ES2945868T3

ES2945868T3 - Camión de basura

Info

Publication number: ES2945868T3
Application number: ES17382767T
Authority: ES
Inventors: Alfonso Francisco Soriano
Original assignee: DENNIS EAGLE Ltd
Current assignee: DENNIS EAGLE Ltd
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2023-07-10
Anticipated expiration: 2037-11-13
Also published as: EP3483092B1; EP3483092A1

Abstract

El camión de basura (100) comprende una tolva (200) para la recogida de basura, un compactador (400) para compactar la basura dentro de la tolva (200), medios de visión artificial (500), y una unidad de control (600) conectada a la visión artificial. medio (500) y configurado para monitorear un área del interior (210) de la tolva (200) para determinar un volumen de basura presente dentro de la tolva (200) para controlar el compactador (400) según un modo de funcionamiento dado dependiendo del volumen de basura presente en la tolva (200). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Camión de basura

La presente descripción se refiere a camiones de basura para la recogida de residuos.

ANTECEDENTES

Los camiones de basura son muy utilizados para la recogida, compactación y transporte de residuos, tales como residuos sólidos urbanos. Por ejemplo, US20140348621 describe un camión de basura que comprende una carrocería, una tolva formada en el interior de la carrocería del camión y adaptada para recibir residuos en la misma, un compactador que comprende una pala montada de manera móvil en el interior de la tolva y un mecanismo para levantar contenedores de basura y descargar su contenido en la tolva. En otros camiones de basura conocidos, el compactador puede consistir en una prensa hidráulica montada dentro de la tolva y dispuesta para prensar los residuos que hay en su interior.

DE 91 05772 U1 describe un camión de basura de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. De EP 2890 125 A1 se conoce un sistema de visión artificial con una fuente de luz y una cámara para generar geometrías tridimensionales.

El funcionamiento del compactador en los camiones de basura actuales es el principal responsable del consumo de energía, la generación de ruido y la emisión de contaminantes. Cuando se pone en funcionamiento el compactador y no hay residuos o hay una pequeña cantidad de residuos en la tolva, se generan ruidos y contaminantes innecesarios, se desperdicia energía y las piezas y consumibles del camión, tales como aceite, cojinetes, etc., se desgastan innecesariamente.

Existe, por lo tanto, la necesidad de optimizar el funcionamiento de los camiones de basura y, al mismo tiempo, reducir los costes.

DESCRIPCIÓN

La presente descripción se refiere a un camión de basura con el que se satisface la necesidad anterior y con el cual se obtienen ventajas adicionales. La presente descripción tiene aplicación en una amplia gama de camiones de basura tales como de tipo de carga trasera, de carga lateral, etc.

Se presenta un camión de basura que comprende una tolva en la cual se cargan y se recogen, manual o mecánicamente, residuos, y un compactador para compactar los residuos que se encuentran dentro de la tolva. Tal como se utiliza aquí, el término residuos incluye cualquier tipo de basura, desperdicios, desechos, porquería, etc. y cualquier materia que se tenga que desechar.

De acuerdo con una característica importante del presente camión de basura, se disponen medios de visión artificial. Los medios de visión artificial comprenden una fuente de luz modulada, un sensor de cámara, y medios para generar periódicamente geometrías correspondientes al interior de la tolva. Dado que dichas geometrías pueden utilizarse ventajosamente para determinar características relevantes de los residuos que hay en la tolva, puede determinarse cuantitativa y cualitativamente un volumen de residuos en la tolva.

La fuente de luz modulada es adecuada para proyectar un haz de luz modulada, tal como luz infrarroja, para iluminar un volumen en el interior de la tolva. Se prefiere el uso de luz infrarroja, puesto que garantiza una baja perturbación de la señal y permite distinguirla fácilmente de la luz ambiental natural. En ejemplos específicos, la fuente de luz modulada puede configurarse para proporcionar un haz de luz que defina la forma de un cono, una pirámide de base cuadrada, o una pirámide de base rectangular. Es evidente que no se descartan otras formas y combinaciones de formas. Dicho haz de luz conformado es tal que los residuos, cuando están presentes en la tolva, quedarán por lo menos parcialmente encerrados en su interior. En general, se prefiere que el sensor de cámara se encuentre dispuesto en un vértice de dicho cono o pirámide definido por el haz de luz.

El sensor de cámara está conectado a la fuente de luz modulada y dispuesto para recibir la luz que es reflejada por la tolva, o por los residuos depositados en la misma. Esto permite determinar distancias desde el sensor de cámara hasta diferentes puntos en la tolva en función de un principio de tiempo de vuelo (ToF). En base a este principio, las distancias desde el sensor de cámara hasta diferentes puntos en la tolva se determinan con precisión en función de una diferencia de tiempo entre la emisión de luz modulada y su retorno al sensor de cámara.

Los medios para generar periódicamente geometrías correspondientes al interior de la tolva permiten generar geometrías a partir de dichas distancias determinadas para determinar un volumen de residuos que está presente en el interior de la tolva, a partir de características relevantes de los residuos en la tolva tales como la cantidad (por ejemplo, peso) de residuos en la tolva, con lo que puede determinarse la forma de un volumen de los residuos que hay en la tolva, la distribución de los residuos en la tolva, etc.

Cabe señalar que los medios para generar periódicamente geometrías también pueden generar geometrías del interior de la tolva incluso en el caso de que no haya residuos presentes.

También se dispone una unidad de control. La unidad de control está conectada a los medios de visión artificial y está configurada para controlar una zona del interior de la tolva para determinar un volumen de residuos que está presente en el interior de la tolva. La unidad de control permite determinar las características relevantes mencionadas anteriormente de los residuos en la tolva, si los hay. El compactador puede controlarse así eficientemente a través de la unidad de control de acuerdo con un modo de operación determinado dependiendo del volumen, y/o la forma y/o la distribución de los residuos presentes en la tolva, es decir, dependiendo de por lo menos una de las características relevantes mencionadas anteriormente de los residuos que hay presentes en la tolva. Los medios de generación de geometrías son adecuados para generar periódicamente geometrías tridimensionales correspondientes al interior de la tolva. Es evidente que también pueden generarse geometrías bidimensionales según se requiera.

La presente descripción se refiere, además, a un procedimiento para operar un camión de basura del tipo anterior, es decir, que comprende una tolva para recoger residuos y un compactador para compactar los residuos.

El presente procedimiento comprende las siguientes etapas.

El interior de la tolva del camión de basura se ilumina con luz modulada. Específicamente, se proyecta un haz de luz modulada, tal como la luz infrarroja, hacia el interior de la tolva. Dicho haz de luz modulada proyectado define un volumen en forma de cono, o de pirámide de base cuadrada, o de pirámide de base rectangular, tal como se ha descrito anteriormente. No se descartan otras formas, siempre que sean adecuadas para encerrar por lo menos parcialmente los residuos presentes en la tolva.

Se miden distancias desde un sensor de cámara hasta diferentes puntos del interior de la tolva en base a una diferencia de tiempo entre la emisión de luz modulada y su retorno al sensor de cámara. A partir de dichas distancias medidas se genera un modelo matemático correspondiente a una geometría bidimensional o tridimensional del interior de la tolva bajo una determinada condición de carga de la tolva tal como, por ejemplo, cuando en la tolva no hay residuos, para calibrar convenientemente los medios de visión artificial, o cuando en la tolva hay presente por lo menos una cantidad de residuos.

De acuerdo con dicho modelo matemático del interior de la tolva, puede determinarse entonces un volumen de residuos presente en la tolva. Si un volumen determinado de residuos presente en la tolva cumple con una condición predeterminada, se activa el compactador de acuerdo con un modo de operación, tal como de ciclo automático, de ciclo manual, o de ciclo semiautomático, etc. Si un volumen determinado de residuos presente en la tolva no cumple con dicha condición predeterminada, se desactiva el compactador.

Ejemplos de condiciones predeterminadas pueden incluir superar un umbral predeterminado (por ejemplo, un umbral de volumen de residuos) o una distribución de residuos predeterminada asociada a la presencia de elementos extraños en la tolva. Dicho umbral de volumen determinado de residuos presentes en la tolva puede ser constante o variable. Otros ejemplos de condiciones predeterminadas pueden incluir también la distribución de residuos en la tolva. En este caso, si la unidad de control identifica una distribución de residuos en la tolva como extraña, de modo que pueda asociarse, por ejemplo, a la presencia de elementos extraños, tales como seres vivos, personas, muebles, residuos de demolición, etc. se activa el compactador para que funcione de acuerdo con un modo en el que un operario lo accione manualmente. Es evidente que son posibles otras condiciones predeterminadas para accionar el compactador.

El presente camión de basura y su procedimiento de funcionamiento permiten reducir ventajosamente el consumo de energía ya que el compactador sólo funciona cuando es necesario. Como resultado, se reduce ventajosamente la generación y emisión de contaminantes, así como el ruido. Además, también se reduce el desgaste de piezas mecánicas asociadas, tales como piezas del compactador, el motor, la toma de fuerza, etc.

Para los expertos en la materia resultarán claros objetivos, ventajas y características adicionales de ejemplos del presente camión de basura tras examinar la descripción, o pueden derivarse al poner en práctica la misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación, se describirán unos ejemplos particulares no limitativos del presente camión de basura con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en alzado lateral de un ejemplo de un camión de basura de carga trasera de acuerdo con la presente descripción;

La figura 2 es una vista en alzado posterior del camión de basura mostrado en la figura 1;

Las figuras 3 y 4 son vistas en alzado lateral de la tolva del presente camión de basura de acuerdo con dos ejemplos diferentes donde puede estar situada la cámara de sensor;

Las figuras 5-7 son vistas traseras de la tolva del presente camión de basura de acuerdo con otros ejemplos donde puede estar situada la cámara de sensor; y

La figura 8 es un diagrama de operación que ilustra esquemáticamente el funcionamiento del camión de basura de acuerdo con el presente procedimiento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE EJEMPLOS

En los ejemplos no limitativos que se muestran en las figuras 1 y 2 de los dibujos, se ilustra un camión de basura de carga trasera el cual ha sido designado en conjunto por el número de referencia 100. La presente descripción es aplicable a muchos otros tipos de camiones de basura tales como, por ejemplo, de tipo de carga frontal o de carga lateral.

De acuerdo con los dibujos de las figuras 1 y 2, el camión de basura 100 comprende una carrocería 110 con una tolva 200 instalada en la parte trasera del camión de basura 100 que define un volumen interior 210 para recibir residuos. El camión de basura 100 incluye, además, una compuerta trasera accionada hidráulicamente 540 y un mecanismo 300 para elevar contenedores de basura (no mostrados) y descargar su contenido en la tolva 200. En el interior de la tolva 200 se dispone también un compactador 400 que comprende una prensa hidráulica adecuada para compactar los residuos en la misma.

Haciendo referencia a las figuras 3-7 de los dibujos, se disponen medios de visión artificial 500. Los medios de visión artificial 500 están configurados adecuadamente para generar geometrías bidimensionales o tridimensionales del interior 210 de la tolva 200. A partir de dichas geometrías generadas, puede determinarse con precisión un volumen de residuos que está presente en la tolva 200. A partir del volumen de residuos que se determina, pueden obtenerse características relevantes de los mismos, tales como cantidad, por ejemplo peso, de los residuos que hay en la tolva, la forma de un volumen de los residuos que hay en la tolva, la distribución de los residuos que hay en la tolva, e incluso variaciones de la posición de los residuos.

Los medios de visión artificial 500, en el ejemplo que se muestra en los dibujos, comprenden una fuente de luz infrarroja 510 y un sensor de cámara 520. El sensor de cámara 520, en el ejemplo que se muestra en las figuras 3-7 de los dibujos, está dispuesto en el vértice de un cono definido por un haz de luz 530 que es proyectado por la fuente de luz infrarroja 510. También son posibles otras formas y combinaciones de formas del haz de luz 530 tales como una pirámide de base cuadrada o una pirámide de base rectangular.

El sensor de cámara 520 puede ir montado en diferentes posiciones en el camión de basura 100. En el ejemplo que se muestra en las figuras 3-7, el sensor de cámara 520 va montado en la compuerta trasera 540 del camión de basura 100. Específicamente, en el ejemplo que se muestra en la figura 3, el sensor de cámara 520 va montado en una parte central de una compuerta trasera 540 del camión de basura 100. En el ejemplo que se muestra en la figura 4, el sensor de cámara 520 va montado en una parte inferior de una compuerta trasera 540 del camión de basura 100. Las figuras 5-7 muestran ejemplos en los que el sensor de cámara 520 va montado en la parte superior izquierda, central y derecha de una compuerta trasera 540 del camión de basura 100, respectivamente. Son posibles otras ubicaciones para el sensor de cámara 520 siempre que los residuos en el interior 210 de la tolva 200, si están presentes, puedan iluminarse por lo menos parcialmente.

El sensor de cámara 520 está conectado a la fuente de luz infrarroja 510. La fuente de luz infrarroja 510 está configurada para proyectar dicho haz de luz infrarroja 530 en forma de cono hacia el interior 210 de la tolva 200. El haz de luz 530 proyectado por la fuente de la luz infrarroja 510 hacia el interior 210 de la tolva 200 es reflejado por la propia tolva 200 o por superficies de cualquier material de residuos presente en el interior hacia el sensor de cámara 520.

También se disponen medios para generar periódicamente geometrías correspondientes al interior 210 de la tolva 200 en base a la luz proyectada por la fuente de luz infrarroja 510. Específicamente, los medios para la generación de geometrías de la tolva (no mostrados en los dibujos) junto con el sensor de cámara 520, conectado a la fuente de luz infrarroja 510, permiten determinar con precisión distancias desde el sensor de cámara 520 hasta diferentes puntos en la tolva 200. Esto se lleva a cabo mediante un principio de tiempo de vuelo (ToF) utilizando una diferencia de tiempo entre la emisión de luz infrarroja hacia el interior 210 de la tolva 200 y su retorno al sensor de cámara 520.

El presente camión de basura 100 incluye, además, una unidad de control 600 que está conectada a los medios de visión artificial 500. La unidad de control está configurada para controlar una zona del interior 210 de la tolva 200 para determinar un volumen de residuos que está presente en la misma.

Como resultado de las distancias que se han determinado, pueden generarse con precisión geometrías correspondientes al interior 210 de la tolva 200. Las geometrías del interior 210 de la tolva 200 obtenidas permiten determinar cuantitativa y cualitativamente un volumen de residuos en el interior 210 de la tolva 200. La determinación cuantitativa y cualitativa de las geometrías del interior 210 de la tolva 200, ya sea en el caso en que hay residuos o no, implica obtener información acerca de características relevantes de los residuos en la tolva 200, tales como cantidad, por ejemplo peso, de los residuos que hay en la tolva 200, formas de volumen de los residuos que hay en la tolva 200, distribuciones de los residuos que hay en la tolva 200, e incluso variaciones de la posición de los residuos que hay en la tolva 200. A través de los medios de visión artificial 500 también pueden determinarse otras características de los residuos que hay en la tolva 200.

A partir de dichas geometrías obtenidas del interior 210 de la tolva 200 y de características relevantes de los residuos que hay en la misma, el compactador 400 puede controlarse entonces a través de la unidad de control 600 de acuerdo con un modo de funcionamiento determinado. Además, o alternativamente, las geometrías obtenidas del interior 210 de la tolva 200 pueden mostrarse a un operario a través de una pantalla (no mostrada) o un equipo adecuado, por ejemplo, de manera remota. Las características relevantes de los residuos que hay presentes en el interior 210 de la tolva 200 las puede recibir tanto la unidad de control 600 como el operario para operar automáticamente y/o manualmente el compactador 400 según corresponda.

En funcionamiento, y de acuerdo con el diagrama de operación mostrado en la figura 8, la fuente de luz infrarroja 510 proyecta un haz de forma cónica 530 de luz infrarroja, tal como se muestra en las figuras 3-7, para iluminar el interior de la tolva 200 del camión de basura 100. A través de los medios de visión artificial 500 se calculan distancias desde el sensor de cámara 520 hasta diferentes puntos del interior 210 de la tolva 200 en base a una diferencia de tiempo entre la emisión de luz modulada (luz infrarroja, en este ejemplo) y su retorno al sensor de cámara 520.

A partir de dichas distancias se genera un modelo matemático. Este modelo matemático corresponde a geometrías bidimensionales o tridimensionales del interior 210 de la tolva 200. Esta operación se realiza primero en una primera etapa 1000 para un estado vacío de la tolva 200, es decir, cuando no hay residuos presentes en la tolva 200, para calibrar adecuadamente los medios de visión artificial 500.

En otra etapa 1010, a través de los medios de visión artificial 500 se miden posteriormente y periódicamente distancias adicionales desde el sensor de cámara 520 hasta diferentes puntos del interior 210 de la tolva 200 mientras el compactador 400 puede estar en funcionamiento.

A continuación, se calculan diferenciales de volumen en relación con residuos que quedan en la tolva 200 a partir de los cuales puede determinarse un volumen de residuos presentes en la tolva 200 de acuerdo con dichas geometrías del interior 210 de la tolva 200. Dicho volumen de residuos en la tolva 200 puede determinarse después cuantitativa y cualitativamente, es decir, no sólo pueden calcularse cantidades de residuos presentes en la tolva 200 sino también formas y distribuciones de los residuos en la tolva 200, etc.

En una etapa 1020, se compara un volumen de residuos presente en el interior 210 de la tolva 200 con un umbral predeterminado tal como, por ejemplo, cantidad, peso, volumen, y similares. Si un volumen de residuos presente en el interior 210 de la tolva 200 no supera un umbral predeterminado, entonces el compactador 400 se desactiva de acuerdo con la etapa 1030. Si un volumen de residuos presente en el interior 210 de la tolva 200 supera un umbral predeterminado, entonces se lleva a cabo una etapa 1040.

En dicha etapa 1040, se analiza un volumen de residuos presente en el interior 210 de la tolva 200 para determinar si un perfil de volumen de residuos en la tolva 200 se considera normal. Si se considera que el perfil de un volumen de residuos en la tolva 200 tiene una distribución normal, por ejemplo, si se compara con un perfil de volumen predeterminado cuya distribución se considera normal, entonces se lleva a cabo una etapa 1050 en la que el compactador 400 se acciona automáticamente o manualmente por un operario, de acuerdo con un modo de funcionamiento específico, tal como de ciclo automático, de ciclo manual, o de ciclo semiautomático. En cambio, si se considera que el perfil de un volumen de residuos en la tolva 200 no tiene una distribución normal, por ejemplo, una distribución que puede asociarse a la presencia de elementos extraños en la tolva, tales como seres vivos, personas, muebles, desechos de demolición, etc., entonces se lleva a cabo una etapa 1060 en la que la unidad de control 600 pone automáticamente el compactador 400 en un modo en el que es accionado manualmente por un operario.

La etapa 1010 puede repetirse para determinar periódicamente distancias adicionales desde el sensor de cámara 520 hasta diferentes puntos del interior 210 de la tolva 200.

Aunque sólo se han descrito aquí varios ejemplos particulares del presente camión de basura, los expertos en la materia entenderán que son posibles otros ejemplos y/o usos alternativos y modificaciones obvias y equivalentes de los mismos. La presente descripción cubre todas las combinaciones posibles de los ejemplos particulares descritos. El alcance de la presente descripción no debe limitarse por ejemplos particulares, sino que debe determinarse sólo por una lectura adecuada de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Camión de basura (100) que comprende una tolva (200) para recoger residuos, un compactador (400) para compactar residuos en el interior de la tolva (200), medios de visión artificial (500), y una unidad de control (600) conectada a los medios de visión artificial (500) y configurada para controlar una zona del interior (210) de la tolva (200) para determinar un volumen de residuos presente en el interior de la tolva (200) para controlar el compactador (400) de acuerdo con un modo de operación determinado en función del volumen de residuos presente en la tolva (200), caracterizado por el hecho de que los medios de visión artificial (500) comprenden:

- una fuente de luz modulada (510) dispuesta para iluminar un volumen en el interior (210) de la tolva (200) con luz modulada;

- un sensor de cámara (520) conectado a la fuente de luz modulada (510) y dispuesto para recibir luz reflejada por la tolva (200) para determinar distancias desde el sensor de cámara (520) hasta diferentes puntos de la tolva (200) en base a una diferencia de tiempo entre la emisión de luz modulada y su retorno al sensor de cámara (520); y - medios (540) para generar periódicamente geometrías tridimensionales correspondientes al interior (210) de la tolva (200) a partir de dichas distancias determinadas para determinar un volumen de residuos presente en la tolva (200),

en el que la unidad de control (600) está configurada para disponer automáticamente el compactador (400) para funcionar según un modo en el que un operario lo acciona manualmente cuando se considera que un perfil de un volumen de residuos en la tolva (200) no tiene una distribución normal, asociada a la presencia de elementos extraños en la tolva (200).

2. Camión de basura (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fuente de luz modulada (510) está configurada para proporcionar un haz de luz en forma de cono, de pirámide de base cuadrada, o de pirámide de base rectangular.

3. Camión de basura (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuente de luz modulada (510) está configurada para proyectar luz infrarroja.

4. Procedimiento para operar un camión de basura (100), comprendiendo el camión de basura (100) una tolva (200) para recoger residuos y un compactador (400) para compactar los residuos, caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende las etapas de

- iluminar un interior (210) de la tolva (200) con luz modulada;

- medir distancias desde un sensor de cámara (520) hasta diferentes puntos del interior de la tolva (200) en base a una diferencia de tiempo entre la emisión de luz modulada y su retorno al sensor de cámara (520);

- generar periódicamente, a partir de dichas distancias medidas, un modelo matemático correspondiente a una geometría tridimensional del interior (210) de la tolva (200) bajo una determinada condición de carga de la tolva; - determinar un volumen de residuos presente en el interior (210) de la tolva (200) de acuerdo con dicho modelo matemático del interior (210) de la tolva (200);

- si se considera que un perfil de un volumen de residuos en la tolva (200) no tiene una distribución normal, asociada a la presencia de elementos extraños en la tolva (200), el compactador (400) se activa de acuerdo con un modo en que es accionado manualmente por un operario.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la fuente de luz modulada (510) está configurada para proyectar luz modulada definiendo un volumen en forma de cono, de pirámide de base cuadrada, o de pirámide de base rectangular.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en el que un umbral de volumen determinado de residuos presente en el interior (210) de la tolva (200) es constante o variable.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en el que dicha condición de carga de la tolva determinada implica que no hay residuos presentes en la tolva (200), o por lo menos una cantidad de residuos presentes en la tolva (200).