118 beinhaltet ein Lenksystem 120 mit einem Lenkrad, Hebeln, Pedalen und/oder anderen Steuerungen (nicht abgebildet) zum Lenken des Verdichters 100 entlang eines gewünschten Fahrweges. Der Bedienerstand 118 kann Komponenten und/oder Systeme aufweisen, die nicht speziell dargestellt sind, wie beispielsweise ein Gaspedal, ein Bremssystem usw. für den Betrieb des Verdichters 100. Unter Verwendung des Bedienerstandes 118 kann eine Bedienperson des Verdichters 100 eine Geschwindigkeit, eine Fahrtrichtung und/oder andere Aspekte des Verdichters 100 während der Verwendung anpassen.
Der Bedienerstand 118 beinhaltet auch eine Steuerschnittstelle 122 zur Steuerung verschiedener Funktionen des Verdichters 100. In einigen Beispielen ist es jedoch denkbar, dass die Steuerschnittstelle 122 entfernt und außerhalb des Verdichters 100 angeordnet sein kann. Die Steuerschnittstelle 122 umfasst eine oder mehrere analoge, digitale und/oder Touchscreen-Anzeigen. Die Steuerschnittstelle 122 kann beispielsweise zur Anzeige zumindest eines Teils einer Fahrstrecke, eines Arbeitsplans und/oder zumindest eines Teils einer virtuellen Begrenzung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt sein. Die Steuerschnittstelle 122 kann weitere Funktionen unterstützen, einschließlich beispielsweise die Aufzeichnung von Positionsdaten, wie hierin weiter erläutert, die Anzeige verschiedener Betriebsdaten und die Kommunikation mit verschiedenen Systemen an Bord und außerhalb des Verdichters 100.
Der Verdichter 100 enthält ferner einen oder mehrere Positionssensoren 124. Diese können an beliebiger Stelle an dem Verdichter 100, wie am Rahmen 104, angeordnet sein. Der eine oder die mehreren Positionssensor(en) 124 kann/können einen Standort des Verdichters 100 ermitteln und kann/können eine Komponente eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) umfassen. In einem Beispiel umfassen der eine oder die mehreren Positionssensoren 124 einen GPS-Empfänger, einen GPS-Sender, einen GPS-Transceiver oder eine andere derartige Vorrichtung, und der eine oder die mehreren Positionssensoren 124 können mit einem oder mehreren GPS-Satelliten (nicht abgebildet) in Verbindung stehen, um einen Standort des Verdichters 100 zu ermitteln. Eine solche Ermittlung des Standorts und/oder eine Aufzeichnung des Standorts des Verdichters 100 kann durch die Bedienperson unter Verwendung der Steuerschnittstelle 122 eingeleitet werden, wie hierin weiter beschrieben.
Der Verdichter 100 kann zudem eine Kommunikationsvorrichtung 126 beinhalten, die ausgebildet ist, um dem Verdichter 100 die Kommunikation mit einer oder mehreren anderen Maschinen und/oder mit einem oder mehreren entfernten Servern, Prozessoren oder Steuersystemen zu ermöglichen, die sich entfernt von dem Arbeitsbereich befinden, auf dem der Verdichter 100 eingesetzt wird. Die Kommunikationsvorrichtung 126 kann auch ausgebildet sein, dem Verdichter 100 die Kommunikation mit einer oder mehreren elektronischen Vorrichtungen zu ermöglichen, die sich in dem Arbeitsbereich befinden. In einigen Beispielen beinhaltet die Kommunikationsvorrichtung 126 einen Empfänger, der für das Empfangen verschiedener elektronischer Signale ausgebildet ist, darunter Positionsdaten, Navigationsbefehle, Echtzeitinformationen und/oder projektspezifische Informationen. In einigen Beispielen ist die Kommunikationsvorrichtung 126 auch für das Empfangen von Signalen ausgebildet, die Informationen bezüglich der Verdichtungsanforderungen für die Arbeitsbereichoberfläche 102 beinhalten. Solche Verdichtungsanforderungen können beispielsweise eine mit der Arbeitsbereichoberfläche 102 assoziierte Anzahl von Arbeitsgängen, die zum vollständigen Verdichten der Arbeitsbereichoberfläche 102 erforderlich sind, eine gewünschte Steifigkeit, Dichte und/oder Verdichtung der Arbeitsbereichoberfläche 102, einen gewünschten Wirkungsgrad für einen entsprechenden Verdichtungsvorgang und/oder andere Anforderungen beinhalten. Die Kommunikationsvorrichtung 126 kann ferner einen Sender beinhalten, der für die Übertragung von Positionsdaten ausgebildet ist, die eine relative oder geografische Position des Verdichters 100 anzeigen, sowie von elektronischen Daten, wie etwa Daten, die über einen oder mehrere Sensoren des Verdichters 100 erfasst werden.
Der Verdichter 100 kann einen oder mehrere Hinderniserkennungssensoren 128 beinhalten. Diese können eine oder mehrere der in der Technik bekannten Kameras, LiDAR-, Radar- und/oder Ultraschallsensoren beinhalten. Bei der Verwendung einer Kamera kann es sich um eine Digitalkamera handeln, die zusätzlich zur Hinderniserkennung verschiedene Funktionen aufweist. Die Kamera kann visuelle Einspeisungen bereitstellen, um beispielsweise digitale Videobilder der Arbeitsbereichoberfläche 102 und von Hindernissen auf oder neben dem Arbeitsbereich in Echtzeit aufzunehmen und/oder zu übertragen. In noch weiteren Beispielen kann die Kamera einen Infrarotsensor, eine Wärmebildkamera oder eine ähnliche Vorrichtung umfassen, die zur Aufzeichnung und/oder Übertragung von Wärmebildern der Arbeitsbereichoberfläche 102 in Echtzeit ausgelegt ist.
Der Verdichter 100 beinhaltet ebenfalls eine Steuerung 130, die in elektronischer Kommunikation mit verschiedenen Komponenten, einschließlich des Lenksystems 120, der Steuerschnittstelle 122, einem oder mehreren Positionssensoren 124, der Kommunikationsvorrichtung 126, einem oder mehreren Hinderniserkennungssensoren 128 und/oder anderen Komponenten des Verdichters 100 steht. Die Steuerung 130 empfängt ein oder mehrere Signale von dem einen oder den mehreren Positionssensoren 124, die Informationen über den Standort des Verdichters 100 beinhalten. In einigen Beispielen kann die Steuerung 130 unter Verwendung von Daten von einem oder mehreren Positionssensoren 124 zur Ermittlung des Standorts des Verdichters 100 ausgelegt sein, wenn der Verdichter 100 eine Begrenzung (Peripherie) der Arbeitsbereichoberfläche 102 überquert und/oder wenn der Verdichter 100 zu einem anderen Standort im Arbeitsbereich fährt. Wie bereits erläutert, kann die Steuerschnittstelle 122 in einigen Fällen zur Einleitung einer Kommunikation (z. B. einer Aufzeichnung) über den Standort des Verdichters 100 verwendet werden. Der Standort des Verdichters 100 kann die GPS-Koordinaten einer Vielzahl von bestimmten Punkten wie beispielsweise an den Ecken der Begrenzung und/oder einer Vielzahl von Punkten entlang von zwei oder mehr gelenkten Wegen (Fahrstrecken) des Verdichters 100 beinhalten. Derartige Daten können im Wesentlichen kontinuierlich während der Bewegung des Verdichters 100 ermittelt werden, wie beispielsweise auf Initiative der Bedienperson, die die Steuerschnittstelle 122 benutzt, um die Aufzeichnung der Position zu starten. Alternativ können diese Informationen in regelmäßigen Zeitabständen (Millisekunden, eine Sekunde, zwei Sekunden, fünf Sekunden, zehn Sekunden usw.) während der Fahrt des Verdichters 100 ermittelt werden. Ferner werden solche Informationen in einem mit der Steuerung 130 assoziierten Speicher abgelegt werden, wie nachstehend erläutert.
Die Steuerung 130 kann Teil eines umfassenderen Steuersystems sein, das zusätzliche Komponenten beinhalten kann, darunter einige der bereits erläuterten. Die Steuerung 130 kann beispielsweise Software, Hardware und Kombinationen aus Hardware und Software beinhalten, die zur Ausführung mehrerer Funktionen ausgelegt sind, die unter anderem mit der Hinderniserkennung für den Verdichter 100 zusammenhängen. Die Steuerung 130 kann eine analoge, digitale oder kombinierte analoge und digitale Steuerung beinhalten, die eine Reihe von Komponenten enthält. Beispielsweise kann die Steuerung 130 integrierte Schaltkreise bzw. ICBs, Leiterplatten bzw. PCBs, Prozessor(en), Datenspeichergeräte, Switches, Relais oder beliebige andere Komponenten beinhalten. Beispiele für Prozessoren können ein oder mehrere eines Mikroprozessors, einer Steuerung, eines digitalen Signalprozessors (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), eines feldprogrammierbares Gate-Arrays (FPGA) oder gleichwertige separate oder integrierte Logikschaltungen beinhalten. Kommerziell verfügbare Mikroprozessoren können zum Durchführen der Funktionen der Steuerung 130 konfiguriert sein. Mit der Steuerung 130 können verschiedene bekannte Schaltungen assoziiert sein, einschließlich einer Leistungsversorgungsschaltung, einer Signalkonditionierschaltung, einer Aktortreiberschaltung (d. h. einer Schaltung zum Betreiben von Magnetspulen, Motoren oder Piezoaktoren) und einer Kommunikationsschaltung. In einigen Beispielen kann die Steuerung 130 an dem Verdichter 100 positioniert sein, während in anderen Beispielen die Steuerung 130 relativ zu dem Verdichter 100 an einem externen Standort (entfernten Standort) positioniert sein kann.
Die Steuerung 130 kann einen Speicher, wie beispielsweise eine Speicherschaltung, beinhalten. Der Speicher kann Speichermedien zur Speicherung und/oder zum Abruf von Daten oder anderen Informationen beinhalten, wie beispielsweise Eingabeinformationen von dem einen oder den mehreren Positionssensoren 124, der Kommunikationsvorrichtung 126 und/oder dem einen oder den mehreren Hinderniserkennungssensoren 128. Speichervorrichtungen können in einigen Beispielen ein computerlesbares Speichermedium sein. Die Datenspeichervorrichtungen können beispielsweise verwendet werden, um Programmanweisungen für die Ausführung durch den/die Prozessor(en) der Steuerung 130 zu speichern. Die Speichervorrichtungen werden zum Beispiel durch Software, Anwendungen, Algorithmen, die auf der Steuerung 130 laufen und/oder durch dieses ausgeführt werden, verwendet. Die Speichergeräte können Kurzzeit- und/oder Langzeitspeicher beinhalten und können flüchtig und/oder nicht-flüchtig sein. Beispiele für nicht-flüchtige Speicherelemente beinhalten magnetische Festplatten, optische Festplatten, Disketten, Flashspeicher oder Formen von elektrisch programmierbaren Speichern (EPROM) oder von elektrisch überschreibbaren und programmierbaren Speichern (EEPROM). Beispiele für flüchtige Speicher beinhalten Direktzugriffsspeicher (RAM), dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), statische Direktzugriffsspeicher (SRAM) und andere Formen flüchtiger Speicher, die in der Technik bekannt sind.
2A-2K veranschaulichen Aspekte eines Steuersystems 200 und eines Verfahrens 202, die mit einem Verdichter (wie dem Verdichter 100 von 1) assoziiert sein können. Das Steuersystem 200 und/oder das Verfahren 202 kann eine virtuelle Begrenzung eines Verdichtungsbereichs innerhalb eines Arbeitsbereichs definieren. Diese virtuelle Begrenzung kann einer gewünschten Begrenzung für den Verdichtungsbereich entsprechen. Die gewünschte Begrenzung kann aufgezeichnet oder anderweitig ermittelt werden, indem der Verdichter zumindest entlang eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs betrieben wird. Unter Verwendung der virtuellen Begrenzung (die der gewünschten Begrenzung entspricht) und/oder anderer Eingaben kann das Steuersystem 200 und/oder das Verfahren 202 einen oder mehrere Arbeitspläne entwickeln, die zumindest einen ersten Arbeitsplan für den Betrieb des Verdichters umfassen, um in dem Verdichtungsbereich bis zur virtuellen Begrenzung auf eine Weise zu verdichten, die nachfolgend näher erläutert wird. Aspekte wie die Komponenten des Steuersystems 200 und/oder des Verfahrens 202 wurden bereits in Bezug auf den Verdichter 100 von 1 beschrieben.
Das Steuersystem 200 kann einen oder mehrere entfernte Server, Prozessoren oder andere derartige Computervorrichtungen wie die Steuerung 130 (2A), die Kommunikationsvorrichtung 126 (1) und die Steuerschnittstelle 122 (2A, 2B, 2D, 2F, 2H und 2J) umfassen. In einigen Beispielen können die Kommunikationsvorrichtung 126 (1), die Steuerung 130 (1 und 2A) und/oder die Steuerschnittstelle 122 miteinander verbunden sein und/oder anderweitig miteinander und mit verschiedenen Komponenten wie dem einen oder den mehreren Positionssensoren 124, dem einen oder den mehreren Hinderniserkennungssensoren 128 und/oder anderen Komponenten des Verdichters 100 (siehe Erläuterung zu 1) oder externen Komponenten über ein Netzwerk in Verbindung stehen. Das Netzwerk kann ein lokales Netzwerk („LAN“), ein größeres Netzwerk wie ein Großraumnetzwerk („WAN“) oder eine Sammlung von Netzwerken, wie das Internet, sein. Zur Implementierung des Netzwerks können Protokolle für die Netzwerkkommunikation, wie etwa TCP/IP, verwendet werden. Obwohl Beispiele hierin als ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, verwendend beschrieben werden, können andere Verteilungstechniken implementiert werden, die Informationen übertragen.
2A-2K stellen das Steuersystem 200 und das Verfahren 202 dar, die verschiedene Schritte ausführen. Das Steuersystem 200 und das Verfahren 202 können im Zusammenhang mit Software Schritte beinhalten, die im Speicher abgelegte computerausführbare Anweisungen darstellen. Werden derartige Anweisungen beispielsweise von der Steuerung 130 ausgeführt, veranlassen diese Anweisungen die Steuerung 130, verschiedene Komponenten des Steuersystems 200 und/oder des Verdichters 100 im Allgemeinen, die genannten Vorgänge auszuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen und Ähnliches beinhalten, die bestimmte Funktionen ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Reihenfolge, in der die Vorgänge beschrieben werden, ist nicht als Einschränkung zu verstehen, und eine beliebige Anzahl der beschriebenen Schritte kann in beliebiger Reihenfolge und/oder parallel zur Umsetzung des Verfahrens kombiniert werden. Für die Zwecke der Erläuterung wird, sofern nicht anders angegeben, wird das Verfahren 202 unter Bezugnahme auf den Verdichter 100 von 1 und das Steuersystem 200 beschrieben.
2A stellt die Steuerschnittstelle 122 dar, die mit einem oder mehreren Positionssensoren 124 kommuniziert. Die Steuerschnittstelle 122 kann unter Verwendung des einen oder der mehreren Positionssensoren 124 eine Standortaufzeichnung einleiten, um eine virtuelle Begrenzung zu definieren, wie weiter erläutert und veranschaulicht. Die Steuerschnittstelle 122 und die Steuerung 130 warten in 2A auf die Zuweisung eines Verdichtungsbereichs.
In 2B hat die Bedienperson über die Steuerschnittstelle 122 eine Standortaufzeichnung (siehe eingekreister Bereich auf Anzeige und Status) unter Verwendung des einen oder der mehreren Positionssensoren 124 (1 und 2A) eingeleitet. Diese aufgezeichneten und erfassten Standortinformationen werden von der Steuerung 130 (1 und 2A) zur Definition einer virtuellen Begrenzung, zum Ermitteln eines Verdichtungsbereichs und zum Ermitteln eines Arbeitsplans für den Verdichtungsbereich verwendet, wie weiter erläutert.
2C stellt den physischen Betrieb des Verdichters 100 entlang einer ersten gewünschten Begrenzung 204 für einen Verdichtungsbereich dar. Ein solcher Betrieb kann beispielsweise auf Veranlassung und unter Kontrolle der Bedienperson durchgeführt werden. Es ist jedoch auch denkbar, die Definition der ersten gewünschten Begrenzung 204 autonom durchzuführen. Insbesondere wird der Verdichter 100 entlang einer Fahrstrecke gefahren, die der ersten gewünschten Begrenzung 204 während des Standortaufzeichnungsprozesses des Verfahrens 202 entspricht, wie in 2B dargestellt. Die Steuerung 130 (1 und 2A) kann Daten empfangen, die die Position des Verdichters 100 aufzeichnen, wenn der Verdichter 100 physisch entlang zumindest eines Teils der ersten gewünschten Begrenzung 204 des Verdichtungsbereichs betrieben wird. Die erste gewünschte Begrenzung 204 kann auf der Steuerschnittstelle 122 (2B) durch eine oder mehrere Linien, beispielsweise durch parallele Linien neben den seitlichen Rändern der Walze(n), visuell angezeigt werden. Alternativ kann die erste gewünschte Begrenzung 204 als durch Linien oder dergleichen begrenzt angezeigt werden. Nach weiteren Beispielen können Linien oder andere Darstellungen der ersten gewünschten Begrenzung 204 nicht visuell angezeigt werden.
2D und 2E zeigen, dass die zur Definition der ersten gewünschten Begrenzung 204 verwendete Positionsaufzeichnung nach Ermessen der Bedienperson über die Steuerschnittstelle 122 unterbrochen werden kann. Dadurch kann die Bedienperson den Verdichter 100, wie in 2E gezeigt, nach Belieben in eine zweite (oder nachfolgende) Position drehen oder anderweitig manövrieren, in der die Aufzeichnung der Position fortgesetzt werden kann.
In 2F und 2G kann die Positionsaufzeichnung wieder über die Steuerschnittstelle 122 (2F) eingeleitet werden und der Verdichter 100 wird physisch entlang einer zweiten gewünschten Begrenzung 206 (2G) für den Verdichtungsbereich betrieben. Die Steuerung 130 (1 und 2A) kann wieder Daten empfangen, die die Position des Verdichters 100 aufzeichnen, wenn der Verdichter 100 physisch entlang zumindest eines Teils der zweiten gewünschten Begrenzung 206 des Verdichtungsbereichs betrieben wird. 2H zeigt, dass Daten bezüglich der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206 bei der Initiierung der Steuerschnittstelle 122 im Speicher gespeichert werden können. Diese Positionsdaten, wie sie durch den Standort der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206 definiert sind, können zur Erzeugung einer virtuellen Begrenzung 208 und eines Verdichtungsbereichs 210 verwendet werden, wie in 21 dargestellt. Wie in 2I dargestellt, kann die erste gewünschte Begrenzung 204 und/oder die zweite gewünschte Begrenzung 206 der virtuellen Begrenzung 208 entsprechen (z. B. innerhalb der GPS-Erfassungsgenauigkeit liegen). Es ist zu beachten, dass zumindest ein Teil der virtuellen Begrenzung 208 und des Verdichtungsbereichs 210 extrapoliert werden kann und daher nicht auf der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206 oder anderen Positionsdaten basiert, die von der Sensorik des Verdichters abgeleitet wurden. Somit kann die Steuerung 130 (1 und 2A) gemäß dem Steuersystem 200 und dem Verfahren 202 aus den Daten (bezüglich der Position) die virtuelle Begrenzung 208 des Verdichtungsbereichs 210 ermitteln, die der Position des Verdichters 100 entspricht, wenn der Verdichter physisch entlang zumindest eines Teils der gewünschten Begrenzung (der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206) des Verdichtungsbereichs 210 betrieben wird.
2J und 2K zeigen einen Teil eines ersten Arbeitsplans 212, der von der Steuerung 130 (1 und 2A) zur Automatisierung der Verdichtung innerhalb des Verdichtungsbereichs 210 erstellt wurde. Auf diese Weise kann die Steuerung 130 zumindest den ersten Arbeitsplan 212 für den Betrieb des Verdichters 100 zum Verdichten im Verdichtungsbereich 210 bis zur virtuellen Begrenzung 208 erstellen, wie in 2J und 2K dargestellt. Anders ausgedrückt, kann sich der Verdichtungsbereich 210 bis zu der virtuellen Begrenzung 208 erstrecken, die der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206 entspricht, an der der Verdichter 100 ursprünglich betrieben wurde, um Positionsdaten zu erfassen. Auf diese Weise kann der Verdichtungsbereich 210 der gewünschten Begrenzung des Arbeitsbereichs entsprechen, die von der Bedienperson anhand der Aufzeichnung der Position des Verdichters ursprünglich festgelegt/abgegrenzt wurde.
Der erste Arbeitsplan 212 kann auf der Steuerschnittstelle 122 angezeigt werden, wie in 2J dargestellt. Die Steuerschnittstelle 122 kann als eine Benutzeroberfläche mit der Anzeige von zumindest einem Teil eines oder mehrerer Fahrwege 214 und/oder anderer Komponenten des ersten Arbeitsplans 212 ausgelegt sein. Die Steuerschnittstelle 122 kann beispielsweise Beschriftungen, Standortnamen, GPS-Koordinaten der jeweiligen Standorte und/oder andere Informationen im Zusammenhang mit dem Arbeitsplan und/oder mit Betriebsdaten des Verdichters 100 beinhalten. Die von der Benutzeroberfläche bereitgestellten Daten können in Echtzeit angezeigt und/oder aktualisiert werden, um die Bedienperson beim Betreiben des Verdichters 100 zu unterstützen. Die Steuerschnittstelle 122 kann eine Betriebsphase darstellen, in der der eine oder die mehreren mit dem ersten Arbeitsplan 212 verbundenen Fahrwege 214 als abgeschlossen ermittelt wurden. Diese kann der Bedienperson als Referenz zur Verfügung gestellt werden. Der erste Arbeitsplan 212 kann visuelle Indikatoren beinhalten, die unter anderem die virtuelle Begrenzung 208, der eine oder die mehreren Fahrwege 214 des Verdichters 100, eine Geschwindigkeit des Verdichters 100, eine Vibrationsfrequenz der einen oder mehreren Walzen, eine Vibrationsamplitude der einen oder mehreren Walzen und/oder andere Betriebsparameter des Verdichters 100 angeben. In solchen Beispielen könnten visuelle Indikatoren auch einen oder mehrere andere Betriebsparameter anzeigen.
2J zeigt den ersten Arbeitsplan 212 mit der virtuellen Begrenzung 208 als äußerste Begrenzung des Verdichtungsbereichs 210. Der Verdichter 100 kann entweder autonom, halbautonom oder auf Anweisung der Bedienperson fahren, um den ersten Arbeitsplan 212 auszuführen. Es ist wichtig zu beachten, dass der erste Arbeitsplan 212 und der Verdichtungsbereich 210 möglicherweise keinen Pufferbereich zwischen dem Verdichtungsbereich 210 und der virtuellen Begrenzung 208 bereitstellen, wie dies in der bisherigen Praxis üblich war. Diese Unterscheidung wird ferner in Bezug auf die 3A-4C erläutert. Mit dem ersten Arbeitsplan 212 wird daher erwartet, dass die Verdichtung bis zur virtuellen Begrenzung 208 durchgeführt wird. Der eine oder die mehreren Fahrwege 214 können aus einem oder mehreren geraden Wegen bestehen, die der Verdichter 100 bei der Ausführung der Verdichtung hin und her fährt. Am Ende eines geraden Weges an der virtuellen Begrenzung 208 kann eine S-Wendung oder K-Wendung (mit ausgeschalteter Vibration) durchgeführt werden. Diese S-Wendung oder K-Wendung kann außerhalb der virtuellen Begrenzung 208 durchgeführt werden, was sich von früheren Verfahren unterscheidet. Alternativ kann der Verdichter 100, sobald die virtuelle Begrenzung 208 an einem Ende des geraden Weges erreicht ist, den geraden Weg in umgekehrter Richtung zurückverfolgen, indem er die Verdichtung ohne Wendemanöver durchführt. Nach der Rückverfolgung der geraden Linie kann jedoch außerhalb der virtuellen Begrenzung 208 eine S-Wendung oder eine K-Wendung durchgeführt werden, was sich von früheren Verfahren unterscheidet. Anschließend kann ein nachfolgender gerader Weg der Verdichtung durchgeführt werden.
Die Steuerung 130 (1 und 2A) kann die Steuerschnittstelle 122 veranlassen, eine oder mehrere Nachrichten für die Bedienperson des Verdichters 100 anzuzeigen. Beispielsweise kann die Steuerung 130 über die Steuerschnittstelle 122 eine Nachricht anzeigen, die die Bedienperson zur Genehmigung des ersten Arbeitsplans 212 auffordert. Beispiele für diesen Genehmigungsprozess (oder Ablehnungsprozess) sind in den 3A-4C dargestellt. Über die Steuerschnittstelle 122 können verschiedene Arbeitspläne, Fahrstrecken, virtuelle Begrenzungen, Verdichtungsbereiche oder andere Kriterien (Geschwindigkeit, Vibration usw.) angezeigt und von der Bedienperson über die Steuerschnittstelle 122 genehmigt/abgelehnt werden. Die Steuerung 130 kann die Steuerschnittstelle 122 auch zur Anzeige von Warnungen, Nachrichten oder anderen Hinweisen mit einer oder mehreren Schaltflächen, Symbolen und/oder anderen Datenfeldern veranlassen. Solche Datenfelder können beispielsweise Teile der Touchscreen-Anzeige und/oder andere Komponenten der Steuerschnittstelle 122 umfassen, die für den Empfang von Eingaben (z. B. Berührungseingaben) durch die Bedienperson ausgelegt sind, wie vorstehend in den 2A, 2B, 2D und 2F dargestellt. Es versteht sich, dass verschiedene andere Steuerungen des Verdichters 100, wie beispielsweise die Lenkung, die Bremsen, das Gaspedal usw., ebenfalls verwendet werden können und bei der Ausführung des ersten Arbeitsplans 212 Eingaben von der Steuerung 130 empfangen können. In noch weiteren Beispielen können die Steuerschnittstelle 122 und/oder andere Komponenten des Verdichters 100 zum Empfang von Eingaben, z. B. von Hindernis- und anderen Sensoren, ausgelegt sein. In einigen Beispielen kann die Steuerung 130 die Steuerschnittstelle 122 zur Anzeige einer oder mehrerer zusätzlicher Warnungen, beispielsweise über Schaltflächen, Symbole und/oder andere Bedienelemente, veranlassen.
3A-3C stellen ein Steuersystem 300 und ein Verfahren 302 dar, die den zuvor beschriebenen ähnlich sind. 3A unterscheidet sich von den zuvor gezeigten Systemen und Verfahren dadurch, dass Positionsdaten erfasst werden können, indem der Verdichter zu bestimmten Punkten 304A, 304B, 304C und 304D betrieben wird, die den Ecken eines gewünschten Verdichtungsbereichs entsprechen, und nicht durch kontinuierliches Erfassen von Daten entlang von Wegen wie bei der ersten gewünschten Begrenzung 204 und/oder der zweiten gewünschten Begrenzung 206 von 2A-2K. 3A stellt dar, dass die bestimmten Punkte 304A, 304B, 304C und 304D extrapoliert werden können, um einen aufgezeichneten Bereich 306 (der einem potenziellen Verdichtungsbereich entspricht) zu erstellen, der von einer virtuellen Begrenzung 308 begrenzt wird.
3B unterscheidet sich von den zuvor gezeigten Systemen und Verfahren dadurch, dass die Steuerung 130 (1 und 2A) eine Warnung 309 ausgeben kann (z. B. über ein Symbol auf der Steuerschnittstelle 122). Diese Warnung kann die Bedienperson zur Bestätigung auffordern, dass der gesamte Bereich (der aufgezeichnete Bereich 306) innerhalb der aufgezeichneten Begrenzung, die der virtuellen Begrenzung 308 entspricht, sowie die Bereiche neben und außerhalb der virtuellen Begrenzung 308 frei von Hindernissen sind. Bestätigt die Bedienperson dies mit „OK“, erlaubt die Steuerung 130 dem Verdichter, den gesamten Bereich zu verdichten, die dem aufgezeichneten Bereich 306 entspricht, und dieser Verdichtungsbereich reicht bis zur virtuellen Begrenzung 308. Wie dargestellt, wird bei Auswahl von „OK“ von der Steuerung 130 auch ein größerer Manöverbereich 310 erzeugt. Dieser größere Manöverbereich 310 ermöglicht dem Verdichter die Durchführung von Wendemanövern usw. ohne Verdichtungsvibrationen. Dieser größere Manöverbereich 310 wird sich außerhalb der virtuellen Begrenzung 308 erstrecken. Die Steuerung 130 kann innerhalb des aufgezeichneten Bereichs 306 einen Arbeitsplan 312 ermitteln, der die Verdichtung bis zur virtuellen Begrenzung 308 erweitert (und in der Tat den Betrieb des Verdichters über die virtuelle Begrenzung 308 hinaus in den größeren Manöverbereich 310 für Wendemanöver usw. erweitert).
Sollte die Bedienperson jedoch, wie in 3C dargestellt, in Reaktion auf die Warnung, das Symbol usw. bezüglich der Hindernisse die Bestätigung verweigern (z. B. „NEIN“ oder ähnliches wählen), kann die Steuerung 130 den Bereich der tatsächlichen Verdichtung 314 in der Größe von dem aufgezeichneten Bereich 306 reduzieren. Dieser Bereich der tatsächlichen Verdichtung 314 erstreckt sich nicht bis zu der virtuellen Begrenzung 308, sondern wird innerhalb der virtuellen Begrenzung 308 durch eine Pufferzone 316 beabstandet, die dem Verdichter das Wenden ohne Verdichtung usw. ermöglicht, ohne die virtuelle Begrenzung 308 zu überschreiten. Die Steuerung kann, wenn „NEIN“ gewählt wird, einen zweiten Arbeitsplan 318 innerhalb des Bereichs der tatsächlichen Verdichtung 314 entwickeln und die Pufferzone 316 entwickeln. Dieser zweite Arbeitsplan 318 wird sich von dem Arbeitsplan 312 unterscheiden. Dieser zweite Arbeitsplan 318 erlaubt dem Verdichter nicht, die virtuelle Begrenzung 308 zu überschreiten. Anders ausgedrückt: Der Bereich der tatsächlichen Verdichtung 314, der durch den zweiten Arbeitsplan 318 vorgegeben ist, wird innerhalb der virtuellen Begrenzung 308 durch die Pufferzone 316 beabstandet.
4A-4C stellen ein Steuersystem 400 und ein Verfahren 402 dar, die denen ähnlich sind, die zuvor unter Bezugnahme auf die 2A-3C beschrieben wurden. Jedoch unterscheiden sich die 4A-4C dadurch, dass ein oder mehrere Hinderniserkennungssensoren (wie der eine oder die mehreren Hinderniserkennungssensoren 128) alternativ zu oder in Kombination mit der Eingabe der Bedienperson verwendet werden können. So kann die Steuerung, wie in 4B, eine oder mehrere Warnungen 409 über ein Symbol usw. auf der Steuerschnittstelle 122 ausgeben. Diese Warnung kann angeben, dass der/die Sensor(en) Hindernisse innerhalb oder in der Nähe eines aufgezeichneten Bereichs 406 von 4A erkannt haben, und kann die Bedienperson zur Bestätigung auffordern, dass der gesamte Bereich (der potenzielle Verdichtungsbereich, der dem aufgezeichneten Bereich von 4A entspricht) innerhalb der aufgezeichneten Begrenzung, die einer virtuellen Begrenzung 408 entspricht, und die Bereiche neben und außerhalb der virtuellen Begrenzung 408 frei von Hindernissen sind. Bestätigt die Bedienperson dies mit „OK“, kann die Steuerung 130 dem Verdichter die Verdichtung des gesamten Bereichs erlauben, der dem aufgezeichneten Bereich 406 (dem Bereich der potenziellen Verdichtung) entspricht, und dieser Bereich der potenziellen Verdichtung erstreckt sich bis zu der virtuellen Begrenzung 408. Wie dargestellt, wird bei Auswahl von „OK“ von der Steuerung 130 auch ein größerer Manöverbereich 410 erzeugt. Dieser größere Manöverbereich 410 ermöglicht dem Verdichter die Durchführung von Wendemanövern usw. ohne Vibrationen. Dieser größere Manöverbereich 410 wird sich außerhalb der virtuellen Begrenzung 408 erstrecken. Die Steuerung kann innerhalb des aufgezeichneten Bereichs 406 einen Arbeitsplan 412 ermitteln, und der Arbeitsplan 412 wird einen Verdichtungsbereich aufweisen, der sich bis zur virtuellen Begrenzung 408 erstreckt (und in der Tat erstreckt sich der Arbeitsbereich 412 über die virtuelle Begrenzung 408 hinaus in den größeren Manöverbereich 410 für Wendemanöver usw.).
Gemäß weiteren Beispielen kann die Bedienperson, wenn Hindernisse erkannt werden, den Arbeitsplan 412 jedoch erst dann außer Kraft setzen und erstellen, wenn ein weiterer aufgezeichneter Bereich regeneriert (z. B. wiederholt) wird und keine Hindernisse erkannt werden.
Sollte die Bedienperson jedoch, wie in 4C dargestellt, in Reaktion auf die Warnung, das Symbol usw. bezüglich der Hindernisse die Bestätigung verweigern (z. B. „NEIN“ oder ähnliches wählen), kann die Steuerung 130 den Bereich der tatsächlichen Verdichtung 414 in der Größe von dem potenziellen Bereich der Verdichtung (dem aufgezeichneten Bereich 406) reduzieren. Dieser Bereich der tatsächlichen Verdichtung 414 erstreckt sich nicht bis zu der virtuellen Begrenzung 408, sondern wird innerhalb der virtuellen Begrenzung 408 durch eine Pufferzone 416 beabstandet, die dem Verdichter das Manövrieren für Wendungen usw. ermöglicht, ohne die virtuelle Begrenzung 408 zu überschreiten. Die Steuerung 130 wird einen zweiten Arbeitsplan 418 innerhalb des Bereichs der tatsächlichen Verdichtung 414 und der Pufferzone 416 entwickeln. Dieser zweite Arbeitsplan 418 wird sich von dem Arbeitsplan 412 unterscheiden. Dieser zweite Arbeitsplan 418 erlaubt dem Verdichter nicht, die virtuelle Begrenzung 408 zu überschreiten. Anders ausgedrückt: Der Bereich der tatsächlichen Verdichtung 414, der durch den zweiten Arbeitsplan 418 vorgegeben ist, wird innerhalb der virtuellen Begrenzung 408 durch die Pufferzone 416 beabstandet. Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung stellt Geräte wie den Verdichter 100, Systeme wie Steuersysteme 200, 300 und/oder 400 und Verfahren 202, 302 und/oder 402 zur Definition eines Perimeters wie der virtuellen Begrenzung 208, 308 und 408 eines Verdichtungsbereichs wie 210, 314 und 414 innerhalb eines Arbeitsbereichs bereit. Dieser Perimeter wird durch den Betrieb des Verdichters entlang zumindest eines Teils des Perimeters, wie der ersten gewünschten Begrenzung 204, der zweiten gewünschten Begrenzung 206 und/oder den bestimmten Punkten 304A, 304B, 304C und 304D zur Erfassung von Positionsdaten definiert. Diese Positionsdaten können von einer Steuerung wie der Steuerung 130 zur Definition der virtuellen Begrenzung (z. B. der virtuellen Begrenzung 208, 308 und/oder 408) verwendet werden, innerhalb derer der Verdichter 100 verdichten kann. In einigen Fällen, wenn sich der Verdichtungsbereich 210, 314 und/oder 414 bis zu der virtuellen Begrenzung 208, 308 und/oder 408 erstreckt, kann der Verdichter auch außerhalb der virtuellen Begrenzung 208, 308 und/oder 408, wie in dem Manöverbereich 310 und/oder 410, betrieben werden, um beispielsweise Wendemanöver usw. durchzuführen.
Die Systeme wie die Steuersysteme 200, 300 und/oder 400 und Verfahren wie die Verfahren 202, 302 und/oder 402 können sich auf Eingaben der Bedienperson oder anderer Personen stützen (z. B. in Bezug auf Hindernisse innerhalb des erfassten Bereichs 306 und/oder 406 oder in dem Bereich, der an den erfassten Bereich angrenzt und außerhalb dieses Bereichs liegt). Die Systeme wie die Steuersysteme 200, 300 und/oder 400 und die Verfahren 202, 302 und/oder 402 können eine Vielzahl von Arbeitsplänen formulieren (z. B. den ersten Arbeitsplan 212, den Arbeitsplan 312, den zweiten Arbeitsplan 318, den Arbeitsplan 412 und/oder den zweiten Arbeitsplan 418) und können in Reaktion darauf, dass die Bedienperson (und/oder Sensoren wie ein oder mehrere Hinderniserkennungssensoren 128) das Vorhandensein von Hindernissen innerhalb oder angrenzend an den aufgezeichneten Bereich 306 und/oder den aufgezeichneten Bereich 406 (z. B. den ursprünglich für die Verdichtung vorgesehenen Bereich) anzeigt, einen neuen Arbeitsplan (z. B, den zweiten Arbeitsplan 318 und/oder den zweiten Arbeitsplan 418) überarbeiten/erstellen/aktualisieren.
Die Steuersysteme 200, 300 und/oder 400 und die Verfahren 202, 302 und/oder 402 können zur Ausrichtung des Verdichtungsbereichs (Verdichtungsbereich 210, 314 und 414) mit dem Perimeter wie der ersten gewünschten Begrenzung 204, der zweiten gewünschten
Begrenzung 206 und/oder den von der Bedienperson definierten bestimmten Punkten 304A, 304B, 304C und 304D verwendet werden. Infolgedessen können Systeme wie die Steuersysteme 200, 300 und/oder 400 und Verfahren wie die Verfahren 202, 302 und/oder 402 eine Verkleinerung des Verdichtungsbereichs durch die automatische Hinzufügung einer Sicherheits- oder Pufferzone innerhalb des Perimeters vermeiden und gleichzeitig den Schutz von Personal und Ausrüstung durch die Hinzufügung des Manöverbereichs 310 und/oder 410 außerhalb der virtuellen Begrenzung 208, 308 und/oder 408 gewährleisten. Außerdem kann eine Bedienperson mit den offenbarten Systemen und Verfahren den zu verdichtenden Bereich eines Arbeitsbereichs im Voraus genau festlegen, und zusätzliche Schritte zur manuellen Verdichtung von Bereichen, die in älteren Systemen automatisch für die Sicherheits- oder Pufferzone gesperrt sind, können vermieden werden.
Die obige ausführliche Beschreibung ist als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung vorgesehen. Der Umfang der Offenbarung sollte daher in Bezug auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, die durch die Ansprüche beansprucht werden, ermittelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 11054831 B2 [0002, 0003]
US 9982397 [0003]
US 2020/0089230 [0003]
DE 102019002442 A1 [0003]

Claims

Steuersystem für einen Verdichter, umfassend: einen oder mehrere Positionssensoren, die Daten bezüglich einer Position des Verdichters erfassen; ein Lenksystem zum Lenken des Verdichters entlang eines gewünschten Fahrweges; eine Steuerschnittstelle zum Auslösen einer Aufzeichnung der Position des Verdichters unter Verwendung des einen oder der mehreren Positionssensoren beim physischen Betreiben des Verdichters unter Verwendung des Lenksystems entlang einer gewünschten Begrenzung eines Verdichtungsbereichs; und eine Steuerung, die zumindest mit der Steuerschnittstelle und dem einen oder den mehreren Positionssensoren kommuniziert, wobei die Steuerung ausgelegt ist zum: Empfangen der Daten, die die Position des Verdichters beim physischen Betreiben des Verdichters entlang zumindest eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs aufzeichnen; Ermitteln einer virtuellen Begrenzung des Verdichtungsbereichs aus den Daten, die der Position des Verdichters entspricht, wenn der Verdichter physisch entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs betrieben wird; und Erstellen zumindest eines ersten Arbeitsplans für den Betrieb des Verdichters zum Verdichten in dem Verdichtungsbereich bis zur virtuellen Begrenzung.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen oder mehrere an dem Verdichter montierte Hinderniserkennungssensoren zum Erkennen eines oder mehrerer Hindernisse in einem ersten Bereich um die gewünschte Begrenzung des Verdichtungsbereichs, wobei die Steuerung zumindest während der Aufzeichnung der Position des Verdichters entlang der gewünschten Begrenzung des Arbeitsbereichs mit dem einen oder den mehreren Hinderniserkennungssensoren in Verbindung steht, wobei die Steuerung ausgelegt ist, vor der Implementierung des ersten Arbeitsplans zum Betreiben des Verdichters eine Warnung auszugeben, wenn der eine oder die mehreren Hinderniserkennungssensoren das eine oder die mehreren Hindernisse in dem ersten Bereich um die gewünschte Begrenzung des Verdichtungsbereichs erkennen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Steuerung einen zweiten Arbeitsplan für den Betrieb des Verdichters zum Verdichten in dem Verdichtungsbereich in einem reduzierten Bereich erstellt, der von der virtuellen Begrenzung beabstandet ist und innerhalb davon liegt, und wobei die Steuerung zum Anzeigen des ersten Arbeitsplans und des zweiten Arbeitsplans relativ zur virtuellen Begrenzung über die Steuerschnittstelle ausgelegt ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung zum Ausgeben einer Warnung und zum Empfangen einer Bestätigung der Bedienperson über die Steuerschnittstelle ausgelegt ist, dass keine Hindernisse im Verdichtungsbereich vorhanden sind, bevor zumindest der erste Arbeitsplan implementiert wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung einen Speicher zum Speichern des ersten Arbeitsplans und der virtuellen Begrenzung für die nachfolgende Verwendung des Verdichters innerhalb des Verdichtungsbereichs beinhaltet, ohne dass der Verdichter unter Verwendung des Lenksystems entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs physisch betrieben werden muss, um die virtuelle Begrenzung für den ersten Arbeitsplan erneut zu validieren.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest eines von: die virtuelle Begrenzung wird extrapoliert aus zumindest einem von: einer Vielzahl von erfassten Punkten entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs oder zumindest zwei gelenkten Wegen des Verdichters entlang eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs, wobei ein Teil der virtuellen Begrenzung von der Steuerung extrapoliert wird, anstatt auf den Erfassungsdaten zu basieren.
Maschinenimplementiertes Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Verdichters, umfassend: Aufzeichnen einer oder mehrerer Positionen des Verdichters, während der Verdichter entlang einer gewünschten Begrenzung eines Verdichtungsbereichs gelenkt wird; Verwenden der Aufzeichnung der Position entlang der gewünschten Begrenzung, um eine von einer Steuerung des Verdichters erzeugte virtuelle Begrenzung zu definieren; Bereitstellen einer oder mehrerer Aufforderungen an eine Bedienperson bezüglich des Vorhandenseins eines oder mehrerer Hindernisse in oder angrenzend an den Verdichtungsbereich; und Ermitteln eines Arbeitsplans für den Verdichter zur Verdichtung innerhalb des Verdichtungsbereichs entsprechend der Reaktion einer Bedienperson auf die eine oder mehrere Aufforderungen und die virtuelle Begrenzung.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Erkennen eines oder mehrerer Hindernisse in einem ersten Bereich um die gewünschte Begrenzung des Verdichtungsbereichs durch einen oder mehrere Sensoren; und wobei das Bereitstellen einer oder mehrerer Aufforderungen an eine Bedienperson bezüglich des Vorhandenseins eines oder mehrerer Hindernisse in oder angrenzend an den Verdichtungsbereich eine Aufforderung beinhaltet, dass ein oder mehrere Hindernisse durch den einen oder mehrere Sensoren erkannt wurden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Bedienperson die eine oder mehrere Aufforderungen zur Erstellung des Arbeitsplans verifizieren muss.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Aufzeichnen der einen oder mehreren Positionen des Verdichters während des Lenkens des Verdichters entlang der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs an einem erfolgt von: einer Vielzahl von Punkten entlang der gewünschten Begrenzung oder entlang zumindest zweier gelenkter Wege des Verdichters entlang eines Teils der gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei zumindest ein Teil der virtuellen Begrenzung von der Steuerung basierend auf der Aufzeichnung der einen oder mehreren Positionen des Verdichters extrapoliert wird, während der Verdichter nur entlang eines Teils einer gewünschten Begrenzung des Verdichtungsbereichs gelenkt wird.