DE102022210461A1

DE102022210461A1 - Arbeitswerkzeug- kamerasystem für nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE102022210461A1
Application number: DE102022210461.7A
Authority: DE
Inventors: Leonardo M. Messias; Craig Christofferson
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-05-25
Also published as: US20230151586A1

Abstract

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Nutzfahrzeug einen Hauptrahmen, ein Arbeitswerkzeug, das dafür ausgelegt ist, sich relativ zum Hauptrahmen zu bewegen, um ein Material zu bewegen, eine erste Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein erstes Bild zu erfassen, eine zweite Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein zweites Bild zu erfassen, einen elektronischen Prozessor, der mit der ersten Bildgebungsvorrichtung und der zweiten Bildgebungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei der elektronische Prozessor dafür ausgelegt ist, ein modifiziertes Bild zu erzeugen, und ein Display zum Anzeigen des modifizierten Bildes des vom Arbeitswerkzeug bewegten Materials, wobei das modifizierte Bild auf einer Kombination des ersten Bildes und des zweiten Bildes basiert und in dem modifizierten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Nutzfahrzeug. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Arbeitswerkzeug-Kamerasystem für Nutzfahrzeuge.
Hintergrund
Nutzfahrzeuge, wie etwa Motorgrader, Bulldozer, Raupenfahrzeuge, Fällbuncher, Scraper, Bagger, Kompakt- und Raupenlader, verwenden oft einen Schild, um Material zu bewegen. Während der Bedienung des Nutzfahrzeugs kann die Position des Bedieners in Bezug auf das Arbeitswerkzeug es schwierig machen, die Menge an Material zu sehen, die zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt vom Arbeitswerkzeug bewegt wird. Dies gilt insbesondere bei Planiervorgängen oder anderen Präzisionsmanövern.
Kurzdarstellung
Verschiedene Aspekte von Beispielen der vorliegenden Offenbarung sind in den Ansprüchen dargelegt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Nutzfahrzeug einen Hauptrahmen, ein Arbeitswerkzeug, das dafür ausgelegt ist, sich relativ zum Hauptrahmen zu bewegen, um ein Material zu bewegen, eine erste Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein erstes Bild zu erfassen, eine zweite Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein zweites Bild zu erfassen, einen elektronischen Prozessor, der mit der ersten Bildgebungsvorrichtung und der zweiten Bildgebungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei der elektronische Prozessor dafür ausgelegt ist, ein modifiziertes Bild zu erzeugen, und ein Display zum Anzeigen des modifizierten Bildes des vom Arbeitswerkzeug bewegten Materials, wobei das modifizierte Bild auf einer Kombination des ersten Bildes und des zweiten Bildes basiert und in dem modifizierten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Anzeigesystem für ein Nutzfahrzeug eine erste Bildgebungsvorrichtung zum Erfassen eines ersten Bildes eines ersten Teils eines Arbeitswerkzeugs des Nutzfahrzeugs, eine zweite Bildgebungsvorrichtung zum Erfassen eines zweiten Bildes eines zweiten Teils des Arbeitswerkzeugs, eine Bilderzeugungseinheit, die mit der ersten Bildgebungsvorrichtung und der zweiten Bildgebungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei die Bilderzeugungseinheit dafür ausgelegt ist, ein modifiziertes Bild zu erzeugen, wobei das modifizierte Bild auf einer Kombination des ersten Bildes und des zweiten Bildes basiert, ohne das Arbeitswerkzeug zu zeigen, und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen des modifizierten Bildes.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Nutzfahrzeugs vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen eines ersten Bildes mit einer ersten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil eines Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, Erfassen eines zweiten Bildes mit einer zweiten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, Kombinieren des ersten Bildes mit dem zweiten Bild, um ein drittes Bild zu erzeugen, wobei im dritten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird und es einen Umriss des Arbeitswerkzeugs enthält, und Anzeigen des dritten Bildes auf einem Display.
Die obigen und weitere Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
In der detaillierten Beschreibung der Zeichnungen wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, wobei:

1 eine Seitenansicht eines Nutzfahrzeugs mit einem Schild ist, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Seitenansicht des Nutzfahrzeugs von 1 mit einer ersten Bildgebungsvorrichtung und einer zweiten Bildgebungsvorrichtung in der Nähe eines Schildes ist, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3 eine Seitenansicht des Nutzfahrzeugs ist, wobei das Arbeitswerkzeug des Nutzfahrzeugs Material bewegt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
4 eine Vorderansicht eines Bildes der Darstellung von Material, das bewegt wird, von 3 ist, mit einer Durchsichtdarstellung des Schildes, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5 eine repräsentative Ansicht eines Displays ist, welches das dritte Bild mit dem Material, das gegenwärtig vom Schild bewegt wird, ohne den Schild im Bild zeigt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
6 ein Schema ist, das ein Schildsteuersystem für ein Nutzfahrzeug zeigt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Nutzfahrzeugs ist, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

In den verschiedenen Figuren werden zur Bezeichnung gleicher Elemente durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet.
Detaillierte Beschreibung
Wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform des Gegenstands dieser Offenbarung wird anhand von 1 bis 7 der Zeichnungen verständlich.
Obwohl die vorliegende Offenbarung in den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung detailliert veranschaulicht und beschrieben wird, hat diese Veranschaulichung und Beschreibung keinen einschränkenden Charakter, wobei es sich versteht, dass (eine) beispielhafte Ausführungsform(en) dargestellt und beschrieben wird (werden), und dass alle Änderungen und Modifikationen, die unter den Gedanken der vorliegenden Offenbarung fallen, geschützt sein sollen. Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weisen möglicherweise nicht alle beschriebenen Merkmale auf, profitieren jedoch trotzdem von wenigstens einigen der Vorteile dieser Merkmale. Durchschnittsfachleute können ihre eigenen Implementierungen ersinnen, in welche eines oder mehrere Merkmale der vorliegenden Offenbarung integriert sind, und fallen unter den Gedanken und in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
Während der Bedienung des Nutzfahrzeugs kann die Position des Bedieners in Bezug auf das Arbeitswerkzeug es schwierig machen, die Menge an Material zu sehen, die zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt vom Arbeitswerkzeug bewegt wird. Dies kann aus einer Reihe von Gründen eine Herausforderung sein. Wenn zum Beispiel der Bediener Anpassungen aufgrund von Änderungen des Geländes oder aus anderen Gründen vornehmen möchte, kann es vorteilhaft sein, wenn er in der Lage ist zu sehen, wieviel und/oder wie wenig Material sich in oder auf dem Arbeitswerkzeug ansammelt. Bei einer eingeschränkten Sicht reagiert der Bediener langsamer auf Änderungen der Bedingungen. Ist eine bessere Sicht auf das Material, das vom Schild bewegt wird, vorhanden, kann dies die Ausführung und Genauigkeit von Manövern verbessern, die vom Nutzfahrzeug durchgeführt werden. Bei den hierin beschriebenen Ausführungsformen würde die Anwendung einer Technologie, die es dem Bediener ermöglicht, durch ein Arbeitswerkzeug „hindurchzusehen“ oder es effektiv zu beseitigen, bessere Informationen über Prozesse liefern, die vom Nutzfahrzeug ausgeführt werden.
1 ist eine Seitenansicht eines Nutzfahrzeugs mit einem Schild, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 1 zeigt ein Nutzfahrzeug in der Form eines Motorgraders 10. Obwohl ein Nutzfahrzeug als Motorgrader 10 dargestellt und beschrieben ist, können die Nutzfahrzeuge zum Beispiel Bulldozer, Raupenfahrzeuge, Fällbuncher, Scraper, Bagger, Kompakt- und Raupenlader oder beliebige andere Nutzfahrzeuge sein, welche ein Arbeitswerkzeug verwenden (zum Beispiel eine Schaufel, einen Schild, einen Brustschild usw.), um Material zu bewegen.
Der Motorgrader 10 weist einen Hauptrahmen 12 und einen Gelenkrahmen 14, welcher in Bezug auf den Hauptrahmen 12 schwenkbar ist, auf. Eine Fahrerkabine 13 ist auf dem Gelenkrahmen 14 angebracht. Die Fahrerkabine 13 weist Bedienelemente auf, wie etwa eine Anzeigeeinheit 70, die in 5 dargestellt und weiter unten detailliert beschrieben ist, so dass eine Bedienperson das Fahrzeug 10 steuern kann.
Der Gelenkrahmen 14 weist einen an ihm angebrachten Brustschild 26 (z. B. einen Planierschild) auf. Der Schild 26 ist dafür ausgelegt, Erd- oder anderes Material zu verteilen, einzuebnen oder auf andere Weise zu bewegen. Um solche Arbeitsvorgänge zu erleichtern, ist der Schild 26 so am Rahmen 14 angebracht, dass der Schild 26 selektiv in einer Anzahl von Richtungen bewegbar ist. Ein Zugrahmen 22 ist zur Vorderseite hin über ein Kugelgelenk mit dem Gelenkrahmen 14 gekoppelt. Ein Drehkranz 28 ist mit dem Zugrahmen 22 gekoppelt, um sich unter Verwendung eines am Zugrahmen 22 angebrachten Drehkranzantriebs 38 relativ zu diesem zu drehen. Ein Kipprahmen 40 hält den Schild 26 und ist schwenkbar mit dem Drehkranz 28 gekoppelt, für eine Schwenkbewegung des Kipprahmens 40 und des von ihm gehaltenen Schildes 26 relativ zum Drehkranz 28 um eine Kippachse unter Verwendung eines Kippzylinders (in 1 nicht dargestellt).
Der Kippzylinder ist mit dem Drehkranz 28 und dem Kipprahmen 40 verbunden, so dass eine Betätigung des Kippzylinders 30 den Anstellwinkel des Kipprahmens 40 (und somit des Brustschildes 26) bezüglich des Drehkranzes 28 ändert. Ein linker und ein rechter Schildhubzylinder 34 (d. h. hydraulische Hubzylinder) sind mit einem Sattel 36 (welcher wiederum am Gelenkrahmen 14 befestigt ist) und dem Zugrahmen 22 verbunden, so dass eine Betätigung des linken und rechten Schildhubzylinders 34 die Seiten des Zugrahmens 22 und somit den Brustschild 26 relativ zu Gelenkrahmen 14 hebt und senkt.
2 ist eine Seitenansicht des Nutzfahrzeugs von 1 mit einer ersten Bildgebungsvorrichtung und einer zweiten Bildgebungsvorrichtung in der Nähe eines Schildes, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Nutzfahrzeug 10 kann eine erste Bildgebungsvorrichtung 50 und eine zweite Bildgebungsvorrichtung 52 aufweisen. Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 kann zum Beispiel mit dem Hauptrahmen 12 oder einem anderen Ort (z. B. unter der Fahrerkabine 13 oder am Gelenkrahmen 14) an einer ersten Position 54 gekoppelt sein, wobei sich die erste Position 54, vom Schild 26 aus gesehen, hinten befindet (d. h. hinter dem Schild 26, näher an den Hinterrädern 18). Die Position der ersten Bildgebungsvorrichtung 50 kann ein beliebiger geeigneter Ort in der Nähe des Arbeitswerkzeugs sein (z. B. kann sich die erste Position 54 an anderen Orten jenseits des Hauptrahmens 12 befinden). Der Hauptrahmen 12 kann ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweisen, wobei sich das vordere Ende in der Nähe der Vorderräder 20, 21 befindet und das hintere Ende sich in der Nähe der Hinterräder 18 befinden kann. Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 kann so positioniert sein, dass sie die Rückseite (d. h. die näher bei den Hinterrädern 18 befindliche Seite) des Schildes 26 aufnimmt. Die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 kann zum Beispiel mit dem Zugrahmen 22 an einer zweiten Position 56 gekoppelt sein, wobei sich die zweite Position, vom Schild 26 aus gesehen, vom befindet (d. h. vor dem Schild 26, näher an den neigbaren vorderen Antriebsrädern 20, 21). Die Position der zweiten Bildgebungsvorrichtung 52 kann ein beliebiger geeigneter Ort in der Nähe des Arbeitswerkzeugs sein (z. B. kann sich die zweite Position 56 an anderen Orten jenseits des Zugrahmens 22 befinden). Die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 kann so positioniert sein, dass sie die Vorderseite (d. h. die näher bei den Vorderrädern 20, 21 befindliche Seite) des Schildes 26 aufnimmt.
Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 kann ein erstes Bild 58 erfassen, und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 kann ein zweites Bild 60 erfassen. Zum Beispiel kann das erste Bild 58 die Rückseite (z. B. einen ersten Teil) des Schildes zeigen, einschließlich von etwaigem Material, das am linken Ende des Schildes 26 oder am rechten Ende des Schildes 26 hervortritt. Das zweite Bild 60 kann die Vorderseite des Schildes 26 (z. B. einen zweiten Teil) zeigen, einschließlich der Position und Menge von Material, das sich entlang des Schildes 26 angehäuft hat, und der vorausliegenden Planierfläche (z. B. der Fläche des Geländes vor dem Schild, welche demnächst mit dem Schild in Kontakt kommen wird). Das vorausliegende Gelände kann hohe Punkte (z. B. Erdhügel, Haufen, Erhebungen usw.) und niedrige Punkte (z. B. Löcher, Bodensenken usw.) aufweisen.
Das erste Bild 58 und das zweite Bild 60 können verwendet werden, um ein drittes Bild 62 zu erzeugen, wobei das dritte Bild 62 aus der Perspektive der ersten Bildgebungsvorrichtung (z. B. mit Blickrichtung nach vorn) gezeigt werden kann, oder, alternativ dazu, wobei das dritte Bild 62 aus der Perspektive der zweiten Bildgebungsvorrichtung (z. B. mit Blickrichtung nach hinten) gezeigt werden kann, wobei das dritte Bild 62 den Schild 26 beseitigt und das Material, das vom Schild 26 geschoben wird (z. B. als ob der Schild unsichtbar wäre oder man durch ihn „hindurchsehen“ könnte, als ob der Schild nicht da wäre), und/oder das vorausliegende Gelände zeigt. Weitere Informationen siehe 4 und zugehörige Erläuterungen.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine dritte Bildgebungsvorrichtung verwendet werden, um das vorausliegende Gelände zu zeigen. Die dritte Bildgebungsvorrichtung könnte zum Beispiel am Hauptrahmen 12 (oder einem anderen Ort in der Nähe des vorderen Bereichs des Nutzfahrzeugs) angeordnet sein und nach vorn zum vorausliegenden Gelände hin gerichtet sein, wenn sich das Nutzfahrzeug vorwärtsbewegt.
3 ist eine Seitenansicht eines Nutzfahrzeugs, wobei das Arbeitswerkzeug eines Nutzfahrzeugs Material bewegt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Während sich das Nutzfahrzeug 10 bewegt, kann das Arbeitswerkzeug 26 verwendet werden, um Material 66 (z. B. Schmutz, Kies, Schnee, Eis usw.) zu bewegen. Die Menge an Material 66, welches von dem Schild 26 gesammelt wird, kann variieren, in Abhängigkeit zum Beispiel von der Materialart, der Höhe des Arbeitswerkzeugs, dem Winkel, dem Anstellwinkel und/oder der Drehung des Arbeitswerkzeugs, der Geschwindigkeit des Nutzfahrzeugs, der Größe des Arbeitswerkzeugs. Andere äußere Faktoren könnten ebenfalls die von dem Schild gesammelte Menge an Material beeinflussen, wie etwa die Temperatur, einschließlich derjenigen der bearbeiteten Fläche, Sonne/keine Sonne usw.
Aufgrund der Position der Fahrerkabine 13 in Bezug auf den Schild 26 kann der Schild 26 selbst, zusammen mit dazwischen befindlichen Teilen des Nutzfahrzeugs 10 (z. B. dem Drehkranz 28), es schwierig und/oder unmöglich machen, die Menge an Material zu sehen, die zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt vom Schild 26 bewegt wird. Wenn zum Beispiel die erste Bildgebungsvorrichtung 50 und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 vorhanden sind, kann dies zusammen mit dem dritten Bild 62 dem Bediener helfen zu verstehen, welche Menge an Material 66 zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt vom Schild 26 bewegt wird.
4 ist eine Vorderansicht eines Bildes der Darstellung von Material, das bewegt wird, von 3, mit einer Durchsichtdarstellung des Schildes, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie oben angegeben, können das erste Bild und das zweite Bild verwendet werden, um ein drittes Bild zu erzeugen, wobei das dritte Bild aus der Perspektive der zweiten Bildgebungsvorrichtung (z. B. mit Blickrichtung nach hinten) gezeigt werden kann, wobei das dritte Bild den Schild 26 beseitigt und das Material zeigt, das vom Schild 26 geschoben wird. Der Schild 26 kann „unsichtbar“ oder durchsichtig sein, indem das erste Bild und das zweite Bild kombiniert werden, um den Schild 26 effektiv zu beseitigen. Eine Darstellung des Schildes 26 kann zur Information im dritten Bild enthalten sein. Die Darstellung kann einen Umriss oder ein durchscheinendes Bild des Schildes 26 umfassen.
Das Material, das vom Schild 26 geschoben wird (z. B. Schmutz, Gestein, Schnee usw.), kann sich in variierenden Mengen an verschiedenen Stellen entlang des Schildes 26 ansammeln. In diesem Beispiel variiert das Material 66, das vom Schild 26 bewegt wird, entlang der Länge des Schildes 26. Die Menge an Material 66 kann variieren und sich im Laufe der Zeit ändern, während sich das Nutzfahrzeug 10 bewegt. So wie sich die Menge an Material 66 in der Nähe des Schildes ändert, kann sich auch die entsprechende Anzeige auf dem dritten Bild 62 ändern, was für einen Bediener in der Fahrerkabine auf dem Display 70 oder an einem entfernten Ort auf einem anderen Monitor sichtbar ist.
Ebenfalls in 4 dargestellt sind Bereiche des vorausliegenden Geländes. In diesem Beispiel weist das vorausliegende Gelände niedrige Punkte 72 und hohe Punkte 74 (d. h. zwei Beispiele eines Typs des vorausliegenden Geländes) entlang der Oberfläche auf. Wie zuvor erwähnt, kann das vorausliegende Gelände durch die zweite Bildgebungsvorrichtung oder eine dritte Bildgebungsvorrichtung identifiziert werden.
Die Identifizierung des vorausliegenden Geländes kann zum Beispiel durch Bildgebungsvorrichtungen erfolgen, welche Stereokameras, Lider, Radar oder andere ähnliche Vorrichtungen aufweisen. Die Identifizierung von vorausliegendem Gelände kann bei der Identifizierung von Bereichen helfen, welche zusätzliches Material erfordern (z. B. Löcher, tiefe Stellen), was eine nützliche Information für einen Planiervorgang sein kann.
5 ist eine repräsentative Ansicht eines Displays, welches das dritte Bild mit dem Material, das gegenwärtig vom Schild bewegt wird, ohne den Schild im Bild zeigt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Display 70 kann das dritte Bild 62 zeigen, welches einen Umriss 64 des Schildes 26 und das Material 66, das vom Schild 26 bewegt wird, enthalten kann.
Das Display 70 kann das Material 66 zeigen, das vom Schild 26 bewegt wird und wobei das Material 66, das bewegt wird, sich mit dem Schild in Kontakt befindet. Das Display 70 kann außerdem die Menge des Materials 66 zeigen, das an einem Ende 26A oder 26B des Schildes 26 hervortritt. Dies kann für einen Bediener hilfreich sein, wenn sich das Gelände ändert und die Menge an Material 66, das vom Schild 26 bewegt wird, sich ändert.
Wenn zum Beispiel das Gelände abfällt (d. h. absinkt, fällt, ein Loch, der Abstand zwischen dem Schild und der Oberfläche sich vergrößert usw.), kann die Menge an Material 66, das vom Schild 26 bewegt wird, sich verringern, was zur Folge hat, dass weniger (oder kein) Material 66 an einem Ende des Schildes 26 hervortritt.
Wenn dagegen das Gelände ansteigt (d. h. sich anhebt, ein Höcker, eine Schwelle, ein Erdhügel, ein Haufen, der Abstand zwischen dem Schild und der Oberfläche sich verkleinert usw.), kann die Menge an Material 66, das vom Schild 26 bewegt wird, sich vergrößern, was zur Folge hat, dass mehr Material an einem Ende 26A oder 26B (oder beiden Enden) des Schildes 26 hervortritt.
Das Display 70 kann Informationen über den Planierprozess anzeigen. Zum Beispiel kann eine blaue Schattierung (d. h. ein Schraffurmuster für niedrige Punkte 72) vorausliegende Löcher oder Bodensenken kennzeichnen. Eine rote Schattierung (d. h. ein Schraffurmuster 2 für hohe Punkte 74) kann die Menge an Material sein, die sich gegenwärtig auf dem Schild befindet.
Auf dem Display können zusätzliche Farbindikatoren 76 positioniert sein, um den Grad der Belastung darzustellen, der die Arbeitsmaschine gegenwärtig ausgesetzt ist. Zum Beispiel zeigt 5 Farbindikatoren 76 beiderseits des Schildes 26. In diesem Beispiel können Grün (in 5 mit „G“ bezeichnet), Gelb (in 5 mit „Y“ bezeichnet) oder Rot (in 5 mit „R“ bezeichnet) verschiedene Belastungen des Arbeitsfahrzeugs darstellen, wobei Grün anzeigt, dass der Belastungsgrad OK ist, Gelb anzeigt, dass bei diesem Grad der Belastung der Maschine Vorsicht geboten ist, und Rot anzeigt, dass man sich der Belastbarkeitsgrenze nähert. Die Farbindikatoren können ein erster Indikator eines Belastungsgrades am Arbeitswerkzeug sein.
Das Display 70 kann das geschätzte Volumen 78 des Materials 66, welches vom Grader bewegt wird, anzeigen. Siehe zusätzliche Informationen und Beschreibung weiter unten.
Diese Informationen, die auf dem Monitor angezeigt werden, können dem Bediener zusätzliche Informationen hinsichtlich der Menge an Material auf dem Schild liefern. Der Bediener kann sehen, wie groß die auf den Schild einwirkende Belastung ist, und kann sehen, wie die Last zwischen der Spitze, dem Fuß und der Mitte des Schildes verteilt ist.
6 ist ein Schema, das ein Schildsteuersystem für ein Nutzfahrzeug zeigt, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Schildsteuersystem 80 kann die erste Bildgebungsvorrichtung 50 und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 aufweisen, die mit dem Arbeitsfahrzeug 10 gekoppelt sind. Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 sind dafür ausgelegt, ein erstes Bild 58 und ein zweites Bild 60 (d. h. Bilddaten) zu erfassen, welche den Schild 26 enthalten, wie oben beschrieben. Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 können jeweils eine Kamera umfassen. Die erste Bildgebungsvorrichtung 50 und die zweite Bildgebungsvorrichtung 52 können verwendet werden, um Bilder zu erhalten, welche verwendet werden, um ein drittes Bild 62 (d. h. Bilddaten) zu erzeugen, welches das Arbeitswerkzeug 26 in jedem Bild 58 und 60 von der ersten Bildgebungsvorrichtung 50 und der zweiten Bildgebungsvorrichtung entfernt. Das dritte Bild 62 kann auf dem Display 70 angezeigt werden, und das Bild 62 kann auch einen Umriss des Arbeitswerkzeugs 26 enthalten. Das Display 70 kann auch das Material 66 zeigen, das gegenwärtig vom Schild 26 (d. h. dem Arbeitswerkzeug) bewegt wird.
Das Schildsteuersystem 80 weist außerdem einen nichtflüchtigen computerlesbaren Speicher 82 auf, welcher Bilddaten 84 speichert. Der nichtflüchtige computerlesbare Speicher 82 kann einen elektronischen Speicher, einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher, eine optische Speichervorrichtung, eine Magnetspeichervorrichtung oder eine andere Vorrichtung zum Speichern elektronischer Daten und Zugreifen auf diese auf einem beliebigen beschreibbaren, wiederbeschreibbaren oder lesbaren elektronischen, optischen oder magnetischen Speichermedium umfassen.
Es ist ein elektronischer Prozessor 86 (d. h. eine Bilderzeugungseinheit) vorgesehen und dafür ausgelegt, einen Arbeitsvorgang durch steuerbares Einstellen einer Position des Arbeitswerkzeugs 26 relativ zum Nutzfahrzeug 10 und Erfassen und Verarbeiten von Bildern von der ersten Bildgebungsvorrichtung 50 und der zweiten Bildgebungsvorrichtung 52 (und eventuellen weiteren Bildgebungsvorrichtungen) auszuführen. Der elektronische Prozessor 86 kann vor Ort als Teil des Nutzfahrzeugs 10 angeordnet sein, oder entfernt als ein Fernverarbeitungszentrum (nicht dargestellt). Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der elektronische Prozessor 86 einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine Zentraleinheit, eine programmierbare logische Anordnung, eine speicherprogrammierbare Steuerung oder eine andere geeignete programmierbare Schaltungsanordnung, welche dazu eingerichtet ist, Datenverarbeitungs- und/oder Systemsteuerungsoperationen auszuführen, umfassen. Der elektronische Prozessor 86 führt Computersoftwareanwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Datenstrukturen usw. aus bzw. stützt sich auf andere Weise auf diese. Softwareroutinen, die im integrierten Speicher des elektronischen Prozessors 86 oder einem anderen Speicher resident sind, werden in Reaktion auf empfangene Signale ausgeführt.
Die Computersoftwareanwendungen können sich bei anderen Ausführungsformen in der Cloud befinden. Die ausgeführte Software umfasst eine oder mehrere spezifische Anwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Sequenzen von Anweisungen, die typischerweise als „Programmcode“ bezeichnet werden. Der Programmcode umfasst eine oder mehrere Anweisungen, die sich im Arbeitsspeicher und anderen Speichervorrichtungen, welche die im Arbeitsspeicher residenten Anweisungen ausführen, befinden, welche auf andere Anweisungen reagieren, die vom System erzeugt werden, oder welche von einer vom Benutzer bedienten Bedienerschnittstelle 88 geliefert werden (die sich z. B. in der Fahrerkabine oder an einem entfernten Ort befindet). Der elektronische Prozessor 86 ist dafür ausgelegt, die gespeicherten Programmanweisungen auszuführen.
Der elektronische Prozessor 86 kann zusammen mit den gespeicherten Programmanweisungen verwendet werden, um eine Menge an Material zu schätzen, das vom Arbeitswerkzeug bewegt wird. Basierend auf der Größe der Fläche eines Bildes des Schildes, welche ein Material 66 zeigt, kann der Prozessor 86 ein geschätztes Volumen des Materials 66 bestimmen, das vom Arbeitswerkzeug bewegt wird.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Nutzfahrzeugs, im Einklang mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 100 zum Zeigen von Material, das von einem Nutzfahrzeug bewegt wird, kann den Schritt 102 des Erfassens eines ersten Bildes mit einer ersten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil eines Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, umfassen, den Schritt 104 des Erfassens eines zweiten Bildes mit einer zweiten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, den Schritt 106 des Kombinierens des ersten Bildes mit dem zweiten Bild, um ein drittes Bild zu erzeugen, wobei im dritten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird, und den Schritt 108 des Anzeigens des dritten Bildes zusammen mit dem Material 66, das von dem Nutzfahrzeug bewegt wird, auf einem Display.
Das Verfahren 100 kann ferner den Schritt 110 des Schätzens des Volumens des Materials, das vom Arbeitswerkzeug bewegt wird, umfassen. Basierend auf einer Analyse des dritten Bildes kann eine Schätzung für das Volumen des Materials, das vom Arbeitswerkzeug bewegt wird, bestimmt werden. Diese Schätzung basiert auf einem Vergleich der Fläche des Bildes, welche Material zeigt, das bewegt wird, mit der Fläche des Arbeitswerkzeugs. Die geschätzte Menge an Material kann zum Beispiel auf der Menge an Material beruhen, das sich auf dem Schild (d. h. dem Arbeitswerkzeug) befindet (d. h. an ihm anliegt, es berührt, von ihm bewegt wird), und auf der Größe des Schildes (d. h. des Arbeitswerkzeugs). Wenn die Größe und Fläche des Schildes bestimmt worden sind, kann ein interessierender Volumenbereich festgelegt werden. Wenn eine Bildgebungsvorrichtung (z. B. eine Kamera) sehen und bestimmen kann, welcher Anteil des Volumenbereichs mit Material bedeckt ist, kann eine Schätzung der Menge an Material, das bewegt wird, vorgenommen werden.
Das Verfahren 100 kann ferner den Schritt 112 des Anzeigens der Menge an Material, das vom Arbeitswerkzeug bewegt wird, auf einem Display umfassen.

Claims

Nutzfahrzeug, umfassend: einen Hauptrahmen; ein Arbeitswerkzeug, das dafür ausgelegt ist, sich relativ zum Hauptrahmen zu bewegen, um ein Material zu bewegen; eine erste Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein erstes Bild zu erfassen; eine zweite Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist, um ein zweites Bild zu erfassen; einen elektronischen Prozessor, der mit der ersten Bildgebungsvorrichtung und der zweiten Bildgebungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei der elektronische Prozessor dafür ausgelegt ist, ein modifiziertes Bild zu erzeugen; und ein Display zum Anzeigen des modifizierten Bildes des vom Arbeitswerkzeug bewegten Materials, wobei das modifizierte Bild auf einer Kombination des ersten Bildes und des zweiten Bildes basiert und in dem modifizierten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird.
Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Arbeitswerkzeug einen Schild umfasst, der mit dem Nutzfahrzeug gekoppelt ist.
Nutzfahrzeug nach Anspruch 2, wobei der erste Teil des Arbeitsfahrzeugs eine Rückseite des Schildes ist und der zweite Teil des Arbeitsfahrzeugs eine Vorderseite des Schildes ist.
Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Bildgebungsvorrichtung und die zweite Bildgebungsvorrichtung am Hauptrahmen oder am Arbeitswerkzeug angebracht sind.
Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Bildgebungsvorrichtung einem hinteren Ende des Hauptrahmens zugewandt ist und die zweite Bildgebungsvorrichtung einem vorderen Ende des Hauptrahmens zugewandt ist.
Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das modifizierte Bild eines oder mehrere von einem Umriss des Arbeitswerkzeugs enthält.
Anzeigesystem für ein Nutzfahrzeug, umfassend: eine erste Bildgebungsvorrichtung zum Erfassen eines ersten Bildes eines ersten Teils eines Arbeitswerkzeugs des Nutzfahrzeugs; eine zweite Bildgebungsvorrichtung zum Erfassen eines zweiten Bildes eines zweiten Teils des Arbeitswerkzeugs; eine Bilderzeugungseinheit, die mit der ersten Bildgebungsvorrichtung und der zweiten Bildgebungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei die Bilderzeugungseinheit dafür ausgelegt ist, ein modifiziertes Bild zu erzeugen, wobei das modifizierte Bild auf einer Kombination des ersten Bildes und des zweiten Bildes basiert, ohne das Arbeitswerkzeug zu zeigen; und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen des modifizierten Bildes.
Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei das modifizierte Bild eines oder mehreres von einem ersten Indikator eines Belastungsgrades des Nutzfahrzeugs, einem zweiten Indikator eines Typs des vorausliegenden Geländes und einem geschätzten Volumen des Materials auf dem Arbeitswerkzeug umfasst.
Anzeigesystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Teil des Arbeitsfahrzeugs eine Rückseite eines Schildes ist und der zweite Teil des Arbeitsfahrzeugs eine Vorderseite des Schildes ist.
Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Nutzfahrzeug ferner umfasst: einen Hauptrahmen; eine Fahrerkabine, die von dem Hauptrahmen getragen wird; wobei das Arbeitswerkzeug in Längsrichtung vor der Fahrerkabine positioniert ist.
Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die erste Bildgebungsvorrichtung mit dem Hauptrahmen gekoppelt ist und die zweite Bildgebungsvorrichtung mit einem Zugrahmen gekoppelt ist.
Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die erste Bildgebungsvorrichtung und die zweite Bildgebungsvorrichtung mit Orten in der Nähe des Arbeitswerkzeugs gekoppelt sind.
Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die erste Bildgebungsvorrichtung und die zweite Bildgebungsvorrichtung jeweils eine Kamera umfassen.
Verfahren zum Betreiben eines Nutzfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen eines ersten Bildes mit einer ersten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen ersten Teil eines Arbeitswerkzeugs gerichtet ist; Erfassen eines zweiten Bildes mit einer zweiten Bildgebungsvorrichtung, die auf einen zweiten Teil des Arbeitswerkzeugs gerichtet ist; Kombinieren des ersten Bildes mit dem zweiten Bild, um ein drittes Bild zu erzeugen, wobei im dritten Bild das Arbeitswerkzeug weggelassen wird und es einen Umriss des Arbeitswerkzeugs enthält; und Anzeigen des dritten Bildes auf einem Display.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das dritte Bild eines oder mehreres von einem ersten Indikator eines Belastungsgrades des Nutzfahrzeugs, einem zweiten Indikator eines Typs des vorausliegenden Geländes und einem geschätzten Volumen des Materials auf dem Arbeitswerkzeug umfasst.