EP0964958B1 - Method for milling road traffic surfaces - Google Patents

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EP0964958B1
EP0964958B1 EP98959818A EP98959818A EP0964958B1 EP 0964958 B1 EP0964958 B1 EP 0964958B1 EP 98959818 A EP98959818 A EP 98959818A EP 98959818 A EP98959818 A EP 98959818A EP 0964958 B1 EP0964958 B1 EP 0964958B1
Authority
EP
European Patent Office
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milling
data
traffic area
profile data
profile
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98959818A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0964958A1 (en
Inventor
Günter HÄHN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wirtgen GmbH
Original Assignee
Wirtgen GmbH
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Publication date
Application filed by Wirtgen GmbH filed Critical Wirtgen GmbH
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Publication of EP0964958B1 publication Critical patent/EP0964958B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path

Definitions

  • the invention relates to a method for milling Traffic areas with a milling drum, a milling machine or a device for milling traffic areas according to the preamble of claim 20.
  • Such milling machines are needed to manufacture a new road surface first the old road surface a traffic area.
  • US-A-4473319 describes a generic method for milling Traffic surfaces with a milling drum of a milling machine by detecting the Longitudinal ripple of the traffic area and creation of profile data by assignment the measured profile values to position data of a position determination device.
  • nominal profile data are generated from the measured profile values, wherein the target profile data corrected with respect to the longitudinal ripple of the traffic area should be.
  • the measured relative profile values which are the To represent longitudinal ripple, smoothed by filters, where initially the short wavelengths are filtered out.
  • the measured profile value is filtered again until a simulated Vehicle crossing a certain ride comfort standard is achieved. It It is understood that the result of the simulation only for a particular vehicle and for a certain speed.
  • the smoothing can be for different Spring mass systems and different vehicle speeds repeated become.
  • a measuring method according to US-A-4473319 can not between a dome, which should be preserved in the road surface profile, and an undesirable Lekswellmaschine the traffic area can be distinguished, since the Measurement takes place with respect to an imaginary plane, which may also be an inclined surface may be in the region of a slope or a slope.
  • a vehicle in particular a bulldozer, to be provided with a GPS position determining device.
  • the GPS positioning device can also be used to the three-dimensional To detect terrain condition.
  • the GPS receiver can also do this be arranged on a tool of the bulldozer.
  • the used GPS system has the task, the work progress in the change of the terrain structure to document and display.
  • the invention is the Object to provide a method for milling traffic areas, in a simple way, a correction of the longitudinal ripple of a traffic area allows.
  • the actual profile of the traffic area can be in on-line procedure with the help of a Profilabtast issued measured, the measured actual profile data corresponding position data associated with a relative or absolute position-determining device become.
  • the target profile data unless provided by one on the Milling machine installed calculator can be calculated using data carriers or transmitted by radio to the machine control.
  • the height coordinate z is determined using the position data of the absolute Position determining device based on the profile scanning device or the milling machine determined. This z-coordinate is then using a Depth gauge additionally specified, both on the Profilabtast worn as well as arranged on the milling machine. This z coordinate value of Actual profile data provides an exact position value in the space for the actual profile data.
  • the z-coordinates can be combined with absolute or relative Position data in the plane (x, y coordinates) and or with a route information about the distance traveled relative to a reference point Distance.
  • a significant advantage of the method according to the invention therefore also in that an elaborate position determination with respect to the milling machine may be omitted if the assignment of the desired profile data, e.g. over a Route information is possible.
  • the use of an absolute coordinate system has the advantage that the longitudinal ripple of a road profile against terrain contours, for example a slope or a slope, can be distinguished.
  • the actual value forms the set depth of cut, the disturbance variable, the setpoint value from the target profile data, the reference variable, and the Control signal for the milling depth of the milling drum the controlled variable.
  • profile data may possibly also be archived previous data will be used.
  • the desired profile data may be location vectors for controlling the Milling machine, specifically the position of the milling machine in the plane (x, y, z or x, z coordinates), the Corrected milling depth (z-coordinate) with respect to the longitudinal ripple the inclination and the direction of travel of the milling machine contain.
  • the traffic area After processing the traffic area again measured the actual profile and the actual profile data with stored the assigned position data for documentation. With the help of this documentation can be compared to the Clients are shown how exactly the target profile the traffic area has been respected.
  • the actual profile is first in a first Part of the traffic area added.
  • This section serves as base length for the recorded actual profile data stored in the initial base record become.
  • the actual profile data contained in the initial baseline record serve to generate the desired profile data for the first section.
  • the actual profile becomes continue beyond the first section continuously sampled, with the basic data set continuously through the newly recorded actual profile data is updated.
  • the basic data record refers to this to a predetermined base length of the traffic area. These Base length moves along with the work progress, so that according to the inclusion of new actual profile data, the most recent actual profile data from the basic data set be removed.
  • the milling of further sections the traffic area is then dependent of continuously updated target profile data on the Base of the constantly updated basic data record.
  • the length of the first section corresponds the traffic area of the base length of the continuous updated basic dataset.
  • the basic data record contains the actual profile data of a subsection the traffic area whose length is greater than the largest still to be compensated longitudinal wave of the traffic area.
  • the basic data set for example the actual profile data of a subsection of the Traffic area of approx. 50 to 300 m in length; preferably of about 100 to 200 m in length, contains.
  • the recording of the actual profile of the traffic area in the first sectionabites can also advantageously by the Milling machine done.
  • the milling drum is not in the process Intervention with the traffic area.
  • the milling machine is a profile scanning device and a position determination device arranged.
  • the base length of the traffic area detected by the basic data record for generating the desired profile data be changeable during the work progress. On This way, during the milling process on specifics the structure of the terrain.
  • the separate profile scanner can be pre-selected Distance to the milling machine the actual profile before the Scan the milling machine.
  • the continuously generated nominal profile data are generated from a basic data record, for example, on a relative to the milling machine ahead Part of the traffic area and z.T. on one already passed by the milling machine section refers. In this case, therefore always has a separate profile scanning relative to the milling machine go ahead.
  • This method has the advantage that the base length to which the base dataset relates always a preceding section of the traffic area taken into account during online on-line profile data collection on the milling machine the base length in essential in retrospect, i. on an already overrun Part of the traffic area refers.
  • the method for milling traffic areas 2 is in Fig. 1 explained in more detail. Basically, the procedure exists from three process steps, namely first the actual profile recording with the creation of the actual profile data, then the creation of a desired target profile and finally the milling process. Following the milling process can be a recent actual profile recording for documentation of the Milling result done.
  • the actual profile recording can be done in advance, with a Profilabtast issued 8 the later to be processed traffic area 2 leaves and thereby the actual profile of the traffic area 2 detected at least two-dimensionally.
  • expedient is the use of an absolute position determining device 16a, 16c, with the help of which the actual profile can be created with high accuracy.
  • the Profile scanner 8 is with a relative depth gauge provided so that the depth values (z-coordinate) the absolute position determining device 16a, 16b by the relative depth values of the profile scanner 8 can be corrected. It will be so at least two-dimensional actual profile data by assignment the measured depth values to position data of the relative or absolute position determining means 16a, 16b created.
  • the milling process now consists of the current one Position of the milling machine at least in terms of Wegkoordinate to determine. This is done with, for example a position determining device 16b, which on the Machine frame 12 of the milling machine 6 is arranged.
  • Relative height coordinate between the chassis of a Milling machine 6 or a Profilabtast prepared 8 measured with this relative z-value used to correct the Absolute z-coordinate is used.
  • Position determining device 16b of the milling machine 6 again generates absolute position data.
  • the machine control 10 can with the help of the position determination device 16b directly the depth of the Milling roller 4 depending on the current position data the milling machine 6 and the difference of the actual value and that resulting from the target profile data Control target value for the milling depth.
  • Fig. 2 illustrates the formation of the reference variable z-target for the control circuit of the milling depth control. This will be done first with the aid of the position-determining device 16b the absolute machine position in the plane or on the Straights determined. At the same time the currently set Milling depth z-is the relative distance value of the Machine frame 12 to the removed traffic area. 3 determined, so that then the current position data with the current depth of cut actual value. By comparison with the desired profile data can be in dependence from the machine position, the target value z target for the Take the milling depth from the nominal profile data. The difference of the value z-nominal minus z-actual represents the control deviation representing a height adjustment signal for the landing gear 14,15 is generated, so that a regulation of the desired value the depth of cut takes place.
  • Fig. 3 shows the milling machine 6, the front suspension rests on the still unprocessed traffic area 2, while the rear suspension 15 already worked on the traffic area 3 rests.
  • both suspensions 14,15 are adjusted.
  • a height adjustment of the milling drum 4 itself provided.
  • the old traffic area 2 a considerable longitudinal ripple, with Help of the milling depth control of the machine control 10 can be eliminated.
  • the cleared traffic area 3 can be manufactured with an accuracy in the millimeter range become.
  • the Profilabtast prepared 8 moves to create the Is-profile data before the milling machine 6 on the renewed Traffic Area 2.
  • the same profile scanner 8 can, as shown on the right side of Fig. 3 can be seen is, even over the cleared traffic area 3 drive, a new actual profile data acquisition for the purpose of documentation to enable.
  • FIG 4 shows the milling machine with an absolute position-determining device 16b, 16c (differential GPS).
  • This consists of a stationary Global Positioning System (GPS) 16c, which in addition to the appropriate location editing traffic area 2 is installed and also is needed for the Profilabtast issued 8.
  • GPS Global Positioning System
  • the milling machine 6 has another on the machine frame 12 arranged GPS system 16b.
  • the measured values of the position-determining device 16b, 16c are supplied to the machine controller 10 and can be displayed there by means of a monitor 20 become.
  • the desired profile data for example, as in FIG. 4, created externally to a computer 22 and then with the help a data carrier reading device 24 of the machine control 10 fed.
  • the desired profile data to be transmitted by radio to the machine control 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfräsen von Verkehrsflächen mit einer Fräswalze, einer Fräsmaschine bzw. einer Vorrichtung zum Abfräsen von Verkehrsflächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20.The invention relates to a method for milling Traffic areas with a milling drum, a milling machine or a device for milling traffic areas according to the preamble of claim 20.

Derartige Fräsmaschinen werden benötigt, um zur Herstellung eines neuen Straßenbelages zunächst den alten Straßenbelag einer Verkehrsfläche anzutragen.Such milling machines are needed to manufacture a new road surface first the old road surface a traffic area.

Bei Straßenfräsarbeiten werden verschiedene Systeme zur automatischen Regelung der Frästiefe der Fräswalze eingesetzt. Allen gemeinsam ist, daß ein konstanter Soll-Wert für die Frästiefe einmalig vorgegeben wird und dieser Wert solange eingehalten wird, bis manuell ein neuer Soll-Wert vorgegeben wird. Dieser Soll-Wert ist somit unabhängig von der Position der Fräsmaschine in der Ebene, so daß Unebenheiten in bestimmten Abschnitten der Verkehrsfläche nicht ausgeglichen werden können. Das Abfräsen einer bestehenden Oberfläche mit einer konstant eingestellten Frästiefe der Fräswalzen führt zu einem Kopierfräsen, da das Profil der alten Oberfläche vermindert um die fest eingestellte Frästiefe auf der neuen Oberfläche abgebildet wird. Zur Verminderung dieser Kopierwirkung wird auf verschiedene Arten die tatsächliche Frästiefe (Ist-Wert) über einen Sensor gemessen und von einem Frästiefenregler mit der gewünschten Frästiefe (Soll-Wert) verglichen. Dieser Vergleich geschieht kontinuierlich und die ermittelte Soll-Wertabweichung wird im Frästiefenregler in ein Steuersignal zur Höhenverstellung der Fräswalze umgewandelt.In street milling various systems are used for automatic control of the cutting depth of the milling drum used. All have in common is that a constant setpoint value for the milling depth is given once and this value until a new setpoint value is manually set is given. This target value is thus independent of the position of the milling machine in the plane, so that bumps not in certain sections of the traffic area can be compensated. The milling of an existing Surface with a constant setting depth of the Milling rollers leads to a copy milling, since the profile of old surface reduced by the fixed milling depth is imaged on the new surface. To the reduction This copying effect is done in different ways the actual milling depth (actual value) via a sensor measured and from a Milling depth controller with the desired Milling depth (nominal value) compared. This comparison happens continuously and the determined target value deviation is in the routing depth controller in a control signal for Height adjustment of the milling drum converted.

Folgende Verfahren zur Messung des Ist-Wertes der Frästiefe werden in Fräsmaschinen eingesetzt:

  • 1. Höhenabtastung mit beliebigem Sensor am Kantenschutz
    Hierbei wird einem Sensor die Änderung des Abstandes zwischen dem das Straßenprofil abtastenden Kantenschutz der Fräsmaschine und einem Fixpunkt am Maschinenrahmen gemessen. Die Abstandsänderung ist das Maß, um das sich der Kantenschutz dem Straßenprofil folgend entsprechend hebt oder senkt, so daß um diesen Betrag die Frästiefe automatisch erhöht bzw. verringert werden kann. Die Länge des Kantenschutzes wird hierbei als Abtastbasis bezeichnet. Längswellen mit einer Wellenlänge kleiner als die Kantenschutzlänge (ca. 1 bis 2 m) werden hierbei ausgeglichen. Trotzdem erfolgt immer noch ein Kopierfräsen des ursprünglichen Istprofils, da der Kantenschutz auf dem bestehenden Profil läuft und Unebenheiten größerer Wellenlänge dennoch in das neue Straßenprofil einkopiert werden.
  • 2. Höhenabtastung mit einem Gleitski oder an einer Meßlatte montierten Meßrädern
    Bei diesem Verfahren gleitet bzw. rollt ein Meßski bzw. Meßrad über die Straßenoberfläche. Der Ski bzw. das Rad ist über einen Schwenkhebel vertikal beweglich an einem Drehwinkelgeber befestigt, der die Änderung des Abstandes zwischen Meßrad bzw. Gleitski und dem Befestigungspunkt des Drehwinkelgebers am Maschinenrahmen mißt. Um diesen Betrag wird die Frästiefe anschließend angehoben oder verringert. Abtastbasis ist hierbei die Länge des Gleitskis bzw. der Meßlatte. Längsunebenheiten mit einer Wellenlänge größer als die Länge des Skis bzw. der Meßlatte werden kopiert, kleinere Längswellen können ausgeglichen werden. Durch Verlängerung der Meßlatte oder des Gleitskis lassen sich auch Längswellen mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 bis 10 m ausgleichen.
  • 3. Multiplex-Höhenabtastungen mit mehreren UltraschallSensoren in Reihe
    Bei diesem aus der EP-A-0 547 378 bekannten Verfahren werden auf einer Maschinenseite drei UltraschallSensoren in Längsrichtung der Maschine fest am Maschinenrahmen montiert, d.h. ein Sensor am vorderen Maschinenende, ein Sensor über der Drehachse der Fräswalze und ein Sensor am hinteren Maschinenende. Die Sensoren messen die Abstandsänderung zwischen dem Maschinenrahmen und dem Straßenprofil. Aus diesen Meßwerten wird unter Berücksichtigung der in den Meßwerten des vorderen und hinteren Sensors enthaltenen Längsneigung der Maschine ein Mittelwert berechnet, um dessen Betrag die Frästiefe angehoben oder verringert wird. Durch diese Maßnahme vergrößert sich die Abtastbasis auf die Länge der Fräsmaschine, was einen Ausgleich von Längswellen mit einer Wellenlänge kleiner als die Maschinenlänge ermöglicht. Auch diese Vorgehensweise verbessert die Ebenheit des Straßenprofils, wobei allerdings immer noch ein Kopierfräsen stattfindet, bei dem langwellige Unebenheiten mit einer Wellenlänge über 5 bis 10 m weiterhin auf das neu erstellte Profil übertragen werden.
  • 4. Relatives Abtasten der Höhe gegenüber einer zusätzlich geschaffenen Referenz
  • 4a. Bei diesem Verfahren wird entlang der zu fräsenden Oberfläche ein Nivellierdraht gespannt und eingemessen. Grundlage für eine korrekte Einmessung ist die vorausgegangene Vermessung des vorhandenen Oberflächenprofils. Der Draht wird mittels einer fest am Maschinenrahmen angeordneten Abstandsmesseinrichtung (Drehwinkelgeber, Sonic-Ski u.s.w.) kontinuierlich abgetastet, wobei die Abstandsänderung zwischen dem Maschinenrahmen und dem Draht wiederum ein Maß für die Frästiefenkorrektur der Fräswalze ist. Bei dieser Vorgehensweise wird nicht mehr die Unebenheit der ursprünglichen Straßenoberfläche in die neu erstellte Oberfläche kopiert, sondern eine zum Nivellierdraht parallele Oberfläche. Bei einem korrekt eingemessenen Führungsdraht läßt sich theoretisch dann genau das gewünschte neue Straßenprofil erzielen.
    Bei der Höhenabtastung an einem Nivellierdraht besteht das Problem, daß der Nivellierdraht entsprechend dem zuvor bestimmten Soll-Profil aufgespannt und eingemessen werden muß. Dies erfordert einen hohen Zeitaufwand und ist daher aus Kostengründen nachteilig.
  • 4b. Nivellierung mit einem Laser
    Diese Vorgehensweise beruht darauf, daß ein stationärer Rotationslaser mit seinem Strahl eine künstliche, scheibenförmige Ebene aufspannt. Ein Laserempfänger, der fest auf dem Maschinenrahmen installiert ist, mißt ständig die Entfernungsänderung zwischen dem Maschinenrahmen und der künstlich aufgespannten Ebene. Hierbei muß ebenfalls zuvor eine Vermessung des Straßenprofils erfolgen. Mit diesem Verfahren läßt sich theoretisch eine ebene Fläche ggf. auch eine geneigte Fläche erstellen, allerdings können nicht beliebige Profile erzeugt werden, da der Rotationslaser immer nur eine scheibenförmige Ebene erzeugt.
    Dementsprechend ist auch die Anwendungsmöglichkeit des Lasers beschränkt. Außerdem muß der Laser ebenfalls exakt positioniert und eingerichtet werden, was ebenfalls zeit- und kostenintensiv ist. Ein weiterer Nachteil besteht in der Meßgenauigkeit, die nicht so hoch ist, wie die eines mechanischen Sensors.
    • The following methods for measuring the actual value of the milling depth are used in milling machines:
  • 1. Height scanning with any sensor on the edge protection
    In this case, a sensor is measured the change in the distance between the edge profile of the milling machine scanning the road profile and a fixed point on the machine frame. The change in distance is the measure by which the edge protector rises or falls according to the road profile, so that the milling depth can be automatically increased or reduced by this amount. The length of the edge protection is referred to herein as sampling base. Longitudinal shafts with a wavelength smaller than the edge protection length (about 1 to 2 m) are compensated. Nevertheless, there is still a copy milling of the original actual profile, since the edge protection runs on the existing profile and unevenness longer wavelength are still copied into the new road profile.
  • 2. Höhenabtastung with a slide ski or mounted on a yardstick measuring wheels
    In this method, a Meßski or measuring wheel slides or rolls over the road surface. The ski or the wheel is mounted vertically movable on a rotary encoder via a pivot lever, which measures the change in the distance between the measuring wheel or slide ski and the attachment point of the rotary encoder on the machine frame. The milling depth is then raised or lowered by this amount. Sampling base here is the length of the Gleitskis or the yardstick. Longitudinal irregularities with a wavelength greater than the length of the ski or the yardstick are copied, smaller longitudinal shafts can be compensated. By extending the yardstick or the Gleis ski also longitudinal waves with a wavelength in the range of 5 to 10 m can be compensated.
  • 3. Multiplex height scans with multiple ultrasonic sensors in series
    In this method, which is known from EP-A-0 547 378, three ultrasonic sensors in the longitudinal direction of the machine are fixedly mounted on the machine frame on one machine side, ie a sensor at the front end of the machine, a sensor above the axis of rotation of the milling drum and a sensor at the rear end of the machine. The sensors measure the change in distance between the machine frame and the road profile. From these measured values, taking into account the longitudinal inclination of the machine contained in the measured values of the front and rear sensors, an average value is calculated by the amount of which the milling depth is increased or reduced. By this measure, the scanning base increases to the length of the milling machine, which allows compensation of longitudinal waves with a wavelength smaller than the machine length. This procedure also improves the planarity of the road profile, although still a copy milling takes place, in which long-wave unevenness with a wavelength above 5 to 10 m continue to be transferred to the newly created profile.
  • 4. Relative sensing of the height against an additionally created reference
  • 4a. In this process, a leveling wire is stretched and measured along the surface to be milled. The basis for a correct measurement is the previous measurement of the existing surface profile. The wire is continuously scanned by means of a fixedly arranged on the machine frame distance measuring device (rotary encoder, Sonic Ski, etc.), wherein the change in distance between the machine frame and the wire is in turn a measure of the milling depth correction of the milling drum. This procedure no longer copies the unevenness of the original road surface into the newly created surface, but rather a surface parallel to the leveling wire. In the case of a correctly dimensioned guidewire, it is then theoretically possible to achieve exactly the desired new road profile.
    When Höhenabtastung on a leveling wire, the problem is that the leveling wire must be clamped and measured according to the previously determined target profile. This requires a lot of time and is therefore disadvantageous for cost reasons.
  • 4b. Leveling with a laser
    This procedure is based on the fact that a stationary rotary laser with its beam spans an artificial disc-shaped plane. A laser receiver, which is permanently installed on the machine frame, constantly measures the distance change between the machine frame and the artificially mounted plane. This must also be done before a survey of the road profile. With this method, theoretically a flat surface can possibly also create an inclined surface, but it is not possible to produce any desired profiles, since the rotation laser always produces only one disk-shaped plane.
    Accordingly, the application of the laser is limited. In addition, the laser must also be accurately positioned and set up, which is also time consuming and costly. Another disadvantage is the measurement accuracy, which is not as high as that of a mechanical sensor.

    • Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei dem Abtasten der Höhe gegenüber dem Boden nur ein Kopieren des vorhandenen Straßenprofils möglich ist, wobei existierende Längsunebenheiten zwangsläufig übernommen werden. Durch die Verlängerung der Abtastbasis ist zwar ein Ausgleich dieser Längswellen bis zu einem gewissen Grad möglich, jedoch können Wellenlängen über 5 bis 10 m nicht ausgeglichen werden. Gerade diese langwelligen Unebenheiten führen bei Fahrzeugen bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit zu einem Aufschaukeln. Dies vermindert den Fahrkomfort sowie die Fahrsicherheit. Weitere Nachteile der Längsunebenheiten der Straße bestehen in der zusätzlichen Geräuschbildung und in dem erhöhten Kraftstoffverbrauch. In summary, it should be noted that during the scanning the height opposite the ground just a copying of the existing one Road profiles is possible, where existing Longitudinal irregularities are inevitably taken over. By the extension of the scanning base is indeed a compensation this longitudinal shafts to a certain extent possible however, wavelengths above 5 to 10 m can not be compensated become. Especially these long-wave unevenness lead in vehicles at a certain speed to a rocking. This reduces the ride comfort as well as the driving safety. Other disadvantages of Longitudinal irregularities of the road exist in the additional Noise and in the increased fuel consumption.

    Die US-A-4473319 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren zum Abfräsen von Verkehrsflächen mit einer Fräswalze einer Fräsmaschine durch Erfassen der Längswelligkeit der Verkehrsfläche und Erstellen von Profildaten durch Zuordnung der gemessenen Profilwerte zu Positionsdaten einer Positionsbestimmungseinrichtung.US-A-4473319 describes a generic method for milling Traffic surfaces with a milling drum of a milling machine by detecting the Longitudinal ripple of the traffic area and creation of profile data by assignment the measured profile values to position data of a position determination device.

    Anschließend werden aus den gemessenen Profilwerten Soll-Profildaten erzeugt, wobei die Soll-Profildaten hinsichtlich der Längswelligkeit der Verkehrsfläche korrigiert sein sollen. Durch Bestimmen der aktuellen Position der Fräsmaschine kann die Frästiefe der Fräswalze in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den gemessenen Profilwerten und den Soll-Profildaten geregelt werden.Subsequently, nominal profile data are generated from the measured profile values, wherein the target profile data corrected with respect to the longitudinal ripple of the traffic area should be. By determining the current position of the milling machine the milling depth of the milling drum can vary depending on the difference between the measured profile values and the nominal profile data.

    Nach der US-A-4473319 werden die gemessenen relativen Profilwerte, die die Längswelligkeit repräsentieren sollen, durch Filter geglättet, wobei zunächst die kurzen Wellenlängen herausgefiltert werden. In einem Simulationsprozess kann der gemessene Profilwert so lange erneut gefiltert werden, bis bei einer simulierten Fahrzeugüberfahrt ein bestimmter Fahrkomfortstandard erreicht wird. Es versteht sich, dass das Ergebnis der Simulation nur für ein bestimmtes Fahrzeug und für eine bestimmte Geschwindigkeit zutrifft. Die Glättung kann für verschiedene Feder-Massesysteme und verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten wiederholt werden. Bei einer Meßmethode gemäß US-A-4473319 kann nicht zwischen einer Kuppe, die im Straßenflächenprofil erhalten bleiben soll, und einer unerwünschten Längswelligkeit der Verkehrsfläche unterschieden werden, da die Messung bezüglich einer imaginären Ebene erfolgt, die unter Umständen auch eine geneigte Fläche im Bereich einer Steigung oder eines Gefälles sein kann.According to US-A-4473319 the measured relative profile values which are the To represent longitudinal ripple, smoothed by filters, where initially the short wavelengths are filtered out. In a simulation process can the measured profile value is filtered again until a simulated Vehicle crossing a certain ride comfort standard is achieved. It It is understood that the result of the simulation only for a particular vehicle and for a certain speed. The smoothing can be for different Spring mass systems and different vehicle speeds repeated become. In a measuring method according to US-A-4473319 can not between a dome, which should be preserved in the road surface profile, and an undesirable Längswelligkeit the traffic area can be distinguished, since the Measurement takes place with respect to an imaginary plane, which may also be an inclined surface may be in the region of a slope or a slope.

    Aus der US-A-5526002 ist es bekannt, ein Fahrzeug, insbesondere eine Planierraupe, mit einer GPS-Positionsbestimmungseinrichtung zu versehen. Die GPS-Positionsbestimmungseinrichtung kann auch dazu verwendet werden, den dreidimensionalen Geländezustand zu erfassen. Dabei kann der GPS-Empfänger auch auf einem Werkzeug der Planierraupe angeordnet sein. Das eingesetzte GPS-System hat die Aufgabe, den Arbeitsfortschritt bei der Veränderung der Geländestruktur zu dokumentieren und anzuzeigen.From US-A-5526002 it is known, a vehicle, in particular a bulldozer, to be provided with a GPS position determining device. The GPS positioning device can also be used to the three-dimensional To detect terrain condition. The GPS receiver can also do this be arranged on a tool of the bulldozer. The used GPS system has the task, the work progress in the change of the terrain structure to document and display.

    Ausgehend von dem gattungsgemäßen Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abfräsen von Verkehrsflächen zu schaffen, das in einfacher Weise eine Korrektur der Längswelligkeit einer Verkehrsfläche ermöglicht.Based on the generic state of the art, the invention is the Object to provide a method for milling traffic areas, in a simple way, a correction of the longitudinal ripple of a traffic area allows.

    Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.To solve this problem serve the features of claim 1.

    Das Ist-Profil der Verkehrfläche kann im On-line-Verfahren mit Hilfe einer Profilabtasteinrichtung gemessen werden, wobei die gemessenen Ist-Profildaten entsprechenden Positionsdaten einer relativen oder absoluten Positionsbestimmungseinrichtung zugeordnet werden. Die Soll-Profildaten werden, sofern sie nicht von einem auf der Fräsmaschine installierten Rechner berechnet werden, mit Hilfe von Datenträgern oder per Funk an die Maschinensteuerung übertragen.The actual profile of the traffic area can be in on-line procedure with the help of a Profilabtasteinrichtung measured, the measured actual profile data corresponding position data associated with a relative or absolute position-determining device become. The target profile data, unless provided by one on the Milling machine installed calculator can be calculated using data carriers or transmitted by radio to the machine control.

    Die Höhenkoordinate z wird mit Hilfe der Positionsdaten der absoluten Positionsbestimmungseinrichtung bezogen auf die Profilabtasteinrichtung oder die Fräsmaschine ermittelt. Diese z-Koordinate wird dann mit Hilfe einer Tiefenmesseinrichtung zusätzlich präzisiert, die sowohl an der Profilabtasteinrichtung als auch an der Fräsmaschine angeordnet ist. Dieser z-Koordinatenwert der Ist-Profildaten liefert einen exakten Positionswert im Raum für die Ist-Profildaten. Die z-Koordinaten können kombiniert werden mit absoluten oder relativen Positionsdaten in der Ebene (x, y-Koordinaten) und oder mit einer Wegstreckeninformation über die relativ zu einem Bezugspunkt zurückgelegte Wegstrecke.The height coordinate z is determined using the position data of the absolute Position determining device based on the profile scanning device or the milling machine determined. This z-coordinate is then using a Depth gauge additionally specified, both on the Profilabtasteinrichtung as well as arranged on the milling machine. This z coordinate value of Actual profile data provides an exact position value in the space for the actual profile data. The z-coordinates can be combined with absolute or relative Position data in the plane (x, y coordinates) and or with a route information about the distance traveled relative to a reference point Distance.

    Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht demzufolge auch darin, dass eine aufwendige Positionsbestimmung hinsichtlich der Fräsmaschine entfallen kann, wenn die Zuordnung der Soll-Profildaten, z.B. über eine Wegstreckeninformation, möglich ist.A significant advantage of the method according to the invention therefore also in that an elaborate position determination with respect to the milling machine may be omitted if the assignment of the desired profile data, e.g. over a Route information is possible.

    Die Verwendung eines absoluten Koordinatensystems weist den Vorteil auf, dass die Längswelligkeit eines Straßenprofils gegenüber Geländekonturen, beispielsweise einer Steigung oder eines Gefälles, unterschieden werden kann. The use of an absolute coordinate system has the advantage that the longitudinal ripple of a road profile against terrain contours, for example a slope or a slope, can be distinguished.

    Hinsichtlich der Regelung der Frästiefe bildet der Ist-Wert der eingestellten Frästiefe die Störgröße, der Soll-Wert aus den Soll-Profildaten die Führungsgröße, und das Stellsignal für die Frästiefe der Fräswalze die Regelgröße.Regarding the regulation of the milling depth, the actual value forms the set depth of cut, the disturbance variable, the setpoint value from the target profile data, the reference variable, and the Control signal for the milling depth of the milling drum the controlled variable.

    Hinsichtlich der Ist-Profildaten kann ggf. auch auf archivierte frühere Daten zurückgegriffen werden.With regard to the actual profile data may possibly also be archived previous data will be used.

    Die Soll-Profildaten können Ortsvektoren zur Steuerung der Fräsmaschine, und zwar im einzelnen die Position der Fräsmaschine in der Ebene (x,y,z- oder x, z-Koordinaten), die hinsichtlich der Längswelligkeit korrigierte Frästiefe (z-Koordinate), die Neigung und die Fahrtrichtung der Fräsmaschine enthalten.The desired profile data may be location vectors for controlling the Milling machine, specifically the position of the milling machine in the plane (x, y, z or x, z coordinates), the Corrected milling depth (z-coordinate) with respect to the longitudinal ripple the inclination and the direction of travel of the milling machine contain.

    Schließlich kann auch die Lenkung und/oder die Querneigung der Fräsmaschine in Abhängigkeit der Soll-Profildaten und der aktuellen Positionsdaten durch die Maschinensteuerung gesteuert werden.Finally, also the steering and / or the bank the milling machine depending on the desired profile data and the current position data by the machine control to be controlled.

    Die aus der Messung des Ist-Profils mit einer Profilabtasteinrichtung gewonnenen Ist-Profildaten enthalten insbesondere die Längswelligkeit der Verkehrsfläche. Insofern kommt es auf eine bestimmte Basislänge der Profilabtasteinrichtung nicht an, da die Welligkeit der Profildaten ohnehin bei der Erstellung der Soll-Profildaten ausgeglichen wird.The result of measuring the actual profile with a profile scanner obtained actual profile data included in particular the longitudinal ripple of the traffic area. insofar it comes down to a certain base length of the Profilabtasteinrichtung not because of the ripple of the profile data already balanced when creating the target profile data becomes.

    Vorzugsweise wird nach der Bearbeitung der Verkehrsfläche erneut das Ist-Profil gemessen und die Ist-Profildaten mit dem zugeordneten Positionsdaten zur Dokumentation gespeichert. Mit Hilfe dieser Dokumentation kann gegenüber dem Auftraggeber nachgewiesen werden, wie exakt das Soll-Profil der Verkehrsfläche eingehalten worden ist.Preferably, after processing the traffic area again measured the actual profile and the actual profile data with stored the assigned position data for documentation. With the help of this documentation can be compared to the Clients are shown how exactly the target profile the traffic area has been respected.

    Zusätzlich zur Frästiefenregelung kann anhand der Maschinenkoordinaten im Raum auch die Lenkungssteuerung der Fräsmaschine erfolgen. Über eine solche Maschinensteuerung könnte die Fräsmaschine ohne Bedienungspersonal auf einer Baustelle ferngesteuert bedient werden.In addition to the milling depth control, it is possible to use the machine coordinates in the room also the steering control of Milling machine done. About such a machine control could be the milling machine without operator on one Construction site to be operated remotely.

    Eine Weiterbildung des Verfahrens erfolgt durch

    • das Aufnehmen des Ist-Profils durch Überfahren eines ersten Teilabschnitts der Verkehrsfläche, dessen Länge größer ist als die größte Länge einer noch auszugleichenden Längswelle.
    • das Erzeugen der Soll-Profildaten aus einem Anfangsbasisdatensatz, der die Ist-Profildaten des ersten. Teilabschnitts der Verkehrsfläche enthält,
    • das Abfräsen des ersten Teilabschnitts der Verkehrsfläche mit einer Frästiefenregelung auf der Basis der sich aus dem Anfangsbasisdatensatz ergebenden Soll-Profildaten des ersten Teilabschnitts,
    • das kontinuierliche Aktualisieren des sich auf eine vorbestimmte Basislänge der Verkehrsfläche beziehenden Basisdatensatzes nach dem Abfräsen des ersten Teilabschnittes entsprechend dem weiteren Arbeitsfortschritt, indem die Ist-Profildaten inkremental aktualisiert werden, und
    • das Abfräsen weiterer Teilabschnitte der Verkehrsfläche in Abhängigkeit von kontinuierlich aktualisierter Soll-Profildaten auf der Basis des ständig aktualisierten Basisdatensatzes.
    A development of the method is carried out by
    • picking up the actual profile by driving over a first subsection of the traffic surface whose length is greater than the maximum length of a longitudinal shaft still to be compensated.
    • generating the desired profile data from an initial base data set containing the actual profile data of the first. Part of the traffic area contains,
    • the milling of the first subsection of the traffic area with a milling depth control based on the desired profile data of the first subsection resulting from the initial base data set,
    • continuously updating the base data set relating to a predetermined base length of the traffic area after milling the first subsection in accordance with the further work progress by incrementally updating the actual profile data, and
    • the milling of further subsections of the traffic area as a function of continuously updated nominal profile data on the basis of the constantly updated basic data record.

    Zu Beginn wird zunächst das Ist-Profil in einem ersten Teilabschnitt der Verkehrfläche aufgenommen. Dieser Teilabschnitt dient als Basislänge für die aufgenommenen Ist-Profildaten die in dem Anfangsbasisdatensatz gespeichert werden. Die in dem Anfangsbasisdatensatz enthaltenen Ist-Profildaten dienen zur Erzeugung der Soll-Profildaten für den ersten Teilabschnitt. Anschließend wird der erste Teilabschnitt abgefräst, wobei die Frästiefenregelung in Abhängigkeit des positionsabhängigen Sollwertes der Soll-Profildaten, die sich auf den ersten Teilabschnitt beziehen, erfolgt.At the beginning, the actual profile is first in a first Part of the traffic area added. This section serves as base length for the recorded actual profile data stored in the initial base record become. The actual profile data contained in the initial baseline record serve to generate the desired profile data for the first section. Subsequently, the first Part milled off, the depth of cut control in Dependence of the position-dependent setpoint of the desired profile data, referring to the first section, he follows.

    Nach dem Abfräsen des ersten Teilabschnitts wird das Ist-Profil über den ersten Teilabschnitt hinaus weiterhin kontinuierlich abgetastet, wobei der Basisdatensatz kontinuierlich durch die neu aufgenommenen Ist-Profildaten aktualisiert wird. Der Basisdatensatz bezieht sich dabei auf eine vorbestimmte Basislänge der Verkehrsfläche. Diese Basislänge wandert mit dem Arbeitsfortschritt mit, so daß entsprechend der Aufnahme neuer Ist-Profildaten, die am weitesten zurückliegenden Ist-Profildaten aus dem Basisdatensatz entfernt werden. Das Abfräsen weiterer Teilabschnitte der Verkehrsfläche erfolgt dann in Abhängigkeit von kontinuierlich aktualisierten Soll-Profildaten auf der Basis des ständig aktualisierten Basisdatensatzes.After milling off the first section, the actual profile becomes continue beyond the first section continuously sampled, with the basic data set continuously through the newly recorded actual profile data is updated. The basic data record refers to this to a predetermined base length of the traffic area. These Base length moves along with the work progress, so that according to the inclusion of new actual profile data, the most recent actual profile data from the basic data set be removed. The milling of further sections the traffic area is then dependent of continuously updated target profile data on the Base of the constantly updated basic data record.

    Vorzugsweise entspricht die Länge des ersten Teilabschnitts der Verkehrsfläche der Basislänge des fortlaufend aktualisierten Basisdatensatzes.Preferably, the length of the first section corresponds the traffic area of the base length of the continuous updated basic dataset.

    Der Basisdatensatz enthält die Ist-Profildaten eines Teilabschnitts der Verkehrsfläche, deren Länge größer ist als die größte noch auszugleichende Längswelle der Verkehrsfläche.The basic data record contains the actual profile data of a subsection the traffic area whose length is greater than the largest still to be compensated longitudinal wave of the traffic area.

    In der Praxis bedeutet dies, daß der Basisdatensatz beispielsweise die Ist-Profildaten eines Teilabschnitts der Verkehrsfläche von ca. 50 bis 300 m Länge; vorzugsweise von ca. 100 bis 200 m Länge, enthält.In practice, this means that the basic data set, for example the actual profile data of a subsection of the Traffic area of approx. 50 to 300 m in length; preferably of about 100 to 200 m in length, contains.

    Das Aufnehmen des Ist-Profils der Verkehrsfläche im ersten Teilabschnitt kann in vorteilhafter Weise auch durch die Fräsmaschine erfolgen. Dabei ist die Fräswalze nicht im Eingriff mit der Verkehrsfläche. Am vorderen Maschinenrähmen der Fräsmaschine ist dabei eine Profilabtasteinrichtung sowie eine Positionsbestimmungseinrichtung angeordnet.The recording of the actual profile of the traffic area in the first Teilabschnitt can also advantageously by the Milling machine done. The milling drum is not in the process Intervention with the traffic area. At the front machine cramping The milling machine is a profile scanning device and a position determination device arranged.

    Alternativ kann das Aufnehmen des Ist-Profils der Verkehrsfläche im ersten Teilabschnitt mit einer separat verfahrbaren Profilabtasteinrichtung erfolgen.Alternatively, the recording of the actual profile of the traffic area in the first section with a separate movable Profilabtasteinrichtung done.

    Nach dem ersten Teilabschnitt erfolgt das kontinuierliche Aufnehmen des Ist-Profils der Verkehrsfläche mit einer an der Fräsmaschine im vorderen Bereich angeordneten Profilabtasteinrichtung.After the first part of the continuous Recording the actual profile of the traffic area with a the milling machine arranged in the front region Profilabtasteinrichtung.

    Die durch den Basisdatensatz erfaßte Basislänge der Verkehrsfläche für die Erzeugung der Soll-Profildaten kann während des Arbeitsfortschritts veränderbar sein. Auf diese Weise kann während des Fräsprozesses auf Besonderheiten der Geländestruktur Rücksicht genommen werden.The base length of the traffic area detected by the basic data record for generating the desired profile data be changeable during the work progress. On This way, during the milling process on specifics the structure of the terrain.

    Die separate Profilabtasteinrichtung kann mit einem vorwählbaren Abstand zur Fräsmaschine das Ist-Profil vor der Fräsmaschine abtasten. Die kontinuierlich erzeugten Soll-Profildaten werden dabei aus einem Basisdatensatz erzeugt, der sich z .T, auf einen relativ zur Fräsmaschine vorausliegenden Teilabschnitt der Verkehrsfläche und z.T. auf einen von der Fräsmaschine bereits überfahrenen Teilabschnitt bezieht. In diesem Fall muß demzufolge stets eine separate Profilabtasteinrichtung relativ zu der Fräsmaschine vorausfahren. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Basislänge, auf den sich der Basisdatensatz bezieht, stets einen vorausliegenden Teilabschnitt der Verkehrsfläche berücksichtigt während bei der On-line-Ist-Profildatenerfassung an der Fräsmaschine die Basislänge im wesentlichen rückschauend, d.h. auf einen bereits überfahrenen Teilabschnitt der Verkehrsfläche bezieht.The separate profile scanner can be pre-selected Distance to the milling machine the actual profile before the Scan the milling machine. The continuously generated nominal profile data are generated from a basic data record, for example, on a relative to the milling machine ahead Part of the traffic area and z.T. on one already passed by the milling machine section refers. In this case, therefore always has a separate profile scanning relative to the milling machine go ahead. This method has the advantage that the base length to which the base dataset relates always a preceding section of the traffic area taken into account during online on-line profile data collection on the milling machine the base length in essential in retrospect, i. on an already overrun Part of the traffic area refers.

    Weitere vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous features are the subclaims remove.

    Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following, with reference to the drawings Embodiments of the invention explained in more detail.

    Es zeigen:

    Fig. 1
    das erfindungsgemäße Verfahren zum Abfräsen von Verkehrsflächen,
    Fig. 2
    die Regelung der Frästiefe während des Fräsprozesses,
    Fig. 3
    die Glättung der Längswelligkeit der Verkehrsfläche mit Hilfe des erfindungsgemäßen Fräsverfahrens, und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abfräsen von Verkehrsflächen.
    Show it:
    Fig. 1
    the inventive method for milling traffic areas,
    Fig. 2
    the regulation of the milling depth during the milling process,
    Fig. 3
    the smoothing of the longitudinal waviness of the traffic area with the aid of the milling method according to the invention, and
    Fig. 4
    a schematic representation of the device according to the invention for milling traffic areas.

    Das Verfahren zum Abfräsen von Verkehrsflächen 2 ist in Fig. 1 näher erläutert. Grundsätzlich besteht das Verfahren aus drei Prozeßschritten, nämlich zunächst die Ist-Profilaufnahme mit der Erstellung der Ist-Profildaten, dann die Erstellung eines gewünschten Soll-Profils und schließlich der Fräsprozeß. Im Anschluß an den Fräsprozeß kann eine erneute Ist-Profilaufnahme zur Dokumentation des Fräsergebnisses erfolgen.The method for milling traffic areas 2 is in Fig. 1 explained in more detail. Basically, the procedure exists from three process steps, namely first the actual profile recording with the creation of the actual profile data, then the creation of a desired target profile and finally the milling process. Following the milling process can be a recent actual profile recording for documentation of the Milling result done.

    Die Ist-Profilaufnahme kann vorab erfolgen, wobei eine Profilabtasteinrichtung 8 die später zu bearbeitende Verkehrsfläche 2 abfährt und dabei das Ist-Profil der Verkehrsfläche 2 zumindest zweidimensional erfaßt. Zweckmäßig ist dabei die Verwendung einer absoluten Positionsbestimmungseinrichtung 16a, 16c, mit deren Hilfe das Ist-Profil mit hoher Genauigkeit erstellt werden kann. Die Profilabtasteinrichtung 8 ist mit einer relativen Tiefenmesseinrichtung versehen, so daß die Tiefenwerte (z-Koordinate) der absoluten Positionsbestimmungseinrichtung 16a,16b durch die relativen Tiefenwerte der Profilabtasteinrichtung 8 korrigiert werden können. Es werden somit zumindest zweidimensionale Ist-Profildaten durch Zuordnen der gemessenen Tiefenwerte zu Positionsdaten der relativen oder absoluten Positionsbestimmungseinrichtung 16a,16b erstellt.The actual profile recording can be done in advance, with a Profilabtasteinrichtung 8 the later to be processed traffic area 2 leaves and thereby the actual profile of the traffic area 2 detected at least two-dimensionally. expedient is the use of an absolute position determining device 16a, 16c, with the help of which the actual profile can be created with high accuracy. The Profile scanner 8 is with a relative depth gauge provided so that the depth values (z-coordinate) the absolute position determining device 16a, 16b by the relative depth values of the profile scanner 8 can be corrected. It will be so at least two-dimensional actual profile data by assignment the measured depth values to position data of the relative or absolute position determining means 16a, 16b created.

    Vor Beginn des Fräsprozesses werden dann aus den vorhandenen Ist-Profildaten rechnerisch mathematisch-geometrisch oder graphisch am Bildschirm ggf. mit Interventionsmöglichkeiten durch eine Bedienungsperson Soll-Profildaten erstellt, die einerseits von einer vorgegebenen Frästiefe und andererseits von Tiefenkorrekturwerten hinsichtlich der Längswelligkeit der Verkehrsfläche 2 abhängig sind. Die Ist-Profildaten werden somit hinsichtlich der Tiefenwerte geglättet, wodurch auch eine langwellige Längswelligkeit der Verkehrsfläche 2 auskorrigierbar ist. Dabei können die erstellten Soll-Profildaten rein rechnerisch geglättet sein oder auch überwacht, wobei eine Bedienungsperson z.B. bei dem Beginn von Gefällstrecken über eine Korrektur des Tiefenwertes entscheidet.Before the start of the milling process then from the existing Actual profile data arithmetically mathematical-geometric or graphically on the screen if necessary with intervention possibilities by an operator target profile data created, on the one hand by a given milling depth and, on the other hand, depth correction values the longitudinal ripples of the traffic area 2 are dependent. The actual profile data thus becomes in terms of depth values smoothed, which also causes a long-wave longitudinal ripple the traffic area 2 is auskorrigierbar. there The created target profile data can be purely mathematical be smoothed or monitored, with an operator e.g. at the beginning of gradients over a Correction of the depth value decides.

    Der Fräsprozeß besteht nun darin, zunächst die aktuelle Position der Fräsmaschine zumindest hinsichtlich der Wegkoordinate zu bestimmen. Dies erfolgt beispielsweise mit einer Positionsbestimmungseinrichtung 16b, die an dem Maschinenrahmen 12 der Fräsmaschine 6 angeordnet ist.The milling process now consists of the current one Position of the milling machine at least in terms of Wegkoordinate to determine. This is done with, for example a position determining device 16b, which on the Machine frame 12 of the milling machine 6 is arranged.

    Die Positionsermittlung für die Position der Fräsmaschine 6 kann prinzipiell über drei Verfahren erfolgen:

  • a) bei der absoluten Positionsbestimmung werden die Maschinenkoordinaten in allen drei Raumkoordinaten (x,y,z) absolut gemessen. Dies kann z.B. mit gestützten GPS-System oder mit Laser-Tracking-Stationen mit automatischer Zielverfolgung (Totalstationen) erfolgen.
    Bei dem GPS-System erfolgt die Positionsbestimmung mit Hilfe von Satelliten, wobei zur Positionsbestimmung die Laufzeitunterschiede von Signalen zwischen unterschiedlich positionierten Satelliten und dem Gegenstand verwendet werden. Höhere Genauigkeiten werden mittels des DGPS-Systems erreicht (Differential-GPS), bei dem zusätzlich zu dem mit der Fräsmaschine 6 bewegten GPS-Empfänger 16b ein stationärer GPS-Empfänger 16c im näheren Umfeld aufgestellt wird. Durch die Differenzbildung der Signale beider GPS-Empfänger erhält man eine höhere Genauigkeit. Zur Erzielung noch höherer Genauigkeiten kann die Positionsinformation zusätzlich über Kreiselkompaß, Wegimpuls und Lenkinformationen korrigiert werden (gestütztes DGPS-System).
  • b) Bei Verwendung einer oder mehrerer automatischer Totalstationen wird die Maschine mit.einem Reflektor, nämlich einem aktiven oder passiven Prisma, ausgerüstet, das einen von einer Sender/Empfangseinheit ausgesandten Laserstrahl zu derselben zurückreflektiert. Aus der Laufzeit und/oder der Phasenlage des Signals und den Empfangswinkeln kann die Position der Maschine errechnet werden.
  • c) Den Ist-Profildaten wird zusätzlich eine Wegstreckeninformation hinzugefügt. Die Positionsbestimmung der Fräsmaschine 6 kann dann allein aufgrund der zurückgelegten Wegstrecke den Ist- bzw. Soll-Profildaten zugeordnet werden.
    • The position determination for the position of the milling machine 6 can be done in principle via three methods:
  • a) in the absolute position determination, the machine coordinates in all three space coordinates (x, y, z) are measured absolutely. This can be done, for example, with a supported GPS system or with laser tracking stations with automatic target tracking (total stations).
    In the GPS system, the position is determined by means of satellites, whereby the time differences of signals between differently positioned satellites and the object are used for determining the position. Higher accuracies are achieved by means of the DGPS system (differential GPS), in which, in addition to the GPS receiver 16b moved with the milling machine 6, a stationary GPS receiver 16c is set up in the immediate vicinity. By subtracting the signals of both GPS receiver gives a higher accuracy. To obtain even higher accuracies, the position information can additionally be corrected via gyro compass, path impulse and steering information (supported DGPS system).
  • b) When using one or more automatic total stations, the machine is equipped with a reflector, namely an active or passive prism, which reflects a laser beam emitted by a transmitter / receiver unit back to it. The position of the machine can be calculated from the transit time and / or the phase position of the signal and the reception angles.
  • c) A distance information is additionally added to the actual profile data. The position determination of the milling machine 6 can then be assigned to the actual or desired profile data solely on the basis of the traveled distance.

    • Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit kann zusätzlich die relative Höhenkoordinate zwischen den Fahrwerken einer Fräsmaschine 6 oder einer Profilabtasteinrichtung 8 gemessen werden, wobei dieser relative z-Wert zur Korrektur der absoluten z-Koordinate verwendet wird.To further increase the accuracy may additionally Relative height coordinate between the chassis of a Milling machine 6 or a Profilabtasteinrichtung 8 measured with this relative z-value used to correct the Absolute z-coordinate is used.

    Es ist demzufolge nicht zwingend erforderlich, daß die Positionsbestimmungseinrichtung 16b der Fräsmaschine 6 wiederum absolute Positionsdaten erzeugt.It is therefore not absolutely necessary that the Position determining device 16b of the milling machine 6 again generates absolute position data.

    Die Maschinensteuerung 10 kann mit Hilfe der Positionsbestimmungseinrichtung 16b unmittelbar die Frästiefe der Fräswalze 4 in Abhängigkeit von den aktuellen Positionsdaten der Fräsmaschine 6 und von der Differenz des Ist-Wertes und das aus den Soll-Profildaten resultierenden Soll-Wert für die Frästiefe regeln.The machine control 10 can with the help of the position determination device 16b directly the depth of the Milling roller 4 depending on the current position data the milling machine 6 and the difference of the actual value and that resulting from the target profile data Control target value for the milling depth.

    Fig. 2 erläutert die Bildung der Führungsgröße z-Soll für den Regelkreis der Frästiefensteuerung. Hierzu wird zunächst mit Hilfe der Positionsbestimmungseinrichtung 16b die absolute Maschinenposition in der Ebene bzw. auf der Geraden bestimmt. Gleichzeitig wird die aktuell eingestellte Frästiefe z-Ist als relativer Abstandswert des Maschinenrahmens 12 zur abgetragenen Verkehrsfläche 3 festgestellt, so daß dann die aktuellen Positionsdaten mit dem aktuellen Frästiefen-Ist-Wert vorliegen. Durch Vergleich mit den Soll-Profildaten läßt sich in Abhängigkeit von der Maschinenposition der Soll-Wert z-Soll für die Frästiefe den Soll-Profildaten entnehmen. Die Differenz des Wertes z-Soll minus z-Ist stellt die Regelabweichung dar, wodurch ein Höhenverstellungssignal für die Fahrwerke 14,15 erzeugt wird, so daß eine Regelung des Soll-Wertes der Frästiefe erfolgt.Fig. 2 illustrates the formation of the reference variable z-target for the control circuit of the milling depth control. This will be done first with the aid of the position-determining device 16b the absolute machine position in the plane or on the Straights determined. At the same time the currently set Milling depth z-is the relative distance value of the Machine frame 12 to the removed traffic area. 3 determined, so that then the current position data with the current depth of cut actual value. By comparison with the desired profile data can be in dependence from the machine position, the target value z target for the Take the milling depth from the nominal profile data. The difference of the value z-nominal minus z-actual represents the control deviation representing a height adjustment signal for the landing gear 14,15 is generated, so that a regulation of the desired value the depth of cut takes place.

    Fig. 3 zeigt die Fräsmaschine 6, deren vorderes Fahrwerk auf der noch unbearbeiteten Verkehrsfläche 2 aufliegt, während das hintere Fahrwerk 15 bereits auf der abgearbeiteten verkehrsfläche 3 aufliegt. Selbstverständlich können zur Frästiefeneinstellung für die Fräswalze 4 auch beide Fahrwerke 14,15 verstellt werden. Aufwendiger ist dagegen, eine Höhenverstellung der Fräswalze 4 selbst vorzusehen.Fig. 3 shows the milling machine 6, the front suspension rests on the still unprocessed traffic area 2, while the rear suspension 15 already worked on the traffic area 3 rests. Of course can also be used for milling depth adjustment for the milling drum 4 both suspensions 14,15 are adjusted. More elaborate contrast, a height adjustment of the milling drum 4 itself provided.

    Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die alte Verkehrsfläche 2 eine erhebliche Längswelligkeit auf, die mit Hilfe der Frästiefenregelung der Maschinensteuerung 10 eliminiert werden kann. Die abgetragene Verkehrsfläche 3 kann mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich hergestellt werden. As can be seen from Fig. 3, the old traffic area 2 a considerable longitudinal ripple, with Help of the milling depth control of the machine control 10 can be eliminated. The cleared traffic area 3 can be manufactured with an accuracy in the millimeter range become.

    Die Profilabtasteinrichtung 8 fährt zur Erstellung der Ist-Profildaten vor der Fräsmaschine 6 über die zu erneuernde Verkehrsfläche 2. Die gleiche Profilabtasteinrichtung 8 kann, wie auf der rechten Seite der Fig. 3 ersichtlich ist, auch über die abgetragene Verkehrsfläche 3 fahren, um eine erneute Ist-Profildatenerfassung zwecks Dokumentation zu ermöglichen.The Profilabtasteinrichtung 8 moves to create the Is-profile data before the milling machine 6 on the renewed Traffic Area 2. The same profile scanner 8 can, as shown on the right side of Fig. 3 can be seen is, even over the cleared traffic area 3 drive, a new actual profile data acquisition for the purpose of documentation to enable.

    Fig. 4 zeigt die Fräsmaschine mit einer absoluten Positionsbestimmungseinrichtung 16b,16c (Differential-GPS).4 shows the milling machine with an absolute position-determining device 16b, 16c (differential GPS).

    Diese besteht aus einem stationären Global Positioning System (GPS) 16c, das an geeigneter Stelle neben der zu bearbeitenden Verkehrsfläche 2 installiert wird und auch für die Profilabtasteinrichtung 8 benötigt wird.This consists of a stationary Global Positioning System (GPS) 16c, which in addition to the appropriate location editing traffic area 2 is installed and also is needed for the Profilabtasteinrichtung 8.

    Die Fräsmaschine 6 weist ein weiteres am Maschinenrahmen 12 angeordnetes GPS-System 16b auf.The milling machine 6 has another on the machine frame 12 arranged GPS system 16b.

    Aus der Differenz der Daten des stationären GPS-Systems 16c und des mobilen GPS-Systems 16b läßt sich die IstPosition der Fräsmaschine 16a bzw. der Profilabtasteinrichtung 8 in Absolutwerten in x-, y- und z-Koordinaten bestimmen. Die Meßwerte der Positionsbestimmungseinrichtung 16b,16c werden der Maschinensteuerung 10 zugeführt und können dort mit Hilfe eines Monitors 20 angezeigt werden.From the difference of the data of the stationary GPS system 16c and the mobile GPS system 16b can be the IstPosition the milling machine 16a or Profilabtasteinrichtung 8 in absolute values in x, y and z coordinates determine. The measured values of the position-determining device 16b, 16c are supplied to the machine controller 10 and can be displayed there by means of a monitor 20 become.

    Die Soll-Profildaten werden beispielsweise, wie in Fig. 4, extern an einen Rechner 22 erstellt und dann mit Hilfe eines Datenträger-Lesegerätes 24 der Maschinensteuerung 10 zugeführt. The desired profile data, for example, as in FIG. 4, created externally to a computer 22 and then with the help a data carrier reading device 24 of the machine control 10 fed.

    Dabei kann alternativ auch vorgesehen sein, die Soll-Profildaten per Funk an die Maschinensteuerung 10 zu übertragen.Alternatively, it may also be provided, the desired profile data to be transmitted by radio to the machine control 10.

    Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Soll-Profildaten mit Hilfe eines Rechners der Maschinensteuerung 10 zu erstellen.Another possibility is the nominal profile data with the help of a computer of the machine control 10 to create.

    Claims (15)

    1. A process for milling-off traffic areas (2) using a milling roller (4) of a milling machine (6), comprising the following steps:
      surveying the longitudinal waviness of the traffic area (2) by measuring the actual profile with a mobile profile-scanning means (8) using the height coordinate of the position data of a position-determining means (16a,16c), wherein the height coordinate of the position data of the position-determining means (16a,16c) is corrected with the aid of a depth-measuring means using relative depth measurement values between the position-determining means (16a,16c) and the traffic area (2) for generating at least two-dimensional actual profile data,
      producing the actual profile data by assigning the measured height coordinate of the position data to site position data of the position-determining means (16a,16c) in the plane,
      generating desired profile data out of the measured actual profile data, wherein the desired profile data are corrected in terms of the longitudinal waviness of the traffic areas,
      determining the current site position of the milling machine (6), and
      controlling the milling depth of the milling roller (4) in dependence on the difference between the measured actual profile data and the desired profile data,
      characterized in that
      the height coordinate of the actual profile data as well as the site position data of the position-determining means (16a,16c) are determined in an absolute coordinate system,
      the desired profile data are determined in the same absolute coordinate system.
    2. The process according to claim 1, characterized in that the milling machine is steerable, wherein the steering mechanism and/or the transverse inclination of the height-adjustable milling machine (6) are controlled in dependence on the desired profile data and the current position data.
    3. The process according to claim 1 or 2, characterized by on-line measurement of the actual profile of the traffic area (2) with the aid of a profile-scanning means (8) driving ahead of the milling machine (6).
    4. The process according to one of claims 1 to 3, characterized in that after processing of the traffic area (2) the actual profile is measured again and the actual profile data, together with the associated position data, are stored for documentation purposes.
    5. The process according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the milling machine is determined in the form of machine coordinates in the space (x,y,z) or in the plane (x,y) by a laser tracking station with automatic target-tracking mechanism.
    6. The process according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the milling machine is determined in the form of machine coordinates in the space (x,y,z) or in the plane (x,y) by a supported DGPS system.
    7. The process according to one of claims 1 to 6, characterized in that the machine control unit (10) uses the traffic area, a guiding wire or an artificial plane set by laser light as a reference plane for the milling depth control.
    8. The process according to one of claims 1 to 7, characterized in that the desired profile data are transmitted to the machine control unit (10) with the aid of data carriers or by radio.
    9. The process according to claim 1, characterized by
      surveying the actual profile by traveling over a first section of the traffic area (2), wherein the length of said profile is larger than the maximum length of a longitudinal wave yet to be evened out of the traffic area (2),
      generating the desired profile data from an initial basic data set containing the actual profile data of the first section of the traffic area (2),
      milling off the first section of the traffic area (2) using a milling depth control on the basis of the desired profile data of the first section resulting from the initial basis data set,
      continuously updating the basic data set relating to a predetermined basic length of the traffic area (2) after milling off the first section in accordance with the further progress of work by incrementally updating the actual profile data, and
      milling off further sections of the traffic area (2) in dependence on continuously updated desired profile data on the basis of the continuously updated basic data set.
    10. The process according to claim 9, characterized in that the basic data set contains the actual profile data of a section approximately 50 to 300 m, preferably approximately 100 to 200 m long.
    11. The process according to one of claims 9 to 10, characterized by surveying the actual profile of the traffic area (2) in the first section with the aid of a separate profile-scanning means (8).
    12. The process according to one of claims 9 to 10, characterized by surveying the actual profile of the traffic area (2) in the first section with the aid of the milling machine (6) without intervention of the milling roller (4).
    13. The process according to claim 12, characterized by continuously surveying the actual profile of the traffic area (2) behind the first section with the aid of a profile-scanning means (8) arranged in the front area of the milling machine (6).
    14. The process according to one of claims 9 to 13, characterized in that the basic length of the traffic area (2) covered by the basic data set can be changed for the purpose of calculating the desired profile data as work progresses.
    15. The process according to claim 11, characterized in that the separately movable profile-scanning means (8) scans the actual profile in front of the milling machine at a preselectable distance to the milling machine (6), and that the continuously generated desired profile data are generated out of a basic data set which relates partly to a section of the traffic area lying ahead relative to the milling machine (6) and partly to a section already traveled over by the milling machine (6).
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