JP3678426B2 - 作業場所における複数ジオメトリー変更マシンの監視および協働方法と装置 - Google Patents

作業場所における複数ジオメトリー変更マシンの監視および協働方法と装置 Download PDF

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Description

技術分野
本発明は、作業場所におけるモービルジオメトリー変更マシンの操作に関する。より詳細には、本発明は、リアルタイムでの場所更新とマシンの位置情報の共通データベースを発生させて、2つか、それ以上のマシンが場所上を動き該場所で作業するときこれらマシンをリアルタイムで監視し協働させることに関する。
背景技術
本発明明細書に用いられる“ジオメトリー変更マシン”、およびこれに類似した様々な用語は、コンパクター、トラック式トラクター、地ならし機、塗装用コンクリートミキサー車、アスファルトレーヤのような自走式モービルマシンのことを意味し、(1)作業場所の上、あるいは中を通る可動性と、(2)コンパクトホイール、ブレード、ショベル、バケット、リッパー等のようなマシンの用具、すなわち作業部分で作業場所の地理すなわちジオメトリーを変更する能力とを示す。
本発明の譲受け人であるキャタピラー社は、モービルジオメトリー変更マシンの作業場所を通るときのこれらの位置を精密に求め、マシンによって変更される場所の動的に更新されたディジタルモデルを作り出すリアルタイムでの方法とシステムを発明した。これらのシステムは、作業場所上における一つのマシンの作動を監視し制御するオペレータ、または場所監督者の能力を改善する。
このキャタピラーのシステムでは、ディジタル的なデータ記憶、検索および処理設備を用いており、与えられた時間での場所のディジタルモデルと所望の場所のジオメトリーモデルを記憶し、作り出し、変更するためにマシン上に取り付けられる。このシステムは、さらに、マシンすなわちその作動部分の3次元空間における正確な位置がリアルタイムで正確に決定される機構を用いる。すなわち、マシンがその場所を通り変更するときに、リアルタイムでポイント毎に場所モデルを更新するようになる。好ましい実施では、三次元の空間においてセンチメートルの精度にまで、移動する対象物を正確に配置することのできる位相差GPS(全地球航法)が使用される。ディジタル処理設備、例えばローカルコンピュータは、ダイナミック場所データベースと、所望の場所モデルを連続的に更新される実際のモデルと比較し、場所上の多数の座標のそれぞれに必要とされる変更の程度を表す信号を発信し、実際のモデルと所望のモデルを一致させるようにする差動アルゴリズムとを含んでいる。これらの信号が一つの実際の用途に用いられて、マシン上にリアルタイムディスプレーを形成することができ、全体の場所の少なくとも一部分に関して情報を伝達する基準のフレーム内にリアルタイムでマシンの実際の位置と進行についてオペレータに合図を送る。
場所、すなわちこの場所の実際的にディスプレー可能な部分は、GPS受信機およびデータ処理設備のサンプリング速度よりも大きい速度でマシンが通過できるような大きさの単位面積からなる連続したマトリックスに分割される。物理的パラメータと、マシンの少なくとも作動部分の大きさと、これらの関係を考慮するアルゴリズムが進行通路途中のマシンに適用される。ディスプレーの単位面積は、書き込まれたり、色付けされたり、修正されたり、あるいはGPS受信機およびディジタル処理設備から得られた進行情報に従って変更される。位置読取りの間の場所に関するマシンのリアルタイムの通路は、実際のパラメータよりも小さいか等しいマシンの作動部分の有効なパラメータを決定し、有効パラメータが通過する場所モデルの各部分を更新する差動アルゴリズムで決定される。
本発明は、共通の作業場所で作動するときの複数のジオメトリー変更マシンを協働させる問題を解決する。
発明の開示
本発明において、作業場所上で複数のモービルジオメトリー変更マシンの作動を監視し協働させる装置を開示する。本装置は、場所のジオメトリーを表す場所モデルを表すデータを記憶する場所データベース手段と、ジオメトリー変更マシンの瞬間的な三次元座標位置を場所を通過し変更するときに、第1および第2のマシン上にリアルタイムで表すディジタル信号を発信する手段と、この信号を受信し、第1および第2マシンからの前記信号に従って、前記場所データベース手段を更新し、共通場所データベースを発生させる手段と、前記場所データベース手段の更新に応答して前記ジオメトリー変更マシンに伝達するための制御信号を与える手段と、を備えている。
場所データベースはマシンから離れていてもよいし、一つのマシンか、双方のマシン上に配置することができる。
位置信号を発信する機構は、位置信号を各マシンから、信号を受信する機構に非同時に通信すればよい。さらに、非同時通信手段はマシン識別信号を位置信号とともに通信することができる。
この装置は、例えば、場所モデルと、場所上の第1および第2マシンの位置のディスプレーのようなオペレータディスプレーを備える、マシンに作動させる手段を含んでいてもよい。オペレータディスプレーはマシンから離れて配置されてもよいし、あるいは一つかそれ以上のマシン上に配置することができる。
本発明の装置は、さらに第1および第2のマシンの相互の作動を監視して、これらの間の干渉を防ぐ手段を含む。これは、マシンのまわりにマシン干渉境界を形成して、他方のマシンの位置すなわち境界が、前記マシン干渉境界内にあると判定されたときに警告信号を与える手段を含むことができる。
2つのモービルジオメトリー変更マシンのそれぞれには、マシンが場所を通過し変更するときに、マシンの三次元位置をリアルタイムで表す信号を発信する装置が設けられている。各マシンには、また場所のジオメトリーを表す場所モデルを記憶するディジタルデータ記憶および検索装置と、位置信号を受信し、この信号に従って場所モデルを更新するための動的に更新される場所データベースとが設けられていてもよい。各マシンには、また位置信号を別のマシンに伝達し、該別のマシンから位置信号を受信する装置が設けられている。次いで、各マシン上の場所データベースは、他方のマシンからの位置信号でさらに更新されて、共通場所データベースを作り出す。共通場所データベースに従って場所上で作動する別のマシンに対して各マシンを作動させる装置が設けられていてもよい。
本発明のさらに別の態様において、場所上で作動する別のマシンに対して作業場所上のモービルジオメトリー変更マシンの作動を監視し協働させる方法が提供される。本発明の方法のさらに別の実施例において、各マシンの位置信号は、単位時間あたり一つのマシンのみが位置信号を場所データベースに通信するように非同時に通信される。
マシン識別信号は、各マシンからの位置信号とともに通信できる。特定のマシンからの混合位置/ID信号は、マシンパラメータと整合され、マシンの特定の特徴に従って場所のデータベースを更新する。
【図面の簡単な説明】
本発明の関する装置と方法の例を添付した図面を参照して記載する。
図1は、ベース基準ステーションと複数の締固めマシンが場所上で作動する状態の締固め作業場所の概略斜視図である。
図2は、本発明に従って複数マシンの協働方法を表す概略図である。
図3は、本発 を実施するのにGPSおよびマシン位置/ID信号を受信して処理するのに用いることのできる装置を表す概略図である。
図4と図4Aは、複数のマシン間でGPS位置および2路式ラジオ通信を用いて、図3の装置の実施例を表す概略図である。
図5は、非同時性マシン位置通信方法を表す。
図6は、埋め立て地の締固め作業に対する本発明のシステムによって作られたオペレータディスプレーである。
図6Aと6Bは、本発明に用いることのできる場所の三次元コンピュータモデルである。
図7Aから図7Kは、本発明に従って埋め立て地締固め作業業に関する複数のマシンが協働する状態の動的場所データベースを表すフローチャートである。
図8は、本発明の地面輪郭形成の用途に作り出すことのできる別のオペレータディスプレーである。
図9は、閉ループ自動マシン制御を備えたシステムにおいて、本発明に従って装置を表す概略図である。
発明を実施するのに最良の形態
図1を参照すると、埋め立て締固め場所12が概略的に示されており、公知の種類の複数の埋め立て締固めマシン14が場所表面を締固めするように場所表面上を作動する状態である。図示した実施例において、各マシン14には、ジオメトリー変更作動のために三次元位置決めシステムと、ダイナミック更新場所データベースとが設けられている。この場所データベースは、公知の手段で複数の単位面積に分割される場所の表面の、例えば二次元または三次元のジオメトリーマップのようなディジタル化された場所モデルを含む。マシン位置決めシステムがリアルタイムで場所12を通過するマシン14の位置を求め信号を送ると、場所に対するマシンの位置と場所のジオメトリーにおける対応した変更を反映するように、例えばジオメトリーがマシンの作動により、上昇したり下降したりする場所の高さの変更を記録することによって、または場所上の単位面積をマシンが通過する数からなる通過カウントを段階的に増やすことにより場所データベースが動的に更新される。ダイナミックデータベースは、マシンの位置と更新された場所モデルを表す信号を作り出し、この信号は、例えば、リアルタイムのディスプレーまたは自動マシン制御でマシンの作動を関連づけるのに用いられる。
図示した実施例において、マシン14には、キネマチックGPS位置決めを用いる3−D位置情報装置18が設けられる。先の位置信号が地球のまわりに軌跡を描くGPS衛星軌跡から18で受信され、差動/補正信号がベース基準ステーション16から58で受信される。キネマチックGPS位置決めに関する情報と本発明に用いるのに適したシステムが、例えばいずれもハッチに付与され、1989年3月14日に発行された米国特許第4、812、991号と1990年10月16日に発行された同第4、963、889号に見られる。しかしながら、例えば3−Dレーザ位置決め、GPS/レーザの組合せ、あるいはUHF/VHFラジオのような別の3−D位置決めシステムが知られており、用いることができる。
キネマックGPSまたは外部基準からの別の適当な三次元位置信号を用いて、マシンが場所12を動く間、受信機18と各マシン14の場所がポンイント毎に2、3センチメートルの範囲内の精密さで求めることができる。図示した位置決めシステムを用いる座標点速度は、毎秒につきほぼ1ポイントである。
従って、各マシン14が場所12を通り締固め作業を実施するとき、各マシンのオペレータには、そのマシンの正確なリアルタイムでのマシンの位置と、そのマシンに関する最新の場所情報が与えられる。図示した実施例では、埋立て締固め作業が示されているが、土壌移動/ジオメトリー形成、ならし、舗装のようなジオメトリー変更作業に対するリアルタイムのマシン位置および場所更新システムが本発明の範囲内にある。
本発明は、同じ場所12で作業する複数のマシン14の動きと作業を協働させる必要性に取り組む。これは、場所上で作動する複数のマシンのリアルタイムの位置と場所の進行度を反映して共通の動的に更新される場所データベースを作り出し、この共通のデータベースを用いて場所上で作動する各マシン毎に精密で、協働するリアルタイムのマシン位置と場所の最新情報をマシンのオペレータ、または監督者に与えることによって達成される。
リアルタイムのマシン位置情報は、適当なトランシーバ装置68を介して共通データベースで各マシンによって“共有”される。次いで、この場所のデータベースは、所望の数のマシン作動をこれらマシンの相互間で関連付けるのに用いられる。例えば、本例におけるように、各マシンには、搭載型コンピュータ20内に個々の場所データベースが設けられており、データベースが個々の位置情報と各他方のマシンからの位置情報で連続して更新されて、各データベースが時間内においていかなる点においても各他方のマシンのデータベースと実質的に一致するようになっている。そうでない場合には、一つのマシンに配置された単一のデータベース、またはベースステーション16において場所に近接して配置された単一のデータベースが各マシンから位置情報を受信し、局部的に場所データベースを更新し、各マシンに信号を伝達して、例えば各マシン上に動的に更新された場所モデルのオペレータディスプレーを作り出すように操作を行なう。
図2を参照すると、本発明の方法がフローチャートを参照して概略的に示されている。上述したような公知の三次元位置決めシステムを用いて、マシンが場所上を動くときにマシン位置座標が段階100で求められる。これらの座標は、一連の別個になったポイントとして、102において差動アルゴリズムに瞬間的に与えられる。この差動アルゴリズムではリアルタイムのマシン位置と通路を計算する。実際と所望の場所の地理/ジオメトリーのディジタル化されたモデルが、例えばローカルディジタルコンピュータのようなアクセス可能なディジタル記憶および検索設備において段階104でロード、即ち記憶される。差動アルゴリズム102は、104から場所モデルを検索し、処理し更新して、実際の場所と所望の場所モデルの間の差のダイナミック場所データベースを106で作り出し、新しい位置情報が段階100から受け取られるとリアルタイムで実際の場所モデルを更新する。次いで、動的に更新された場所モデルは、ディスプレー段階108においてオペレータに利用可能となり、人間が読み取り可能な形態でリアルタイムのマシン位置と場所更新を形成する。ディスプレーからの情報を用いて、段階109においてオペレータは効率的に締固めマシンの手動制御を監視することができる。
さらに、またはあるいはダイナミック更新情報を110で、例えばキャタピラー社によって開発された種類の電子油圧制御システムのような自動マシン制御システムに与えることができ、ポンプ、バルブ、油圧シリンダ、モータ/操縦機構および、ジオメトリー変更マシンに用いられる別の制御を作動させるのに用いることができる。オペレータが起こした動作が例えばマシンに負担をかけすぎる場合、電子油圧制御は、マシンの作業を最小にして手動制御を制限するようにオペレータを補助することができる。あるいは、ダイナミックデータベースからの場所更新情報が一つかそれ以上のマシン作動システムを完全に自動制御行なうのに用いることができる。
以下に図示したような例示的な締固め作業の実施例に関して、所望の場所モデルは場所表面上の材料の所定の所望の締固め段階である。実際の場所モデルは、締固めされていない状態と所望の段階に締固めされた状態との間の範囲内における、場所材料の実際の締固め段階である。マシンが締固め作動において場所を通過するとき、マシンが実際の場所を所望の場所モデルと一致させるとき、106において実際の場所モデルが監視されて、リアルタイムで更新される。例えばブレードが取付けられたトラクターを用いてジオメトリー輪郭形成するような場所での別の作動に関して、実際と所望の場所モデルは、場所の実際と所望の表面輪郭を構成し、いかなる座標点においても、これら間の差は、この点における高さの差である。異なる場所での作動の様々な場所モデルを本発明で用いることができる。場所のモデル化に関する情報は商業的に入手可能である。
さらに図2を参照すると、本発明の方法は、場所上の複数のマシンの間でマシンの位置情報をリアルタイムで“共有する”のに用いてもよく、マシンは、各マシンの位置と各マシンによってなされた場所の変更の共通場所データベースを効率的に共有するようになる。その結果、一つの場所において作業する複数のマシン間の、前例のないレベルの協働性と共同作業性が達成される。例えば、マシンのオペレータは、危険な状態を避けるためにマシンが相互に近接することを監視し、マシンの作動が不都合に重なることを少なくしたり重なり合わないようにできる。場所上のマシンの作動は、例えばいくつかのマシンに場所の一部分上で連続した作動を実施させ、これに従って、データベースを更新することによって捕捉的な手段で協働させることもできる。
これは、図2の方法において段階101で達成され、マシン位置情報、例えば(x、y、z)座標系における三次元座標点が適当なデータ伝達リンクによって第2マシンから受け取られる。ブロック100と101からの複数のマシン位置情報が段階102に送られて、差動アルゴリズムが、リアルタイムで双方のマシンの位置と通路を計算し、これに従って106において場所データベースを更新する。108においてオペレータに表示されたデータベースが場所上の双方のマシンの位置と各マシンによってなされた場所の変更を示す。
さらに、段階100において第1マシンに受け取られた位置情報は、段階102から検索され、第2マシンの作動を行なうのに用いられる同一のダイナミックデータベースに段階101で伝達される。従って、第2マシンのダイナミックデータベースは、上述したように第1および第2マシンの双方から位置情報で更新され、その結果のデータベースが第2マシンのオペレータに表示される。この方法において、2つのマシンが共通の動的に更新された場所データベースを効率的に共有する。
図2の実施例では、分離した共通の更新された場所データベースから第1および第2マシンが場所更新情報を受ける場合の方法を示しているが、段階101において別のデータベースにマシンの位置情報の伝達を省くことができる。かわりに、106においてデータベースによって発生した動的場所更新が、例えば信号を伝達することによって第2のマシンで直接共有することができ、108aにおいて仮定線で示されているように第2のマシン上にオペレータディスプレーを形成することができる。
図2の方法は、2つのマシンを協働させるのに示されているが、この方法を用いて協働できるマシンの数は、各マシンからのマシン位置情報が受け取られて処理され、動的データベースを更新できる速度によってのみ制限されることがわかる。例えば、段階101において、マシンの位置情報が第3、第4および第5マシン等から受け取られて伝達される。
図2の図示した方法において、段階101において受け取られた第2マシンの位置情報は段階102において差動アルゴリズムに直接入力され、第1マシンの位置情報が102において差動アルゴリズムから検索される。しかしながら、順次102において差動アルゴリズムに伝達できるように、100においてシステム位置コンピュータに第1および第2マシンから位置情報を直接入力し、第1マシンの位置情報を段階100から直接受けて第2マシンに送るようにすることは可能である。
図3を参照すると、本発明を実施するのためにGPS信号を受信し処理するのに用いることのできる装置が、ローカル基準アンテナと、第1マシンの位置情報を作り出す衛星アンテナを備えたGPS受信機装置120と、別のマシンから位置情報を受け取るディジタルラジオ送信機/受信機122と、差動アルゴリズムを用いており、120と122から位置情報を受け取るように接続されているディジタルプロセッサ124と、プロセッサ124によってアクセスされて更新されたディジタル記憶および検索設備126と、プロセッサ124から信号を受信する128におけるオペレータディスプレーおよび自動マシン制御からなる、ブロックダイアログの形態で示されている。
GPS受信機システム120は、全地球航法から信号を受信する衛星アンテナと、ローカル基準アンテナを含む。GPS受信機システム120は、衛星アンテナと、ローカル基準アンテナから位相差動補正信号を用いて移動する対象物に対してセンチメートルの精密さにまで3次元の位置座標データを作り出すことができる。あるいは基準アンテナからの生データがプロセッサ124に伝達されて、差動補正を局部的に求めることができる。
この位置情報は、GPS受信機120の座標サンプリング速度が許すとき、リアルタイムでディジタルプロセッサ124に供給される。ディジタル記憶設備126は、例えば所定の締固め基準に従って、場所の所望の締固めの段階のような所望の場所モデルと、図示した締固め作動における、例えば最初に測量されるときの締固めされていない、場所の実際の締固め段階の第2場所モデルとを記録する。実際の場所モデルは、ディジタルプロセッサ124がGPS受信機120から新しい位置情報を受信するとき、ディジタルプロセサ124によってリアルタイムでアクセスされ更新される。
ディジタルプロセッサ124は、連続して更新された実際の場所モデルと所望の場所モデル間の差を表す信号をさらに発信する。これらの信号は、128においてオペレータディスプレーまたは自動マシン制御に与えられ、場所上においてマシンを作動させ、更新された実際の場所モデルを所望の場所モデルと一致させる。128において、オペレータディスプレーは、例えば実際の場所モデルと所望の場所モデルとの間の差を一つかそれ以上の視覚的に表示し、必要な作動に対してマシンを作動させる際にオペレータをガイドする。
複数のマシンを協働させるのに有効な共通の場所データベースを作り出すために、図3の装置は、122において、別のGPSが設けられたマシンから位置情報を受信し、これをディジタルプロセッサ124に与え、第1マシンのGPS受信システム120から位置座標を伝達できる2路式ディジタルラジオが設けられる。ディジタルプロセッサ124は、GPSシステム120から受信された位置情報と同じような手段でラジオ122によって受信された位置情報を用いて場所データベースを更新する。従って、128においてオペレータディスプレーは、位置情報が得られる各マシンの場所位置とともに、各マシンによって求められたり、更新されたりした、実際の場所モデルと所望の場所モデルの差を視覚的に示す。
複数のマシンが場所で作動する状態で、特にマシンが異なる種類、または大きさである場合には、マシンの特定ID信号を各マシンからの位置情報でエンコードするのが好ましい。ID信号は、各マシンのデータベースに記憶されているのが好ましい。次いで、ディジタルプロセッサ124は、特定の位置情報が受け取られる各マシンを識別できる。マシンが作動パラメータまたは種類において異なる場合には、マシンの特定ID信号に対応するマシンのパラメータは、ディジタル記憶および検索装置126に記憶される。マシンのパラメータはディジタルプロセッサ124によって検索され新しい位置/ID信号と整合され、オペレータディスプレー上のマシンを識別し、特定のマシンの通路と場所と位置についてなされた変更とをより正確に求めることができる。
図4を参照すると、図3に類似したシステムのより詳細な概略図が、位置基準信号のキネマティックGPSを用いて示されている。ベースの基準モジュール40と位置モジュール50は共に場所に関する締固めマシンの三次元座標を求め、同時に更新/制御モジュール60がこの位置情報を場所のリアルタイムの表示に変換し、マシンを正確に監視し制御するのに用いることができる。
ベース基準モジュール40は、静止型GPS受信機16、受信機16から入力を受けるコンピュータ42、コンピュータ42において瞬間的にまたは永久的に記憶される基準受信機GPSソフトウェア44、基準コンピュータモニタースクリーン46、およびコンピュータに接続されて、ディジタルデータスクリーンを伝達できるディジタルトランシーバ型ラジオ48を含む。図示した実施例において、ベース基準受信マシン16は、精度の高いキネマティックGPS受信機であり、コンピュータ42は、例えば、ハードドライブ、8メガバイトRAM、2つのシリアル通信ポート、プリンタポート、外部モニターポート、および外部キーボードポートを備える486DXコンピュータであり、モニタースクリーン46は、受動マトリックスカラーLCDであり、ラジオ48は、商業的に入手可能なディジタルデータトランシーバである。
位置モジュール50は、整合キネマティックGPS受信機18、受信機18から入力を受信する整合コンピュータ52、コンピュータ52内に永久的にまたは一時的に記憶されたキネマティックGPSソフトウェア54、標準コンピュータモニタースクリーン56、およびベース基準モジュール40においてラジオ48から信号を受信する整合トランシーバ型ディジタルラジオ58を備える。図示した実施例において、位置モジュール50は、締固めマシン上に配置されており、作業場所上でマシンを動かすようになっている。
また図示した実施例において、搭載型締固めマシンに取り付けられた更新/制御モジュール60は、位置モジュール50から入力を受信する付加的なコンピュータ62、コンピュータメモリにディジタル的に記憶され、ロードされた一つかそれ以上の場所モデル64、コンピュータ62のメモリに記憶されたりロードされているダイナミックデータベース更新モジュール66、およびコンピュータに接続されたカラーオペレータディスプレースクリーン22を含む。オペレータディスプレー22の代わりに、またはこれに加えて自動マシン制御装置69がコンピュータに接続されて自動または半自動の方法で公知の形態でマシンを作動させる信号を受信する。
図4において、モジュール60は、さらにデータベース62と通信する、例えば低レベル拡散スペクトルラジオのようなトランシーバ型ディジタルラジオ68を含んでおり、コンピュータに別のマシン(図示せず)からのブロードキャストにおいて受け取られた位置情報を与える。ラジオ68は、またコンピュータ62を介して受け取られた、マシン位置モジュール50からの位置情報を別のマシンに伝達することができる。
本実施例において、更新/制御モジュール60はジオメトリー変更マシン上に取り付けられて示されているが、一部分あるいは全てを離して配置してもよい。例えば、コンピュータ62、場所モデル64、ダイナミックデータベース66およびラジオ68はラジオデータリンクによって位置モジュール50とオペレータディスプレー22またはマシン制御インターフェイス69に接続させることができる。次いで、位置および場所更新情報は、ディスプレーしたり、またはマシンをオンオフするオペレータまたは監督者が用いるようにマシンまたはマシンから通信できる。
ベース基準ステーション40が作業場所に対する既知の三次元座標の一点に固定されている。受信機16を介してベース基準ステーション40は、基準GPSソフトウェア44を用いて位置情報をGPS衛星の軌跡から受信し、公知の方法で瞬間的な誤差量、すなわち修正関数を導き出す。この修正関数はベースステーション40から締固めマシン上の位置ステーション50にラジオリンク48、58を介して通信される。あるいは、生データがベースステーション40からラジオリンク48、58を介して位置ステーション50に伝達されてコンピュータ52によって処理される。
マシンに取り付けられた受信機18は、衛星軌跡から位置情報を受取り、キネマティックGPSソフトウェア54は受信機18からの信号と、ベースステーション40からの修正関数40を組み合わせて、受信機18の位置と、ベース基準40および作業場所に対するジオメトリー変更マシンの位置を2、3センチメートルの範囲内で求める。この位置情報は、三次元(例えば、東向き、北向き、および高さ)であり、GPSシステムのサンプリング速度に従って点ごとに得られる。
更新/制御モジュール60を参照すると、場所のディジタル化されたプランすなわちモデルがコンピュータ62にロードされると、ダイナミックデータベース66が実施および所望の場所モデルの間の差を表す信号を作りだし、場所のジオメトリーに対してこの差をオペレータのディスプレースクリーン22上にグラフ的に表示することになる。位置モジュール50から受け取られた位置情報を用いて、データベース66は、また、場所上のマシンの実際の位置と方向に対応して、ディスプレー22上の場所ジオメトリー上に重ねられたグラフアイコンを作り出す。
位置モジュール50のサンプリング速度によって、締固めマシンが場所上を動くときの位置座標点の間で時間/距離の遅れが生じることになるために、本発明のダイナミックデータベース66は、異なるアルゴリズムを用いて、リアルタイムでマシンの通路路を決定し更新することになる。
場所に関するジオメトリー変形マシンの正確な位置、実際の場所モデルと所望の場所モデル間の差、およびこれに対するマシンの進行度を知って、オペレータは締固めマシンを場所上で操作し、直観力、記録、すなわち物理的な場所の印にたよることなく、ジオメトリーを変更することができる。オペレータがマシンを場所上で動かすとき、ダイナミックデータベース66はモジュール50から入ってくる新しい位置情報を読み取り、処理し続け、場所に対するマシンの位置、場所上のマシンの通路、およびマシンの通過によって影響を受けた場所(例えばジオメトリー、締固めの程度)のいかなる変化も動的に更新する。この更新された情報は場所の表示を作り出し、リアルタイムでジオメトリー変更マシンの作動させるのに用いることができ、実際の更新された場所モデルを所望の場所モデルと一致させる。
共通の、動的に更新されたデータベースで場所上に複数のマシンの操作を協働させるために、データベースラジオ68は、これの位置モジュール50と、位置情報を通信するためのラジオ68に対応する物とが設けられている。このようにデータベースコンピュータ62は、場所上の上記のような各マシンから位置情報を受け取る。場所に対する各マシンの位置、場所上の各マシンの通路、各マシンによって影響をうけたり決定された場所における変化でダイナミックデータベース66はリアルタイムで更新される。次いで、オペレータには、各マシンの位置と作業の進行度を表すディスプレーが22で設けられており、これに従ってこれらの作用を協働させる。
産業上の利用分野
図4Aを参照すると、本発明の図示した用途が概略的に示されており、図4に示されているように位置モジュール50と制御モジュール60がそれぞれ設けれている3つの締固めマシン14が共通の場所で作動している。各マシン上の位置モジュール50は、ベース基準モジュール40とGPS衛星軌跡からの基準信号を用いてマシンの位置を求める。各マシン上の各モジュール50からの位置情報が制御モジュール60に送られて場所データベースを動的に更新する。さらに、各制御モジュール60に関連したディジタルンラジオからの組み合わされた位置/ID信号が別のマシン上の整合ラジオ68に伝達されて、各マシン上のダイナミックデータベースには、場所上の各マシンに対応する位置情報が与えられる。従って、各マシンのオペレータはそのマシンと別のマシンとの双方の正確な位置を知ることになり、作動を調整できることになる。この方法では、各データベースは、ほぼ同時の状態で同じ位置情報で更新されるので各マシンは効率的に、共有の動的に更新されたデータベースを共有する。
図5を参照すると、マシンの間の位置情報を伝達する方法が示されている。図示した実施例において、ディジタルラジオ68は、組み合わされた位置/ID信号を場所上の別のマシンにほぼ通信できる低力拡散スペクトルラジオである。異なるマシンからの位置/ID信号が受け取られて、ダイマミックデータベースによって処理されるときに、位置/ID信号の干渉を防ぐために、各ディジタルラジオ68は、信号を通信するためのタイムスロットに割当てられて、一つのマシンが通信し、全ての他のマシンが受信するようになっている。図示した実施例において、タイムスリットは1秒あたり一個の座標点のGPSサンプリング速度で同時化される。
図5の概略的チャートにおいて、第1GPSサンプル座標t0(x0,y0,z0)と第2GPSサンプル座標t1(x1,y1,z1)との間で1秒ごとの時間間隔がN個のブロードキャスト時間のスロット68a−68n(実際には、図4Aに図示した各締固めマシン14にそれぞれ対応する)に分割される。時間スロット68aにおいて、第1のマシンがサンプル座標時間t0から別のマシンに伝達し、ブロードキャスト時間68bにおいて、第2のマシンがサンプル座標t0において求められた位置情報を伝達し、ブロードキャスト時間スロット68cにおいて第3のマシンがサンプル座標時間t0で位置情報を伝達し、別の2つは受信する。この方法において、マシン位置/ID信号は、干渉することなく、データベースコンピュータ62を作動できる方法でGPS座標サンプル間の間隔で交換でき、所定の時間で一つのマシンの場所データベースを更新する。従って、情報を共有して共通の動的に更新された場所データベースのマシンの数は、位置情報がモジュール50において求められ、ラジオ68によって伝達され、コンピュータ62によって処理される速度によってのみ制限される。
本発明は、拡散スペクトルラジオ、またはいかなる特定のデータ伝達リンクにも制御されないことがわかる。実質的には、いかなるワイヤレスブロードキャストおよび受信機システムも、いくつかのマシンの共通場所データベースを作り出すのに必要なマシン位置情報を共有するのに用いることができる。
図6および7A−7Iを参照すると、本発明のさらに別の用途が埋め立て地での締固め作業に用いるように示されている。
例えば埋め立て地、土壌、または新しく敷かれたアスファルトのようなマシン締固めにおいて、締固め作業の終了は、一般的に締固めされるべき表面上をコンパクターが通過する数の関数である。例えば、締固めされていない材料の試験領域上にコンパクターを作動させて、経験的に適当な標準通過数を求めることによって、所望の程度の締固めが求められる。図示した例によって、埋め立て締固め作動において、スタッドローラまたはホイールを備えた大型の、重機コンパクターのような機械が埋め立ての一部を通過して、地方の締固め規制または有効な締固め作業のプラクティスに従って、ある所定の程度にまで新しい廃棄物を圧縮する。このように、埋め立て地の与えられた単位面積またはグリッド要素上であったかどうか、場所の与えられたグリッド要素上を何回コンパクターが通ったか、どの程度までの材料が場所上のグリッド要素内で十分に圧縮されたか、および最後に締固めが通過してから圧縮されていない材料が特定のグリッド要素に加えられたかどうか、をコンパクターのオペレータが知ることは重要である。
地理学的またはジオメトリー学的場所のディジタル化された二次元または三次元マップを作るのにシステムとソフトウェアが現在では入手可能である。例えば、ジオメトリーの青写真が図6Aの36で示されているように最初に測量されたジオメトリーおよび、例えば埋立て地が図6Bの38に見られるように埋立て地が埋められたり、または元の場所輪郭が変更されたりした後に連続した場所のジオメトリーの三次元のディジタル化されたモデルに変換されることができる。場所の輪郭は、公知の方法で均一のグリッド要素37からなる標準グリッドで重ねられる。ディジタル化された場所のプランに重ねられて、様々な角度から(例えば平面またはプロフィール)二次元または三次元で見ることができ、カラーコード化されて、実際の状態から所望の状態に変更する必要がある領域を決定する。
締固め作動の開始時に、実際の場所モデルは最初に、例えば図6Aに示されているようディジタル化された三次元の場所モデルのような、締固めされていない状態の三次元測量、すなわちマップから構成されていればよい。締固め作動が進行するにつれて、実際の場所モデルは、より詳細に例えばコンパクターの通過数または高さの変更によって計測されるような、場所の表面上の締固めされる材料の実際の段階からなる。実際の場所モデルは動的であり、新しい材料が加えられたり、または古い材料が先の状態からさらに締固めされるたびに変更する。
所望の場所のモデルは、場所の表面上の材料の所定の締固めの所望の段階を構成する。例えば、所望の締固めの段階が、コンパクターの通過が先の締固めされていない領域上を全部で5回であると予め決定する場合には、所望の場所モデルは、先の締固めされていない領域上を5回通過する通過カウントである。通過カウントに達すると、所望の場所モデルが達成される。場所上のポイントにおける実際と所望の場所モデルの差は、そのポイントにおける実際の締固めの段階と所望の締固めの段階の差を構成する。
従って、実際の場所モデルは、場所材料の締固めされていない状態と所望の締固めの段階の間で絶えず変化する。新しい締固めされていない材料が場所の先に締固めされていない領域内で見つかるときには、常に実際の場所モデルは、その領域にたいして締固めされていない状態に戻る。すなわち減衰する。
本発明の方法と装置を用いて、単一の機械にあらかじめ利用できるその全ての情報が複数のマシンにたいして求められて、リアルタイムで更新され共通の最新のダイナミックデータベースを作り出す。
図6は、本発明に関する締固め作動のサンプルオペレータディスプレー22を示す。重ね合わされた組のグリッド要素を備えた埋立て場所のディジタル化されたモデルと、図4および4Aに示されているような位置モジュール50と更新/制御モジュール60が搭載されている2つのコンパクターを用いて、オペレータは、一般的に埋立て場所に入る際に、オペレータディスプレー22を最初に初期化する。埋立て締固めの際に、一日の間に可能な作動領域は一般的に、200ないし300あるいは1000平方メートルの単位で小さい。図6に図示するために、場所のデータベースは、約30メートル×40メートルで任意的に設定されている。これは、特定の締固め作動の特質によって変えることができる。これは一般的な埋め立て地の全面積より小さいが、1日ごとに、コンパクターのオペレータは、作動埋め立て地のうち作業部分のみのデータベースを必要とする。
図示した実施例において、場所は一定の面積、例えば1平方メートルの平方要素からなるグリッドに分けられる。
オペレータはディスプレーを初期化し、図6に示されているように例えば、その場所上をまだ通過していないことを表すのに黒で、最初に全て一色に要素71のグリッドパターンで区切られた平面ウィンドー70に場所データベースで各スクリーン22上に示される。位置座標ウィンドー72は、横、縦、高さおよび時間における対応したコンパクターの現在の位置を表示する。ウィンドー73は、平面ウィンドー70において表示され更新されたグリッド要素71の締固め状態に対するカラーキーを表示し、図6において様々なカラーまたは影が通過カウントを表す。各コンパクターの位置は、方向インジケータ84、84’を備えたアイコン82、82’によって表されている。
図4と図4Aにおいて上述されているように、コンパクター上の位置モジュール60間の位置情報の変化で、各マシン上のオペレータディスプレー22は、図6に示したように場所に対する各コンパクターのリアルタイムの位置を表す。
本発明の別の特徴とし、ディスプレースクリーン22上の各コンパクターアイコン82、82’には外縁で空間を形成する、すなわち境界アイコン、図6においては境界ボックス83が設けられており、マシンが場所上で作動するときにマシンの間の安全なマージンを維持するようになっている。例えば、一つのコンパクターの位置、すなわち境界アイコン83は、スクリーン22上の別のコンパクターのアイコンに触れたり、重なっていると判定すべきであるときには、データベースは、図6の85で概略的に示されているようにスクリーン22に組み合わされたインジケータすなわちブザー/ビーパを介して視覚的または聴覚的信号でオペレータに警告を与える。次いで、マシンのオペレータは、これらの作動を調整して干渉したり衝突を避けるようになっている。
各マシンごとの境界ボックス83の大きさは、マシンの作動モードによってマシンに関して変えることができる。例えば、マシンがより遅いモードで作動し、これに対応してマシンの間で可能性のある干渉を修正するのに時間がよりかかる場合には、マシンのまわりに形成された境界は第1のより小さい大きさで設定される。マシンがより速いモードで作動する場合には、境界線はこれに対応してより大きくなり、警告が与えられると十分な反応時間があることになる。そうでなければ、複数の層の境界83を用いることができ、境界線が別のマシンの位置まがは境界線によって壊されるときより早く警告を連続して発生する。マシンの速度ではなく作動パラメータが、この方法で監視される各マシンのまわりの適当な境界線を決定し設定するための基本として用いることができることは、当業者であればわかるであろう。
スクリーン22上の各コンパクタアイコン82、82’は視覚的に区別され、オペレータはどれが自分のマシンを表しているかということ、どれが別のマシンを表しているかを知ることができる。図6の図示した実施例において、その差は交差ハッチングによって示されているが、実際のディスプレー上で異なる色を用いることができる。異なる種類の機械に対して、例えば異なる形状または輪郭のような別の視覚的区別が可能である。
場所上で作業を開始する前に、締固め標準(ここでは通過カウント)が場所の締固めの所望の段階を記すのに設定される。例えば、適当に締固めされるべきグリッド要素には、いかなるグリッド要素上においても締固めされていない材料上をコンパクターが5回通過することが必要とされることが求められる。コンパクターが場所を通過するとき、グリッド要素上をコンパクターホイールが通過するためにリアルタイムでデータベースが更新されることになる。場所ディスプレーのグリッド要素は、様々な方法で視覚的に更新でき、実施および所望の締固めの段階の差は、例えば、陰影、交差ハッチング、色付けすなわち“着色”(カラーディスプレーが用いられるとき)、あるいは別の公知の方法で表すことができ、オペレータにグリッド要素の締固め状態のインジケータを与える。図6に図示した実施例において、カラーモニターを用いて、グリッドはカラーを変え、どれだけの通過がなされたかに関して締固めの実際の段階を表す。例えばグリッド要素71の最も暗い陰影から明るい陰影は、通過なしのときに黒、1回の通過が黄色、2回の通過がグリーン、3回の通過が赤、4回の通過が青、5回の通過で十分に締固めされたことを表すときは白である。その目的は、オペレータディスプレーがリアルタイムで更新されて各グリッド要素上を通過する数を表すときにスクリーン全体を白にすることである。
本発明の動的に更新されたデータベースには、双方の締固めマシン82、82’のリアルタイムの位置情報が与えられるので、場所データベースの場所モデルは、各マシンによって影響されるジオメトリー、すなわち締固めの変更で更新される。従って、図6に示すように、オペレータは場所で作動する各マシンの位置のリアルタイムの情報を有し、集合的な場所更新情報は場所上におけるマシンの全作業を表す。従ってオペレータは、マシンの干渉、あるいは不要に場所の作業が重なることを避けることができる。あるいは、実際の状態から所望の状態に場所を変更する作用力をより効率的に協働させることができう。
マシンのオペレータの別の目的として、座標サンプルによって計測されたようなコンパクターの隣接する通路を、各位置読み取りが行なわれた一連の点86に示されている図6において、ディスプレー22上に示すことができる。
コンパクターホイールがグリッド要素の十分な部分をいつ通過したかを判定して、そのグリッド要素の状況更新を保証し、オペレータディスプレー上の締固め通過を記憶するいくつかのプロトコルを形成することが必要である。2つかそれ以上の離れたコンパクトホイールを備えた図示したコンパクターに対して、以下の図示した方法を用いることができる。ディジタル化された場所プラン上の各グリッド要素の大きさはコンパクトホイールの幅に合っているのが好ましい。例えば、1メートルの幅のホイールに対して、グリッド要素は1平方メートルに設定されなければならない。従って、ホイールの中心がいかなるポイントにおいてもグリッド要素と交わる場合には、グリッド要素の少なくとも1/2が締固めされておりディスプレーで更新できる。しかしながら、これらの大きさとマージンは記載するように様々である。
固定された後部コンパクターホイールの地面接触面(タイヤフートプリント)の座標はコンパクター上の位置受信機に対して既知である。従って、位置決めシステムによってサンプリングされる各座標は、このポイントにおいて各ホイールの中心に正確に配置することを決定するのに用いることができる。図示した実施例において、後部コンパクターホイールのフートプリントの位置は追従される。
締固め作業以外の場所に関する作動に関して、ジオメトリー変更マシンのいかなる部分における位置も、結局マシン上の位置受信機に関連して求めることができ、位置決めシステムによる各座標サンプリングがマシンのその部分の正確な位置を求めるのに用いることができる。例えば、ドーザブレードが設けられたトラクターを用いる土壌輪郭形成操作において、トラック、即ちブレードの位置は、トラクター上の位置受信機に対する位置に基づいて求めることができる。可能であるならば、位置受信機をマシンの作動部分に近接して、または作動部分上に配置することが望ましい。締固め作動において、位置受信機は一つかそれ以上のコンパクトホイール上に直接配置させるのが好ましい。ブレードが取り付けられたトラクターでジオメトリー輪郭形成するために、位置受信機がブレードの上に直接取り付けられている。位置受信機によって追従されるマシンの位置が、場所と常に接触していない場合には、公知の種類のセンサーを作動部分に形成して、いつ場所の表面と接触し実際にジオメトリー/地理を変更したかを知らせることが望ましい。
図示した締固め実施例において、各コンパクターの全リアルタイムの通路を正確に求めるためには、コンパクターホイールがいくつかのグリッド要素上を進むときの座標サンプリング間のタイムラグを考慮しなければならない。幅が場所モデルグリッドの幅に近いコンパクトホイールを有するコンパクターにおいて、本発明の図示した実施例において示された好ましい方法では公知のブレゼンハムのアルゴリズムを用いて、座標サンプリング間のグリッド要素を通る各コンパクターホイールの通路に近似する連続したラインを作り出す。次いで、サンプリング速度が3つか4つのグリッド要素毎に座標“ポイント”を形成するだけの場合には、ラインの近似は、3つか4つのグリッド要素(ホイールの中心に対応する)上のコンパクターホイール通路についてなされ、そのラインに沿った各グリッド要素には、オペレータディスプレーに状態更新と視覚的な変更が与えられる。
マシンが場所を通過するときのマシンの通路を計測するための別の技術は公知であり、またはこれを場所の特徴に従って用いてもよい。図示した埋め立て締固めにあて、例えばホイール通路のブレゼンハムのライン近似が有効である。
図7A乃至7Iを参照すると、特に図7Aと7H乃至7Iを参照すると、埋め立て締固め用途に適用される、少なくとも2つのマシンから位置情報を受取り動的に更新された共通データベースを作り出す本発明の方法が、概略的に示されている。図7Aの段階500において、オペレータはコンピュータ作動システムから開始する。段階502において、データベースメモリーが与えられて初期化される。段階503において、通路または信号がデータベースアルゴリズムによって追従される方法に影響をおよぼす、各マシンの作動パラメータが、例えばマシンパラメータライブラリーにおいて初期化される。段階506において、場所データベースと、第1および第2コンパクター上の位置決めモジュール50の間のシリアルな通信が初期化される。
図示の目的のために、一つのシリアルポートが、図4に示されているように位置モジュール50と制御モジュール60が配置されている、第1、すなわち“ホーム”コンパクターからであり、第2のシリアルポートは、上述したように、ディジタルラジオリンクを介して別のマシンの位置モジュール50ブロードキャストからデータベースラジオ68によって受け取った位置情報を伝える。しかしながら、図7A乃至7Iに図示した方法は、ワイヤレス通信によって位置入力を受け取る固定されたオフマシンデータベースに適しているのが容易にわかる。
段階508において、システムは、例えばコンピュータキーボードのようなユーザインターフェイスデバイスからプログラムを終了させることをオペレータがリクエストしたかどうかを判定する。このオプションは、オペレータはいつでも利用でき、システムが、終了するようにリクエストが受け取られたことを判定すると、段階592に進み、例えばディスクのような適当なメモリデバイス上のファイルに現在の場所データベースを記録する。段階594、596においてオペレータはコンピュータ作動システムに戻る。
しかしながら、システムが段階508において、プログラムを終了するリクエストがなかったと判定すると、段階510に進み、図示した実施例の三次元GPS判定座標ポイントにおいて、位置座標が、第1コンパクターの位置モジュール50と図4の更新/制御モジュール60の間の第1のシリアルポート接続から読み取られる。段階511において、別のコンパクターの時間が決められたブロード通信から位置情報を導く第2シリアルポート接続から第2の位置座標が読み取られる。段階512において、第1の、すなわち“ホーム”コンパクター14の位置が、ベース基準16に対する三次元座標として、オペレータディスプレースクリーン22上のウィンドー72に表示(図6参照)される。
段階514、515において、図7B乃至7Cに示されているサブルーチンが各コンパクターからの位置情報に基づいてディスプレーおよびアイコンを得る。サブルーチンは、コンパクターの方向と“タイヤフートプリント”の中央の位置すなわちコンパクターの後輪の地面接触部分を求め、場所データベースに関するコンパクターの後輪の通路を追従し、コンパクターの通路内のグリッド要素の締固め状況を更新する。サブルーチンは、位置情報が段階510、511で受け取られた順に各コンパクターごとに連続して処理する。
図7Bを参照すると、段階516においてシステムは第1プログラムループが実行されたかどうかを判定する。実行されなかった場合には、場所データベースとディスプレーウィンドー座標システムは初期化されて段階518においてオペレータスクリーン22上に表示される。第1プログラムループが実行され、場所データベースが初期化されオペレータスクリーン上に表示された後に、段階520においてシステムは適当なアイコン82、82’が既に得られたかどうかをチェックする。得られた場合には、段階522においてディスプレーからアイコンが消去される。コンパクターのアイコンが得られなかった場合には、段階524においてシステムは、第1ループが実行されたかどうかを判定し、コンパクターの方向が段階526において初期化されてシステムは、図7Aの全体のプログラムループを終了する。段階524において、第1ループが既に実行されたことを判定した場合には、システムは図7Bにおける段階528に進み、コンパクターが最後のプログラムループから動いたかどうかを判定する。マシンが動かなかった場合には、システムは図7Bのサブルーチンを抜けて段階514から図7Aの全体のプログラムループを終了するように戻る。
マシンが最後のループから場所データベースに対して移動した場合には、システムは図7Bの段階530に進み、コンパクターの後輪のフートプリントの中心位置とコンパクターの向きとを計算する。図7Cの段階532において、最後の位置計測の間占めていたグリッド要素からコンパクターの右側後輪の位置が出て動いたかどうかをシステムが判定する。動いていた場合には、段階534において、先の座標サンプリングと現在の座標サンプリングとの間の右側のホイールの通路が公知のブレゼンハムのアルゴリズムを用いて求められ、ディスプレー22上のグリッド要素上の右側のホイールの連続したライン通路に近似させる。次いで、右側のホイールが通過した場合データベースのグリッド要素が更新されて締固めの通過を表し、カラー変化または別の視覚的な表示法で視覚ディスプレーウィンドー70上にグリッド要素が更新される。
段階532において、右側のホイールが最後の位置計測から動かなかった場合には、あるいは右側のホイールが追従されて場所データベースが段階534で更新された後に、段階536、538においてコンパクターの左側のホイールにもプロセスが繰り返される。段階591において、更新されたコンパクターアイコンがディスプレー上に再び得られ、現在の位置および方向を示す。図7Aにおいて、段階514のサブルーチンが第1コンパクターに関して終了する。位置情報が第2コンパクターから得られると、図7Bおよび7Cに図示したサブルーチンが、段階515において第2コンパクターに繰り返される。
段階514、515が各コンパクターに対して終了したときに、システムが段階515aに進み、場所上におけるマシン間の干渉が監視されて、安全な作動限界範囲を越えた場合には、以下に記載のサブルーチンに従って適切な警告が与えられる。次いでシステムは、図7Aのプログラムループを繰り返すように戻り、GPS座標サンプリングに対して段階510に進むか、オペレータのリクエストに応答して終了するかのいずれかである。
図7Dにおいて、段階534と538のホイール追従および場所更新作動のサブルーチンが示されている。段階540において、通路が求められるホイールのグリッドセルを開始と終了が、GPSまたは別の位置決めシステムによって行なわれた現在のホイール位置計測と先のホイール位置計測によって決定される。ブレゼンハムのアルゴリズムが適用されて、開始グリッドセルと最後グリッドセルとの間の通路に沿って配置されたグリッドセルを求め、システムは段階544、546、548に進み、これらの間の各グリッド要素の状態を求め/更新し、開始グリッド要素の後に、第1のグリッド要素で開始する。段階542において、システムは、最後のグリッド要素が求められたかどうかを判定する。もし求められなかった場合には、段階544に進み、求められたグリッド要素が図7Gのサブルーチンに従って更新される。現在のグリッド要素の締固め状態が段階544で更新されると、更新されたグリッド要素が段階546においてオペレータスクリーン22上に表示され、段階548において、システムがインクレメントされて、開始グリッド要素と最後グリッド要素間の通路において次のグリッド要素を求める。このループは最後のグリッド要素が求められ、更新されるまで繰り返され、この点において、図7Dのサブルーチンが抜けてプログラムは図7Cの段階591に戻りディスプレー上に更新されたコンパクターアイコンを導く。
図7Hにおいて、図7Cのアイコン引出し段階591がオペレータディスプレースクリーン上の複数のマシンのディスプレーを協働させるのに示されている。段階591aにおいて、システムは、位置が現時点で求められているマシンからの混合位置/ID信号を、アクセス可能なライブラリーからの一組の対応するマシンのパラメータに整合させる。各マシンのIDは、各マシン上のデータベース内に記憶されるのが好ましく、共通データベースは、各マシンに有効に識別のためにタグを付けさせるようになっている。整合が見つけられると、アイコンサイズと配向がディスプレー70の三次元座標内で計算される。段階591bにおいて、システムは、座標が第1すなわち“ホーム”コンパクターを表すアイコン82の座標と整合するかどうかを判定する。整合する場合には、システムは、段階591dにおいて、例えばアイコンを緑色に色付けすることによって、適当な方法でアイコンを着色するように設定される。段階519bにおいて、現在のアイコンで計算されたディスプレーウィンドー座標が第1のコンパクターアイコン82を表さないように求められる場合には、システムは段階591cで例えば赤色に着色されることによって現在のアイコンを視覚的に区別できるように設定される。次いで、段階591eにおいて適当な色、あるいはディスプレー上で別のアイコンと区別する視覚的な特徴によって、アイコンが平面ウィンドー上に得られる。
図7Hをさらに参照すると、段階591fにおいて、現時点で求められているアイコンには、上述したように例えばマシンのまわりに1メートル空間を表す図示した実施例において、境界ボックス83が設けられている。システムが場所を作動する各マシンを連続して求めるとき、図7Hのサブルーチンは、各マシンごとに段階591において繰り返される。図7Hのサブルーチンは、2つ以上の図示したマシンを収納できるように簡単に広げることができることがわかる。
図7Iを参照すると、図7Aの段階5151aのサブルーチンが安全な限界範囲、すなわち、各コンパクターのまわりの干渉境界を監視するために示されている。段階515bにおいて、現時点で求められた、すなわち“ホーム”マシン境界ボックス83の限界は、例えばマシンのまわりに1メートルの空間を形成するように定義される。段階515cにおいて、段階515bにおいて定義したようにシステムは別のマシンのボックスが先のマシンのボックスに干渉しないかどうか判定する。もし干渉する場合には、オペレータは段階515dにおいて、例えば補正作動の必要性を示すビープまたはブザーのような点灯、または聴覚的な警告信号で変更される。例えば、段階515cにおいて、2つのマシンのボックスが互いに干渉しないように求められ、サブルーチンは、段階515cに進み、場所の別のマシンがホームマシンに干渉したかどうかを判定する。そうでない場合には、場所上の次のマシンが段階515fにおいてチェックされサブルーチンが繰り返される。場所上の全てのマシンがチェックされた場合には、サブルーチンは終了し、システムは図7Aの段階515aに戻る。この方法において、システムは位置サンプリング間の間隔において場所上で作動する各マシン間の干渉をチェックする。従って、マシンの作動間の衝突、または干渉の危険性が減少されたり、取り除かれる。
図7Eにおいて、図7Dの場所データベース更新段階544のサブルーチンが示されている。図7Eを参照すると、段階550において、システムは、現在のグリッド要素の高さが初期化されたかどうかを求める。初期化されていない場合には、グリッド要素の高さ、すなわちZ軸座標が、このポイントで現時点計測されたコンパクターホイールの高さに等しくなるように初期化される。グリッド要素の高さが既に初期化された場合には、システムは、段階554に進み、現時点に計測されたホイールの高さを、そのグリッド要素の先に計測された高さと比較する。そのグリッド要素上の現在の計測されたホイール高さは先に計測された高さより大きくない場合には、システムは、新しい材料が加えられず、グリッド要素が段階558において増分でき、締固め通過を記録し、このグリッド要素にたいする通過カウントを増分することを決定する。段階554において、現在計測されたホイールの高さが先に計測された高さより大きい場合には(例えば、使用者によって決定された範囲内で、最後の通過で締固めされた材料がわずかに弾性的に膨張する場合)、システムは、段階556で新しいアスファルトのリフト、土壌または廃棄材料がグリッド要素に対して検出されて、グリッド要素の通過カウントの状態が再びゼロにされ、完全に新しい連続した締固め通過が必要であることを示す。次いで、段階560において、そのグリッド要素上のコンパクターの次の通過に関して段階554において比較するために、現在のグリッド要素の高さは、コンパクターホイールの現在計測された高さに等しくなるように設定される。図7Eのサブルーチンが抜けて図7Dのサブルーチンループが完了する。
図7Fから7Gを参照すると、図7Dの段階546のサブルーチンが示されている。図7Eのサブルーチンを用いて現在のグリッド要素の通過カウントが図7Dの段階544において更新されると、段階546のシステムが図7Fから図7Gのサブルーチンに入り、段階562において最初に、オペレータスクリーン22の平面ウィンドー70に表示された場所データベース上のコンパクターの現在のグリッド要素の位置と大きさを求める。段階564において、グリッド要素の通過カウントがゼロの場合には、段階566においてディスプレー上を例えば黒色なるように設定される。グリッド要素の通過カウントが段階568で1回であると判定される場合には、例えば段階570においてディスプレー上に黄色に色付けされるように設定される。グリッド要素の通過カウントが段階572で2回であると判定される場合には、例えば段階574においてディスプレー上に緑色に色付けするされるように設定される。グリッド要素の通過カウントが段階576で3回であると判定される場合には、例えば段階578においてディスプレー上に赤色に色付けされるように設定される。グリッド要素の通過カウントが段階580で4回であると判定される場合には、例えば段階582においてディスプレー上に青色に色付けされるように設定される。グリッド要素の通過カウントが段階584で5回(図示した実施例において、完全な締固め作動に対して所望の通過カウント)であると判定される場合には、例えば段階586においてディスプレー上に白色に色付けするされるように設定される。この領域の通過カウントは、完全な締固め作動に対して最低の通過カウントよりも大きい場合には、グリッド要素は段階588において白色に設定される。
グリッド要素が現在の通過カウントに従って更新されると、グリッド要素が、段階590においてオペレータディスプレースクリーン22上に得られて色付けされる。グリッド要素は色付けによること以外に、例えば交差ハッチング、陰影またんは別の視覚的な表示によってスクリーン22上に視覚的に更新できる。
図7A乃至図7Iの追従および更新方法は、幅が場所グリッド要素の幅に近似する、2つかそれ以上の間隔のあいた締固めホイールを有するコンパクターに対するものであるが、この方法は、また当業者にわかるように一つのホイールすなわちローラを有するコンパクターに用いることができる。図7A乃至図7Iの方法は、コンパクターのホイールの幅、あるいはローラの幅が場所モデルのグリッド要素の幅に一致しない場合にも用いることができる。しかしながら、締固めホイールすなわちローラの幅が、単一のグリッド要素の幅よりも大幅に大きい場合には、例えば1回でいくつかのグリッド要素をカバーする場合には、締固めホイールすなわちローラの通路を追従する別の方法を用いることができる。
これは、図7Bの段階530を図7Jの段階530’と置き換え図7Dのサブルーチンを図7Kのサブルーチンと置き換えることによって達成される。図7Jにおける段階530’を参照すると、システムは、実際の端部から中央側にある“有効な”ホイールすなわちローラ端部を指定する。図示した実施例において、有効端部が実際の端部からグリッド要素のほぼ半分の距離だけ中央寄りに作動アルゴリズムによって認識される。例えば、実際のホイール幅が1.5m(5.0フィート)であり、0.3m(1.0フット)×0.3m(1.0フット)のグリッド要素5個に相当するのであれば、ホイールの端部の有効な位置は、例えば各実際の端部から中央寄りに0.15m(1/2フット)と計算することができる。有効(非実際の)なホイールの端部がディジタル化された場所モデル上のグリッド要素のいかなる部分上も通過する場合には、実際にはグリッド要素の少なくとも1/2をホイールが通過したので、締固めされたような作動アルゴリズムによってグリッド要素が読み取られ、処理される。もちろん、ホイール端部のオフセット量はグリッド要素の大きさと、ホイールがグリッド要素上を通過したかどうかを求める際の誤差の大きさによって変えることができる。
図7Jの段階530’のアルゴリズムは、締固めホイールすなわちローラの幅とホイールすなわちローラが完全に通過するグリッド要素の数の間で完全な一致性の損失を補償するが、ホイールがGPS位置読み取りの間で作り出す距離と方向の変化のためにコンパクターの進行の一部に関するリアルタイムの更新情報置が欠けることになる。このことは、コンパクターの進行速度が場所プランのグリッド要素に対して速い場合に、特に深刻である。例えば、グリッド要素が1平方メートルであり、位置システムのサンプリング速度が毎秒1座標サンプルである場合には、18Km/時間で進むマシンは、位置サンプリングの間で約5メートルすなわち5四方グリッド進む。従って、マシンによってカバーされる5四方グリッドのうち少なくとも中間の第3番目に関してリアルタイムの情報がない。“多角形内に充たす”というこの問題を解決するために、図7Kに示されたアルゴリズムを用いて、座標サンプリング間においてマシンが通過する通路を求める。図7Kにおいて、段階540’でのアルゴリズムは、位置(x1、y2)、(x2、y2)および座標位置(x0、y0)におけるコンパクターホイールの有効端によって形成された長方形を場所プラングリッド表面上に配置する。段階542’、543’および548’において、検索アルゴリズムは、2つのホイール位置間、すなわち有効端間においてホイールが通過したグリッド要素間で形成された多角形内にグリッド要素の長方形ボーダ内で検索する。
図7Jと7Kのマシン通路追従方法は、また段階530’においてジオメトリー外形形成マシン上のブレードすなわち用具の幅をホイール/ローラ幅と置き換えることによってドーザブレードを有する例えばトラクターようなジオメトリー外形形成マシンに有効である。
段階544’と546’において、データベースとディスプレーは、図7D乃至7Fの段階544と546に記載されたように更新される。
締固めの用途の図示した実施例は、通過カウントをベースにしたシステムであるが、別の更新プロトコルを用いることができるのは明白である。例えば、グリッド要素上1通過あたり締固め量の変化は、最後の通過からの高さの変化をチェックすることによって求めることができ、特定の通過における高さの変化は所定の値(ガーベッジが所望の締固め密度に近いことを表す)以下であるとき、グリッド要素は、終了したときにスクリーン上に更新される。他の方法は、絶対的締固め標準を用い、材料が締固めされていない状態、すなわち初期の高さから所定のより低い高さにまで締固めされた時に終了するように特定のグリッド要素を記録する。
本発明の原理、すなわち共有マシン位置情報で作られた共通の動的に更新された場所データベースの発生を介して複数のマシン監視および協働は、上述した例示的な埋立て地締固め作業に利用することに限定されない。発明方法と装置は、リアルタイムの三次元位置決めおよび動的に更新された場所データベースが共通の場所で作動する、いかなるジオメトリー形成、外形形成あるいは締固め作動にも実際的に適用できる。
例えば図8を参照すると、ディスプレースクリーンが本発明の別の用途に関して形成されており、ドーザブレードを備えたトラクターのような複数のジオメトリー形成マシンが場所上で作動し、ジオメトリーの外形を所望の状態にまで形成する。このようなマシンのダイナミック更新データベースを作り出す方法と装置は、締固めマシンに関して上述した方法と装置に類似しており、上述したように、図7Jと7Kのマシン通路追従方法は、単に、ブレードの幅をホイール/ローラ幅に置き換えることによってジオメトリー外形形成マシンを追従することに用いることができる。図示した締固め用途における実際および所望の場所モデルの差は、段階的に増加する通過カウントとして求められディスプレーされが、ジオメトリー形成に関してこの差は、マシンの現在の高さ座標を、この場所において所望のすなわち目標の高さと比較することによって求めることができ、この点で更新された場所データベースは、実際のジオメトリーが目標よりも高いか、目標の高さかあるいはこれより低いかをどうかを示す。上述したように特定の締固め作動に関する共通のダイナミック更新データベースを作りだす位置情報を共有することは当業者であれば変更できる。一般的な原則と、上述した本発明の特定の用途で、当業者であればこれを実施することができる。
例えば図8を参照すると、ジオメトリー変更用途に関するスクリーン22上のオペレータディスプレーは、2つのジオメトリー外形形成マシンに、上述した位置および更新モジュール50、60を設けることによって作ることができる。このディスプレーは実際のジオメトリーに関して場所12(あるいは場所12の一部)の所望の最終外形すなわち平面を表す平面ウィンドー70に、二次元のディジタル化された場所モデルを原則的な要素として有する。実際のスクリーンディスプレーに関して、実際の場所ジオメトリーと所望の場所モデル間の差は、土壌が除かれるべき領域、土壌が加えられるべき領域および最終的な場所モデルにすでに一致するようになった領域をあらわすのに用いられたカラーコード化によって表すことができる。図8のウィンドー70に表示された場所上の異なるように陰影がつけられた、あるいは交差ハッチングされた領域が、実際の場所ジオメトリーおよび所望の場所ジオメトリーとの間の様々な差をグラフ的に表し、場所の各マシンに関してリアルタイムで更新された。
オペレータディスプレースクリーン22は、スクリーンの上部において、水平の座標ウィンドー、すなわちディスプレー72を含み、ベース基準16に対して三次元の“ホーム”マシン82の位置を表す。粗い解像側部スケール74と細かい解像側部スケール75は、目標輪郭の高さからの高さ偏差、すなわちZ軸偏差を表し、どれだけトラクターのブレードがその位置で掘ったり、あるいは土盛りすべきかを知らせる。右側の粗いインジケータ74は、目標高さの上下30.4センチメートル(1.0フート)の段階的な目盛りがつけられて高さを表し、ディスプレーの左側の細かい解像側部バー75は、3.04センチメートル(0.1フォート)の段階的な目盛りを表しており、オペレータが目標輪郭の30.4センチメートル(1フート)、あるいはそれ以下の範囲内であるときに便宜的な基準となる。ディスプレーソフトウェア内の“ズーム”あるいは“自動計測特性”を用いてスケール74、75は、オペレータが目標のジオメトリーに近づくにつれてより小さい段階的増分に変更することができる。
さらに基準が、スクリーン22の底部におけるプロフィールウィンドー76においてマシンオペレータに与えられる。プロフィールウィンドー76は実際の場所ジオメトリー76aと所望のジオメトリー76bとの間の高さの差をマシンの通路と“ホーム”マシンのすぐ後方において示している。プロフィールディスプレー76の左側の高さスケール78は、どれだけ深く掘るか、あるいはどれだけの土壌を与えられた場所に加えるかということを更に示しており、プロフィールディスプレー76の底部における水平スケール79は、トラクター/ブレードの前の距離を示しており、そこではオペレータは所定の実際のジオメトリーと所望のジオメトリーとの差を得る。この方法において、オペレータは同時に、目的の輪郭を得る際に、最も新しい通路の新しいジオメトリーと正確さをモニターすることができる。
トラクターブレードアイコン82、82’が平面ウィンドー70上に重ねられたとき、場所12における2つのトラクターの位置がスクリーン22上にグラフ的に表示されている。“ホーム”マシンアイコン82のみがプロフィールウィンドー76と、適当なサイドバースケール74、75に現れる。場所平面ウィンドー70内において、アイコン82、82’には、前方突出方向性インジケータ84、84’が設けられており、進行方向におけるトラクター前方の所定距離にジオメトリーを一致させるようになる。プロフィールウィンドー76内のトラクターアイコン82の前方に示された予想ジオメトリーは、方向性インジケータ84によってカバーされた場所12の部分に相当する。ウィンドー70、74、75におけるアイコン82は、場所に対するマシンの現在の位置に対応して動き、同時にプロフィールウィンドー76内のアイコン82は、場所のジオメトリープロフィール76a、76bがマシンの動きに従って渦巻き状になる間、中央のままである。
双方のトラクター82、82’の詳細な位置と場所更新情報がオペレータにディスプレー22を介して与えられる状態で、オペレータは、全場所、双方のトラクターのディスプレーと、日付けの進行を有し所望のジオメトリーを達成することができる。
締固め作業の図1乃至図7に示した発明の方法と装置は図8に示したような複数のジオメトリー外形マシンに適用され、さらにマシンの作動特性と、場所が所望の状態に変更させる方法をわずかに変えることでいかなるジオメトリー変更マシンにも適用できることが当業者にわかる。
図9を参照すると、別のシステムがマシン上の一つかそれ以上の作動システムの閉ループ自動制御に概略的に示されている。図9の実施例は、補足的なオペレータディスプレーで、またはこのオペレータディスプレーなしに用いることができるが、図示を目的とするために自動マシン制御のみを示す。適当なディジタル処理設備、例えば前述の実施例に記載したようなコンピュータが本発明のダイナミックデータベースのアルゴリズムを含んで400で示されている。ダイナミックデータベース400はGPS受信機システム410から三次元の瞬間的な位置情報と、データベースラジオ411を介して別のマシンから共有された位置情報とを受け取る。所望の場所モデル420は、例えば適当なディスクメモリー上に適当な手段でコンピュータ400のデータベース内にロード、すなわち記録される。自動マシン制御モジュール470は、締固めマシン上に例えば操縦および駆動システム474、476、478を作動するように接続された電子油圧マシン制御472を含んでいる。自動マシン制御472は、実際の場所モデル430と所望の場所モデル420の間の差をあらわす、コンピュータ400内のダイナミックデータベースから信号を受信して、コンパクターの操縦および駆動システムを作動させて、実際の場所モデルを所望の場所モデルに一致させる手段で場所を通過することができる。自動マシン制御472は、マシンの操縦および駆動システムを作動させるとき、場所とコンパクターの現在の位置と方向が400においてダイナミックデータベースによって受け取られ、読み取られ処理されて、実際の場所モデルを更新する。実際の場所更新情報がデータベース400によって受け取られ、これに対応して、マシン制御472に送られた信号を更新し、場所上を締固め通過するときに操縦および駆動システムを作動して実際の場所モデルと所望の場所モデルを一致させるようにする。
さらに、自動機械制御472はデータベースからの信号によって制御されて図7Iに記載されているように、別のマシンとの干渉が検出されている際にマシンのコースを変更する。
本発明の広い原則を理解し、好ましい用途を詳細に開示するように本発明の図示した実施例が設けられている。本発明の多くの他の変更または用途が添付の請求の範囲内でなされ、存在する。

Claims (37)

  1. 作業場所(12)上で複数のモービルジオメトリー変更マシン(14)の作動を監視し協働させる装置(40,50,60)において、
    場所(12)のジオメトリーの場所モデル(64)を表すデータを記憶する場所データベース(66,126)と、
    前記場所(12)上で前記ジオメトリー変更マシン(14)の瞬間的な三次元座標位置を表す信号を作り出す手段(62,124)と、
    前記信号に従って前記場所データベース(66,126)を更新する手段(62,124)と、
    前記場所データベース(66,126)の更新に応答して、前記ジオメトリー変更マシン(14)に伝達するように制御信号を与える手段(62,124)と、
    を備えている装置(40,50,60)。
  2. 複数のジオメトリー変更マシン(14)を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の装置(40,50,60)。
  3. 前記場所データベース(66,126)は前記マシン(14)から離れて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の装置(40,50,60)。
  4. 前記場所データベース(66,126)は、一つかそれ以上のマシン(14)上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の装置(40,50,60)。
  5. 前記場所データベース(66,126)が設けられた各マシン(14)は、さらに通信手段(68,122)を含んでおり、他のマシン(14)の前記場所データベース(66,126)に前記位置信号を送信し、前記場所データベース(66,126)から前記位置信号を受信することを特徴とする請求項4に記載の装置(40,50,60)。
  6. 前記通信手段(68,122)は、単位時間あたり一つのマシン(14)のみがその位置信号を前記別のマシン(14)に通信するような時間があけられた非同時性通信手段(68a,68b,68c)を備えていることを特徴とする請求項5に記載の装置(40,50,60)。
  7. 位置表示信号を作り出す前記手段(68,122)は、前記位置信号を各マシン(14)から前記場所データベース(66,126)を更新するための手段(62,124)に非同時に通信する手段(68a,68b,68c)を含むことを特徴とする請求項1か2に記載の装置(40,50,60)。
  8. 前記通信手段(68,122)はさらにID信号手段(68a,68b,68c)を含んでおり、マシン識別信号を前記位置信号とともに通信することを特徴とする請求項7に記載の装置(40,50,60)。
  9. 前記場所データベース(66,126)を更新するための前記手段(62,124)は、マシンパラメータを前記マシン(14)からのID信号を整合させるマシンパラメータライブラリー手段(126)を含んでいることを特徴とする請求項8に記載の装置(40,50,60)。
  10. オペレータディスプレー(22)を備える前記マシンの作動を行なう手段(60)を含んでいることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  11. 前記オペレータディスプレー(22)は、前記場所モデル(64)と該場所モデル(64)上の前記マシン(14)の位置のディスプレーを含むことを特徴とする請求項10に記載の装置(40,50,60)。
  12. 前記オペレータディスプレー(22)は前記マシン(14)の一つに配置されていることを特徴とする請求項10か11のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  13. 前記オペレータディスプレー(22)は、前記マシン(14)から離れて配置されていることを特徴とする請求項10か11のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  14. 前記マシン(14)間で干渉を防ぐように該マシン(14)相互の作動を監視する手段(22)を含んでいることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  15. 前記マシン(14)の前記作動を監視する前記手段(22)は、マシン(14)のまわりにマシン干渉境界を形成し、別のマシン(14)の位置が該境界内であると判定されることに応答して警告信号(85)を与える手段(83,83')を含んでいることを特徴とする請求項14に記載の装置(40,50,60)。
  16. 前記マシン(14)の前記作動を監視する手段(22)は、マシン(14)のまわりにマシン干渉境界を形成し、一つのマシン(14)の境界が別のマシン(14)の境界と重なっている判定されることに応答して警告信号(85)を与える手段(83,83')を含んでいることを特徴とする請求項14に記載の装置(40,50,60)。
  17. 前記マシンの作動モードに従ってマシン(14)の干渉境界(83,83')の大きさを変更する手段(62,124)を含んでいることを特徴とする請求項16に記載の装置(40,50,60)。
  18. マシン(14)のまわりに同時に形成された異なる大きさの複数の境界(83,83')を備えているとを特徴とする請求項16に記載の装置(40,50,60)。
  19. 前記場所モデル(64)の前記オペレータディスプレー(22)は各干渉境界(83,83')を示していることを特徴とする請求項10と15から18のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  20. マシンの位置信号を別のマシン(14)に送り、別のマシン(14)から位置信号を受信する、各マシン(14)上の手段(68,122)を備えていることを特徴とする請求項2あるいはこれに従属する請求項のいずれかに記載の装置(40,50,60)。
  21. 複数のモービルジオメトリー変更マシン(14)の作動を作業場所(12)上で監視し協働させる方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)において、
    場所(12)のジオメトリーの場所モデル(104,106)を表すデータを含む場所データベース(66)を維持し、
    前記場所(12)上の前記ジオメトリー変更マシン(14)の瞬間的な三次元座標位置を表す信号を発信し、
    該信号を受信して、該信号に従って前記場所データベース(66)を更新し、
    場所データベース(66)を更新することに応答して前記ジオメトリー変更マシン(14)に伝達するように制御信号を与える、段階からなる方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  22. 前記場所データベース(66)に従って前記マシン(14)の作動を行なわせる段階を備える請求項21に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  23. 前記場所データベース(66)は前記各マシン(14)上に配置されており、各マシン(14)の前記位置信号を各マシン(14)上の前記場所データベース(66)で共有し、各マシン(14)からの前記位置信号に従って各マシン(14)上の前記場所データベース(66)を更新する、段階を含んでいることを特徴とする請求項21か22に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  24. 単位時間あたり一つのマシン(14)のみがその位置信号を別のマシン(14)上の前記場所データベース(66)に通信するように、各マシン(14)の前記位置信号を非同時に通信する段階を含むことを特徴とする請求項23に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  25. 各マシン(14)上の前記場所データベース(66)内に前記マシン識別信号を記録し、該マシン識別信号を前記位置信号とともに通信し、各マシン(14)からの前記位置/ID信号をマシンパラメータと整合し、これに従って前記場所データベース(66)を更新する段階を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  26. 前記位置信号を各マシン(14)から前記場所データベース(66)に非同時に通信する段階を含むことを特徴とする請求項21から25のいずれかに記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  27. マシン識別信号を前記位置信号とともに通信する段階を含むことを特徴とする請求項24から26のいずれかに記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  28. マシン(14)からの前記位置/ID信号をマシンパラメータと整合し、これに従って前記場所データベース(66)を更新する段階を含むことを特徴とする請求項27に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  29. 前記第2マシン(14)に関連して前記第1マシン(14)を作動させる前記段階は前記場所データベースのディスプレー(22)を形成する段階を含むことを特徴とする請求項21から28のいずれかに記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  30. 前記オペレータディスレプレー(22)は、前記場所モデル(64)と、該場所モデル(64)上の前記マシン(14)の位置のディスプレーを含むことを特徴とする請求項29に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  31. 前記マシン(14)を作動させる前記段階は、リアルタイムで制御信号を前記マシン(14)上の自動マシン制御に与える段階を含むことを特徴とする請求項22に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  32. 前記マシン(14)の相互の作動を監視し、これらの間で干渉を防ぐように警告(85)を与える段階を含むことを特徴とする請求項21から31のいずれかに記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  33. マシン(14)の作動を監視する前記段階は、マシン(14)のまわりにマシン干渉境界(83,83')を形成する段階と、別のマシン(14)の前記位置がその境界(83,83')内にあると判定されると、警告信号(85)を与える段階を含むことを特徴とする請求項32に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  34. 前記マシン(14)の作動を監視する前記段階は、前記マシン(14)のそれぞれのまわりにマシン干渉境界(83,83')を形成し、一つのマシン(14)の前記境界(83)が前記別のマシン(14)の前記境界(83')と重なると判定されるときに警告信号(85)を与える段階を含むことを特徴とする請求項32に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  35. マシン(14)の作動モードに従って前記マシン(14)の干渉境界(83,83')の大きさを変更する段階を含んでいることを特徴とする請求項34に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  36. マシン(14)のまわりに同時に形成された異なる大きさの複数の境界(83,83')を形成することからなることを特徴とする請求項34に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
  37. 前記場所モデル(64)の前記ディスプレー(22)上に、前記場所モデル(64)上の前記第1および第2マシン(14)の位置と、それぞれの干渉境界(83,83')を表示する段階を含むことを特徴とする請求項29および35または36に記載の方法(100,101,102,104,106,108,108a,109,110)。
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