DE19908799A1

DE19908799A1 - Verfahren zur Bestimmung und Anzeige der Position eines Lastwagens während der Materialentfernung

Info

Publication number: DE19908799A1
Application number: DE19908799A
Authority: DE
Inventors: Daniel E Henderson; Craig L Koehrsen
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 1999-09-09
Also published as: JP4744559B2; AU1737299A; AU750246B2; JP2008223479A; JP2000027585A; CA2261006A1; JP4154063B2; US6114993A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Überwachung einer Materialentfernung von einem Gelände und insbesondere auf die Bestimmung und Anzeige der Position eines Lastwagens, der von einer Erdbewegungsmaschine auf einem Gelände be laden wird.

Dem Verfahren der Materialentfernung von Geländen wie beispielsweise Mienen ist in den letzten Jahren beigehol fen worden durch die Entwicklung von kommerziell verfüg barer Computersoftware zur Erzeugung von Digitalmodellen der Geographie oder Topographie eines Geländes. Diese computerisierten Geländemodelle können aus Geländedaten erzeugt werden, die durch eine herkömmliche Überwachung, Luftfotographie oder in neuerer Zeit durch kinematische GPS-Überwachungstechniken gesammelt werden. Unter Verwen dung der bei der Überwachung gesammelten Daten, bei spielsweise dreidimensionalen Punkt-zu-Punkt-Positions koordinaten wird eine digitale Datenbasis der Geländein formation erzeugt, die in zwei oder drei Dimensionen an gezeigt werden kann, und zwar unter Verwendung von be kannter Computergraphik- oder -konstruktionssoftware.

Die Überwachung der Grabvorgänge auf einem Abbaugelände ist eine wichtige Aktivität. Eine wirkungsvolle Überwa chung der Grabvorgänge wird eine produktivere Miene bzw. Abbaustätte zur Folge haben. Ein Teil der Steigerung der Produktivität von Abbauvorgängen kann eingerichtet werden durch Vorsehen von genauen Anzeigen, die visuell die Ak tivität anzeigen, die auf dem Abbaugelände auftritt. Bei spielsweise kann laufende die Erdbewegungsmaschine auf einer Anzeige gezeigt werden, wie sie auf dem Abbaugelän de arbeitet. Die Anzeige kann entweder auf der Maschine oder bei einer zentralen Steuereinrichtung gelegen sein. Jedoch gibt es gegenwärtig kein Verfahren zur Anzeige der Beziehung zwischen der Grabmaschine und dem während der Abbauvorgänge beladenen Lastwagen. Die Anzeige der Bezie hung der Grabmaschine und des Ladelastwagens ist eine wichtige Funktion, die sowohl von einem Bediener benötigt wird, der auf der Grabmaschine sitzt, und von einem Be diener oder Geländemanager, der in der zentralen Steuer einrichtung sitzt. Eine genaue Anzeige der Beziehung des Lastwagens und der Grabmaschine in Verbindung mit einer visuellen Anzeige der in den Lastwagen geladenen Mate rialart würde es einem Bediener oder Geländemanager er möglichen, ein vollständiges Bild des Lastwagenbeladevor gangs mit einem schnellen Blick auf die Anzeige zu erfas sen. Das Vorsehen von Produktivitätsinformationen, wie beispielsweise der Materialart, in einer Weise, die schnell verständlich ist, wird den Arbeitswirkungsgrad des Geländes steigern, indem ermöglicht wird, daß genaue Entscheidungen in schnellerer Weise gefällt werden. Zu sätzlich wird die Anzeige des Lastwagens relativ zur Erd bewegungsmaschine es einem entfernten Bediener oder Ge ländemanager ermöglichen, schnell den gegenwärtigen Sta tus eines Ladevorgangs zu erfassen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden, und zwar durch Bestimmung und Anzeige der Position des von der Erdbewegungsmaschine beladenen Lastwagens.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung und Anzeige einer korrelierten Position eines Lastwagens vorgesehen, der von einer Erd bewegungsmaschine beladen wird. Das Verfahren weist die Schritte auf, ein Ladeereignissignal zu empfangen und dann die korrelierte Position des Lastwagens ansprechend auf das Ladeereignissignal zu bestimmen. Die korrelierte Position des Lastwagens wird dann relativ zum Gelände an gezeigt.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist ein Verfah ren zur Bestimmung und Anzeige von Produktivitätsinforma tionen bezüglich des Materials vorgesehen, welches von einer Erdbewegungsmaschine ausgegraben und in einen Last wagen geladen wird. Das Verfahren weist die Schritt auf, die Materialart des in die Schaufel geladenen Materials zu bestimmen. Produktivitätsinformationen werden dann an einer entfernten Stelle ansprechend auf die Materialart der Schaufelladung angezeigt.

Fig. 1 ist ein Diagramm auf hohem Niveau von einer Re sourcenkarte, die ein Arbeitsgelände, eine Erd bewegungsmaschine und einen Lastwagen anzeigt;

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 4 ist ein Diagramm, welches den Ladepositionsein heitsvektor, den Lastwagenpositionseinheitsvek tor und den skalierten Lastwagenpositionsein heitsvektor veranschaulicht;

Fig. 5 ist ein Diagramm auf hohem Niveau von einer Re sourcenkarte, die ein Gelände, eine Erdbewe gungsmaschine und einen Lastwagen anzeigt; und

Fig. 6 ist ein Diagramm auf hohem Niveau von einem al ternativen Ausführungsbeispiel einer Resourcen karte, die ein Arbeitsgelände, eine Erdbewe gungsmaschine und einen Lastwagen anzeigt.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Bestim mung und Anzeige einer korrelierten Position eines Last wagens vor, wenn er von einer Erdbewegungsmaschine bela den wird. Mit Bezug auf Fig. 1 ist eine Erdbewegungsma schine 102 gezeigt, die auf einem Gelände 104 arbeitet. Die Erdbewegungsmaschine 102 ist als eine Grabmaschine bzw. ein Bagger 102 gezeigt, wie jedoch später besprochen wird, kann irgendeine Bauart einer materialladenden Erd bewegungsmaschine verwendet werden. Ein Bagger bzw. eine Grabmaschine besitzt eine Schaufel 106, einen Körper 108, der sich um einen festen Referenzpunkt dreht und eine (nicht gezeigte) Basis. Der Arbeitszyklus des Baggers 102 weist einen Ladevorgang auf, der das Graben von Material und einen Abladevorgang aufweist, der das Abladen des ge ladenen Materials in einen Lastwagen 110 vorsieht.

In einem Ausführungsbeispiel kann das Gelände 104 auf ei ner Resourcenkarte 112 abgebildet werden, welches die To pographie und die Art des Materials an einer gegebenen Stelle auf dem Gelände 104 anzeigen kann. Eine Resourcen karte 112 ist ein digitalisiertes Geländemodell des Ge ländes 104 und wird in dem bevorzugten Ausführungsbei spiel auf einer Anzeige gezeichnet, die entweder in der Maschine 102 oder in einer zentralen Steuereinrichtung oder in beidem gelegen ist. Das Gelände 104 kann in Erz art- oder -güteregionen 114, 116 und 118 unterteilt wer den. Kernproben, die über dem Gelände 104 aufgenommen worden sind, können verwendet werden, um die unterschied lichen Arten und Stellen des Erzes zu kategorisierten und zu kartographieren, genauso wie die unterschiedlichen Konzentrationen oder Güten innerhalb einer gegebenen Erz art, und werden dem digitalisierten Geländemodell des Ge ländes 104 zugefügt. Alternativ oder zusätzlich kann die Resourcenkarte 112 in unterschiedliche Erzarten aufge teilt werden, beispielsweise wo zwei unterschiedliche Mi neralerze auf einem Gelände 104 vorhanden sind.

Wenn der Bagger über das Gelände 104 fährt und Material lädt, wird die Resourcenkarte 112 aktualisiert, um anzu zeigen, ob eine Stelle ausgebeutet bzw. abgebaut worden ist, und falls dies so ist, wird die Topographie an der Stelle aktualisiert. Eine Stelle ist abgebaut worden, wenn das gesamte erwünschte Material von der Stelle gela den worden ist. Die abgebaute Region 120 kann auf der Re sourcenkarte 112 veranschaulicht werden.

Das von dem Bagger 102 entfernte Erzmaterial wird auf ei nen nahe gelegenen Transportlastwagen 110 übertragen. Die Ladung und Übertragung bzw. der Transport von Erz von dem Bagger 102 zum Lastwagen 110 tritt dadurch auf, daß der Baggerkörper 108 sich zu einem Teil des Geländes 104 dreht, der noch nicht abgebaut worden ist. Der Bagger gräbt dann Erzmaterial mit der Schaufel 106 ab. Der Be diener des Baggers bewirkt dann, daß sich der Körper 108 des Baggers 102 in bekannter Weise dreht, bis die Schau fel 106 nahe einem Lastwagen 110 positioniert ist. Der Bediener lädt dann die Schaufel 106 in den Lastwagen 110 aus. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis der beladene Lastwagen 110 bis zum gewünschten Ausmaß beladen worden ist, beispielsweise vier Schaufelladungen. Der Bagger 110 wird dann entweder durch eine (nicht gezeigte) zentrale Steuereinrichtung oder vom Bediener des Baggers 102 in Gang gesetzt, um das Erzmaterial zu einer geeigneten Ver arbeitungs- oder Lagerstelle zu transportieren.

Der Bagger 104 ist mit einem (nicht gezeigten) Positions bestimmungssystem ausgerüstet. Beispiele von bekannten dreidimensionalen Positionsbestimmungssystemen mit exter nen Bezügen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind 3-D Laser, GPS, GPS/Laser-Kombinationen oder UFH/VHF-Funkvorrichtungen, sind jedoch nicht darauf ein geschränkt.

In dem einen Ausführungsbeispiel wird der Lade- und Abla devorgang des Maschinenarbeitszykluses bestimmt unter Verwendung von Eingangsgrößen von dem Positionsbestim mungssystem ohne zusätzliche Sensoren, wie beispielsweise Nutzlastüberwachungssensoren, Hub- bzw. Förder- und Mas sen- und Leistungssensoren. Für eine Maschine 102 wie beispielsweise einem Bagger kann der Lade- und Abladevor gang detektiert werden durch Überwachung der Winkelge schwindigkeit des Körpers 108 der Erdbewegungsmaschine 102. Die Winkelgeschwindigkeit wird bestimmt durch Über wachung von mehreren Positionsaktualisierungen des Kör pers, wenn sich der Körper 108 dreht. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die GPS-Antenne auf einem bekann ten Abstand weg von der Mitte der Rotationsmitte des Kör pers des Baggers 102 gelegen. Die Rotation des Körpers 108 bewirkt, daß sich die GPS-Antenne entlang eines Bo gens bezüglich der Rotationsmitte des Körpers 108 bewegt. Daher kann unter Verwendung von mehreren Positionsaktua lisierungen die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 108 be stimmt werden. Die Winkelgeschwindigkeit kann dann ver wendet werden, um zu bestimmen, wann der Körper 108 ge stoppt ist, oder zumindest innerhalb einer vorbestimmten Schwelle eines Stoppvorgangs. Wenn beispielsweise der Bagger 102 lädt oder ablädt, wird der Körper 108 ge stoppt, oder er fährt zumindest nur kleine Winkelbewegun gen. Die kleinen Winkelbewegungen können beispielsweise auftreten, um die Schaufelposition erneut einzustellen. Wenn der Körper 108 eine Drehung wieder aufnimmt, wird die Zeitdauer bestimmt, für die der Körper 108 gestoppt war. In einem Ausführungsbeispiel kann der Lade- und Ab ladevorgang bestimmt werden durch die Zeitdauer, für die der Körper 108 gestoppt wurde. Wenn der Körper 108 um we niger als eine vorbestimmte Zeitdauer gestoppt worden ist, beispielsweise 7 Sekunden, hatte der Bagger 102 kei ne Zeit, Material aufzuladen, und muß daher einen Ablade vorgang ausgeführt haben. Wenn der Körper 108 für länger als die vorbestimmte Zeitdauer gestoppt worden ist, dann kann der Schluß gezogen werden, daß der Bagger die Schau fel 106 beladen hat. Jedoch können zusätzliche Informa tionen basierend auf der Resourcenkarte 112 verwendet werden, um die Genauigkeit der Bestimmung des Lade- und Abladevorgangs zu steigern. Wenn der Körper 108 über ei nem Gebiet gestoppt worden ist, welches abgebaut worden ist, dann hat der Bagger 102 einen Abladevorgang ausge führt. Wenn der Körper 108 länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gestoppt worden ist, beispielsweise 7 Sekunden, und wenn der Körper 108 über einem Gebiet gestoppt wird, welches nicht abgebaut worden ist, dann führt der Bagger 102 einen Ladevorgang aus.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden der La de- und Abladevorgang unter Verwendung von Eingangsgrößen von dem Positionsbestimmungssystem bestimmt, und zwar in Verbindung mit zusätzlichen Sensoren, wie beispielsweise einem Nutzlastüberwachungssystem in einer in der Technik wohlbekannten Weise.

Während des Arbeitszykluses wäre es vorteilhaft, wenn der Bediener der Erdbewegungsmaschine 102 oder der Geländema nager an einer zentralen Steuereinrichtung eine Anzeige hat, die die Position der Erdbewegungsmaschine 102 auf dem Gelände 104 und die Position des beladenen Lastwagens 110 relativ zur Erdbewegungsmaschine 102 veranschaulicht. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann der erwähnte Bediener auf der Erdbewegungsmaschine 102 selbst sein, kann in der (nicht gezeigten) zentralen Steuerein richtung oder in beidem sein.

Die vorliegende Erfindung weist ein Verfahren auf, um die korrelierte Position des Lastwagens 110 zu bestimmen und anzuzeigen, wenn er von einer Erdbewegungsmaschine 102 beladen wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist die Schritte auf, ein Ladeereignissignal zu empfan gen, die korrelierte Position des Lastwagens 110 anspre chend auf das Ladeereignissignal zu bestimmen, und die korrelierte Position des Lastwagens 110 relativ zum Ge lände anzuzeigen.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. Unter Verwendung des Posi tionsbestimmungssystems werden Maschinenpositionskoordi naten im Block 202 bestimmt. Ein Ladeereignissignal wird erzeugt, und zwar entweder extern oder in der Erdbewe gungsmaschine 102, und zwar im Block 208. Das Maschinen positions- und Ladeereignissignal kann verwendet werden, um die Position des beladenen Lastwagens 10 im Block 204 zu bestimmen. Zusätzlich wird die Produktivitätsinformation im Block 204 bestimmt. Die Verarbeitung, d. h. die Hardware bzw. die Komponenten und die Software bzw. die Programme, die nötig ist, um die vorliegende Erfindung einzurichten, die die Produktivitätsbestimmungen auf weist, die im Block 204 vorgenommen werden, kann auf der Erdbewegungsmaschine 102 oder an einer entfernten Stelle gelegen sein. Wenn die Verarbeitung entfernt gelegen ist, dann wird die relevante Information an die entfernte Stelle von der Erdbewegungsmaschine 102 gesandt. Sobald die Lastwagenpositions- und Produktivitätsinformationen bestimmt sind, werden sie einem Bediener oder Geländema nager angezeigt. Die Anzeige kann entweder auf der Erdbe wegungsmaschine 102 oder bei einer entfernten Einrichtung wie beispielsweise einer zentralen Steuereinrichtung ge legen sein.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Verfahrens 300 der vorliegenden Erfindung ist in dem in Fig. 3 gezeigten Flußdiagramm veranschaulicht. In einem ersten Entschei dungsblock 302 wird eine Bestimmung vorgenommen bezüglich dessen, ob ein Ladeereignissignal empfangen worden ist. Ein Ladeereignissingal weist zumindest ein Punktlastwa gensignal, ein Lastwagenpositionssignal oder ein Lastwa gensendesignal bzw. Lastwagenanweisungssignal auf. Die Punktlastwagen-, Lastwagenpositions- und Lastwagensende signale werden genauer unten beschrieben. Wenn ein Lade ereignissignal nicht empfangen worden ist, dann schreitet die Steuerung zu einem ersten Steuerblock 304 voran, um eine potentielle Position des Lastwagens 110 zu bestim men.

Wenn die Erdbewegungsmaschine 102 das erste Mal einge schaltet wird, hat das Verfahren 300 der vorliegenden Er findung kein früheres Wissen über die Position des Last wagens 110. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedesmal wenn ein Abladevorgang von der Maschine 102 aus geführt wird die potentielle Position des Lastwagens 110 bestimmt.

Es gibt verschiedene Verfahren, die verwendet werden kön nen, um die potentielle Position des Lastwagens 110 zu bestimmen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Ursprung der Basis der Maschine 102 gespeichert, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Körpers anzeigt, daß der Körper 108 gestoppt ist, und die Richtung des Körpers wird im Speicher gespeichert. In einem alternativen Aus führungsbeispiel kann der Schluß gezogen werden, daß die Lage der Veränderung der Richtung das Auftreten von ent weder einem Lade- oder Abladevorgang anzeigt, wenn eine Richtungsänderung des Körpers 108 der Maschine 102 auf tritt. Wenn das Verfahren 300 bestimmt, daß ein Ladevor gang an der Stelle aufgetreten ist, dann wird ein Ein heitsvektor bestimmt, der vom Ursprung der Basis der Ma schine 102 in die Richtung des Kopfes bzw. der Ausrich tung der Maschine 102 zeigt, wie in den Fig. 4a bis 4c veranschaulicht. Dieser Vektor wird als der Ladepositi onseinheitsvektor 404 bezeichnet, wie in Fig. 4a bis 4c veranschaulicht. Zusätzlich wird eine potentielle Ladere gion bestimmt. Im Fall eines Baggers 102 kann eine poten tielle Laderegion definiert werden als die Fläche des Ge ländes 104, die sich weg von der Basis in Richtung der Ausrichtung bzw. des Kopfes des Körpers 108 erstreckt. Die potentielle Laderegion erstreckt sich von der Basis zur maximalen Ausdehnung der Schaufel 106. Die potentiel le Laderegion ist so breit wie die Schaufel 106. Die po tentielle Laderegion wird bestimmt, wenn ein Ladevorgang auftritt.

Wenn ein Abladevorgang detektiert wird, wird die potenti elle Position des Lastwagens 110 bestimmt und gespei chert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die potentielle Position des Lastwagens 110 basierend auf der Ausrichtung des Körpers der Maschine 102 bestimmt, und aufgrund des Ursprungs 406 der Basis der Maschine 102 an der Position, wo der Abladevorgang aufgetreten ist, wie in den Fig. 4a bis 4c veranschaulicht. Aus der Kör perausrichtung kann der Einheitsvektor 408, der von dem Ursprung der Maschine 102 zu dem Lastwagen 110 zeigt, be stimmt werden. Dieser Einheitsvektor 408 wird als der Lastwagenpositionseinheitsvektor 408 bezeichnet. Der Ein heitsvektor 408 kann dann skaliert werden, um einen ska lierten Vektor 410 zu formen. Der skalierte Vektor 410 wird verwendet, um die Ursprungsposition 412 des Lastwa gens 110 zu bestimmen. D.h., der Ursprung des Lastwagens 110 wird bestimmt als angeordnet am Ende des skalierten Vektors gegenüberliegend zum Ursprung der Erdbewegungsma schine 102. Sobald die potentielle Position des Lastwa gens 110 bestimmt wurde, wird die Orientierung bestimmt. Die Orientierung des Lastwagens 110 wird bestimmt durch Berechnung eines Orientierungsvektors, der senkrecht zum Lastwagenpositionsvektor 408 ist, und in einer Richtung weg von der Ladeposition zeigt. Die Ausrichtung des Last wagens 110 wird als die gleiche bestimmt, wie die Rich tung des Orientierungsvektors.

Die Ursprungsposition des Lastwagens 110 und die Basis der Maschine 102 und die Ausrichtung des Maschinenkörpers 108 an der Stelle des Abladevorgangs werden im Speicher gespeichert. Wenn zusätzlich ein Abladevorgang detektiert wird, wird die Produktivitätsinformation des Lastwagens 110 aktualisiert. Die Produktivitätsinformation weist die Art des Materials auf, welches in der Schaufel 106 gela den wird, die Anzahl der in den Lastwagen 110 geladenen Schaufeln, eine Laufzählung der Gesamtanzahl der Schau feln, die von dem Bagger 102 geladen wurden, und die Ge samtmaterialart der Inhalte in der Schaufel 106. Die Pro duktivitätsinformationen können bei der Maschine 102 oder an einer entfernten Stelle bestimmt werden, wie bei spielsweise der entfernten Einrichtung oder auf dem bela denen Lastwagen 110.

Sobald die potentielle Position des Lastwagens 110 be stimmt wird, wird eine Steuerung zu einem zweiten Ent scheidungsblock 306 geleitet, um zu bestimmen, ob die po tentielle Position mit einer zuvor korrelierten Lastwa genposition korreliert werden kann. Eine zuvor korrelier te Position ist eine Position, wo zuvor bestimmt worden ist, daß der Lastwagen hier gewesen ist. In dem bevorzug ten Ausführungsbeispiel wird die zuvor korrelierte Last wagenposition entweder als rechte Lastwagenposition oder als linke Lastwagenposition bezeichnet, und zwar abhängig von der Seite der Erdbewegungsmaschine 102, auf der die zuvor korrelierte Lastwagenposition gelegen war.

Die Bestimmung, auf welcher Seite der Maschine 102 der Lastwagen 110 ist, kann durchgeführt werden indem man das Querprodukt des Lastwageneinheitsvektors 408 und des La depositionseinheitsvektors 404 nimmt. Wenn das Ergebnis größer als Null ist, dann ist der Lastwagen 110 auf der rechten Seite, anderenfalls ist der Lastwagen 110 auf der linken Seite.

Wenn es beispielsweise eine Anzeige einer rechten Lastwa genposition gibt, d. h. eine zuvor korrelierte Lastwagen position ist auf der rechten Seite der Maschine 102 gele gen, dann wird eine Bestimmung vorgenommen bezüglich des sen, ob die gegenwärtige potentielle Lastwagenposition und die rechte Lastwagenposition korrelieren. Die Korre lation kann ausgeführt werden durch Vergleich des Ur sprungs der potentiellen Lastwagenposition und der Be zeichnung der rechten Lastwagenposition, und wenn der Ur sprung des potentiellen Lastwagens bzw. der potentiellen Lastwagenposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von beispielsweise 5 Metern von der Bezeichnung der rech ten Lastwagenposition ist, dann werden sie als der glei che Lastwagen angesehen. In einem alternativen Ausfüh rungsbeispiel kann die Ausrichtung der Basis der Maschine 102 zu der Zeit, wo der Abladevorgang aufgetreten ist, mit der Ausrichtung der Basis der Maschine 102 verglichen werden, und zwar entsprechend der Bezeichnung der rechten Lastwagenposition. Wenn die Ausrichtung innerhalb eines vorbestimmten Ausmaßes bzw. einer vorbestimmten Größe von beispielsweise 2 Grad ist, dann wird die potentielle Lastwagenposition bestimmt als korrelierend mit der Be zeichnung der rechten Lastwagenposition.

Es kann eine Bezeichnung der rechten Lastwagenposition und eine Bezeichnung der linken Lastwagenposition geben. Die Bezeichnung der Lastwagenposition weist auch die Ladeinformation bzw. schließt diese ein auf, die mit dem Lastwagen 110 assoziiert ist. Die Lastwagenpositionsin formation weist die Anzahl der Schaufeln auf, die mit dem Lastwagen assoziiert ist, welche Materialart jede der Schaufeln enthielt, und die Gesamtmaterialbezeichnung der Inhalte des Lastwagens 110. Die Bezeichnung kann eine In formation bezüglich des Ursprungs der potentiellen Lade region sein. Die Bezeichnung kann auch den Ursprung der Maschinenbasis aufweisen, und die Ausrichtung des Maschi nenkörpers 108 zu dem Zeitpunkt zu dem die Bezeichnung bzw. Beschreibung vorgenommen wurde. Im Normalen Betrieb wird nur ein Lastwagen 110 gleichzeitig auf einem Gelände beladen. Jedoch unterstützt die vorliegende Erfindung die Beladung von mehreren Lastwagen gleichzeitig. Beispiels weise kann der Bagger einen Lastwagen beladen, der auf seiner rechten Seite gelegen ist und einen auf seiner linken Seite. Die Bezeichnungen der Lastwagenposition un terstützen, daß mehrere Lastwagen beladen werden. Wenn mehrere Lastwagen auf der gleichen Seite des Baggers be laden werden, können mehrfache Bezeichnungen der rechten oder linken Lastwagenposition verwendet werden. Der Kor relationsschritt des Steuerblocks 306 wird sicherstellen, daß die geeignete Lastwagenpositionsbezeichnung entspre chend aktualisiert wird.

Wenn eine Bezeichnung der rechten oder linken Lastwagen position, d. h. eine zuvor korrelierte Lastwagenposition mit der gegenwärtigen potentiellen Position des Lastwa gens 110 korreliert werden kann, dann schreitet die Steuerung zu einem zweiten Steuerblock 312 voran, um die korrelierte Position des Lastwagens 110 anzuzeigen. Im zweiten Steuerblock 312 wird eine Überprüfung vorgenom men, um zu bestimmen, ob der Lastwagen 110 gegenwärtig an der korrelierten Position angezeigt wird. Wenn der Last wagen 110 nicht angezeigt wird, dann wird der Lastwagen 110 an der korrelierten Position angezeigt und die Steue rung kehrt zum ersten Entscheidungsblock 302 zurück. Wenn der Lastwagen 110 schon angezeigt wird, wird die Steue rung zum ersten Entscheidungsblock 302 zurückkehren.

Mit Bezug auf den zweiten Entscheidungsblock 306 wird die potentielle Position und die assoziierte Materialinforma tion in dem Speicher gespeichert und die Steuerung kehrt zum ersten Entscheidungsblock 302 zurück, wenn die gegen wärtige potentielle Position nicht mit einer zuvor korre lierten Position korreliert werden kann, oder wenn es keine zuvor korrelierte Position gibt.

Mit Bezug auf den ersten Entscheidungsblock 302 schreitet die Steuerung voran um zu bestimmen, welches der drei möglichen Signale Punktlastwagen, Lastwagenposition oder Lastwagensendung in dem Ladeereignissignal eingeschlossen wurde, wenn ein Ladeereignissignal empfangen wird. Daher schreitet die Steuerung zu einem dritten Entscheidungs block 308 voran, um zu bestimmen, ob ein Punktlastwagen signal empfangen wurde.

Ein Punktlastwagensignal ist ein Signal, welches entweder von dem Bediener an Bord der Erdbewegungsmaschine 102 oder an der zentralen Steuereinrichtung erzeugt worden ist. Ein Punktlastwagensignal kann durch den Bediener oder durch den Geländemanager erzeugt werden, wenn sie wünschen, manuell die Position des Lastwagens 110 auf der Anzeige anzuzeigen. Das Punktlastwagensignal kann zu ir gendeiner Zeit während des Arbeitszykluses erzeugt wer den. Die Position des Lastwagens 110 wird zu der Zeit be stimmt, wenn das Punktlastwagensignal empfangen wird, und zwar basierend auf der Orientierung der Erdbewegungsma schine 102 zu dem Zeitpunkt, wenn das Signal empfangen wird. Wenn ein Punktlastwagensignal empfangen wird, läuft die Steuerung zu einem dritten Steuerblock 310, um die korrelierte Position des Lastwagens 110 zu bestimmen. Die korrelierte Position wird bestimmt basierend auf der Aus richtung des Körpers der Maschine 102 und dem Ursprung 406 der Basis der Maschine 102 zu der Zeit als das Signal empfangen wurde. Wie früher besprochen kann aus der Kör perausrichtung der Lastwagenpositionseinheitsvektor 408 bestimmt werden. Der Lastwagenpositionseinheitsvektor 408 kann dann skaliert werden, um einen skalierten Vektor 410 zu formen. Der skalierte Vektor 410 wird verwendet, um die ursprüngliche Position 412 des Lastwagens 110 zu be stimmen. Die ursprüngliche Position des Lastwagens 110 und der Basis der Maschine 102 und die Maschinenkör perausrichtung an der Stelle des Abladevorgangs werden im Speicher gespeichert, und zwar zusammen mit der Materia linformation. Sobald die Position bestimmt wird, wird die Lastwagenposition entweder als die rechte oder die linke Lastwagenposition bezeichnet, und zwar abhängig davon, auf welcher Seite des Baggers 102 bestimmt wird, daß der Lastwagen 110 gelegen ist. Sobald die Position des Last wagens 110 bestimmt ist, wird die Orientierung wie zuvor beschrieben bestimmt.

In einem Beispiel des Betriebs der Punktangabe bzw. Punktbestimmung des Lastwagens 110 drückt der Bediener einen (nicht gezeigten) Punktlastwagenknopf, nachdem der Bagger 102 den Abladevorgang vollendet und der Körper 106 beginnt, sich weg von der Position des Abladevorgangs in eine Ladeposition zu drehen. Der Punktlastwagenknopf er zeugt ein Ladeereignissignal, welches das Punktlastwagen signal enthält. Das Verfahren 300 bestimmt die Position des Lastwagens basierend auf der Orientierung des Körpers 108 der Maschine 102 zu dem Zeitpunkt wenn das Signal empfangen wird. Die Steuerung geht dann zu dem dritten Steuerblock 312, um den Lastwagen auf die Anzeige zu zeichnen. Wenn der Lastwagen schon angezeigt wird, wird der Lastwagen wieder auf der Anzeige an der neu korre lierten Position gezeichnet, wie von dem Punktlastwagen signal angezeigt. Ein Icon bzw. Bildchen eines Lastwagens wird auf der Anzeige gezeichnet, und zwar unter Verwen dung des oben bestimmten Lastwagenursprungs und der Ori entierung, wie auf der Resourcenkarte 112 der Fig. 1 ge zeigt. Sobald der Lastwagen gezeichnet ist, schreitet die Steuerung zu dem ersten Entscheidungsblock 302 voran, um zu bestimmen, ob ein weiteres Ladeereignissignal empfan gen worden ist.

Mit Bezug auf den dritten Entscheidungsblock 308 schrei tet die Steuerung dann zu einem vierten Entscheidungs block 314 voran, um zu bestimmen, ob das Ereignissignal ein Lastwagenpositionssignal vorgesehen hat, wenn das La deereignissignal kein Punktlastwagensignal enthalten hat. Ein Lastwagenpositionssignal ist ein Signal, welches ent weder dadurch erzeugt wird, daß der Lastwagen beladen wird, oder daß eine zentrale Steuereinrichtung die Posi tion des Lastwagens 110 anzeigt. Wenn beispielsweise eine Anzeige auf dem Bagger 102 verwendet wird, dann kann das Ladelastwagensignal entweder durch den Lastwagen 110 oder die zentrale Steuereinrichtung erzeugt werden. Wenn je doch eine Anzeige in der zentralen Steuereinrichtung ver wendet wird, kann das Ladelastwagensignal entweder durch den Lastwagen oder die Erdbewegungsmaschine 102 erzeugt werden, sobald die Maschine 102 die Lage des Lastwagens 110 bestimmt. Das Lastwagenpositionssignal kann zu ir gendeinem Zeitpunkt während des Arbeitszykluses erzeugt werden. Wenn ein Lastwagenpositionssignal empfangen wur de, schreitet die Steuerung dann zu einem dritten Steuer block 310 voran, um die korrelierte Position des Lastwa gens relativ zur Maschine 102 zu bestimmen. Die Position des Lastwagens ist in dem Lastwagenpositionssignal vor gesehen. Wenn jedoch die Orientierung des Lastwagens nicht in dem nicht in dem Lastwagenpositionssignal vorge sehen ist, dann muß die Orientierung in dem dritten Steu erblock 310 bestimmt werden. Die Orientierung wird wie oben beschrieben bestimmt. Der skalierte Lastwagenpositi onseinheitsvektor 410 wird beschrieben als Verbindung des Ursprungs der Basis der Maschine 102 mit der empfangen Lastwagenposition. Die Orientierung des Lastwagens wird dann bestimmt durch Berechnung eines Orientierungsvek tors, der senkrecht zu dem skalierten Lastwagenpositions vektor ist, und der in eine Richtung weg von der Ladepo sition zeigt. Die Ausrichtung des Lastwagens wird be stimmt als die gleiche wie die Richtung des Orientie rungsvektors. Die Steuerung schreitet dann zum ersten Steuerblock 312 voran, um ein Icon bzw. ein Bildchen ei nes Lastwagens auf der Anzeige zu zeichnen, und zwar an der Position, die in dem Ladelastwagensignal vorgesehen ist.

Wenn das Ladeereignissignal kein Ladelastwagensignal ent halten hat, dann schreitet die Steuerung zu einem fünften Entscheidungsblock 316 voran, um zu bestimmen, ob das La deereignissignal ein Lastwagensendesignal vorgesehen bzw. eingeschlossen hat. Ein Lastwagensendesignal wird durch den Bediener oder den Geländemanager erzeugt, und zwar entweder auf der Erdbewegungsmaschine 102 oder in der zentralen Steuereinrichtung, um anzuzeigen, wann der Lastwagen 110 mit der erwünschten Menge beladen worden ist. Sobald der Lastwagen mit der erwünschten Menge bela den worden ist, wird der Lastwagen zu der geeigneten Stelle gesandt, und zwar basierend auf der Art des Mate rials, welches im Lastwagen 110 enthalten ist.

Wenn ein Lastwagensendesignal empfangen wird schreitet die Steuerung zu einem vierten Steuerblock 318 voran, um die korrelierte Position des Lastwagens zu bestimmen. In einem Ausführungsbeispiel wird die Position des Lastwa gens 110 bestimmt als die letzte korrelierte Lastwagenpo sition, d. h. die Bezeichnung der rechten oder linken Lastwagenposition. In einer Alternative wird die Position des Lastwagens 110 bestimmt als die letzte potentielle Lastwagenposition wie im ersten Steuerblock 304 bestimmt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Posi tion des Lastwagens 110 bestimmt als die letzte korre lierte Lastwagenposition. Die Position wird bezeichnet als die rechte oder linke Lastwagenposition basierend auf der Seite des Baggers 102, auf der der Lastwagen 110 ge legen ist. Sobald die Lastwagenposition korreliert worden ist, schreitet die Steuerung zu einem fünften Steuerblock 320 voran, um die Produktivitätsinformation an die zen trale Steuereinrichtung zu senden. Basierend auf der Pro duktivitätsinformation kann die zentrale Steuereinrich tung die Stelle zum Hinsenden des Lastwagens bestimmen. In der Alternative kann die Produktivitätsinformation di rekt an den Lastwagen 110 geliefert werden, so daß ein Verarbeitungssystem auf dem Lastwagen 110 bestimmen kann, wohin die Ladung zu bringen ist. In noch einer weiteren Alternative kann die vorliegenden Erfindung bestimmen, wo der Lastwagen 110 hin zu senden ist, und zwar basierend auf der Produktivitätsinformation.

Die Lastwagenposition wird nicht sofort ansprechend auf den Empfang eines Lastwagensendesignals angezeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Lastwagenpositi on aus der Anzeige gelöscht, wenn ein Sendelastwagensi gnal empfangen wird. Sobald die Produktivitätsinformation an die geeignete Stelle geliefert ist, kehrt die Steue rung zum ersten Steuerblock 302 zurück. Die Lastwagenpo sition wird angezeigt, wenn die nächste potentielle Last wagenposition bestimmt wird, d. h. nachdem nächsten Abla devorgang, und zwar gemäß des ersten Steuerblocks 302 und des zweiten Entscheidungsblocks 304.

Mit Bezug auf die Materialidentifikationsinformation wird die potentielle Laderegion im Speicher gespeichert, wenn bestimmt wird, daß ein Ladevorgang aufgetreten ist. Je desmal wenn ein Abladevorgang auftritt, wird die Produk tivitätsinformation des Lastwagens 110 aktualisiert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schaufella dungszählung für den Lastwagen 110 aktualisiert. Die durchschnittliche potentielle Laderegion wird aktuali siert, um der letzten potentiellen Laderegion Rechnung zu tragen. Zusätzlich wird eine Gesamtlaufschaufellastge samtzahl, die die Gesamtanzahl der Schaufeln inkremen tiert bzw. weiterschaltet, die von der Maschine 102 gela den wurden.

Die laufende bzw. augenblickliche Schaufelmaterialidentifikation wird bestimmt basierend auf dem Material, wel ches von der potentiellen Laderegion abgedeckt wird. Das gegenwärtige Schaufelmaterial wird als das vorherrschende Material bestimmt, welches in der potentiellen Laderegion gelegen ist.

Wenn ein Abladevorgang ausgeführt wird, wenn die Materia lidentifikation für die gegenwärtige Schaufelladung die gleiche ist wie die Materialidentifikation des Inhalts des Lastwagens 110, dann bleibt die Materialidentifikati on des Lastwagens 110 die gleiche. Wenn die Materialiden tifikation für die gegenwärtige Schaufelladung eine ande re ist als die Materialidentifikation der Inhalte des Lastwagens 110, dann wird eine Bestimmung bezüglich der Gesamtinhalte des Materials in dem Lastwagen 110 vorge nommen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Materialidentifikation, die die höchste Schaufelanzahl besitzt, als die vorherrschende Materialart des Lastwa gens bestimmt, wenn es mehr als eine Materialidentifika tionsart in dem Lastwagen 110 gibt. Wenn es gleiche Schaufelzählungen für zwei oder mehr Materialarten in dem Lastwagen gibt, dann wird die letzte Schaufelladungsmate rialidentifikation als die vorherrschende Materialidenti fikation des Lastwagens 110 bestimmt.

Sobald die Produktivitätsinformation an die zentrale Steuereinrichtung gesandt wurde, wird die assoziierte Lastwageninformation bezüglich der rechten oder linken Lastwagenbezeichnung aus dem Speicher gelöscht, und zwar zusammen mit der gespeicherten Produktivitätsinformation des gesandten bzw. auf den Weg geschickten Lastwagens. Zusätzlich wird das Lastwagenbild dann aus der Anzeige gelöscht und die Steuerung kehrt zum Steuerblock 302 zu rück, um die Position des nächsten zu beladenen Lastwa gens zu bestimmen, und zwar zusammen mit der Identifika tion der Materialinhalte.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann sobald die potentielle Position in dem ersten Steuerblock 304 be stimmt wurde, die Schaufelladeinformation, d. h. die Art des von der Schaufel geladenen Materials, an eine ent fernte Stelle geliefert werden, wo die Materialinformati on gespeichert und aktualisiert wird.

Die vorliegenden Erfindung kann auch für Erdbewegungsma schinen wie beispielsweise einen Frontradlader 502 einge richtet werden, wie in Fig. 5 gezeigt. Das Verfahren zur Bestimmung und Anzeige der Position eines von einem Rad lader 502 beladenen Lastwagens 110 ist analog zu der für einen Bagger. Der Lade- und Abladevorgang eines Frontrad laders 502 kann teilweise bestimmt werden durch Überwa chung der Veränderungen der Richtung des Radladers 502 von vorne nach hinten. In einem Ausführungsbeispiel kann die Richtungsänderung detektiert werden durch Verwendung eines (nicht gezeigten) Getriebegangsensors, der anzeigen wird, ob die Maschine 102 in einem Vorwärts- oder einem Rückwärtsgang ist.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Position des Übergangspunkts im Speicher gespeichert, wenn der Radlader 502 einen Übergang bzw. eine Umschaltung von vorwärts nach rückwärts vorgenommen hat. Die Position des Laders 502 wird dann überwacht, um sicherzustellen, daß der Lader 502 sich nicht nur erneut positioniert. Sobald der Lader sich weit genug weg von dem Übergangs- bzw. Um schaltpunkt bewegt hat, wird der Übergangspunkt mit der Resourcenkarte des Geländes 104 korreliert bzw. abge stimmt, um zu bestimmen, ob die potentielle Laderegion des Radladers abgebaut worden ist. Die potentielle Lade region kann definiert werden, so daß sie das Gebiet des Geländes 104 von der Basis der Räder oder der Raupen des Laders 502 nach außen zur maximalen Erstreckung bzw. dem maximalen Ausfahrbereich der Schaufel abdeckt. Die Breite der potentiellen Laderegion kann als die Breite der Schaufel 506 bestimmt werden. Wenn die potentielle Lade region nicht abgebaut worden ist, und der Übergangspunkt nicht nahe einer potentiellen oder bekannten Lastwagen stelle ist, dann wird vermutet, daß der Lader 502 einen Ladevorgang am Übergangspunkt ausgeführt hat. Anderen falls wird bestimmt, daß der Lader 502 einen Abladevor gang am Übergangspunkt ausgeführt hat. Am Übergangspunkt, wo entweder ein Lade- oder Abladevorgang aufgetreten ist, wird der Ursprung und die Ausrichtung der Maschine 502 gespeichert, und entweder ein Ladepositions- oder Lastwa genpositionseinheitsvektor wird bestimmt durch Berechnung eines Einheitsvektors, der in Richtung der potentiellen Laderegion bzw. der potentiellen Lastwagenregion zeigt, und zwar vom Ursprung der Maschine 502.

Mit Bezug auf den ersten Steuerblock 302 der Fig. 3 wird bestimmt, daß die potentielle Lastwagenposition an dem Übergangs- bzw. Umschaltpunkt ist, wo der Abladevorgang aufgetreten ist. Die potentielle Lastwagenposition wird in der gleichen Weise bestimmt, wie für den Bagger be schrieben, und zwar durch Bestimmung eines Lastwagenposi tionseinheitsvektorpunktes vom Maschinenursprung zum Lastwagen 110 hin. Der Lastwagenpositionseinheitsvektor wird dann durch eine vorbestimmte Skalierungsdistanz ska liert, um den Ursprung des Lastwagens 110 zu bestimmen.

Die Orientierung des Lastwagens 110 wird wie zuvor be stimmt durch Berechnung eines Orientierungsvektors, der senkrecht zum Lastwagenpositionsvektor 408 ist, und in einer Richtung weg von der Ladeposition zeigt. Die Aus richtung des Lastwagens wird bestimmt als die gleiche wie die Richtung des Orientierungsvektors.

Die Bestimmung, auf welcher Seite des Laders 502 der Lastwagen 110 ist, kann vorgenommen werden durch Nehmen des Querproduktes des Lastwagenpositionseinheitsvektors 408 und des Ladepositionseinheitsvektors 404, analog wie es in den Fig. 4a bis 4c veranschaulicht ist. Wenn das Ergebnis größer als Null ist, dann ist der Lastwagen 110 auf der rechten Seite, anderenfalls ist der Lastwagen auf der linken Seite.

Die Steuerung geht dann zu einem zweiten Steuerblock 304, um die potentielle Lastwagenposition zu korrelieren. Eine Korrelation tritt in der gleichen Weise auf, wie für den Bagger beschrieben. Der Rest des Verfahrens 300 des in Fig. 3 veranschaulichten Vorgangs ist der gleiche wie für den Bagger.

Ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, die Erdbewegungsmaschine 102 und den Last wagen 110 mit Bezug auf den Materialinhalt während der Lade- und Abladevorgänge mit Farbe zu kodieren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Resourcenkarte des Geländes mit Farbe kodiert, um die Unterschiede be züglich des Materials auf dem Gelände anzuzeigen. Wenn bestimmt wird, daß die Maschine 102 einen Ladevorgang ausgeführt hat, wird ein Teil der Maschine 102 in der gleichen Farbe wie das gerade in die Schaufel geladene Material gezeichnet. Wenn beispielsweise ein Radlader ge rade seine Schaufel mit einem auf der Anzeige blau ge zeichneten Material gefüllt hat, dann kann die Schaufel des Radladers blau gezeichnet werden. Wenn zusätzlich die Maschine 102 das Material in den Lastwagen 110 ablädt, wird die Schaufel 106 in ihrer ursprünglichen Farbe er neut gezeichnet, und das Bild des Lastwagens 110 wird in der Farbe des in dem Lastwagen geladenen Materials ge zeichnet. Beispielsweise veranschaulicht Fig. 6 einen Lastwagen 110, der hauptsächlich mit Material aus einer Laderegion 118 des Geländes 104 beladen worden ist. Fig. 6 ist in Schraffierung gezeichnet, jedoch können Farben leicht für die Schraffierung eingesetzt werden. Wenn meh rere Schaufeln des Materials in den Lastwagen 110 geladen worden sind, kann der Lastwagen 110 in der Farbe des vor herrschenden Materials gezeichnet werden, welches in dem Lastwagen 110 enthalten ist. Wenn beispielsweise der Lastwagen 110 eine Schaufel von zwei unterschiedlichen Materialarten enthält, und eine dritte Schaufel in den Lastwagen 110 zugeladen wird, wird die Farbe des Lastwa gen 110 verändert, um die Farbe des Materials mit zwei Schaufelladungen anzuzeigen. Wenn es jeweils eine Schau fel von zwei unterschiedlichen Materialarten gibt, wird der Lastwagen 110 in der gleichen Weise gefärbt, wie das Material, welches zuletzt in ihm geladen wurde. Ein Vor teil der Farbkodierung der Maschine 102 und des Lastwa gens 110 entsprechend der Materialart ist, daß der Bedie ner oder der Geländemanager mit einem Blick die in dem Lastwagen geladene Materialart und die in den Lastwagen geladene Gesamtmaterialart bestimmen kann. Die Farbkodie rung wird ermöglichen, daß schnellere Entscheidungen be züglich der Bestimmung der Stelle gemacht werden, an der der Lastwagen das Material abladen soll, wobei daher die Gesamtproduktivität des Betriebs gesteigert wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die (nicht gezeigte) Anwenderschnittstelle der vorliegenden Erfin dung einen Rücksetz- bzw. -Reset-Knopf und einen Mate rialüberstimmungs- bzw. einen Materialbestimmungsknopf auf. Der Rücksetzknopf wird vom Bediener oder dem Gelän demanager verwendet, wenn sie für irgendeinen Zeitpunkt während des Betriebs der vorliegenden Erfindung wünschen, die gegenwärtige Lastwagenladeinformation zu löschen und das System auf den Steuerblock 302 zurückzusetzen, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Der Materialbestimmungsknopf kann durch den Bediener oder den Geländemanager verwendet werden, um manuell die Materialidentifikation für das Ma terial in einen speziellen Lastwagen einzugeben. Sobald das Material manuell ausgewählt worden ist, wird die Ma terialidentifikation für den speziellen Lastwagen nicht wieder wechseln, außer wenn der Materialbestimmungsknopf wieder ausgewählt wird.

Der Lastwagen 110 und die Lademaschine 102 können bemannt oder eigenständig für die vorliegende Erfindung verwendet werden. Wenn die Lademaschine 102 autonom bzw. eigenstän dig ist, wird der in der zentralen Steuereinrichtung ge legene Geländemanager der primäre Anwender der Erfindung sein.

Die vorliegenden Erfindung ist in einem (nicht gezeigten) mikroprozessorbasierten System vorgesehen, welches arith metische Einheiten verwendet, um den Prozeß gemäß Softwa reprogrammen zu steuern. Typischerweise werden die Pro gramme in einem Lesespeicher (ROM), einem Arbeitsspeicher (RAM) oder ähnlichem gespeichert. Das in der vorliegenden Erfindung offenbarte Verfahren 300 kann leicht unter Ver wendung von irgendeiner herkömmlichen Computersprache ko diert werden.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Be stimmung und Anzeige der korrelierten Position des Last wagens 110 vor, wenn er von einer Erdbewegungsmaschine 102 beladen wird. Der Arbeitszyklus der Maschine 102 weist das Laden von Material von dem Gelände in eine Schaufel auf, und dann das Abladen der Schaufel 106 in den Lastwagen 110. Sobald der Lastwagen 110 bis zum ge wünschten Niveau beladen wurde, wird der Lastwagen 110 zu der geeigneten Stelle gesandt, und zwar basierend auf der Art des geladenen Materials. Jedesmal wenn die Maschine 102 Material in den Lastwagen 110 ablädt, wird die poten tielle Position des Lastwagens 110 bestimmt.

Während des Arbeitszykluses wird die Maschine 102 ein La deereignissignal empfangen. Das Ladeereignissignal wird ein Punktlastwagensignal aufweisen, ein Lastwagenpositi onssignal oder ein Lastwagensendesignal. Das Punktlastwa gensignal wird durch einen an Bord oder außer Bord lie genden Bediener verwendet, wenn der Bediener manuell die Lage des Lastwagens 110 anzeigen möchte und den Lastwagen 110 anzeigen läßt. Das Lastwagenpositionssignal ist ein Signal, welches von dem Lastwagen 110 selbst, der zentra len Steuereinrichtung oder möglicherweise auch von der Erdbewegungsmaschine 102 erzeugt wird, und zwar abhängig von der verwendeten Konfiguration. Das Lastwagenpositi onssignal zeigt die gegenwärtige Position des Lastwagens an. Der Lastwagen 110 wird an der stelle des Lastwagenpo sitionssignals gezeichnet. Das Lastwagensendesignal ist ein Signal, welches erzeugt wird, wenn der Lastwagen mit der gewünschten Menge beladen worden ist. Das Lastwagen sendesignal wird dazu führen, daß der Lastwagen angezeigt wird, wenn die Position des nächsten Lastwagens, der zur Beladung ankommt, mit der Position des Lastwagens korre liert, der gerade beladen worden ist.

Die vorliegende Erfindung weist die Anzeige von Produkti vitätsinformationen an einer entfernten Stelle auf, und zwar ansprechend auf die Schaufelladungsmaterialart, die in den Lastwagen geladen wird. Wenn eine Schaufelladung ausgegraben bzw. aufgenommen wird, bestimmt die vorlie gende Erfindung die Materialart, die geladen worden ist.

Wenn eine Schaufelladung in den Lastwagen abgeladen wird, aktualisiert die vorliegende Erfindung die Materialinfor mation bezüglich der Inhalte des Lastwagens. In einem Ausführungsbeispiel sieht die Aktualisierung der Materia linformation das Senden der Schaufelladeinformation zu einer entfernten Stelle vor, wie beispielsweise zu einer zentralen Steuereinrichtung oder dem Lastwagen selbst. Dann wird an der entfernten Stelle die Materialinformati onsaktualisierung ausgeführt. In einem alternativen Aus führungsbeispiel tritt die Aktualisierung der Materialin formation an der Erdbewegungsmaschine 102 auf. Die Mate rialinformation weist die Anzahl der Schaufelladungen in dem Lastwagen 110 auf, die Gesamtart des in den Lastwagen 110 geladenen Materials und eine laufende Zählung der Ge samtzahl der Schaufelladungen, die von der Erdbewegungs maschine 102 ausgeführt wurden.

Die Materialinformation wird auf einer Anzeige gezeigt. Die Anzeige kann auf der Erdbewegungsmaschine 102 oder in einer entfernten Steuereinrichtung gelegen sein. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Position des Lastwagens 110 und der Erdbewegungsmaschine 102 ange zeigt, wie in den Fig. 1, 5 und 6 veranschaulicht. Je de Materialart des Geländes besitzt eine zugeordnete Far be. Wenn die Maschine die Schaufel belädt verändert die Schaufel die Farbe in die zugewiesene Farbe des Materi- als. Wenn die Schaufel in den Lastwagen abgeladen wird, wird die Schaufel erneut in ihrer ursprünglichen Farbe gezeigt, und der Lastwagen wird nun in der bezeichneten Farbe des vorherrschenden Materials gezeichnet, welches geladen worden ist. In dem bevorzugten Ausführungsbei spiel wird die Stelle, zu der der Lastwagen 110 gesandt wird, basierend auf der Farbe des Lastwagens 110 zum Zeitpunkt des Absendens bestimmt. Eine automatische oder manuelle Sendung bzw. Anweisung kann erleichtert werden durch Bestimmung der gegenwärtigen Farbbezeichnung des Lastwagens 110 und durch entsprechendes Senden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Materialinfor mation auf der Anzeige entweder in Text oder in Farbsym bolen veranschaulicht. Die Materialinformation wird dann verwendet, um den Lastwagen zu senden.

Die Fähigkeit, die Lastwagenposition zu bestimmen und an zuzeigen und auch graphisch die Inhalte des Lastwagens darzustellen, wird den Wirkungsgrad der Vorgänge auf ei nem Abbaugelände verbessern.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung und Anzeige einer korrelierten Position eines Lastwagens vorgesehen, wenn er von einer Erdbewegungsmaschine beladen wird. Das Verfahren weist die Schritte auf, ein Ladeereignissignal zu empfangen, und dann die korrelierte Position des Lastwagens anspre chend auf das Ladeereignissignal zu bestimmen. Die korre lierte Position des Lastwagens wird dann mit Bezug auf das Gelände angezeigt.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist ein Verfah ren zur Bestimmung und zur Anzeige von Produktivitätsin formationen bezüglich des von einer Erdbewegungsmaschine ausgegrabenen und in einen Lastwagen geladenen Materials vorgesehen. Das Verfahren weist die Schritte auf, die Schaufelladungsmaterialart des in die Schaufel geladenen Materials zu bestimmen. Produktivitätsinformationen wer den dann an einer entfernten Stelle ansprechend auf die Schaufelladungsmaterialart angezeigt.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung und Anzeige einer korre lierten Position eines Lastwagens, wenn er von einer Erdbewegungsmaschine mit einer Schaufel beladen wird, wobei die Erdbewegungsmaschine auf einem Ge lände mit mindestens einer Materialart gelegen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Empfang eines Ladeereignissignals;
Bestimmung der korrelierten Position des Lastwagens ansprechend auf das Ladeereignissignal; und
Anzeige der korrelierten Position des Lastwagens re lativ zum Gelände.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Be stimmung der korrelierten Position des Lastwagens weiter den Schritt der Bestimmung einer Orientierung des Lastwagens relativ zur Erdbewegungsmaschine auf weist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt der Bestimmung der korrelierten Position des Lastwa gens weiter die folgenden Schritte aufweist:
Bestimmung einer potentiellen Laderegion;
Bestimmung einer potentiellen Abladeposition der Erdbewegungsmaschine; und
Bestimmung einer Orientierung des Lastwagens anspre chend auf die potentielle Laderegion und die poten tielle Abladeregion.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, welches weiter den Schritt aufweist, eine potentielle Position des Lastwagens zu bestimmen, wobei der schritt der Be stimmung der korrelierten Position weiter den Schritt aufweist, die korrelierte Position des Last wagens ansprechend auf die potentielle Position und das Ladeereignissignal zu bestimmen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, welches weiter den Schritt aufweist, eine Position der Erdbewegungsma schine zu bestimmen, wobei der Schritt der Bestim mung der korrelierten Position weiter den Schritt aufweist, die korrelierte Position des Lastwagens ansprechend auf die Position der Erdbewegungsmaschi ne und das Ladeereignissignal zu bestimmen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Bestimmung der potentiellen Lastwagenposition weiter den Schritt aufweist, die potentielle Lastwagenposi tion ansprechend auf die Abladeposition zu bestim men.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, wobei das Ladeereig nissignal ein Signal von einem Punktlastwagensignal, einem Lastwagensendesignal und einem Lastwagenlage signal aufweist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, wobei die Erdbewe gungsmaschine einen Körper besitzt, wobei der Körper geeignet ist, um sich um einen festen Referenzpunkt zu drehen, und wobei der Schritt der Bestimmung der potentiellen Position weiter folgenden Schritte auf weist:
Bestimmung einer Winkelgeschwindigkeit des Körpers;
Bestimmung, daß der Körper gestoppt hat ansprechend darauf, daß die Winkelgeschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Größe ist;
Bestimmung der Zeitdauer, für die der Körper ge stoppt ist;
Bestimmung von mindestens einem Lade- und einem Ab ladevorgang ansprechend auf die Zeitdauer; und
Bestimmung einer potentiellen Laderegion des Kör pers, wobei die potentielle Laderegion gelegen ist, wo der Körper gestoppt hat.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Bestimmung einer potentiellen Position der Erdbewe gungsmaschine weiter folgende Schritte aufweist:
Bestimmung, daß die Erdbewegungsmaschine von einer vorwärts- auf eine Rückwärtsrichtung umgeschaltet hat bzw. dazu übergegangen ist; und
Bestimmung einer potentiellen Laderegion der Schau fel, wobei die Laderegion gelegen ist, wo der Über gang von der Vorwärts- auf die Rückwärtsrichtung aufgetreten ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei der Schritt der Bestimmung einer potentiellen Position des Lastwa gens weiter den Schritt aufweist, eine Materialin formation des Materials in dem Lastwagen zu bestim men, wobei die Materialinformation eine Materialart des Materials in dem Lastwagen aufweist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei der Schritt der Anzeige der tatsächlichen Position des Lastwagens weiter den Schritt aufweist, die Materialinformation des beladenen Lastwagens anzuzeigen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Anzeigens des Lastwagens folgende Schritte aufweist:
Zuordnung einer Farbe zu jeder Materialart;
Anzeige eines Teils des Lastwagens in einer Farbe, die die Materialart in dem Lastwagen anzeigt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 12, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung der Materialart der gegenwärtigen Schau felladung der Erdbewegungsmaschine; und
Anzeigen eines Teils der Erdbewegungsmaschine in ei ner Farbe, die die Materialart in der Schaufel an zeigt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, wobei das Ladeereig nissignal gleich dem Lastwagensendesignal ist, wel ches weiter folgende Schritte aufweist:
Identifizieren einer Lastwagenmaterialinformation; und
Liefern der Lastwagenmaterialinformation an eine zentrale Steuereinrichtung.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Anzeige an der Erdbewegungsmaschine oder einer zentralen Steu ereinrichtung auftritt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, welches weiter folgen de Schritte aufweist:
Bestimmung einer Schaufelladungsmaterialart der Schaufel; und
Liefern der Schaufelladungsmaterialart an eine ent fernte Einrichtung.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, welches weiter folgen de Schritte aufweist:
Bestimmung einer Lastwagenladungsmaterialart des Lastwagens; und
Liefern der Lastwagenladungsmaterialart an ein ent ferntes Fahrzeug bzw. an eine entfernte Einrichtung.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung, daß die Schaufel geladen ist;
Anzeige eines Teils der Erdbewegungsmaschine in ei ner ersten Farbe, wenn die Schaufel leer ist und in einer zweiten Farbe, wenn die Schaufel beladen ist;
Anzeige eines Teils des Lastwagens in einer dritten Farbe, wenn er leer ist und in einer vierten Farbe, wenn er mindestens eine Schaufelladung enthält.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 18, welches den Schritt aufweist, die Stelle zum Hinsenden des beladenen Lastwagens zu bestimmen, und zwar ansprechend auf die Farbe der vierten Farbe.

20. Verfahren zur Bestimmung und Anzeige von Produktivi tätsinformationen bezüglich des von einer Erdbewe gungsmaschine ausgegrabenen und in einen Lastwagen geladenen Materials, wobei die Erdbewegungsmaschine eine Schaufel besitzt, wobei die Erdbewegungsmaschi ne auf einem Gelände mit mindestens einer Mate rialart gelegen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bestimmung eines Auftretens eines Ladevorgangs, wo bei der Vorgang das Laden von Material in die Schau fel aufweist;
Bestimmung einer Schaufelladungsmaterialart des in die Schaufel geladenen Materials;
Anzeigen von Produktivitätsinformationen an einer entfernten Stelle ansprechend auf die Schaufella dungsmaterialart.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 20, wobei der Schritt der Anzeige der Produktivitätsinformationen weiter den Schritt aufweist, einen Teil des Lastwagens anspre chend auf mindestens eine Schaufelladungsmaterialart anzuzeigen.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 21, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung, daß die Schaufel beladen ist;
Anzeigen eines Teils der Erdbewegungsmaschine in ei ner ersten Farbe, wenn die Schaufel leer ist und in einer zweiten Farbe wenn die Schaufel beladen ist;
Anzeigen eines Teils des Lastwagens in einer dritten Farbe, wenn er leer ist und in einer vierten Farbe, wenn er mindestens eine Schaufelladung enthält.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 22, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung einer Schaufelladungsmaterialart der Schaufel; und
Lieferung der Schaufelladungsmaterialart an eine entfernte Einrichtung.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 22, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung einer Lastwagenladungsmaterialart des Lastwagens; und
Lieferung der Lastwagenladungsmaterialart an ein entferntes Fahrzeug bzw. eine entfernte Einrichtung.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 21, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Bestimmung der Materialart der gegenwärtigen Schau felladung der Erdbewegungsmaschine; und
Anzeige eines Teils der Erdbewegungsmaschine in ei ner Farbe, die die Materialart in der Schaufel an zeigt.