DE19743534A1 - Verfahren zur Bestimmung der Höhe eines Punktes auf einem Arbeitsgelände, dargestellt in einem triangulären unregelmäßigen Netzwerk - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Höhe eines Punktes auf einem Arbeitsgelände, dargestellt in einem triangulären unregelmäßigen NetzwerkInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Gelände
datenbasisstruktur und insbesondere auf ein Verfahren zum
Bestimmen der Höhe eines Punktes auf einem Arbeitsgelän
de, dargestellt in einem triangulären unregelmäßigen
Netzwerk.
Arbeitsmaschinen bzw. Baumaschinen, wie beispielsweise
Bergwerksschaufellader und ähnliches werden für Grabar
beiten verwendet. Viel Mühe ist auf das Automatisieren
des Arbeitszyklusses oder von Teilen des Arbeitszyklus von
solchen Maschinen gerichtet worden. Ein solches System
ist offenbart im US-Patent 5 404 661, ausgegeben an Wil
liam C. Sahm und andere am 11. April 1995. Das auf einen
Minen- bzw. Bergwerksschaufellader gerichtete System von
Sahm bestimmt die Position einer Schaufel eines Arbeits
werkzeuges, wenn sie gräbt, d. h. das Arbeitsgelände ver
ändert. Die Position der Schaufel, wenn sie das Arbeits
gelände verändert, wird verwendet, um ein Geländemodell
oder eine Datenbasis zu aktualisieren. Das gegenwärtige
Geländemodell wird mit einem gewünschten Geländemodell
durch einen Differenzierungsalgorithmus verglichen. Die
Ausgangsgröße aus dem Differenzierungsalgorithmus wird
verwendet, um den Betrieb der Arbeitsmaschine zu steuern
oder wird dem Bediener angezeigt, um beim Betrieb zu hel
fen.
Das Arbeitsgelände deckt im allgemeinen ein großes Gebiet
ab. Somit ist die Datenbasis typischerweise auch groß,
was ein großes Ausmaß an Speicherplatz erfordert.
Es gibt drei allgemeine Ansätze für die Struktur des Ge
ländemodells. Beim ersten Ansatz wird das gesamte Ar
beitsgelände in ein Gitter aufgeteilt. Jedes Quadrat des
Gitters stellt einen festen Punkt (mit festen X- und Y-Koordinaten)
im Arbeitsgelände dar. Daten, die mit dem
Gelände assoziiert sind, werden auf jedem Quadrat ge
speichert. Das Problem bei diesem Ansatz ist, daß das
Gitter das gesamte Gelände abdecken muß. Im allgemeinen
wird es große Teile des Geländes ergeben, die nicht von
der Arbeitsmaschine beeinflußt oder bearbeitet werden. So
mit können große Mengen an Speicherplatz verschwendet
werden.
Im zweiten Ansatz werden nur jene Punkte gespeichert, die
erforderlich sind. Da jedoch die Gitterstruktur nicht
verwendet wird, fordert jeder dieser Punkte, daß die X- und
Y-Koordinaten des Punktes genau so gespeichert wer
den. Dies verschwendet auch Speicherplatz.
Im dritten Ansatz wird ein trianguläres unregelmäßiges
Netzwerk oder TIN (TIN = Triangular Irregular Network)
verwendet. Das TIN besteht aus einer Vielzahl von Punkten
mit X- und Y-Koordinaten. Für jeden Punkt im Netzwerk
speichert die Datenbasis Höheninformation und für jeden
Punkt die anderen Punkte, mit denen er verbunden ist. Das
TIN wird verwendet, um eine bessere Annäherung oder Dar
stellung des Arbeitsgeländes zu ergeben. Ein Faktor, der
gestattet, daß das TIN genauer ist, ist daß die Punkte,
aus denen das Netzwerk besteht, nicht regelmäßig sind.
Die Positionen der Punkte werden durch die Oberfläche des
Arbeitsgeländes vorgegeben. Als eine Folge, es sei ein
Punkt gegeben, der innerhalb eines der Dreiecke des Netz
werkes enthalten ist, wird es schwieriger, zu bestimmen,
welches Dreieck den Punkt enthält, und somit schwieriger
seine Höhe zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines
oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein
Verfahren zum Bestimmen der Höhe eines gegenwärtigen bzw.
laufenden Punktes auf einem Arbeitsgelände vorgesehen.
Der gegenwärtige Punkt besitzt bekannte X- und Y-Koordi
naten. Das Arbeitsgelände wird in einer Datenbasis modu
liert, und zwar unter Verwendung eines triangulären un
regelmäßigen Netzwerkes (TIN), welches aus einer Vielzahl
von Punkten besteht. Jeder Punkt besitzt assoziierte X- und
Y-Koordinaten und eine Höhe und ist mit einem Satz
von anderen Punkten im Netzwerk assoziiert, um Dreiecke
zu bilden. Das Verfahren weist die Schritte auf, einen
ersten Punkt auszuwählen, zweite, dritte und vierte Punk
te gemäß einer vorbestimmten Regel auszuwählen, den er
sten Punkt mit dem vierten Punkt zu vergleichen, und das
Gleichsetzen des ersten Punktes und des zweiten Punktes,
das Gleichsetzen des zweiten Punktes und des dritten
Punktes und das Gleichsetzen des dritten Punktes und des
vierten Punktes, und das Bestimmen eines neuen vierten
Punktes, wenn der erste Punkt nicht gleich dem vierten
Punkt ist. Die Höhe des gegenwärtigen Punktes wird be
stimmt als eine Funktion der ersten, zweiten und dritten
Punkte.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Im
plementieren bzw. Einrichten der vorliegenden Er
findung gemäß eines Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Datenba
sisstruktur zur Darstellung und Speicherung von
Parameterwerten, die mit einem Arbeitsgelände as
soziiert sind, welche einen ersten Schritt beim
Bestimmen der Höhe eines gegenwärtigen Punktes
veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Datenba
sisstruktur zu Darstellung und Speicherung von Pa
rameterwerten, die mit einem Arbeitsgelände asso
ziiert sind, die einen zweiten Schritt beim Be
stimmen der Höhe eines gegenwärtigen Punktes ver
anschaulicht;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Datenba
sisstruktur zur Darstellung und Speicherung von
Parameterwerten, die mit einen Arbeitsgelände as
soziiert sind, die einen dritten schritt bei der
Bestimmung der Höhe eines gegenwärtigen Punktes
veranschaulicht;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Datenba
sisstruktur zur Darstellung und Speicherung von
Parameterwerten, die mit einem Arbeitsgelände as
soziiert sind, die einen vierten Schritt beim Be
stimmen der Höhe eines gegenwärtigen Punktes ver
anschaulicht;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Datenba
sisstruktur zur Darstellung und Speicherung von
Parameterwerten, die mit einem Arbeitsgelände as
soziiert sind, die einen fünften Schritt beim Be
stimmen der Höhe eines gegenwärtigen Punktes ver
anschaulicht; und
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb bzw. die
Betriebsvorgänge eines Verfahrens zum Bestimmen
einer Höhe eines gegenwärtigen Punktes auf einem
Arbeitsgelände gemäß eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Mit Bezug auf die Fig. 1-6 sieht die vorliegende Erfin
dung eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Datenba
sisstrukur vor, um ein Arbeitsgelände 202 in einer Gelän
dedatenbasis 204 darzustellen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende
Erfindung in Verbindung mit einer mobilen (nicht gezeig
ten) Erdbewegungs- oder Arbeitsmaschine verwendet, wie
beispielsweise einem Raupen-Traktor oder -Dozer, einem
Profilierer, einem Grader bzw. einer Räumvorrichtung, ei
nem Schaber bzw. einer Schabevorrichtung, einem Straßen
fertiger, einem Radlader und ähnlichem.
Ein Positionsabfühlungssystem 102 bestimmt die Position
eines Punktes, der auf der mobilen Maschine gelegen ist
oder auf einem (nicht gezeigten) Arbeitswerkzeug der mo
bilen Maschine. Wie unten besprochen, wird die Position
von mindestens einem Referenzpunkt, der auf der Maschine
gelegen ist, verwendet, um dynamisch die Geländedaten
basis 204 zu aktualisieren.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Positions
abfühlungssystem 102 ein dreidimensionales Positionie
rungs- bzw. Positionsbestimmungssystem auf, und zwar mit
einer äußeren Referenz, beispielsweise (jedoch nicht dar
auf eingeschränkt) 3-D-Lasersysteme, Global Positioning-
Systeme bzw. Globalpositionsbestimmungssysteme (GPS),
Kombinationssysteme aus GPS und Laser, Funktrian
gulationssysteme, Mikrowellen- oder Radarsysteme. Posi
tionskoordinaten des Referenz- bzw. Bezugspunktes werden
bestimmt, wenn die mobile Maschine innerhalb des Arbeits
geländes 202 arbeitet.
Eine mikroprozessorbasierte Steuervorrichtung 116 ist mit
dem Positionsabfühlungssystem 102 gekoppelt. Die Steuer
vorrichtung 116 empfängt die Positionskoordinaten vom Po
sitionsabfühlsystem 102 und aktualisiert ein dynamisches
Geländemodell 108. Die Steuervorrichtung 116 kann auch an
dere Funktionen ausführen, wie unten beschrieben.
Die Positionskoordinaten werden als eine Serie von dis
kreten bzw. getrennten Punkten an einen Differenzierungs- bzw.
Differenzalgorithmus 104 geliefert.
Die Steuervorrichtung 116 weist einen Speicher 118 auf,
um ein gewünschtes bzw. Soll-Geländemodell 106 und das
dynamische Geländemodell 108 zu speichern. Das gewünschte
Geländemodell 106 und das dynamische Geländemodell 108
weisen jeweils eine Geländedatenbasis 204 auf. Vorzugs
weise speichern die gewünschte Gelände- und die dynami
sche Geländedatenbasis 204 Daten, die Geländehöhen dar
stellen (gewünschte Höhe bzw. gegenwärtige Höhe). Jedoch
können die Geländedatenbasen 204 zusätzlich Werte von an
deren Parametern des Arbeitsgeländes 202 speichern, bei
spielsweise Material oder Erzart, die vorherige Höhe, die
Anzahl der Durchgänge von der Arbeitsmaschine.
Der Differenzalgorithmus 104 wird in der Software auf der
Steuervorrichtung 116 implementiert bzw. eingerichtet und
berechnet die Differenz zwischen dem gewünschten Gelände
modell 106 und dem dynamischen Geländemodell 108.
Der Differenzierungs- bzw. Differenzalgorithmus 104 ist
mit Richtungs- bzw. Anweisungsmitteln 109 gekoppelt. Die
Anweisungsmittel 109 greifen auf die Datenbasen zu und
weisen darauf ansprechend den Betrieb der Arbeitsmaschine
an. Die Anweisungsmittel 109 weisen vorzugsweise eine Be
dieneranzeige 110 auf. Die Bedieneranzeige 110 weist eine
graphische Darstellung des Arbeitsgeländes 202 auf, die
die gespeicherten Werte der (des) Parameter(s) veran
schaulicht. Die Bedieneranzeige 110 wird verwendet, um
dem Bediener bei der manuellen Steuerung 112 der Arbeits
maschine zu helfen. Optional können die Anweisungsmittel
109 eine automatische Steuerung 114 aufweisen, um autonom
oder eigenständig den Betrieb der Arbeitsmaschine zu
steuern, und zwar ansprechend auf die in den Datenbasen
gespeicherten Daten.
Das gewünschte Geländemodell 106 und das dynamische Ge
ländemodell 108 sind vorzugsweise im Speicher 118 gespei
chert. Der Speicher 118 kann irgendeine geeignete Spei
cherstruktur zum Speichern von Daten sein, und zwar bei
spielsweise jedoch nicht darauf eingeschränkt ein Ar
beitsspeicher bzw. RAM (RAM = random access memory), ein
programmierbarer Lesespeicher bzw. ROM (ROM = read only
memory) Festplattenlaufwerke, entfernbare Platten
laufwerke und ähnliches.
Der Speicher 118 speichert Daten zum Zugriff durch ein
Anwendungsprogramm, welches von der Steuervorrichtung 116
ausgeführt wird. Der Speicher 118 speichert Daten in ei
ner Datenstruktur. Die Datenstruktur weist Informationen
auf, die in den Datenbasen vorhanden sind, die vom Anwen
dungsprogramm verwendet werden.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist eine Höheninformation in der Ge
ländedatenbasis 204 gespeichert, und zwar unter Ver
wendung einer Datenstruktur, die ein trianguläres unre
gelmäßiges Netzwerk oder TIN (TIN = Triangular Irregular
Network) genannt wird. Das TIN besteht aus einer Vielzahl
von Punkten (Punkte A-P). Jeder Punkt besitzt assoziierte
bekannte X- und Y-Koordinaten und einen bekannten Höhen
wert. Die Geländedatenbasis 204 weist auch für jeden
Punkt eine Liste von anderen Punkten auf, mit denen der
Punkt verbunden ist, um Dreiecke zu bilden. Für das Pro
bennetzwerk, wie beispielsweise in Fig. 2, sind die in
der Geländedatenbasis 204 gespeicherten Daten in Tabelle
1 gespeichert.
Tabelle 1
Zusätzlich werden für jeden Punkt der Winkel zwischen je
dem Liniensegment, welches von dem Punkt und anderen
Punkten geformt wird und ein vordefinierten Vektor, bei
spielsweise einem Horizontalvektor, gespeichert. Bei
spielsweise sind für den Punkt A vier Winkel gespeichert:
WINKELAB, WINKELAC, WINKELAG und WINKELAF (die Winkel,
die von der Horizontalachse und den jeweiligen Linien
segmenten AB, AC, AG und AF definiert werden).
Entweder für Anzeigezwecke oder für automatische Steu
erzwecke wird es bei einem gegebenen speziellen oder lau
fenden Punkt 206 (X- und Y-Koordinaten) nötig, die Höhe
des gegenwärtigen Punktes 206 zu bestimmen, und zwar wie
durch die Geländedatenbasis 204 dargestellt.
Mit Bezug auf Fig. 7 sieht die vorliegende Erfindung ein
Verfahren vor, um die Höhe des gegenwärtigen Punktes 206
auf dem Arbeitsgelände 202 zu bestimmen.
In einem ersten Schritt 702 wird ein erster Punkt ausge
wählt. Der erste Punkt kann ein willkürlicher Punkt sein
oder könnte irgendein Punkt sein oder der letzte Punkt,
der vom Anwendungsprogramm verwendet wurde. Im Beispiel
der Fig. 2 ist der erste Punkt, der Punkt M.
In einem zweiten Schritt wird ein zweiter Punkt ausge
wählt. Der zweite Punkt wird aus der Liste der Punkte
ausgewählt, die mit dem ersten Punkt verbunden sind, und
zwar gemäß einer vorbestimmten Regel. Wenn beispielsweise
der erste Punkt gleich dem Punkt M ist, sind die mit dem
Punkt M verbundenen Punkte die Punkte H, J, K, N, O und
P.
In einem Ausführungsbeispiel der vorbestimmten Regel wird
ein Vektor 208 zwischen dem ersten Punkt (Punkt M) und
dem gegenwärtigen Punkt 206 bestimmt. Dann wird der Win
kel zwischen dem Vektor 208 und dem vordefinierten Vektor
bestimmt. Dieser Winkel wird verglichen mit den Winkeln,
die mit dem ersten Punkt gespeichert sind, d. h. die Win
kel, die von den Liniensegmenten zwischen dem Punkt M und
den anderen verbundenen Punkten und dem vorbestimmten
Vektor geformt werden. Der erste gespeicherte Winkel, der
gegen den Uhrzeigersinn vom Vektor 208 ist, wird be
stimmt. Der zweite Punkt muß der verbundene Punkt sein,
der diesen Winkel definiert.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird der erste Winkel in einer Rich
tung gegen den Uhrzeigersinn vom Punkt J definiert. Der
Punkt J wird der zweite Punkt.
Andere vorbestimmte Regeln können auch verwendet werden.
Beispielsweise könnte der erste gespeicherte Winkel in
einer Richtung im Uhrzeigersinn verwendet werden. Andere
vorbestimmte Regeln können auch angewandt werden, ohne
vom Geiste der Erfindung abzuweichen. Der wichtige Faktor
bei der Anwendung der Regel ist es, die gleiche Regel zu
verwenden, um alle darauffolgenden Punkte zu bestimmen,
wie unten erklärt.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird in einem dritten Schritt 706
ein dritter Punkt aus dem Satz von Punkten, die mit dem
zweiten Punkt assoziiert sind, gemäß der vorbestimmten
Regel ausgewählt.
Mit Bezug auf Fig. 3 ist der zweite Punkt der Punkt J und
die mit dem Punkt J verbundenen Punkte sind die Punkte G,
H, L, M und O. Ein Vektor 302 zwischen dem zweiten Punkt
und dem gegenwärtigen Punkt 202 wird bestimmt. Der erste
Winkel in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn wird vom
Punkt G definiert. Punkt G wird der dritte Punkt.
In einem vierten Schritt wird ein vierter Punkt aus dem
Satz von Punkten, die mit dem dritten Punkt assoziiert
sind, gemäß der vorbestimmten Regel ausgewählt.
Mit Bezug auf Fig. 4 ist der dritte Punkt der Punkt G und
die mit dem Punkt G verbundenen Punkte sind die Punkte A,
C, F, H, I und J. Ein Vektor 402 zwischen dem dritten
Punkt und dem gegenwärtigen Punkt 202 wird bestimmt. Der
erste Winkel in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn
wird vom Punkt A definiert. Punkt A wird der vierte
Punkt.
Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis der vierte Punkt
gleich dem ersten Punkt ist, wie unten beschrieben.
In einem fünften Schritt 710 werden die ersten und vier
ten Punkte verglichen. Wenn die ersten und vierten Punkte
nicht gleich sind, dann muß ein neuer vierter Punkt be
stimmt werden. Der erste Punkt wird gleich dem zweiten
Punkt gesetzt. Der zweite Punkt wird gleich dem dritten
Punkt gesetzt. Der dritte Punkt wird gleich dem vierten
Punkt gesetzt. Und die Steuerung kehrt zum Schritt 708
zurück, um einen neuen vierten Punkt zu bestimmen.
Dies wird in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Mit Bezug
auf Fig. 5 ist der erste Punkt der Punkt M und der vierte
Punkt ist der Punkt A. Punkt A und Punkt M sind nicht
gleich, so daß der erste Punkt gleich Punkt J gesetzt
wird, der zweite Punkt wird gleich Punkt G gesetzt, und
der dritte Punkt wird gleich Punkt A gesetzt.
Ein neuer vierter Punkt muß nun bestimmt werden. Ein Vek
tor 502 vom dritten Punkt (Punkt A) zum gegenwärtigen
Punkt 206 wird bestimmt. Unter Verwendung der vorbestimm
ten Regel wird der vierte Punkt gleich Punkt C gesetzt.
Wiederum sind die ersten und vierten Punkte Punkte J bzw.
C nicht gleich. Somit wird der erste Punkt gleich Punkt G
gesetzt, der zweite Punkt wird gleich Punkt A gesetzt,
der dritte Punkt wird gleich Punkt C gesetzt, und ein
neuer vierter Punkt muß bestimmt werden.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird ein Vektor 602 vom dritten
Punkt (Punkt C) zum gegenwärtigen Punkt 206 bestimmt. Un
ter Verwendung der vorbestimmten Regel wird der vierte
Punkt gleich Punkt G gesetzt.
Die ersten und vierten Punkte sind nun gleich. Der gegen
wärtige Punkt 206 ist in dem Dreieck enthalten, welches
von den ersten, zweiten und dritten Punkten (Punkte G, A
und C) gebildet wird.
Im sechsten Schritt 712 wird die Höhe des gegenwärtigen
Punktes 206 bestimmt als eine Funktion der ersten, zwei
ten und dritten Punkte. Die dreidimensionalen Positionen
der ersten, zweiten und dritten Punkte sind bekannt und
bilden eine Ebene. Unter Verwendung von bekannten geo
graphischen Verfahren und den bekannten X- und Y-Koor
dinaten des gegenwärtigen Punktes 206 wird die Höhe des
gegenwärtigen Punktes 206 bestimmt.
Wenn während der Bestimmung irgendeines Punktes beim obi
gen Verfahren der Winkel zwischen dem Vektor 206, 302,
402, 502, 602 und dem gegenwärtigen Punkt gleich dem Win
kel ist, der von irgendeinem der verbundenen Punkte defi
niert wird, dann werden die folgenden Schritte aus
geführt.
Zuerst wird der gegenwärtige Punkt verglichen mit dem ge
eigneten bzw. entsprechenden ersten, zweiten, dritten
oder vierten Punkt und dem Verbindungspunkt. Wenn der ge
genwärtige Punkt gleich einem dieser Punkte ist, dann
wird das Verfahren beendet und die Höhe des gegenwärtigen
Punktes ist bekannt. Wenn der gegenwärtige Punkt keiner
von diesen Punkten ist, dann wird bestimmt, ob der gegen
wärtige Punkt zwischen dem geeigneten bzw. entsprechenden
ersten, zweiten, dritten oder vierten Punkt und dem Ver
bindungspunkt liegt. Wenn der gegenwärtige Punkt zwischen
diesen zwei Punkten ist, wird das Verfahren beendet und
die Höhe des gegenwärtigen Punktes wird als eine Funktion
der Linie bestimmt, die von den Punkten definiert wird.
Anderenfalls fährt das Verfahren wie oben fort.
Mit Bezug auf die Zeichnungen und den Betrieb sieht die
vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, einen Speicher
und ein Verfahren vor, um Daten zu speichern, und zwar
für einen Zugriff von einem Anwendungsprogramm, welches
in der Steuervorrichtung 116 der Arbeitsmaschine ausge
führt wird. Die Daten stellen die Höhe des Arbeitsgelän
des dar.
Für Steuer- oder Abbildungs- bzw. Anzeigezwecke kann es
notwendig sein, die Höhe eines gegenwärtigen Punktes 202
zu bestimmen. Die X- und Y-Koordinaten des gegenwärtigen
Punktes 202 sind bekannt, jedoch nicht die Höhe.
Im obigen Prozeß werden die Punkte bestimmt, die das
Dreieck definieren, welches den gegenwärtigen Punkt 202
enthält. Basierend auf den bekannten dreidimensionalen
Koordinaten dieser Punkte und mit einem bekannten geogra
phischen Verfahren wird die Höhe des gegenwärtigen Punk
tes bestimmt.
Andere Aspekte, Ziele und Merkmale der vorliegenden Er
findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of
fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Die vorliegende Erfindung sieht eine Geländedatenbasis struktur vor, um Höhendaten für einen Zugriff von einem Anwendungsprogramm zu speichern, welches in einem Steuer system einer Arbeitsmaschine ausgeführt wird. Die Daten werden in einem triangulären unregelmäßigen Netzwerk (TIN) gespeichert. Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren vor, um die Höhe eines Punktes auf dem Arbeits gelände zu bestimmen, und zwar basierend auf den drei Punkten, die das Dreieck bilden, welches den Punkt ent hält.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Geländedatenbasis struktur vor, um Höhendaten für einen Zugriff von einem Anwendungsprogramm zu speichern, welches in einem Steuer system einer Arbeitsmaschine ausgeführt wird. Die Daten werden in einem triangulären unregelmäßigen Netzwerk (TIN) gespeichert. Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren vor, um die Höhe eines Punktes auf dem Arbeits gelände zu bestimmen, und zwar basierend auf den drei Punkten, die das Dreieck bilden, welches den Punkt ent hält.
Claims (10)
1. Verfahren zur Bestimmung einer Höhe eines gegenwär
tigen Punktes auf einem Arbeitsgelände, wobei der
gegenwärtige Punkt bekannte X- und Y-Koordinaten be
sitzt, wobei das Arbeitsgelände in einer Datenbasis
unter Verwendung eines triangulären unregelmäßigen
Netzwerkes moduliert ist, wobei das Netzwerk aus ei
ner Vielzahl von Punkten besteht, wobei jeder Punkt
assoziierte bekannte X- und Y-Koordinaten und eine
bekannte Höhe besitzt, und mit einem Satz von ande
ren Punkten im Netzwerk assoziiert ist, um Dreiecke
zu bilden, wobei das Verfahren folgende Schritte
aufweist:
- (a) Auswählen eines ersten Punktes, wobei der erste Punkt einer der Vielzahl von Punkten ist, die das Netzwerk bilden;
- (b) Auswählen eines zweiten Punktes aus dem Satz von Punkten, die mit dem ersten Punkt assoziiert sind, und zwar gemäß einer vorbestimmten Regel;
- (c) Auswählen eines dritten Punktes aus dem Satz von Punkten, der mit dem zweiten Punkt assoziiert ist, und zwar gemäß der vorbestimmten Regel;
- (d) Auswählen eines vierten Punktes aus dem Satz von Punkten, der mit dem dritten Punkt assoziiert ist, und zwar gemäß der vorbestimmten Regel;
- (e) Vergleichen des ersten Punktes mit dem vierten Punkt und Gleichsetzen des ersten Punktes mit dem zweiten Punkt, Gleichsetzen des zweiten Punktes mit dem dritten Punkt und Gleichsetzen des dritten Punk tes mit dem vierten Punkt und Rückkehr zum Schritt,
- (d) wenn der erste Punkt nicht gleich dem vierten Punkt ist; und
- (f) Bestimmung der Höhe des gegenwärtigen Punktes als eine Funktion der ersten, zweiten und dritten Punkte, wenn der erste Punkt gleich dem vierten Punkt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt auf
weist, einen Vektor zwischen dem dritten Punkt und
dem gegenwärtigen Punkt zu bestimmen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt
des Auswählens des vierten Punktes gemäß einer vor
bestimmten Regel den Schritt der Bestimmung eines
Winkels zwischen dem Vektor und einem vorbestimmten
Vektor aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 3, wobei der Schritt des
Auswählens des vierten Punktes den Schritt des Ver
gleichens des Winkels zwischen dem Vektor und dem
vorbestimmten Vektor mit einer Reihe von Winkeln
aufweist, die mit dem vierten Punkt gespeichert
sind, wobei jeder Winkel in der Reihe von Winkeln
mit einem verbundenen Punkt assoziiert ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 4, wobei beim Schritt des
Auswählens der vierte Punkt als der Verbindungspunkt
ausgewählt wird, der mit einem ersten Winkel in ei
ner Richtung gegen den Uhrzeigersinn vom Vektor as
soziiert ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 4, wobei beim Schritt des
Auswählens der vierte Punkt als der Verbindungspunkt
ausgewählt wird, der mit einem ersten Winkel in ei
ner Richtung im Uhrzeigersinn vom Vektor bzw. ein
geschlossenen Vektor assoziiert ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Schritte des
Auswählens der zweiten, dritten und vierten Punkte
den Schritt aufweisen, einen Vektor zwischen dem er
sten bzw. zweiten bzw. dritten Punkt und dem ge
genwärtigen Punkt zu bestimmen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 7, wobei die Schritte des
Auswählens der zweiten, dritten und vierten Punkte
gemäß einer vorbestimmten Regel dem Schritt des Ver
gleichens des Winkels zwischen dem Vektor und dem
vorbestimmten Vektor mit einer Reihe von Winkeln
aufweist, die mit den jeweiligen zweiten, dritten
und vierten Punkten gespeichert sind, wobei jeder
Winkel in der Reihe von Winkeln mit einem verbunde
nen Punkt assoziiert ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 8, wobei die zweiten,
dritten und vierten Punkte als der Verbindungspunkt
ausgewählt sind, der mit einem ersten Winkel in ei
ner Richtung gegen den Uhrzeigersinn vom Vektor as
soziiert ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 9, wobei die zweiten,
dritten und vierten Punkte als der Verbindungspunkt
ausgewählt werden, der mit einem ersten Winkel in
einer Richtung im Uhrzeigersinn vom Vektor asso
ziiert ist.
Applications Claiming Priority (1)
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ID=25061123
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