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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft die Planung bzw. das Management des Betriebs mobiler Maschinen an einem Arbeitsbereich und insbesondere die Planung des Einsatzes von mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, in einer Weise, die mit dem Verdichten einer Geländeoberfläche des Arbeitsbereichs zusammenhängt.
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Hintergrund
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Die Vorbereitung einer Geländeoberfläche für eine geplante Verwendung als Baustelle, eine Fahrbahn, eine Bodenaufschüttung oder Deponie oder dergleichen umfasst häufig das Modifizieren der Geländeoberfläche, so dass sie bestimmte festgelegte Eigenschaften aufweist. Diese Eigenschaften können z. B. eine bestimmte Topologie, eine bestimmte Materialzusammensetzung und/oder einen bestimmten Verdichtungszustand umfassen. Wenn die Geländeoberfläche eines Arbeitsbereichs zunächst einen Verdichtungsgrad aufweist, der geringer ist als derjenige, der im fertiggestellten Zustand erforderlich ist, muss der Erschließer des Arbeitsbereichs die Geländeoberfläche auf irgendeine Art verdichten. Um dies zu erreichen, setzen viele Erschließer eines Arbeitsbereichs Verdichtermaschinen ein, die in erster Linie oder ausschließlich für den Zweck des Verdichtens von Oberflächen gestaltet sind, wie z. B. Walzen und Rüttelplatten. Während solche Maschinen die Funktion des Verdichtens von Oberflächen gut ausführen, erfordert deren Verwendung zum geeigneten Verdichten der Geländeoberfäche eines Arbeitsbereichs eine effektive Planung, wo und in welchem Ausmaß die Verdichter auf der Geländeoberfläche verwendet werden.
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Das
US-Patent Nr. 7,731,450 B2 für Congdon et al. (”das '450-Patent”) offenbart ein Verfahren des Betreibens einer Verdichtermaschine innerhalb eines Arbeitsbereichs. Das '450-Patent offenbart das Betreiben der Verdichtermaschine innerhalb des Arbeitsbereichs, während Werte erfasst werden, die einen Verdichtungsgrad der Oberfläche unter der Verdichtermaschine angeben. Das durch das '450-Patent offenbarte Verfahren beschreibt das Steuern der Verdichtermaschine auf der Basis dieser erfassten Informationen zur Bereitstellung einer effektiven Verdichtung des Arbeitsbereichs.
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Obwohl das '450-Patent die Verwendung von erfassten Informationen zum Betreiben einer Verdichtermaschine offenbart, um eine effektive Verdichtung eines Arbeitsbereichs bereitzustellen, kann das '450-Patent bestimmte Mängel aufweisen. Beispielsweise kann die ausschließliche Nutzung einer speziellen Verdichtermaschine zur Bereitstellung einer gewünschten Verdichtung des Arbeitsbereichs in unerwünschter und unnötiger Weise die Kosten erhöhen, die bei mindestens einigen Arbeitsbereichprojekten anfallen.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem und die Arbeitsbereich-Planungsverfahren der vorliegenden Offenbarung können bei der Beseitigung dieser Mängel unterstützen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine offenbarte Ausführungsform betrifft ein Arbeitsbereich-Planungssystem, das eine Anzeigekomponente und eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten umfasst. Die eine oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten können so ausgebildet sein, dass sie Informationen bezüglich eines zurückgelegten Fahrwegs von einer oder mehreren mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, auf einer Geländeoberfläche eines Arbeitsbereichs erfassen können. Die eine oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten können auch so ausgebildet sein, dass sie die erfassten Informationen so verarbeiten, dass eine digitale Karte erzeugt wird, welche die Verdichtung der Geländeoberfläche als Funktion des zurückgelegten Fahrwegs der einen oder mehreren mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, auf der Geländeoberfläche erzeugen können. Zusätzlich können die eine oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten so ausgebildet sein, dass auf der Anzeigekomponente Informationen bezüglich der Verdichtung der Geländeoberfläche als Funktion des zurückgelegten Fahrwegs der einen oder mehreren mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, auf der Geländeoberfläche dargestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Planen des Verdichtens eines Arbeitsbereichs. Das Verfahren kann das Bereitstellen einer digitalen Karte einer Geländeoberfläche des Arbeitsbereichs, von Informationen bezüglich eines Verdichtungsziels für die Geländeoberfläche und von Informationen bezüglich eines momentanen Verdichtungszustands der Geländeoberfläche in einem Speicher von einer oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten umfassen. Das Verfahren kann auch die Verwendung der einen oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten zur Verarbeitung der digitalen Karte, der Informationen bezüglich des Verdichtungsziels für die Geländeoberfläche und der Informationen bezüglich des momentanen Verdichtungszustands der Geländeoberfläche zum Planen eines Zielfahrwegs auf der Geländeoberfläche für eine mobile Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist, umfassen.
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Eine weitere offenbarte Ausführungsform betrifft eine mobile Maschine mit einem Fahrgestell, das von einer unter der mobilen Maschine vorliegenden Geländeoberfläche gestützt wird. Die mobile Maschine kann eine mobile Maschine sein, die von einem Verdichter verschieden ist. Die mobile Maschine kann ein Informationssystem umfassen, das so ausgebildet ist, dass es Informationen bezüglich der Verdichtung der Geländeoberfläche durch die mobile Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist, erzeugt. Das Informationssystem kann einen Speicher mit einer digitalen Karte der Geländeoberfläche aufweisen. Das Informationssystem kann auch ein Positionierungsmodul zum Erfassen von Informationen umfassen, die eine Position der mobilen Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist, auf der Geländeoberfläche identifizieren. Zusätzlich kann das Informationssystem eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie die digitale Karte der Geländeoberfläche und die Informationen, welche die Position der mobilen Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist, zum Erzeugen von Informationen nutzen, die mit der Verdichtung der Geländeoberfläche zusammenhängen, die sich aus dem Fahren der mobilen Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist, auf der Geländeoberfläche ergibt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A zeigt eine Ausführungsform eines Arbeitsbereich-Planungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung,
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1B zeigt eine vergrößerte Ansicht einer der in der 1A gezeigten mobilen Maschinen,
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1C zeigt eine vergrößerte Ansicht der anderen der in der 1A gezeigten mobilen Maschinen,
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2A veranschaulicht ein Beispiel für Informationen, die mit dem Verdichten einer Geländeoberfläche als Ergebnis des Fahrens einer mobilen Maschine zusammenhängen und die auf einer Anzeigekomponente dargestellt werden können, und
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2B veranschaulicht ein Beispiel für Informationen, die mit dem Verdichten einer Geländeoberfläche als Ergebnis des Fahrens einer mobilen Maschine zusammenhängen und die auf einer Anzeigekomponente dargestellt werden können.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 1A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Arbeitsbereich-Planungssystems 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann ein Informationssystem 15 mit einer oder mehreren Informationsverarbeitungseinheiten 12 zum Planen von einem oder mehreren Aspekten des Betriebs von Maschinen, wie z. B. einer mobilen Maschine 14 und einer mobilen Maschine 114, an einem Arbeitsbereich 11 umfassen. Das Informationssystem 15 kann auch verschiedene Eingabemittel 16 umfassen, von denen die Informationsverarbeitungseinheiten 12 Informationen zum Planen des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 und/oder jedweder anderen Maschinen, die einen Teil des Arbeitsbereich-Planungssystems 10 bilden können, erhalten können.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann so ausgebildet sein, dass es verschiedene Aspekte der Vorbereitung des Arbeitsbereichs 11 plant, einschließlich unter anderem die Verdichtung einer Geländeoberfläche 13 des Arbeitsbereichs 11, den Aushub bzw. das Ausbaggern des Arbeitsbereichs 11, das Planieren des Arbeitsbereichs 11, das Hinzufügen von Aufschüttungs- bzw. Anschüttungs- oder Gründungs- bzw. Unterbaumaterialien zu dem Arbeitsbereich 11 und die Feuchtigkeitsplanung des Arbeitsbereichs 11. Gemäß manchen offenbarten Ausführungsformen können die mobilen Maschinen 14, 114 mobile Maschinen sein, die von einem Verdichter verschieden sind, und das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann so ausgebildet sein, dass es den Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 zumindest teilweise auf der Basis von Erwägungen plant, die mit der Verdichtung von verschiedenen Abschnitten des Arbeitsbereichs 11 zusammenhängen. Dies kann unter anderem das Planen des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 zur Bereitstellung einer gewünschten Verdichtung der Geländeoberfläche 13, das Planen des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 zur Vermeidung einer unerwünschten Verdichtung der Geländeoberfläche 13 und das Planen des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 zur Bereitstellung eines besseren Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 auf der Basis von Informationen, die mit dem Verdichten der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen, umfassen. Wie hier verwendet bezieht sich „mobile Maschine, die von einem Verdichter verschieden ist”, auf jedwede mobile Maschine, die nicht in erster Linie oder ausschließlich für den Zweck des Verdichtens einer Oberfläche gestaltet ist. Beispiele für mobile Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, umfassen Transportmaschinen, Erdbewegungsmaschinen, Bagger und Lader, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Die 1B und 1C zeigen vergrößerte Ansichten einer mobilen Maschine 14 bzw. einer mobilen Maschine 114. Jede mobile Maschine 14, 114 kann eine mobile Maschine mit Eigenantrieb oder eine mobile Maschine sein, die durch eine andere mobile Maschine angetrieben wird, die einen Eigenantrieb aufweist. Die mobilen Maschinen 14, 114 können jeweils ein Fahrgestell 18, 118 aufweisen, das von der Geländeoberfläche 13 gestützt wird. Jedes Fahrgestell 18, 118 kann eine oder mehrere Geländeeingriffskomponenten 20, 21, 120, 121 aufweisen, die sich über die Geländeoberfläche 13 bewegen, wenn die Maschine 14, 114 fährt. Beispielsweise sind die Geländeeingriffskomponenten 20, 21, 120, 121 in den Ausführungsformen der mobilen Maschinen 14, 114, die in den 1A bis 1C gezeigt sind, Räder. Die Geländeeingriffskomponenten 20, 21, 120, 121 können alternativ eine oder mehrere Ketteneinheiten, Laufrollen („runners”), Gleiteinrichtungen („skids”) oder jedwede andere Komponenten aufweisen, die zum Bewegen auf der Geländeoberfläche 13 geeignet sind, wenn sich die mobilen Maschinen 14, 114 bewegen. In manchen Ausführungsformen können die mobilen Maschinen 14, 114 jeweils auch ein Lenksystem (nicht gezeigt) zum Steuern einer Richtung aufweisen, in der jede mobile Maschine 14, 114 auf der Geländeoberfläche 13 fährt. Zusätzlich kann die mobile Maschine 14, 114 in Ausführungsformen, bei denen eine mobile Maschine 14, 114 eine Maschine mit Eigenantrieb ist, ein Antriebssystem (nicht gezeigt) aufweisen.
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Jede mobile Maschine 14, 114 kann so ausgebildet sein, dass sie manuell durch einen Bediener auf einer mobilen Maschine 14, 114, manuell durch einen Bediener, der entfernt von der mobilen Maschine 14, 114 arbeitet, oder autonom mit einer Steuerung durch eine oder mehrere der Informationsverarbeitungseinheiten 12 betrieben wird. In der Ausführungsform der mobilen Maschinen 14, 114, wie sie in den 1A bis 1C gezeigt ist, weist jede der mobilen Maschinen 14, 114 Einrichtungen für das Zulassen einer Steuerung der mobilen Maschine 14, 114 durch einen Bediener der mobilen Maschine 14, 114 auf, einschließlich einen Bedienplatz 33, 133. Jeder Bedienplatz 33, 133 kann eine Bedienerschnittstelle 34, 134 aufweisen. Jede Bedienerschnittstelle 34, 134 kann verschiedene Komponenten aufweisen, die von dem Bediener so betrieben werden können, dass sie dem Steuerungssystem der mobilen Maschine 14, 114 mitteilen, wie der Bediener die mobile Maschine 14, 114 zu betreiben wünscht. Beispielsweise kann jede Bedienerschnittstelle 34, 134 eine Richtungsauswahleinrichtung 44, 144 zum Mitteilen aufweisen, ob der Bediener ein Fahren der mobilen Maschine 14, 114 wünscht, und, wenn dies der Fall ist, in welche Richtung (d. h. vorwärts oder rückwärts). Entsprechend kann die Bedienerschnittstelle 34 ein Lenkeingabemittel 46, 146 (wie z. B. ein Lenkrad) aufweisen, mit dem der Bediener dem Steuerungssystem der mobilen Maschine 14, 114 übermitteln kann, in welche Richtung die mobile Maschine 14, 114 gemäß dem Wunsch des Bedieners fahren soll.
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Jede Bedienerschnittstelle 34, 134 kann auch eine oder mehrere Einrichtungen zum Bereitstellen von Informationen für den Bediener umfassen. Beispielsweise kann die Bedienerschnittstelle 34, 134 verschiedene herkömmliche Anzeigen und Meldeeinrichtungen umfassen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, eine Geschwindigkeitsanzeige, eine Drehzahlanzeige, einen Stundenzähler, Druck- und Temperaturanzeigen und Warnleuchten. In manchen Ausführungsformen können die Bedienerschnittstellen 34, 134 auch andere Einrichtungen für eine Kommunikation mit dem Bediener aufweisen, wie z. B. Anzeigekomponenten 48, 148. Die Anzeigekomponenten 48, 148 können z. B. graphische Anzeigeeinheiten sein.
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Abhängig von dem Zweck oder den Zwecken, dem oder denen die mobilen Maschinen 14, 114 dienen sollen, kann jede mobile Maschine 14, 114 verschiedene andere Systeme und Komponenten aufweisen, welche die mobile Maschine 14, 114 dabei unterstützen, diesem Zweck oder diesen Zwecken zu dienen. Beispielsweise sind in der in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsform die mobilen Maschinen 14, 114 Transportmaschinen und die mobilen Maschinen 14, 114 weisen Ladeflächen 22, 122 zum Transportieren einer Ladung auf. Die mobilen Maschinen 14, 114 können zusätzlich oder alternativ verschiedene andere Komponenten aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie verschiedene andere Aufgaben ausführen können, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Erdbewegungs-, Aushub- und/oder Ladearbeitsgeräte.
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Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 des Arbeitsbereich-Planungssystems 10 können jedwede Art von Informationsverarbeitungsvorrichtungen umfassen, die ausgebildet sind, eine oder mehrere Aufgaben auszuführen, die mit der Planung des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 im Zusammenhang einer Vorbereitung eines Arbeitsbereichs 11 zusammenhängen. In manchen Ausführungsformen kann jede der Informationsverarbeitungseinheiten 12 z. B. einen Computer mit einer oder mehreren Speichervorrichtungen und einer oder mehreren Mikroprozessorvorrichtungen umfassen. Eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten 12 kann an den mobilen Maschinen 14, 114 montiert sein. Beispielsweise kann eine der Informationsverarbeitungseinheiten 12 ein Steuerungsmodul 30 sein, das an der mobilen Maschine 14 montiert ist, und die andere der Informationsverarbeitungseinheiten 12 kann ein Steuerungsmodul 130 sein, das an der mobilen Maschine 114 montiert ist. Das Steuerungsmodul 30 kann einen Teil eines Informationssystems der mobilen Maschine 14 bilden und das Steuerungsmodul 130 kann einen Teil eines Informationssystems der mobilen Maschine 114 bilden. Die Informationssysteme der mobilen Maschinen 14, 114 können auch Bedienerschnittstellen 34, 134 und verschiedene andere informationsverarbeitende Komponenten und Steuerungskomponenten aufweisen, die kommunikationsmäßig mit den Steuerungsmodulen 30, 130 verbunden sind, wie es nachstehend diskutiert wird. Zusätzlich oder alternativ können sich eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten 12 nicht an Bord der mobilen Maschinen 14, 114 befinden. Beispielsweise kann eine der Informationsverarbeitungseinheiten 12 ein entfernt vorliegendes Computerterminal sein 32.
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Die Steuerungsmodule 30, 130 können verschiedene Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 überwachen und/oder steuern. Beispielsweise können die Steuerungsmodule 30, 130 verschiedene Aspekte des Betriebs des Fahrens, Lenkens und von Arbeitsgerätsystemen der mobilen Maschinen 14, 114 überwachen und steuern. Um den Steuerungsmodulen 14, 114 dies zu ermöglichen, können die Steuerungsmodule 30, 130 funktionell mit verschiedenen Sensoren und/oder anderen Steuerungskomponenten der mobilen Maschine 14, 114 verbunden sein. Solche Sensoren und Steuerungskomponenten können für die Steuerungsmodule 30, 130 Informationen bezüglich Betriebsparametern bereitstellen, wie z. B. Leistungserzeugung und -verluste in den Antriebssystemen der mobilen Maschine 14, 114, die Fahrgeschwindigkeit der mobilen Maschinen 14, 114, Aspekte des Betriebs der Lenksysteme der mobilen Maschinen 14, 114, Informationen bezüglich der Nutzlast oder des Gesamtgewichts der mobilen Maschinen 14, 114 und dergleichen. Zusätzlich zur Überwachung solcher Betriebsparameter können die Steuerungsmodule 30, 130 in manchen Ausführungsformen einige oder alle dieser Parameter aufzeichnen. In Ausführungsformen, wie z. B. denjenigen, die in den 1A bis 1C gezeigt sind, bei denen die mobilen Maschinen Bedienerschnittstellen 34, 134 aufweisen, können die Steuerungsmodule 30, 130 auch funktionell mit den Bedienerschnittstellen 34, 134 verbunden sein, so dass die Steuerungsmodule 30, 130 durch die Bedienerschnittstellen 34, 134 Bedieneranweisungen von den Bedienern der mobilen Maschinen 14, 114 empfangen und Betriebsinformationen an die Bediener der mobilen Maschinen 14, 114 übertragen können.
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Jede der mobilen Maschinen 14, 114 kann auch Einrichtungen aufweisen, die es den Steuerungsmodulen 30, 130 erlauben, die Position der mobilen Maschinen 14, 114 zu überwachen. Beispielsweise kann jede der mobilen Maschinen 14, 114 ein globales Positionsbestimmungsmodul (GPS-Modul) 52, 152 umfassen. Jedes GPS-Modul 52, 152 kann kommunikationsmäßig mit dem dazugehörigen Steuerungsmodul 30, 130 verbunden sein.
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Das entfernt vorliegende Computerterminal 32 kann einen oder mehrere Allzweckcomputer oder einen oder mehrere spezialisierten Computer umfassen, mit denen Personen einen oder mehrere Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 bei der Durchführung der Vorbereitung des Arbeitsbereichs 11 überwachen und planen können. Diese Computer können eine oder mehrere Speichervorrichtungen und einen oder mehrere Mikroprozessoren umfassen. Zusätzlich kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 eine Anwenderschnittstelle 29 aufweisen, durch die das entfernt vorliegende Computerterminal 32 Informationen von einem Anwender empfangen und Informationen an einen Anwender übermitteln kann. Die Anwenderschnittstelle 29 kann eine Anzeigekomponente 31 und/oder eine oder mehrere andere Anzeigekomponenten zum Übermitteln von Informationen an einen Anwender des entfernt vorliegenden Computerterminals 32 aufweisen.
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Das entfernt vorliegende Computerterminal 32 kann an verschiedenen Orten bzw. Stellen vorliegen und durch verschiedene Einheiten betrieben werden, um verschiedene Arbeitsbereich-Planungsaufgaben auszuführen. In manchen Ausführungsformen kann sich das entfernt vorliegende Computerterminal 32 an dem Arbeitsbereich 11 befinden. In anderen Ausführungsformen kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 entfernt von dem Arbeitsbereich 11 vorliegen, wie z. B. an einer außerhalb liegenden Planungs- bzw. Managementeinrichtung. In manchen Ausführungsformen kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 einem Unternehmen gehören und von diesem betrieben werden, das von dem Eigentümer der mobilen Maschinen 14, 114 verschieden ist. Beispielsweise kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 einem Unternehmen gehören und von diesem betrieben werden, das vertraglich dazu verpflichtet ist, eine Beratung bezüglich der Planung des Arbeitsbereichs 11 durchzuführen.
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Das entfernt vorliegende Computerterminal 32 kann so betrieben werden, dass es verschiedene Arbeitsbereich-Planungsaufgaben ausführt, die mit dem Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 und anderen Maschinen zusammenhängen. Beispielsweise kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 zur Überwachung und in manchen Fällen zur Aufzeichnung der Position und der Geschwindigkeit der mobilen Maschinen 14, 114 zu verschiedenen Zeiten, der Art der Arbeit, die durch die Maschinen 14 zu verschiedenen Zeiten ausgeführt wird, der Betriebsparameter verschiedener Systeme (wie z. B. Antriebs-, Lenk- und Arbeitsgerätsysteme) der mobilen Maschine zu verschiedenen Zeiten, der Nutzlast oder des Gesamtgewichts der mobilen Maschinen 14, 114 zu verschiedenen Zeiten und verschiedener anderer Betriebsparameter der mobilen Maschinen 14, 114 verwendet werden.
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Um zu ermöglichen, dass das entfernt vorliegende Computerterminal 32 verschiedene Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 überwachen, verfolgen und planen kann, kann das Informationssystem 15 verschiedene Komponenten und/oder Systeme umfassen, die für das entfernt vorliegende Computerterminal 32 Informationen bezüglich eines Aspekts oder mehrerer Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 bereitstellen. Beispielsweise kann das Informationssystem 15 Kommunikations- bzw. Datenübertragungsverbindungen zwischen dem entfernt vorliegenden Computerterminal 32 und den mobilen Maschinen 14, 114 aufweisen. Bei den Datenübertragungsverbindungen zwischen dem entfernt vorliegenden Computerterminal 32 und den mobilen Maschinen 14, 114 kann es sich um drahtlose Datenübertragungsverbindungen handeln, die mit einem mit einer Sende-Empfangs-Einrichtung 51 verbundenen entfernt vorliegenden Computerterminal 32 und Sende-Empfangs-Einrichtungen 50, 150, die an den mobilen Maschinen 14, 114 montiert sind, bereitgestellt werden. Die Sende-Empfangs-Einrichtungen 50, 150 können für eine Datenübertragung mit den Steuerungsmodulen 30 bzw. 130 verbunden sein. Die Sende-Empfangs-Einrichtungen 50, 150 können so betrieben werden, dass sie jedwede Informationen, die durch die Steuerungen der mobilen Maschinen 14, 114 zugänglich sind, wie z. B. den Steuerungsmodulen 30, 130, zu dem entfernt vorliegenden Computerterminal 32 und/oder zwischen Steuerungsmodulen 30, 130 der mobilen Maschinen 14, 114 übertragen können. Solche Informationen können z. B. Informationen, die mit Betriebsparametern zusammenhängen, wie z. B. die Leistungserzeugung und -verluste in den Antriebssystemen der mobilen Maschinen 14, 114, die Fahrgeschwindigkeit und die Positionen der mobilen Maschinen 14, 114, Aspekte des Betriebs der Lenksysteme der mobilen Maschinen 14, 114, Informationen bezüglich der Nutzlast oder des Gesamtgewichts der mobilen Maschinen 14, 114 und dergleichen umfassen.
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Wie es vorstehend angegeben ist, kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 so ausgebildet sein, dass es die Planung des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 auf eine oder mehrere Arten bezogen auf einen Zustand der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 erleichtert. Um dies zu bewirken, kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 verschiedene Aufgaben durchführen, einschließlich das Empfangen von Informationen bezogen auf den Zustand der Verdichtung der Geländeoberfläche 13, das Analysieren solcher Informationen und das Ausführen einer oder mehrerer Ausgabefunktionen, welche die Planung des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise, die mit dem Zustand einer Verdichtung der Geländeoberfläche 13 zusammenhängt, erleichtern. Die Ausgabefunktionen können das Bereitstellen von Informationen bezüglich des Zustands der Verdichtung verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13, das Bereitstellen von Empfehlungen zum Betreiben der mobilen Maschinen 14, 114 zur Bereitstellung gewünschter Ergebnisse und/oder das Bereitstellen einer automatischen Steuerung eines Aspekts oder mehrerer Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 zur Bereitstellung gewünschter Ergebnisse umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Insbesondere können eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten 12 Informationen von verschiedenen Eingabemitteln 16 des Informationssystems 15 empfangen, eine oder mehrere der Informationsverarbeitungseinheiten 12 können die Informationen verarbeiten und eine oder mehrere der Informationsverarbeitungseinheiten 12 können eine oder mehrere der Ausgabefunktionen durch Anwenderschnittstellen und/oder Steuervorrichtungen ausführen, die funktionell mit den Informationsverarbeitungseinheiten 12 verbunden sind. Beispiele dafür, wie das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 solche Funktionen ausführen kann, werden nachstehend detailliert diskutiert.
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Die Informationsverarbeitungseinheiten 12, die Eingabemittel 16 und die Datenübertragungsverbindungen des Informationssystems 15 können jedweden Aufbau aufweisen, der so betrieben werden kann, dass Arbeitsbereich-Planungsziele auf die hier beschriebenen Arten durchgeführt werden können. Die Aufgaben des Empfangens von Informationen und deren Verarbeitung können durch eine einzelne Informationsverarbeitungseinheit 12 durchgeführt werden oder in verschiedener Weise zwischen zwei oder mehr Informationsverarbeitungseinheiten 12 verteilt werden. Die Eingabemittel 16, von denen die Informationsverarbeitungseinheiten 12 Informationen bezüglich der Planung der Verdichtung empfangen, können verschiedene Komponenten aufweisen. In manchen Fällen können viele der Sensoren und Steuerungskomponenten, die herkömmlich an mobilen Maschinen verwendet werden, als Eingabemittel 16 für die mit einer Verdichtung zusammenhängenden Aufgaben dienen, die durch das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 durchgeführt werden. Beispielsweise können Sensoren und Steuerungskomponenten, die Informationen bezüglich des Betriebs von Antriebssystemen, Lenksystemen, Arbeitsgerätsystemen und dergleichen bereitstellen, Informationen bereitstellen, die das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 bei der Durchführung von Aufgaben bezogen auf die Einsatzplanung von mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise, die mit einem Zustand der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 zusammenhängt, nutzt. Die GPS-Module 52, 152, die Bedienerschnittstellen 34, 134 und die Anwenderschnittstelle 29 können ebenfalls als Eingabemittel 16 für Informationen dienen, die mit Verdichtungsplanungsaufgaben zusammenhängen.
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Zusätzlich kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 verschiedene andere Komponenten aufweisen, die als Eingabemittel 16 für Informationen dienen, die mit dem Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise zusammenhängen, die sich auf einen Zustand der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 bezieht. In manchen Ausführungsformen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 Eingabemittel 16 aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie einen Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 direkt erfassen. Beispielsweise kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10, wie es in den 1A bis 1C gezeigt ist, Sensoren 38, 40 an der mobilen Maschine 14 und Sensoren 138, 140 an der mobilen Maschine 114 aufweisen. Die Sensoren 38, 40, 138 und 140 können so ausgebildet sein, dass sie eine Distanz zu der Geländeoberfläche 13 erfassen. Die Sensoren 38, 138 können vor Geländeeingriffskomponenten 20, 120 der mobilen Maschinen 14, 114 montiert sein, so dass die Sensoren 38, 138 eine Distanz zu einem Abschnitt der Geländeoberfläche 13 erfassen können, der noch nicht durch die Geländeeingriffskomponenten 20, 120 verdichtet worden ist. Die Sensoren 40, 140 können hinter Geländeeingriffskomponenten 20, 120 montiert sein, so dass die Sensoren 40, 140 eine Distanz zu einem Abschnitt der Geländeoberfläche 13 erfassen können, der befahren worden ist und durch die Geländeeingriffskomponenten 20, 120 verdichtet worden ist. Durch Bereitstellen von Informationen, die verwendbar sind, um zu bestimmen, in welchem Ausmaß die Geländeoberfläche 13 komprimiert wird, wenn die Geländeeingriffskomponenten 20, 120 darüber fahren, stellen die Sensoren 38, 40, 138, 140 eine Basis zur direkten Bestimmung eines Verdichtungsgrads dieses Abschnitts der Geländeoberfläche 13 bereit. Die Sensoren 38, 40, 138, 140 können in verschiedener Weise zur Datenübertragung mit den Informationsverarbeitungseinheiten 12 verbunden sein. Beispielsweise können in manchen Ausführungsformen die Sensoren 38, 40 zur Datenübertragung mit dem Steuerungsmodul 30 verbunden sein und die Sensoren 138, 140 können zur Datenübertragung mit dem Steuerungsmodul 130 verbunden sein.
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Um das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 dabei zu unterstützen, verschiedene Aufgaben bezüglich der Planung der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 durch die mobilen Maschinen 14, 114 durchzuführen, kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 auch verschiedene Informationen und/oder Programme umfassen, die in dessen Informationsverarbeitungseinheiten 12 geladen sind. Beispielsweise kann jedes des Steuerungsmoduls 30, des Steuerungsmoduls 130 und des entfernt vorliegenden Computerterminals 32 eine digitale Karte der Geländeoberfläche 13 aufweisen, die in einen Speicher geladen ist. Zusätzlich können eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten 12 in einem Speicher gespeicherte Daten aufweisen, die ein gewünschtes Verdichtungsziel für die Geländeoberfläche 13 darstellen. Ein solches gewünschtes Verdichtungsziel kann ein einheitlicher Verdichtungsgrad, der für den gesamten Arbeitsbereich 11 erreicht werden soll, eine Karte mit verschiedenen Verdichtungsgraden, die an verschiedenen Punkten in dem Arbeitsbereich 11 erreicht werden sollen, oder jedwede andere Beschreibung des Verdichtungszustands sein, der für den Arbeitsbereich 11 erwünscht ist. Ferner können eine oder mehrere Informationsverarbeitungseinheiten 12 in einem Speicher gespeicherte Informationen aufweisen, die Bereiche der Geländeoberfläche 13 identifizieren, die aus jedwedem von verschiedenen Gründen nicht von den mobilen Maschinen 14, 114 befahren werden sollen. Die Gründe dafür, dass es erwünscht sein kann, ein Befahren eines gegebenen Bereichs durch die mobilen Maschinen 14, 114 zu vermeiden, können unter anderem den Feuchtigkeitsgehalt des Bereichs, einen Bedarf zur Durchführung anderer Arbeiten (wie z. B. Erdbewegung) in dem Bereich, das Unvermögen der Geländeoberfläche in dem Bereich, die mobilen Maschinen 14, 114 in geeigneter Weise zu stützen, und das Vermeiden einer Verdichtung des Bereichs mit den mobilen Maschinen 14, 114 umfassen. Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können auch verschiedene andere Daten umfassen, die sie bei der Verarbeitung von Informationen über das Verdichten der Geländeoberfläche 13 durch die mobilen Maschinen 14 nutzen, einschließlich unter anderem Informationen bezüglich des Gewichts und anderer Eigenschaften der mobilen Maschinen 14, 114 und Informationen bezüglich des Materials oder der Materialien, welches die Geländeoberfläche 13 bilden, und der Eigenschaften der Geländeoberfläche 13.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann auch so ausgebildet sein, dass es die Planung anderer Aspekte der Vorbereitung des Arbeitsbereichs 11 mit der Einsatzplanung der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise koordiniert, die mit dem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängt. Beispielsweise kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 so ausgebildet sein, dass es eine Erdbewegung und eine Materialanschüttung oder -aufschüttung mit der Planung der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 koordiniert.
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Der Aufbau und der Betrieb des Arbeitsbereich-Planungssystems 10 sind nicht auf die vorstehend diskutierten Beispiele beschränkt. Beispielsweise kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 eine andere Anzahl und/oder andere Konfigurationen von mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, umfassen. Zusätzlich kann bei der Planung des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise, die mit dem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängt, das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 den Einsatz einer oder mehrerer Verdichtermaschinen zusammen mit der Einsatzplanung der mobilen Maschinen 14, 114, die von einem Verdichter verschieden sind, planen. Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann auch Einrichtungen, die von Sensoren 38, 40, 138, 140 verschieden sind, zum direkten Erfassen eines Verdichtungsgrads der Geländeoberfläche 13 aufweisen. In manchen Ausführungsformen können eine oder beide der mobilen Maschinen 14, 114 ein alternatives Erfassungssystem für das direkte Erfassen eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 aufweisen. In anderen Ausführungsformen können bei den mobilen Maschinen 14, 114 Sensoren für ein direktes Erfassen eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 nicht vorliegen und das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann eine andere spezielle mobile Maschine oder andere Mittel zum direkten Erfassen eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 nutzen. Alternativ kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 keine direkte Messung eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 durchführen und andere Informationen zur Planung der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 nutzen.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann auch eine andere Anzahl, einen anderen Aufbau und eine andere Anordnung von Informationsverarbeitungseinheiten 12 aufweisen. Beispielsweise kann bei dem Arbeitsbereich-Planungssystem 10 in manchen Ausführungsformen das entfernt vorliegende Computerterminal 32 nicht vorliegen und es kann ausschließlich auf den Steuerungsmodulen 30, 130 zur Durchführung der Arbeitsbereichsplanung beruhen. Alternativ kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 zusätzliche entfernt vorliegende Computerterminals 32 aufweisen, die bei der Erleichterung der Planung der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 unterstützen.
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Entsprechend können die mobilen Maschinen 14, 114 zusätzliche Informationsverarbeitungseinheiten aufweisen, die bei der Erleichterung der Planung der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 unterstützen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann in jedweder Anwendung eingesetzt werden, bei der es sich als nützlich erweist, den Einsatz mobiler Maschinen in einer Weise zu planen, die mit einem Verdichtungszustand einer Geländeoberfläche zusammenhängt. Verschiedene Arbeitsbereich-Vorbereitungsziele, die primär für Zwecke durchgeführt werden, die von einem Verdichten der Geländeoberfläche des Arbeitsbereichs verschieden sind, umfassen das Fahren von mobilen Maschinen auf der Geländeoberfläche des Arbeitsbereichs. Beispielsweise können Erdbewegungsaufgaben das Fahren von Erdbewegungsgeräten auf der Geländeoberfläche 13 des Arbeitsbereichs 11 umfassen. Entsprechend kann die Arbeitsbereichvorbereitung das Fahren von mobilen Maschinen 14, 114 auf der Geländeoberfläche 13 umfassen, um Material zu und/oder von verschiedenen Abschnitten des Arbeitsbereichs 11 zu transportieren. Während das Verdichten der Geländeoberfläche 13 nicht den primären Zweck der mobilen Maschinen 14, 114, die von einem Verdichter verschieden sind, oder von anderen mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, darstellt, verdichtet das Fahren solcher mobilen Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, auf der Geländeoberfläche 13 die Geländeoberfläche 13.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann verschiedene Funktionen ausführen, die den Erschließer des Arbeitsbereichs 11 beim effektiveren Betreiben der mobilen Maschinen 14, 114 unterstützen, und zwar auf der Basis von Informationen, die mit einem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen, während auch die primären Ziele der mobilen Maschinen 14, 114 erreicht werden. Beispielsweise kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 den Erschließer dabei unterstützen, die mobilen Maschinen 14, 114 so zu betreiben, dass sie eine gewünschte Verdichtung bestimmter Bereiche der Geländeoberfläche 13 bereitstellen, ein unerwünschtes Verdichten anderer Bereiche der Geländeoberfläche 13 zu vermeiden und ansonsten einen verbesserten Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 zu erreichen, und zwar auf der Basis von Informationen, die mit einem Verdichtungszustand verschiedener Bereiche der Geländeoberfläche 13. zusammenhängen. Die Funktionen, die durch das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 ausgeführt werden, können das Empfangen von Informationen, die mit der Bewegung der mobilen Maschinen 14, 114 auf der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen, das Verarbeiten dieser Informationen und das Ausführen von einer oder mehreren Ausgabefunktionen auf der Basis dieser verarbeiteten Informationen umfassen, um den Erschließer des Arbeitsbereichs dabei zu unterstützen, die mobilen Maschinen 14, 114 so einzusetzen, dass die mobilen Maschinen 14, 114 besser betrieben werden.
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Neben anderen Informationen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 Informationen in Bezug darauf, wo die mobilen Maschinen 14, 114 innerhalb des Arbeitsbereichs 11 gefahren sind und fahren, überwachen und verarbeiten. In manchen Ausführungsformen können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 des Arbeitsbereich-Planungssystems 10 alle Wege zusammenstellen, welche die mobilen Maschinen 14, 114 auf der Geländeoberfläche 13 zurückgelegt haben. Um das Steuern der mobilen Maschinen 14, 114 zum Erreichen verschiedener Ziele im Zusammenhang mit dem Verdichten des Arbeitsbereichs 13 zu erleichtern, kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 diese zurückgelegten Fahrwegen zu einer oder mehreren Personen, die mit dem Planen des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 in Zusammenhang steht oder stehen, übertragen. Dies stellt einen Weg dar, wie die Informationsverarbeitungseinheiten 12 Informationen in Bezug auf die Verdichtung der Geländeoberfläche 13 als Funktion der zurückgelegten Fahrwege der mobilen Maschine 14, 114 auf der Geländeoberfläche 13 übertragen können.
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Beispielsweise können, wie es in der 2A dargestellt ist, die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auf der Anzeigekomponente 48 der mobilen Maschine 14 eine Aufzeichnung von Fahrwegen 204 darstellen, welche die mobilen Maschinen 14, 114 innerhalb eines Bereichs 202 des Arbeitsbereichs 11 gefahren sind. Durch die Darstellung dieser Informationen darüber, wo die mobilen Maschinen 14, 114 bisher gefahren sind, für den Bediener der mobilen Maschine 14 können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 den Bediener dabei unterstützen, zu bestimmen, wohin die mobile Maschine 14 gesteuert werden soll. Beispielsweise kann unter Umständen, bei denen ein Ziel für den Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 ein Beitragen zur Bereitstellung einer verteilten Verdichtung der Geländeoberfläche 13 ist, der Bediener der mobilen Maschine 14 die Informationen über den zurückgelegten Fahrweg auf der Geländeoberfläche 13 zum Fahren der mobilen Maschine 14 in einer Weise verwenden, so dass die Geländeoberfläche 13 weiter verdichtet wird (wie z. B. auf Abschnitten der Geländeoberfläche 13, die noch nicht befahren worden sind). Um den Bediener beim Steuern der mobilen Maschine 14 weiter zu unterstützen, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch Informationen bezüglich der momentanen Position der mobilen Maschine 14, der mobilen Maschine 114 und/oder von anderen Maschinen und/oder Gegenständen innerhalb des Arbeitsbereichs 11 bereitstellen. Beispielsweise können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auf der Anzeigekomponente 48 ein Piktogramm 206, das die momentane Position der mobilen Maschine 14 darstellt, sowie ein Piktogramm 208 anzeigen, das die momentane Position der mobilen Maschine 114 anzeigt. Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können ferner die gleichen oder ähnliche Informationen auf der Anzeigekomponente 148 der mobilen Maschine 114 und/oder der Anzeigekomponente 31 des entfernt vorliegenden Computerterminals 32 darstellen.
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Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können auch andere Informationen zu dem oder den Bedienern der mobilen Maschinen 14, 114 übertragen. Beispielsweise können, wie es die 2B zeigt, die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auf der Anzeigekomponente 48 einen Bereich 230 des Arbeitsbereichs 11 darstellen, der vermieden werden sollte. Es können verschiedene Gründe dafür vorliegen, warum es erwünscht sein kann, ein Fahren der mobilen Maschinen 14, 114 auf dem Bereich 230 zu vermeiden. Diese Gründe können den Feuchtigkeitsgehalt der Geländeoberfläche 13 in dem Bereich 230, das Verdichtungsziel für den Bereich 230, einen Bedarf zur Durchführung anderer Aufgaben in dem Bereich 230 (wie z. B. eine Erdbewegung) vor der weiteren Verdichtung des Bereichs 230 und das Unvermögen des Bereichs 230, die mobilen Maschinen 14, 114 in geeigneter Weise zu stützen, umfassen, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Durch Darstellen des Bereichs 230 auf der Anzeigekomponente 48 kann es das Arbeitsbereich-Planungssystem 11 dem Bediener der mobilen Maschine 14 ermöglichen, die mobile Maschine 14 in einer Weise zu fahren, so dass der Bereich 230 vermieden wird, wodurch welches Ziel auch immer, das durch das Vermeiden eines Fahrens der Maschinen 14, 114 auf dem Bereich 230 erreicht werden soll, unterstützt wird.
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Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können Informationen wie diejenigen, die in der 2A dargestellt sind, auf verschiedene Weise sammeln bzw. erfassen und verarbeiten. In manchen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 30, 130 jeder mobilen Maschine 14, 114 die Position der mobilen Maschine 14, 114 mit deren GPS-Modul 52, 152 verfolgen. Mittels Sende-Empfangs-Einrichtungen 50, 150 können die Steuerungsmodule 30, 130 dann diese Positionsinformationen kontinuierlich oder periodisch an das entfernt vorliegende Computerterminal 32 übermitteln. Das entfernt vorliegende Computerterminal 32 kann dann die Informationen von den mobilen Maschinen 14, 114 und/oder jedweden anderen mobilen Maschinen, deren zurückgelegte Fahrwege bekannt sind, zusammenstellen, um eine digitale Karte des Arbeitsbereichs 11 zu erstellen, die eine zusammengefasste Darstellung des gesamten Fahrens aufweist, das auf dem Arbeitsbereich 11 stattgefunden hat. Unter Verwendung der Sende-Empfangs-Einrichtung 51 kann das entfernt vorliegende Computerterminal 32 kontinuierlich oder periodisch diese digitale Karte der zurückgelegten Fahrwege an die Steuerungsmodule 30, 130 übermitteln, die dann die digitale Karte auf den Anzeigekomponenten 48, 148 zur Verwendung durch die Bediener der mobilen Maschinen 14, 114 darstellen können. Alternativ kann die Verarbeitung und Zusammenstellung solcher Informationen auf verschiedene andere Weise durchgeführt werden. Beispielsweise können in manchen Ausführungsformen die Steuerungsmodule 30, 130 mittels der Sende-Empfangs-Einrichtungen 50, 150 direkt miteinander einen Datenaustausch durchführen bzw. miteinander kommunizieren und jedes Steuerungsmodul 30, 130 kann die Informationen zusammenstellen und sie für den Bediener mittels der dazugehörigen Anzeigekomponente 48, 148 darstellen.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann auch verschiedene andere Ausgabefunktionen durchführen, die den Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise erleichtern, so dass verschiedene Ziele auf der Basis eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 erreicht werden. Beispielsweise können, unter erneuter Bezugnahme auf die 2A, die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 für die mobile Maschine 14 planen. Um dies zu erreichen, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 eine digitale Karte, die in dem Speicher gespeichert ist, Informationen, die mit einem in dem Speicher gespeicherten Verdichtungsziel zusammenhängen und die zurückgelegten Fahrwege verarbeiten, um den Zielfahrweg 210 zu planen. In Ausführungsformen und unter Umständen, bei denen es erwünscht ist, dass die mobilen Maschinen 14, 114 zu dem allgemeinen Verdichtungsziel für die Geländeoberfläche 13 beitragen, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 z. B. den Zielfahrweg 210 mit einer Bevorzugung in die Richtung des Fahrens der mobilen Maschine 14 über Abschnitte der Geländeroberfläche 13 planen, die eine weitere Verdichtung erfordern, wobei es sich z. B. um Abschnitte der Geländeoberfläche 13 handelt, bei denen ein relativ geringeres Fahren von Maschinen stattgefunden hat.
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Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können auch Erwägungen berücksichtigen, die mit anderen Aufgaben zusammenhängen, wenn der Zielfahrweg 210 geplant wird. Wenn die mobile Maschine 14 eine Transportmaschine ist, muss die mobile Maschine 14 gegebenenfalls deren Nutzlast zu einem bestimmten Punkt oder Abschnitt des Arbeitsbereichs 11 bringen. In einem solchen Fall können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 planen, der an dem erforderlichen Anfuhrort endet, während Abschnitte des Arbeitsbereichs 11 befahren werden, die von einer zusätzlichen Verdichtung profitieren könnten. Dabei können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch jedwede Verdichtungsziele für die Geländeoberfläche 13 des Arbeitsbereichs 11 berücksichtigen. Bei der Planung des Zielfahrwegs 210 können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch das Leiten bzw. Fahren der mobilen Maschine 14 über bestimmte Bereiche vermeiden, wie z. B. den Bereich 230. Wie es vorstehend angegeben worden ist, können Bereiche wie der Bereich 230 aus verschiedenen Gründen vermieden werden.
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In manchen Ausführungsformen kann die Planung des Zielfahrwegs 210 auch Faktoren in Betracht ziehen, die mit dem Leistungsvermögen der mobilen Maschine 14 zusammenhängen. Beispielsweise können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 in manchen Ausführungsformen die Effekte der Verdichtung von verschiedenen Bereichen der Geländeoberfläche 13 beim Betrieb der mobilen Maschine 14 berücksichtigen, wie z. B. die Produktivität und/oder die Effizienz der mobilen Maschine 14. Dies kann das Planen des Zielfahrwegs 210 in einer Weise umfassen, so dass das Fahren der mobilen Maschine 14 teilweise oder vollständig bevorzugt in die Richtung von Bereichen des Arbeitsbereichs 11 geleitet wird, welche die Produktivität und/oder die Effektivität der mobilen Maschine 14 fördern können. Dies kann umfassen, dass die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen gewissen Kompromiss zwischen dem Leiten der mobilen Maschine 14 zur Bereitstellung der gewünschten Verdichtung und dem Erreichen einer gewünschten Produktivität und/oder einer gewünschten Kraftstoffeffizienz eingehen. Alternativ können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 derart planen, dass eine gewünschte Verdichtung ungeachtet von Faktoren, wie z. B. der Produktivität und der Effizienz, bereitgestellt wird. Ferner können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 derart planen, dass ein oder mehrere Faktoren, wie z. B. die Produktivität und/oder die Effizienz ungeachtet der Bereitstellung einer gewünschten Verdichtung der Geländeoberfläche 13 gefördert werden.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 kann den Zielfahrweg 210 in verschiedener Weise nutzen, um den Betrieb der mobilen Maschinen 14, 114 zu erleichtern, so dass verschiedene Ziele erreicht werden, die mit dem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen. Wie es in der 2A gezeigt ist, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auf der Anzeigekomponente 48 einen Zielfahrweg 210 darstellen, wodurch für den Bediener der mobilen Maschine 14 eine Empfehlung gegeben wird, wie er die Maschine lenken soll. Zusätzlich oder alternativ können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 auf der Anzeigekomponente 31 des entfernt vorliegenden Computerterminals 32 darstellen. Dies kann eine Person an dem entfernt vorliegenden Computerterminal 32 dabei unterstützen, den Gesamtbetrieb des Arbeitsbereichs 11 zu überwachen. Zusätzlich kann in Fällen, bei denen die mobile Maschine 14 von einem Bediener an dem entfernt liegenden Computerterminal 32 ferngesteuert wird, das Anzeigen des Zielfahrwegs 210 auf der Anzeigekomponente 32 den Bediener beim richtigen Lenken der mobilen Maschine 14 unterstützen. Ferner kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 in manchen Ausführungsformen die mobile Maschine 14 autonom steuern, einschließlich ein autonomes Steuern der mobilen Maschine 14 auf der Basis des Zielfahrwegs 210. Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 und die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können entsprechend einen Fahrweg oder Fahrwege für die mobile Maschine 114 und/oder andere mobile Maschinen bei dem Arbeitsbereich 11 planen und nutzen.
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Zusätzlich zu dem Ansatz oder anstelle des Ansatzes, der in der 2A dargestellt ist, kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 einen oder mehrere Aspekte des Betriebs der mobilen Maschinen 14, 114 auf der Basis quantitativer Abschätzungen eines Verdichtungsgrads verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13 planen. Wie es die 2B zeigt, kann ein solcher Ansatz in manchen Ausführungsformen das Ausgeben einer graphischen Darstellung eines abgeschätzten Verdichtungsgrads verschiedener Abschnitte des Bereichs 202 der Geländeoberfläche 13 in dem Arbeitsbereich 11 als Funktion des zurückgelegten Fahrwegs der mobilen Maschinen 14, 114 innerhalb des Arbeitsbereichs 11 auf der Anzeigekomponente 48 umfassen. In dem in der 2B gezeigten Beispiel stellt die dunkelste Schattierung 220 Abschnitte der Geländeoberfläche 13 dar, bei denen der abgeschätzte Verdichtungsgrad am höchsten ist, die hellste Schattierung 222 stellt Abschnitte der Geländeoberfläche 13 dar, bei denen der abgeschätzte Verdichtungsgrad am geringsten ist, und die mittlere Schattierung 224 stellt Bereiche dar, bei denen der abgeschätzte Verdichtungsgrad einen mittleren Wert aufweist.
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Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 und die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können verschiedene Ansätze nutzen, um den Verdichtungsgrad verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13 abzuschätzen. In manchen Ausführungsformen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 zumindest teilweise die mobilen Maschinen 14, 114 nutzen, um einen Verdichtungszustand verschiedener Bereiche der Geländeoberfläche 13 direkt zu erfassen, wenn sie auf der Geländeoberfläche fahren. Beispielsweise können die Steuerungsmodule 30, 130 Informationen von den Sensoren 38, 40, 138 und 140 sammeln, wenn die mobilen Maschinen 14, 114 auf verschiedenen Abschnitten der Geländeoberfläche 13 fahren. Die Steuerungsmodule 30, 130 und/oder das entfernt vorliegende Computerterminal 32 können diese Informationen als solche oder in einer Kombination mit anderen Informationen nutzen, um eine digitale Karte zu erzeugen, die eine Abschätzung des Verdichtungsgrads von verschiedenen Abschnitten der Geländeoberfläche 13 umfasst. Zusätzlich oder alternativ können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 Daten von anderen Arten und/oder Anordnungen von Sensoren an den mobilen Maschinen 14, 114 und/oder Daten, die mit anderen Maschinen oder manuell gesammelt worden sind, zur Erzeugung einer digitalen Karte nutzen, die eine Abschätzung des Verdichtungsgrads von verschiedenen Abschnitten der Geländeoberfläche 13 umfasst.
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Der abgeschätzte Verdichtungsgrad verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13 kann auf verschiedene Weise verwendet werden, um die Steuerung der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise zu erleichtern, die dabei unterstützt, verschiedene Ziele zu erreichen, die mit dem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen. Beispielsweise kann in Ausführungsformen, bei denen die Informationsverarbeitungseinheiten 12 diese Informationen auf der Anzeigekomponente 48 der mobilen Maschine 14 anzeigen, deren Bediener die Informationen zur Lenkung der mobilen Maschine 14 verwenden, um verschiedene Ziele auf der Basis des Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 zu erreichen. Beispielsweise wenn es erwünscht ist, die mobile Maschine 14 so zu betreiben, dass sie zu einer gewünschten Verdichtung der Geländeoberfläche 13 beiträgt, kann ein Bediener der mobilen Maschine 14 die auf der Anzeigekomponente 48 dargestellten Informationen nutzen, um die mobile Maschine 14 zu Abschnitten der Geländeoberfläche 13 zu lenken, die von einer zusätzlichen Verdichtung profitieren könnten. Um den Bediener dabei zu unterstützen, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 ein Piktogramm 206 anzeigen, das die momentane Position der mobilen Maschine 14 auf der Geländeoberfläche 13 anzeigt. Zusätzlich können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 ähnliche Informationen auf der Anzeigekomponente 148 der mobilen Maschine 114 und/oder der Anzeigekomponente 31 des entfernt vorliegenden Computerterminals 32 darstellen, um ein effektives Steuern der mobilen Maschine 114 und eine effektive Gesamtplanung des Arbeitsbereichs 11 zu erleichtern. Ferner können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 wie bei dem Ansatz, der im Zusammenhang mit der 2A diskutiert worden ist, auf der Anzeigekomponente 48 einen Bereich 230 darstellen, der vermieden werden sollte.
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Ähnlich wie bei dem Ansatz, der im Zusammenhang mit der 2A diskutiert worden ist, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch einen Zielfahrweg 210 zumindest teilweise auf der Basis eines abgeschätzten Verdichtungsausmaßes verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13 planen. Um dies zu erreichen, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 eine digitale Karte des Arbeitsbereichs 11, die in einem Speicher gespeichert ist, Informationen, die mit einem Verdichtungsziel für die Geländeoberfläche 13 zusammenhängen, und den abgeschätzten momentanen Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 nutzen. Dies kann z. B. das Planen des Zielfahrwegs mit einer Bevorzugung des Führens der mobilen Maschine 14 über Abschnitte der Geländeoberfläche 13, die einen relativ niedrigeren abgeschätzten Verdichtungsgrad aufweisen, umfassen. Dabei können die Informationsverarbeitungseinheiten den Verdichtungsgrad relativ zu einem Verdichtungsziel für die Geländeoberfläche 13 berücksichtigen. Mit anderen Worten, da das Verdichtungsziel für die Geländeoberfläche 13 für manche Bereiche höhere Verdichtungszielwerte als für andere aufweisen kann, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 für verschiedene Abschnitte der Geländeoberfläche 13 die Größe einer Differenz zwischen dem Zielverdichtungsgrad und dem abgeschätzten momentanen Verdichtungsgrad bestimmen. Auf der Basis dieser Berechnung können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 einen Zielfahrweg 210 mit einer Bevorzugung des Führens der mobilen Maschine 14 über Abschnitte der Geländeoberfläche planen, welche die größten Verdichtungsmängel bezogen auf das Verdichtungsziel aufweisen. Entsprechend können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 das Führen der mobilen Maschine 14 über Abschnitte der Geländeoberfläche 13 vermeiden, die einen ausreichenden oder übermäßigen Verdichtungsgrad aufweisen, sowie über Abschnitte der Geländeoberfläche wie beispielsweise dem Bereich 230 vermeiden, bei dem es erwünscht sein kann, aus verschiedenen Gründen, wie z. B. denjenigen, die vorstehend diskutiert worden sind, das Fahren von Maschinen zu vermeiden.
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Wie es vorstehend im Zusammenhang mit der 2A diskutiert worden ist, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 bei der Planung des Zielfahrwegs 210 auch Erwägungen berücksichtigen, die mit Zielen zusammenhängen, die von einem Verdichten verschieden sind, wie z. B. das Führen der mobilen Maschine 14 zu einer angegebenen Anfuhrstelle und/oder das Führen der mobilen Maschine 14 in einer Weise, welche die Produktivität und/oder die Effizienz fördert. Verschiedene andere Faktoren können ebenfalls bei der Bestimmung des Zielfahrwegs 210 verwendet werden. Beispielsweise können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch berücksichtigen, wie die Geländeoberfläche 13 im Zeitverlauf auf das Fahren der mobilen Maschinen 14, 114 und anderer Maschinen reagiert. Wenn sich z. B. zeigt, dass der Verdichtungsgrad eines bestimmten Abschnitts der Geländeoberfläche 13 nicht wie erwartet zunimmt, wenn die mobilen Maschinen 14, 114 darauf fahren, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 das Führen der mobilen Maschinen 14, 114 über diesen Bereich beenden und sie über andere Bereiche führen, die besser reagieren. In einem solchen Fall können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 auch den Bereich oder die Bereiche feststellen, in denen eine Verdichtung aufgrund des Fahrens von Maschinen nicht wie erwartet zunimmt. Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können auch Warnungen für verschiedene Personen bereitstellen, dass diese Bereiche nicht wie erwartet reagieren, wodurch eine Untersuchung dieser Bereiche ermöglicht wird.
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Wie es vorstehend diskutiert worden ist, können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 den Zielfahrweg 210 für die mobile Maschine 14 und jedwede andere Zielfahrwege in verschiedener Weise nutzen. Beispielsweise können die Informationsverarbeitungseinheiten 12 den Zielfahrweg 210 auf einer oder mehreren Anzeigekomponenten 48, 148 und 31 zur Verwendung durch Personen darstellen, welche die mobile Maschine 14 betreiben und/oder überwachen. Die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können die mobile Maschine 14 auf der Basis des Zielfahrwegs 210 auch autonom steuern. Das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 und die Informationsverarbeitungseinheiten 12 können entsprechend einen Zielfahrweg oder Zielfahrwege für die mobile Maschine 114 und/oder andere Maschinen in dem Arbeitsbereich 11 zumindest teilweise auf der Basis des abgeschätzten Verdichtungsgrads verschiedener Abschnitte der Geländeoberfläche 13 bestimmen und einsetzen.
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Der Betrieb des Arbeitsbereich-Planungssystems 10 ist nicht auf die vorstehend diskutierten Beispiele beschränkt. In manchen Ausführungsformen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem Elemente des Ansatzes, der im Zusammenhang mit der 2A diskutiert worden ist, zusammen mit Elementen des Ansatzes nutzen, der in der 2B diskutiert worden ist. Zusätzlich kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 verschiedene andere Arten von Informationen und/oder Algorithmen empfangen und verarbeiten, um eine Führung und/oder automatisierte Steuerung zum Betreiben der mobilen Maschinen 14, 114 in einer Weise bereitzustellen, so dass verschiedene Ziele gefördert werden, die mit einem Verdichtungszustand der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen.
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Das offenbarte Arbeitsbereich-Planungssystem 10 und die offenbarten Verfahren können signifikante Vorteile bei der Vorbereitung eines Arbeitsbereichs bereitstellen. Dadurch, dass der Erschließer eines Arbeitsbereichs mobile Maschinen, die von einem Verdichter verschieden sind, auf der Basis eines Verdichtungszustands der Geländeoberfläche 13 effektiver betreiben kann, gestattet es das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 dem Erschließer, eine Anzahl von Zielen zu erreichen. Beispielsweise kann es das Arbeitsbereich-Planungssystem dem Erschließer gestatten, die mobilen Maschinen 14, 114 so zu betreiben, dass sie bei der Bereitstellung der gewünschten Verdichtung der Geländeoberfläche unterstützen. Dies kann es dem Erschließer ermöglichen, eine bessere Verdichtung des Arbeitsbereichs schneller und wirtschaftlicher zu erreichen. Zusätzlich kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 den Bedarf dafür vermindern, dass der Erschließer des Arbeitsbereichs spezielle Verdichtermaschinen verwendet. Bei manchen Einsätzen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 sogar jedweden Bedarf für spezielle Verdichtermaschinen ausschließen. Ferner kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 den Erschließer dabei unterstützen, das unerwünschte Verdichten bestimmter Bereiche des Arbeitsbereichs 11 zu vermeiden, sowie dabei, zu vermeiden, dass eine oder mehrere der mobilen Maschinen 14, 114 in weichen Bereichen des Arbeitsbereichs 11 steckenbleiben. Zusammen mit oder getrennt von diesen Vorteilen kann das Arbeitsbereich-Planungssystem 10 das Steuern der mobilen Maschinen 14, 114 auf der Basis von Informationen ermöglichen, die mit der Verdichtung der Geländeoberfläche 13 zusammenhängen, so dass die Produktivität und/oder die Effizienz der mobilen Maschinen 14, 114 gesteigert werden.
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Für den Fachmann ist ersichtlich, dass bezüglich des offenbarten Arbeitsbereich-Planungssystems verschiedene Modifizierungen und Variationen ausgeführt werden können, ohne den Bereich der Offenbarung zu verlassen. Andere Ausführungsformen des offenbarten Arbeitsbereich-Planungssystems sind für den Fachmann aufgrund der Berücksichtigung der Beschreibung und der Ausführung des hier offenbarten Arbeitsbereich-Planungssystems ersichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als beispielhaft aufgefasst werden, wobei der wahre Bereich der Offenbarung durch die folgenden Patentansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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