MX2014010380A - Estudio y zanjeo automatizado de vias. - Google Patents

Abstract

Se revela un método de estudio de una sección de vía férrea para determinar cantidades de suelo a ser excavado o agregado en coordenadas de posición seleccionadas de sitios de vía que incluye hacer mover un vehículo de estudio a lo largo de la vía férrea, escanear ópticamente la estructura de vía a intervalos seleccionados para obtener puntos de datos ópticos con coordenadas de posición, registrar imágenes a los intervalos con coordenadas de posición, registrar coordenadas de posición de puntos de drenaje, procesar puntos de datos ópticos para derivar superposiciones de zanja formados por perfiles de zanja asociados con sitios a lo largo de la vía y plantillas de zanja, detectar pesos unitarios de suelo anómalos asociados con sitios de vía, revisar imágenes asociadas con los sitios de las unidades anómalas, ajustar las superposiciones de zanja como sea necesario y cargar los datos ajustados a la computadora del dispositivo excavador para mostrar para guiar al operador de la excavadora en la reformación de las zanjas a lo largo de la vía, de acuerdo con la posición detectada del dispositivo excavador.

Description

ESTUDIO Y ZANJEO AUTOMATIZADO DE VÍAS REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama prioridad de la solicitud de patente estadounidense provisional No. de Serie 61/605,307 presentada el 1 de marzo de 2012 por AUTOMATED TRACK SURVEYING AND DITCHING, la revelación de la cual es incorporada en la presente por referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente en general con el mantenimiento de vías férreas y más en particular con métodos de estudio de plataformas de vías férreas en conjunción con el registro de posición y ejecución de operaciones de mantenimiento de vías, tales como mantenimiento de zanjeo de drenaje a lo largo de la plataforma de vía, en base a los resultados del estudio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las vías férreas convencionales en los Estados Unidos de América y cualquier parte son formadas por un nivel de formación compactado, un lecho de lastre de grava, durmientes de madera colocados sobre y dentro del lastre y rieles de acero paralelos asegurados a los durmientes . Se presentan variaciones de construcción en el camino y cruces de puentes, en puntos de cambio y en otras circunstancias. El lastre debajo y entre los durmientes estabiliza las posiciones de los durmientes, mantiene el nivel de los rieles y provee algo de acojinamiento de la estructura compuesta para cargas impuestas por el tráfico de ferrocarriles. El lastre en buenas condiciones es poroso, lo que permite que el agua de lluvia y nieve se fundan para drenarse a través del mismo y a lo lejos de la vía férrea. Esto es deseable debido a que el agua estancada en el lastre puede provocar deterioro de la vía y durmientes, el lastre y el nivel de formación.

El agua del lastre necesita ser drenada a lo lejos del nivel de formación. Para llevar a cabo esto, se puede formar una zanja a lo largo de uno o ambos lados de la vía férrea. La línea de zanja debe ser ligeramente inclinada, para drenar positivamente el agua hacia un punto de drenaje, que puede ser un cuerpo natural de agua, una estructura de drenaje tal como una alcantarilla o los semejantes. Si la zanja no es construida apropiadamente, el agua se puede acumular o drenar a lo lejos a una locación no pronosticada, causando posiblemente efectos indeseables tales como erosión o los semejantes.

La construcción y mantenimiento de zanjas convencionales puede ser laboriosa, requiriendo frecuentemente mediciones tipo estudio para mantener una separación exacta de la línea de zanja. Aunque la construcción de zanja inicial puede ser automatizada, tal como mediante el uso de maquinaria similar a aquella mostrada en las patentes estadounidenses Nos. 4,723,898 y 4,736,534, que son incorporadas en la presente por referencia, el mantenimiento de zanja puede requerir no solamente la remoción de material del suelo sino también el reemplazo del suelo que ha sido erosionado.

Se conocen métodos para el estudio automatizado para el mantenimiento del lastre. Tales métodos frecuentemente emplean escaneo de LIDAR (detección y alcance de luz) de la vía férrea junto con la grabación concurrente de coordenadas de posición, tales como mediante GPS (sistema de posicionamiento global) o GNSS (sistema por satélite de navegación global) , IMU (unidad de medición inercial) , codificadores de rueda o combinaciones de los mismos. Tales métodos de estudio automatizados comúnmente generan perfiles de lastre gráficos que pueden ser usados para determinar cantidades de lastre necesarios para reemplazar el lastre que ha sido desalojado mediante vibraciones, el tiempo y los semejantes. Métodos para esparcir el lastre de vía férrea con el control del sitio en base a datos recibidos de sistemas de coordenadas de posición son revelados en las patentes estadounidenses Nos. 6,526,339 y 7,152,347, que son incorporadas en la presente por referencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee modalidades de un método para estudiar automáticamente una sección de una vía férrea para capturar datos que representan instantáneas planas de la vía férrea que son asociadas con las coordenadas de posición a lo largo de la vía férrea. Los datos pueden ser procesados para determinar cantidades de suelo a ser removido o reemplazado que son tecleados a las coordenadas de posición de sitios de vía.

En una modalidad del método, un vehículo de estudio es movido a lo largo de la vía férrea a medida que un sistema de coordenadas de posición determina coordenadas de posición del vehículo y las introduce a un sistema de computadora de estudio. A medida que el vehículo de estudio se mueve a lo largo de la vía férrea, un sistema de escaneo óptico escanea la vía a intervalos regulares para reunir puntos de datos ópticos que son almacenados en la computadora de estudio junto con coordenadas de posición y estampas de tiempo. Al mismo tiempo, imágenes fotográficas son registradas junto con coordenadas de posición y almacenadas en la computadora de estudio. Mientras que estas operaciones se presentan, se pueden introducir los sitios de puntos de drenaje a la computadora de estudio.

Los puntos de datos ópticos son procesados subsecuentemente para derivar perfiles de zanja localizados que son comparados con plantillas de zanja que representan una posición, forma y profundidad deseada del zanjeo en el sitio específico. Las diferencias de área son acumuladas junto con las unidades designadas de longitud de la vía férrea para determinar volúmenes unitarios de suelo o unidades de suelo a ser excavadas o depositadas para obtener el perfil de zanja deseado. En una modalidad del método, los perfiles de zanja son superpuestos gráficamente sobre la plantillas de zanja correspondientes al sitio del mismo para crear superposiciones de zanja que son imágenes gráficas de la cantidad de material necesario a ser excavado o depositado referido a las coordenadas de posición asociadas con los perfiles de zanja. Las plantillas de zanja son creadas para graduar la línea de zanja hacia un punto de drenaje local.

Las unidades de suelo son luego analizadas por una computadora, un analista o ambos para determinar si las unidades de suelo parecen ser apropiadas y detectar cualesquier anomalías en las unidades del suelo. Si se detectan tales unidades de suelo anómalas, las imágenes correspondientes al sitio de vía son revisadas para determinar la razón posible por las unidades de suelo anómalas. Si es necesario, las unidades de suelo anómalas pueden ser ajustadas a cantidades más apropiadas. Una vez que las unidades de suelo anómalas son ajustadas, las superposiciones de zanja para los sitios que tienen suelos anómalos son también ajustadas. El conjunto de superposiciones de zanja puede luego ser introducido a un sistema de computadora en una excavadora que es provista con sistemas de coordenadas de posición. Cuando la excavadora es colocada a lo largo de la sección de vía férrea para mantenimiento de la zanja, la superposición de zanja asociada con el sitio actual puede ser recuperada y observada por el operador para guía en la excavación o reemplazo del suelo en la zanja para obtener el perfil deseado en aquel sitio.

El vehículo de estudio puede ser por ejemplo un vehículo del camino tal como una camioneta de reparto equipada con ruedas de bridas retr ctiles para viajar en rieles, tales como un vehículo Hy-Rail equipado (marca de Harsco Technologies LLC) . El sistema de coordenadas de posición puede incluir un IMU, un receptor de GPS que incluye una antena de GPS y un codificador de ruedas. El IMU incluye en general acelerómetros y giroscopios que detectan aceleraciones a lo largo y rotaciones alrededor de ejes específicos y transportan datos que representan tales aceleraciones y rotaciones al sistema de computadora de estudio que luego determina coordenadas de posición del sitio actual y orientación en relación con un sitio de referencia previo. El receptor de GPS determina continuamente las coordenadas de posición de la antena de GPS y almacena los datos de posición en la computadora de estudio. Los datos del receptor de GPS pueden ser usados para establecer regularmente un nuevo sitio de referencia para el IMU. El dispositivo codificador de ruedas determina la distancia viajada por el vehículo de estudio a lo largo de la vía férrea y almacena tales datos de posición en la computadora de estudio. Los datos de posición del IMU, el receptor de GPS y el codificador de ruedas pueden ser comparados en cuanto a exactitud. Adicionalmente, si el GPS no es apto de recibir señales debido al terreno o estructuras intermedias, la posición del vehículo de estudio puede todavía ser registrada por el IMU y el codificador de ruedas hasta que el receptor de GPS es otra vez apto de bloquearse sobre señales de los satélites de GPS.

El sistema de escaneo óptico puede ser un sistema de escaneo de láser, también referido como un sistema LIDAR. Un sistema de escaneo LIDAR opera un tanto semejante a un sistema de radar en el que activa un haz de láser y mide el tiempo de reflejo de regreso a un sensor y convierte el tiempo de retorno a una distancia. El tiempo de retorno o distancia es registrado junto con el azimut y ángulos de elevación del haz de láser, las coordenadas de posición actuales y una estampa de tiempo. La escena puede ser escaneada en un patrón de trama regular, esto es, líneas horizontales apiladas verticalmente o líneas verticales apiladas horizontalmente o de manera radial. Los resultados de un escaneo completo de una escena dada proveen un conjunto de puntos de datos que representan una imagen tridimensional burda de la escena. Los puntos de datos pueden ser procesados utilizando operaciones trigonométricas u otros métodos para detectar solamente puntos de datos en un solo plano vertical transversal a la vía, con coordenadas de posición conocidas. Los puntos de datos dentro del plano que representan un perfil de estudio de la zanja en las coordenadas de posición registradas pueden luego ser extraídos. Sistemas para escaneo de vías férreas para obtener perfiles de lastre son conocidos en el arte, tal como se describe en la patente estadounidense No. 6,976,324, que es incorporada en la presente por referencia. En una modalidad de la invención, unidades de escáner LIDAR son montadas en el vehículo de estudio en relación espaciada. Los puntos de datos de las unidades de escáner pueden ser procesados mediante elementos de programación para "coser" puntos de datos comunes conjuntamente para formar el plano vertical y perfil de estudio de zanja.

A medida que el vehículo de estudio es movido a lo largo de la vía, imágenes fotográficas son también registradas junto con coordenadas de posición. La imagen fotográfica puede consistir de cuadros de video digital convencionales que pueden más tarde ser mostrados en movimiento para analizar un área de la vía férrea o que pueden ser frenados o detenidos para análisis más detallado. Además del registro o grabación de imágenes de video convencionales, una modalidad de la invención también registra imágenes panorámicas digitales junto con coordenadas de posición a intervalos a lo largo de la vía férrea. Las imágenes panorámicas pueden ser imágenes panorámicas semi-esféricas similares a los tipos de imágenes mostradas en Street View en Google Maps (marcas de Google, Inc. maps.google.com) que son formateadas para observación utilizando un explorador de Internet. El observador puede realizar la toma panorámica de la imagen esférica alrededor de 360° completos e inclinación hacia arriba y hacia abajo para una vista extensa de la escena. Sistemas de camera para grabación de tales imágenes panorámicas esféricas están disponibles comercialmente y son similares a aquel descrito en la patente estadounidense No. 5,703,604, que es incorporado en la presente por referencia.

El operador de la tripulación de estudio puede usar una terminal de registro, tal como otra computadora o dispositivo de computadora interconectado a un sistema de computadora de estudio, para marcar puntos finales de puntos de drenaje, tales como arroyos y estructuras de drenaje tales como alcantarillas, canales y los semejantes. Los puntos finales de los puntos de drenaje son registrados al registrar las coordenadas de posición del vehículo de estudio al tiempo en que los puntos finales son marcados y pueden incluir estampas de tiempo.

Cuando el estudio está completo, los datos recolectados pueden ser procesados para refinar las coordenadas de posición para mejorar la exactitud del estudio. Después de esto, los datos de escaneo óptico son procesados para determinar las diferencias de área entre plantillas de zanja estándar y los perfiles de zanja estudiados en coordenadas de posición correspondientes. Las plantillas de zanja pueden variar de acuerdo con el contorno de la tierra en la cual la vía férrea está ubicada. Es deseable proveer una inclinación a la zanja que drenará positivamente agua a lo lejos de la plataforma de vía en sitios más altos hacia puntos de drenaje. Por esta razón, la profundidad de la zanja de plantilla a plantilla puede variar para llevar a cabo este propósito. Las plantillas de zanja pueden ser creadas antes de llevar a cabo el estudio.

Los perfiles de zanja son superpuestos sobre las plantillas de zanja correspondientes para determinar áreas de diferencia entre ellos. Las diferencias de área pueden ser promediadas a lo largo de una longitud unitaria de la vía y multiplicadas por la longitud unitaria para derivar los volúmenes de excavación o deposición del suelo o unidades de suelo. Los datos de posición pueden marcar el comienzo y final de una longitud unitaria de la sección de vía férrea. Las superposiciones de zanjas son compiladas a un archivo de datos de zanja junto con coordenadas de posición asociadas. El archivo de datos de zanja también incluye datos que representan los extremos de los puntos de drenaje.

Antes de que el archivo de datos de zanja sea introducido a la computadora de la excavadora, los datos son procesados o revisados o ambos, en cuanto a anomalías en las unidades del suelo. Por ejemplo, datos que indican excavación o deposición de cantidades excesivas de suelo pueden indicar una anomalía en la forma de la subestructura de la vía férrea. Cuando se detectan o descubren anomalías, las imágenes fotográficas para secciones correspondientes de la sección de vía férrea pueden ser revisadas para determinar si pueden ser necesarios ajustes en las superposiciones de zanja.

Una vez que se ha realizado todos los ajustes necesarios a las superposiciones de zanja, el archivo de datos de zanja ajustados puede ser introducido a la computadora de la excavadora para mostrar al operador de la excavadora asociado con coordenadas de posición del aparato de excavadora como guía al operador en la excavación de áreas locales de la zanja o depósito del suelo en el mismo para obtener el perfil de zanja deseado.

Varios objetos y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción tomada en conjunción con las figuras adjuntas en donde se resumen a manera de ilustración y ejemplos, ciertas modalidades de esta invención.

Las figuras constituyen una parte de esta especificación, incluyen modalidades ejemplares de la presente invención e ilustra varios objetos y elementos de la misma .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de un vehículo de estudio para uso en un sistema de estudio de vía y mantenimiento de zanja automatizado de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en elevación posterior esquemática del vehículo de estudio para uso en el sistema de estudio de vía y mantenimiento de zanja automatizado.

La Figura 3 es una vista en planta superior esquemática del sistema de estudio de vía y mantenimiento de zanja automatizado .

La Figura 4 es un diagrama de bloques que muestra componentes principales de una modalidad de un sistema en computadora del vehículo de estudio para uso en el sistema de estudio de vía y mantenimiento de zanja automatizado.

La Figura 5 es un diagrama de bloques que muestra componentes principales de una modalidad de un sistema de computadora de excavadora para uso en la presente invención.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de las etapas principales en una modalidad de un método de estudio de vía y mantenimiento de zanja automatizado de acuerdo con la presente invención.

La Figura 7 es una vista esquemática de una modalidad de una superposición de zanja en sección transversal de acuerdo con la presente invención, formada por un perfil de zanja y una plantilla de zanja para mostrar la cantidad de material del suelo necesario a ser removido de una zanja existente para contornear la zanja a la plantilla de zanja.

La Figura 8 es una vista en planta superior esquemática fragmentaria de una sección corta de una vía férrea y muestra ejes de referencia de la vía férrea y componentes de la plataforma de vía y zanja.

La Figura 9 es una vista en elevación lateral de una modalidad de un aparato de excavador para uso en la presente invención.

La Figura 10 es una vista en planta superior del aparato excavador .

Las Figuras 11-15 son vistas en elevación lateral fragmentarias que ilustran una pluralidad de ejes pivote de un brazo de excavadora y cubo del aparato de excavador para determinar remotamente la posición de porciones del cubo de excavador .

La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de validación de datos de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se requiere, modalidades detalladas de la presente invención son reveladas en la presente; sin embargo, se entenderá que las modalidades reveladas son solamente ejemplares de la invención, que puede ser implementada en varias formas. Por consiguiente, los detalles estructurales y funcionales específicos revelados en la presente no serán interpretados como limitantes, sino solamente como base para las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a aquel experimentado en el arte a emplear de manera variada la presente invención en virtualmente cualquier estructura detallada apropiadamente .

Refiriéndose a las figuras en más detalle, el número de referencia 1 (Figura 6) designa en general una modalidad de un método de estudio de vía y mantenimiento de zanja o zanjeo automatizado de acuerdo con la presente invención. El método 1 incluye en general escaneo óptico a lo largo de intervalos de una sección de una vía férrea 2 (Figuras 7 y 8) , derivar conjuntos de datos que representan la forma de sección transversal de una zanja 3 en cada intervalo, comparar la forma existente de la zanja con una forma que promueve el drenaje necesario de la vía férrea y uso de las diferencias entre la forma real y la forma deseada como guía al operador del aparato excavador 4 (Figuras 5, 9 y 10) para remover o depositar el suelo para obtener la forma deseada de la zanja 3.

Un vehículo de estudio de lastre 8 (Figuras 1-4) está equipado con aparato de estudio de zanjeo 5. El aparato de estudio ilustrado 5 incluye una computadora de estudio y sistema de almacenamiento de datos 10 que puede incluir una o más computadoras y puede ser referido como el sistema de computadora de estudio 10. El aparato de estudio 5 incluye uno o más dispositivos que determinan las coordenadas de posición 12, tal como una unidad de medición inercial (IMU) 14 que es un instrumento con conjuntos de acelerómetros y giroscopios (no mostrado) que determinan aceleraciones a lo largo y rotaciones alrededor del conjunto de ejes y almacena datos que representan tales aceleraciones y rotaciones en el sistema de computadora de estudio 10. La computadora 10 usa datos de la IMU para determinar el cambio de posición y orientación en relación con una posición de referencia. Los dispositivos que determinan las coordenadas de posición ilustrados 12 incluyen un receptor de GPS 16 que tiene una antena de GPS 18 que determina las coordenadas de posición de la antena de GPS 18 al procesar las señales recibidas de satélites de GPS. Los datos de posición del receptor de GPS 16 pueden ser usados para establecer periódicamente una nueva posición de referencia para la IMU 14. Los dispositivos que determinan las coordenadas de posición 12 pueden también incluir un codificador de ruedas 20 conectado con una rueda del vehículo de estudio 8. La IMU 14 y el codificador de ruedas 20 pueden actuar como los dispositivos de coordenadas de posición primario 12 si el receptor de GPS 16 falla para bloquearse sobre señales de GPS suficientemente confiables debido al terreno, estructuras intermedias o por otras razones. Los dispositivos de coordenadas de posición 12 son interconectados al sistema de computadora de estudio 10 y proveen sus datos de coordenadas de posición al mismo a intervalos regulares .

El aparato de estudio de zanjeo 5 incluye un dispositivo de escaneo óptico, tales como dispositivos de escáner LIDAR 22. Los escáneres de LIDAR ilustrados 22 escanean escenas de la sección de vía férrea 2 a intervalos regulares al escanear un haz de láser a través o alrededor de la escena de vía en un patrón rectangular o radial, activando periódicamente el haz y midiendo el tiempo de llegada de reflejo del haz, convertir el tiempo de reflejo a una distancia y almacenar datos de distancia para cada activación del haz junto con ángulos de azimut y ángulos de elevación, coordenadas de posición actuales y una estampa de tiempo en un archivo de datos de estudio óptico en el sistema de computadora de estudio 10. En una modalidad del aparato de estudio de zanjeo 5 un par de dispositivos de escáner LIDAR separados horizontalmente 22 son montados en el vehículo de estudio 8 y efectúan escaneos independientes de escenas de la sección de vía férrea 2. Los dispositivos de escáner 22 pueden ser montados de tal manera que un escáner escanea del lado izquierdo de la vía y sobre más allá del lado derecho de la vía mientras que el otro escáner escanea del lado derecho de la vía y más allá del lado izquierdo de la vía. Los datos escaneados pueden en general ser cosidos conjuntamente mediante elementos de programación conocidos para crear una imagen que incluye datos de ambos lados de la vía y entre ellas. El vehículo de estudio 8, como se ilustra en las Figuras 1-3, puede ser una camioneta de reparto equipada con ruedas de brida retráctiles 24 para permitir viajar a lo largo de la vía férrea 2.

El aparato de estudio de zanjeo 5 incluye dispositivos de grabación de imagen 26 que registran imágenes de escenas de la sección de vía férrea a intervalos a lo largo del mismo concurrentes con el escaneo óptico mediante el dispositivo o dispositivos de escáner LIDAR 22. Los dispositivos de grabación de imagen ilustrados 26 incluyen una cámara de video digital 28 y una cámara panorámica digital 30. La cámara de video digital 28 graba o registra datos de video digital convencionales, incluyendo cuadros de imagen en movimiento digitales a medida que el vehículo de estudio 8 es movido a lo largo de la sección de vía férrea 2. Los cuadros de imagen digital son asociados con datos de coordenadas de posición provistos por los dispositivos de coordenadas de posición 12. Los datos de video digital son almacenados en el sistema de computadora de estudio 10 y puede subsecuentemente ser reproducidos a la velocidad registrada o a velocidades frenadas o cuadros detenidos para el análisis detallado del medio ambiente de un sitio particular a lo largo de la sección de vía férrea 2. La cámara panorámica digital ilustrada 30 graba datos que representan imágenes panorámicas semi-esféricas de 360° de escenas de la sección de vía férrea 2 a intervalos regulares a lo largo de la misma que están asociados con datos de coordenadas de posición provistos por los dispositivos de coordenadas de posición 12. Los datos de imagen panorámica digital son almacenados en el sistema de computadora de estudio 10 y puede subsecuentemente ser observados interactivamente con elementos de programación tipo explorador de internet para mostrar vistas panorámicas de 360° de sitios particulares a lo largo de la sección de vía férrea estudiada 2.

El aparato de estudio de zanjeo 5 puede incluir la terminal de registro 34 que es interconectada al sistema de computadora de estudio 10 a la cual un operador de estudio que viaja en el vehículo de estudio 8 introduce puntos finales de puntos de drenaje a lo largo de la sección de vía férrea 2. Los puntos finales son definidos por coordenadas de posición actuales al tiempo de entrada.

Los datos de zanjeo y coordenadas de posición correspondientes generadas por el aparato de estudio de zanjeo 5 serán usados por el operador del aparato de excavador 4 (Figuras 5, 9 y 10) para guía en la remoción o excavación de suelo de la zanja existente 3 o depósito de suelo en la misma. Refiriéndose a la Figura 5, El aparato de excavador ilustrado 4 tiene un controlador o computadora de excavador 44 que incluye una pantalla de computadora 46 que es usada por el operador del excavador para mostrar superposiciones de zanja 48 que ilustran gráficamente el perfil de zanja existente en el sitio actual a lo largo de la vía férrea 2 y la forma de plantilla de zanja deseada. Los dispositivos de coordenadas de posición 54 son interconectados a la computadora del excavador 44 y proveen coordenadas de posición del aparato de excavador 4 a la misma. La posición del aparato de excavador 4 puede ser referida como un eje de rotación vertical de una porción del aparato de excavador como se describirá además posteriormente en la presente. Los dispositivos de coordenadas de posición 54 pueden incluir una unidad de medición inercial (IMU) 56, un receptor de GPS 58 con una antena de GPS 60 y un codificador de ruedas 62. La computadora del excavador 44 tiene un brazo excavador y codificadores de cubo 64 interconectados a la misma, como se describirá además posteriormente en la presente .

Refiriéndose a la Figura 6, en una modalidad del método de estudio de vía y zanjeo automatizado 1, el vehículo de estudio 8 es movido a lo largo de una sección de una vía férrea 2 en la etapa 75 mientras que las coordenadas de posición son registradas en el sistema de computadora de estudio 10 en la etapa 77, utilizando la IMU 14, el receptor de GPS 16 y el codificador de rueda 20. A medida que el vehículo de estudio 8 es movido a lo largo de la sección de vía férrea, escenas de la sección de vía férrea son escaneadas ópticamente a intervalos regulares en la etapa 79 por el dispositivo o dispositivos de escáner LIDAR 22 y los puntos de datos ópticos son almacenados en un archivo de datos ópticos en el sistema de computadora de estudio 10 junto con las coordenadas de posición actuales. A medida que el escaneo óptico 79 está ocurriendo, las imágenes fotográficas digitales son registradas en la etapa 81 por la cámara de video 28 y la cámara panorámica 30 y almacenadas en el sistema de computadora de estudio 10 junto con las coordenadas de posición actuales. Finalmente, los sitios finales de los puntos de drenaje son introducidos al sistema de computadora 10 junto con coordenadas de posición, en la etapa 83, tal como por un operador de estudio utilizando la terminal de registro 34.

Cuando se ha consumado una corrida de estudio de zanjeo, el archivo de datos ópticos es procesado en la etapa 85 para derivar perfiles de estudio de zanja 87 (Figura 7) a intervalos a lo largo de la sección de vía férrea 2. Un perfil de estudio 87 representa la forma de la zanja en un plano vertical transversal a la vía en una posición registrada particular a lo largo de la sección de vía férrea. El perfil de estudio 87 es formado de una pluralidad de puntos de datos LIDA que se extiende a través de un plano vertical que se extiende en general transversal a un eje longitudinal o línea central de la plataforma de vía. El perfil de estudio 87 es comparado con una plantilla de lastre estándar 89, que representa la forma deseada del lastre en el sitio correspondiente, al superponer el perfil 87 con una plantilla de zanja 89 para el sitio correspondiente, para formar un superposición de zanja 48. La forma de una plantilla de zanja 89 puede variar dependiendo de las circunstancias locales asociadas con una porción particular de la vía férrea, tal como la graduación de una línea de zanja requerida para drenar positivamente hacia un punto de drenaje local o los semejantes. Las superposiciones 48 pueden ser procesadas adicionalmente para determinar el volumen o unidades de peso del suelo o unidades del suelo a ser excavadas o depositadas en la zanja 3 correspondientes a intervalos seleccionados a lo largo de la vía férrea 2. Las superposiciones de zanjas 48 y unidades de suelo son almacenadas en una archivo de datos de zanja. El archivo de datos óptico puede también ser procesado para refinar la exactitud de los datos de coordenadas de posición antes de derivar las superposiciones de zanja 48 y unidades de suelo.

El archivo de datos de zanja puede ser procesado en la etapa 91 para detectar anomalías en las unidades de suelo, y/o puede ser revisado por un analista para descubrir tales anomalías. Las anomalías en las unidades de suelo son valores que son significativamente diferentes de los intervalos esperados . Si se detectan o descubren unidades de suelo anómalas, las imágenes correspondientes geográficamente a los pesos unitarios son revisadas en la etapa 93 para determinar el medio ambiente de la vía férrea en la vecindad de la longitud unitaria de vía férrea. La etapa de procesamiento 91 y etapa de revisión 93 forman un procedimiento de validación de datos 94 (Figuras 6 y 16) , que será descrito en mayor detalle posteriormente en la presente. Las imágenes revisadas son las imágenes registradas de la etapa 81. Si es necesario, las anomalías en las superposiciones de zanja 48 pueden ser ajustadas en la etapa 95 para proveer formas más apropiadas tal como se determina por la revisión de imagen en la etapa 93. Cuando se ha realizado todos los ajustes requeridos, el archivo de datos de zanja, que incluyen las superposiciones de zanja 48 con datos de posición asociados, es preparado para entrar a la computadora del excavador 44 en la etapa 97. Las superposiciones de zanja 48 son mostradas en la pantalla de la computadora de excavador 46 y usados por el operador del aparato de excavador 4 como una guía para formar la forma existente de la zanja 3 en un sitio particular a la forma deseada .

Las Figuras 7 y 8 ilustran esquemáticamente una sección ejemplar de una vía férrea 2 y referencias de coordenadas concernientes con las mismas. La estructura de vía ilustrada 100 incluye un sub-grado o sub-lastre 102 sobre el cual un lecho de lastre 104 es dispuesto. Los durmientes de vía férrea 106 son incrustados en el lastre 104 y soportan los rieles paralelos 108. La zanja 3 es formada mediante lados de zanja inclinados 110 las cuales se alinean a lados opuestos de un fondo de zanja 112. Una línea central entre lados a bordo o de calibre de superficies superiores de los rieles 108 forma un eje X 115. El eje Y 117 se extiende transversalmente a través de las superficies superiores de los rieles 108 perpendiculares a y que se intersectan con el eje X 115. Un eje Z 119 es definido en la intersección del eje Y 117 y el eje X 115 y sobre una sección recta de la vía férrea 2, es vertical. Las distancias transversales son referidas del eje X 115 en una dirección paralela al eje Y 117. Las distancias verticales son referidas al eje Y 117 en una dirección paralela al eje Z 119. La Figura 7 es una superposición de zanja 48 que ilustra un perfil de zanja 87 de una zanja existente 3 combinada con una plantilla de zanja 89 que optimiza localmente la zanja 3 para funcionalidad de drenaje requerida.

Las Figuras 9 y 10 ilustran una modalidad de un aparato excavador 4 que puede ser empleado en el método de zanjeo 1 de la presente invención. El aparato excavador ilustrado 4 incluye un carro de vía férrea 125 que tiene un vehículo de servicio tipo oruga o excavador 127 colocado en el mismo. El carro de vía férrea 125 es un carro tipo góndola poco profunda que tiene rieles oruga 129 colocados encima de las paredes laterales del mismo. El vehículo 127 tiene ruedas con bridas 131 que se acoplan con los rieles 129 para habilitar el movimiento a lo largo de los mismos . Por lo menos un par de las ruedas 131 son impulsadas para propulsar el vehículo 127 a lo largo de los rieles 129. El carro 125 puede ser uno de un grupo de carros similares que forman una "formación" (no mostrada) que puede incluir un tipo de locomotora (no mostrada) para impulsar los carros 125 a lo largo de la vía férrea 2. En una modalidad del aparato excavador 4, tal locomotora es provista en cada extremo del conjunto de carros 100. Los extremos de los rieles 129 del compuesto están en tal proximidad que el vehículo de servicio 127 puede viajar de un carro al siguiente. El carro 125 tiene una tolva poco profunda 133 para recibir el suelo removido de la zanja 3 y del cual el suelo puede ser obtenido para depositar a una zanja 3 para elevar el nivel del fondo 112 de una porción de la zanja 3. Detalles adicionales de un aparato excavador similar al aparato 4 se puede encontrar en la solicitud de patente estadounidense publicada No. 2003/0205162, que es incorporada en la presente por referencia.

El excavador ilustrado 127 incluye un bastidor excavador 135 sobre el cual las ruedas 131 son impulsadas y un chasis de botalón o chasis excavador 137 que incluye una cabina del operador 139 que es montada pivotadamente sobre el bastidor 135 para pivotar alrededor de un eje de chasis en general vertical 136 que, en el método 1, corresponde al eje Z 119. El eje vertical 119/136 puede funcionar como una referencia de posición para el aparato excavador 4 y puede estar desplazado de la antena de GPS del excavador 60. El excavador 127 incluye motores (no mostrado) para propulsar las ruedas impulsadas 131 y para la rotación del chasis 137 en relación con el bastidor 135. El excavador 127 incluye un botalón de elevación 141 unido pivotadamente al chasis 137 en un pivote A (Figura 11) y un brazo 143 unido pivotadamente a un extremo externo del botalón 141 en un pivote B. Un conjunto de cubo 145 es conectado pivotadamente a un extremo externo del brazo 143 en un pivote G (Figura 12) . El botalón ilustrado 141 tiene una forma angular y es pivotado en relación con el chasis 137 mediante un par de cilindros de botalón 147 unidos pivotadamente entre el chasis 137 y el botalón 141. El brazo 143 es pivotado en relación con el botalón 141 por un cilindro de brazo 149 unido pivotadamente entre el botalón 141 y el brazo 143. El conjunto de cubo 145 es pivotado en relación con el brazo 143 por un cilindro de inclinación del cubo 151. Preferiblemente, el conjunto de cubo 145 puede también ser torsionado en relación con el brazo 143 por un motor de torsión (no mostrado) . El botalón 141, brazo 143, conjunto de cubo 145 y los cilindros 147-151 forman un conjunto de articulación de cubo 153. El conjunto de cubo ilustrado 145 incluye un cucharón de lado cerrado 155 y dientes de cubo 157 que se extienden desde el cucharón 155.

Refiriéndose a las Figuras 11-15, el pivote A entre el botalón 141 y el chasis 137 está ubicado a una distancia mensurable y conocida del eje del chasis 136; el pivote B entre el brazo 143 y el botalón 141 está ubicado a una distancia mensurable y conocida del pivote A; el pivote G entre el conjunto de cubo 145 y el brazo 143 está a una distancia mensurable y conocida del pivote B; y las puntas J de los dientes del cubo 157 están a una distancia mensurable y conocida del pivote G. Cada uno de los pivotes A, B y G en el eje del chasis 136 es provisto con uno de los codificadores de brazo y cubo 64 que determinan la orientación angular de los elementos unidos a tales pivotes . Además, la altura H (Figura 9) del pivote A por encima de la parte superior de los rieles 108 es mensurable y conocida. La altura H, también corresponde a la posición vertical del pivote A a lo largo del eje Z 119 por encima del eje Y 117 o el plano definido por el eje X 115 y el eje Y 117. Con las distancias medidas y conocidas entre los pivotes introducidas a la computadora del excavador 44 y los valores angulares actuales de los pivotes comunicados a la computadora 44, la posición transversal y vertical actual de las puntas J de los dientes del cubo 157 puede ser determinada por la computadora 44 utilizando operaciones trigonométricas. Tales posiciones transversales y verticales de las puntas J pueden ser mostradas gráfica y/o numéricamente en la pantalla de la computadora 46 para guiar al operador del excavador en la formación de las porciones locales de la zanja 3 a la plantilla requerida 89 asociada con las coordenadas de posición actuales.

La posición transversal de las puntas J en relación con o a lo largo del eje Y 117 es determinada con referencia a o del eje X 115 o el eje Z 119 o del plano vertical definido por la intersección del eje X 115 y el eje Z 119. La posición vertical de las puntas J en relación con o a lo largo del eje Z 119 es determinada con referencia a o del eje Y 117 o el eje X 115 o del plano definido por el eje X 115 y el eje Y 117. Las coordenadas de posición o coordenadas x, y, y z son todas medidas de las intersecciones de los ejes X, Y, y Z 115, 117 y 119. Con el eje Z 119 correspondiente al eje del chasis 136 que se extiende verticalmente a través del excavador 127, el eje Y 117 es luego determinado por la posición del vehículo excavador 127 a lo largo de los rieles de la vía férrea 108, que luego también establece el eje X 115 como la línea central paralela a los lados de los rieles 108 y perpendicular al eje Y.

La Figura 16 ilustra un procedimiento de validación de datos 94 de acuerdo con la presente invención. Al inicio 200 del procedimiento 94, se usa una herramienta o elementos de programación de validación de datos en la etapa 202 para verificar la exactitud del archivo de superposiciones de zanja 48. En la etapa 204, los datos de video e imagen son revisados para verificar "puntos físicos de coincidencia de punto de pista". En la etapa 206, los datos de superposición de zanja 48 son procesados para encontrar valores dispersos, esto es, valores fuera de los intervalos establecidos. Tales valores dispersos son registrados en reportes de valores dispersos. En la etapa 208, un reporte de valores dispersos de altitud de zanja es revisado. Similarmente , en la etapa 212, la distancia de zanja del reporte de valor disperso de vía es revisada. Los valores dispersos ya sea en altitud de zanja o distancia transversal de zanja de la vía encontrados en las etapas 210 ó 214 provocan que el procedimiento se ramifique de regreso a la etapa 204 para revisión visual. Los valores dispersos pueden ser ajustados para caer dentro de los intervalos establecidos o pueden ser dejados tal cual, en base a la revisión de los datos de imagen en la etapa 204.

Cuando todos los valores dispersos han sido ajustados, se ejecuta un algoritmo de suavizamiento de proceso en la etapa 216 para crear una línea de zanja suavizada de un sitio alto a lo largo de la vía a un sitio de drenaje. En la etapa 218, la línea de zanja actual o línea de zanja previa al suavizado es inspeccionada visualmente utilizando los datos de imagen. Similarmente, en la etapa 220, la línea de zanja suavizada es inspeccionada visualmente. En la etapa 222, el análisis de tonelaje de corte/relleno a lo largo de la vía es revisado, mientras que el análisis de cambio de pendiente es revisado en la etapa 224. Si son necesarios ajustes en la etapa 226, las variables de algoritmo, tales como ancho de banda e iteraciones, son ajustados en la etapa 228 y los puntos de segmento actuales a ser incluidos o excluidos son ajustados en la etapa 230. El algoritmo de suavizamiento de proceso 216 es repetido, seguido por etapas 218, 220, 222, 224 y 226 hasta que ya no se requieren ajustes adicionales. Cuando ya no son necesarios ajustes adicionales, los datos son exportados a la computadora del excavador 44 para uso en el aparato de excavador 4 en la etapa 232 y el proceso de validación de datos 94 termina en la etapa 234.

Con los datos almacenados en la computadora del excavador 44, el aparato excavador 4 incluyendo un carro de vía férrea 125 y excavador 127 es movido a lo largo de una sección de vía férrea 2 a una primera locación seleccionada para comenzar el mantenimiento de zanja. En una modalidad, el eje del chasis 136 es seleccionado como el eje Z 119 en el primer sitio seleccionado con el eje X 115 y el eje Y 117 en el primer sitio seleccionado siendo referido del eje Z 119 en el primer sitio. Una superposición de zanja 48 correspondiente al intervalo alineado con el eje Y 117 en el primer sitio seleccionado es mostrado en la pantalla 46 cuando el botalón del excavador 141, brazo 143 y conjunto de cubo 145 son extendidos en general perpendiculares al carro de vía férrea 125 en el primer sitio seleccionado y a lo largo del eje Y 117. El excavador 127 puede luego ponerse en operación ya sea manual o automáticamente por la computadora del excavador 44 para excavar o depositar el suelo como sea necesario para eliminar diferencias entre las plantillas de zanja 89 y los perfiles de zanja 87 en los intervalos accesibles con el cubo 145 del excavador del primer sitio seleccionado. A medida que el chasis de excavador 137 pivotea y el botalón 141 y brazo 143 son ajustados pivotadamente para llegar a secciones de la zanja en frente de y detrás del eje Y 117 en el primer sitio seleccionado, la superposición de zanja 48 mostrada en la pantalla 46 incluirá la plantilla de zanja 89 y perfil de zanja 87 asociado con el eje Y 117 que se extiende a través del conjunto de cubo 145 en la posición desplazada del eje Y 117 en el primer sitio seleccionado.

Una vez que el operador o controlador ha puesto en operación el excavador para modificar el perfil de zanja 87 para corresponder a las plantillas de zanja 89 en el área que puede ser alcanzada razonablemente por el conjunto de cubo de excavador 145 del primer sitio seleccionado, el excavador 127 es movido o vuelto a colocar a lo largo del carro de vía férrea 125 a un segundo sitio seleccionado, de tal manera que el eje del chasis 136 se mueve y es luego asociado con un nuevo eje Z 119. El excavador 127 es luego puesto en operación desde el segundo sitio seleccionado para excavar o depositar suelo como sea necesario para eliminar diferencias entre las plantillas de zanja 89 y los perfiles de zanja 87 a intervalos accesibles con el cubo 145 del excavador 127 en el segundo sitio seleccionado. Este proceso comúnmente inicia con el excavador 127 ubicado en un primer extremo de una formación de carros de vía férrea 125 y el excavador 127 que se mueve incrementalmente al extremo opuesto de la formación. Una vez que el excavador 127 llega al extremo opuesto de la formación, toda la formación es movida a lo lejos a lo largo de la vía férrea 2 hasta que el primer extremo de la formación está ubicado cerca del extremo opuesto de la formación está ubicado antes de la recolocación de la formación. El excavador 127 se mueve de regreso al primer extremo de la formación y luego incrementadamente se mueve de regreso al extremo opuesto mientras que efectúa las etapas de mantenimiento de zanja descritas previamente.

En una modalidad preferida se pronostica que el controlador de excavador 44 será programado para controlar la operación del excavador 127 con el operador que tiene la habilidad para cancelar el controlador 44 y tomar el control de la operación del excavador. Tales cancelaciones pueden ser deseadas en donde por ejemplo, el operador determina que la plantilla de zanja 89 en un intervalo seleccionado puede no proveer el drenaje deseado o existen obstáculos en el campo que no fue reconocido en la etapa de estudio e imagen.

Se comprenderá que mientras que ciertas formas de la presente invención han sido ilustradas y descritas en la presente, no estarán limitadas a las formas especificas o arreglo de las partes descritas y mostradas .

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un método para estudio de vía y zanjeo de mantenimiento automatizado a lo largo de una via férrea y que comprende las etapas de : hacer mover un vehículo de estudio a lo largo de una sección de la vía férrea; obtener coordenadas de posición del vehículo de estudio a intervalos espaciados a lo largo de la sección de vía férrea utilizando un sistema de coordenadas de posición del vehículo de estudio; escanear ópticamente la vía férrea en cada uno de los intervalos para obtener puntos de datos ópticos, cada uno de los puntos de datos ópticos tienen coordenadas de posición asociados con los mismos; registrar coordenadas de posición de puntos de drenaje a lo largo de la sección de vía férrea; procesar los puntos de datos ópticos para obtener perfiles de zanja correspondiente a los intervalos y que se extienden en un plano orientado transversal a la sección de vía férrea; proveer plantillas de zanja planas orientadas transversales a la sección de vía férrea y asociadas con los intervalos correspondientes a contornos de zanja requeridos para promover el drenaje positivo hacia puntos de drenaje respectivos; superponer gráficamente los perfiles de zanja de los intervalos sobre plantillas de zanja correspondientes a los intervalos para formar superposiciones de zanja que muestran el suelo a ser excavado o depositado para eliminar diferencias entre las plantillas de zanja y los perfiles de zanja en dichos intervalos; mostrar las superposiciones de zanja correspondientes a sitios de una herramienta de excavación de un vehículo excavador soportado sobre y movible a lo largo de la sección de vía férrea para permitir que un operador del excavador mueve la herramienta de excavación del vehículo excavador para excavar o depositar suelo en una zanja para obtener un perfil de zanja en un intervalo similar a la plantilla de zanja asociada con el mismo; referir los sitios horizontales de los perfiles de zanja y dichas plantillas de zanja y las coordenadas de posición horizontales de la herramienta de excavación a una línea central que se extiende longitudinalmente entre las partes superiores de los rieles de la vía férrea y que se intersectan con un eje vertical; y referir los sitios verticales de dichos perfiles de zanja y dichas plantillas de zanja y una coordenadas de posición vertical de la herramienta de excavación a un eje transversal que se extiende a través de las partes superiores de los rieles perpendiculares a la línea central y que se intersectan con el eje vertical.

2. El método como se resume en la reivindicación 1, en donde la etapa de grabación de datos de imagen incluye la etapa de: grabar datos de imagen panorámica de la vía férrea en cada uno de los intervalos.

3. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener los puntos de datos de perfil de vía al escanear ópticamente la vía férrea utilizando un dispositivos de escaneo de láser.

. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de la posición del vehículo de estudio utilizando una unidad de medición inercial.

5. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo de estudio utilizando un receptor de sistema de posicionamiento global .

6. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo de estudio utilizando un codificador de ruedas del vehículo de estudio.

7. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición de del vehículo excavador utilizando una unidad de medición inercial de excavador .

8. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición de del vehículo excavador utilizando un receptor del sistema de posicionamiento global del excavador.

9. El método como se resume en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo excavador utilizando el codificador de ruedas del excavador en el vehículo excavador.

10. El método como se resume en la reivindicación 1 que incluye la etapa de: referir la posición de un eje pivote vertical de un chasis del excavador con el eje vertical que intersecta la línea central que se extiende longitudinalmente entre las partes superiores de los rieles de la vía férrea.

11. Un método para el estudio de vía y zanjeo de mantenimiento automatizado a lo largo de una vía férrea y que comprende las etapas de: hacer mover un vehículo de estudio a lo largo de una sección de la vía férrea; obtener coordenadas de posición del vehículo de estudio a intervalos espaciados a lo largo de la sección de vía férrea utilizando un sistema de coordenadas de posición del vehículo de estudio; concurrentemente: escanear ópticamente la vía férrea en cada uno de los intervalos para derivar puntos de datos ópticos que representan elementos de la vía férrea a dichos intervalos; grabar una imagen de la vía férrea a lo largo de la sección de vía férrea; y registrar coordenadas de posición de puntos de drenaje a lo largo de la sección de vía férrea; procesar los puntos de datos ópticos para obtener perfiles de zanja de la sección de vía férrea correspondiente a dichos intervalos y que se extienden en un plano orientado transversal a la sección de vía férrea; proveer plantillas de zanja planas orientadas transversales a la sección de vía férrea y asociadas con los intervalos correspondientes a contornos de zanja requeridos para promover el drenaje positivo hacia los puntos de drenaje respectivos ,- superponer gráficamente los perfiles de zanja de los intervalos sobre plantillas de zanja correspondiente a dichos intervalos para formar superposiciones de zanja que muestran unidades de suelo a ser excavada o depositadas para eliminar diferencias entre las plantillas de zanja y dichos perfiles de zanja a dichos intervalos ,- procesar las superposiciones de zanja para detectar unidades de suelo anómalas evidentes; proveer acceso a las imágenes grabadas correspondientes a los intervalos de la sección de vía férrea asociados con cualesquier unidades de suelo anómalas para permitir la revisión de la misma; proveer acceso a superposiciones de zanja seleccionadas asociadas con dichas unidades de suelo anómalas para permitir el ajuste de las mismas a niveles apropiados de unidades de suelo en respuesta a revisar datos de imagen asociados con los mismos; proveer un vehículo de excavación soportado sobre y movible a lo largo de la sección de vía férrea y que tiene un sistema de coordenadas de posición de vehículo excavador interconectado con una computadora de excavación con una pantalla de computadora de excavación; y cargar coordenadas de posición del vehículo de estudio y datos que representan dichas superposiciones de zanja, incluyendo superposiciones de zanja ajustadas, a la computadora de excavación de zanja en el vehículo de excavación de zanja para mostrar mediante esto a un operador del excavador dichas superposiciones de zanja correspondientes a sitios de un cubo del excavador en relación con dichos intervalos de la vía férrea para facilitar mediante esto el movimiento del cubo para excavación o deposición de dichas unidades de suelo para conformarse a dichos perfiles de zanja a plantillas de zanja correspondientes a dichos intervalos.

12. El método como se resume en la reivindicación 11 en donde la etapa de grabación datos de imagen incluye la etapa de: grabar datos de imagen panorámica de la vía férrea en cada uno de los intervalos .

13. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener los puntos de datos de perfil de zanja al escanear ópticamente la vía férrea utilizando un dispositivo de escaneo de láser.

14. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo de estudio utilizando una unidad de medición inercial.

15. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo de estudio utilizando un receptor de sistema de posicionamiento global .

16. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo de estudio utilizando un codificador de ruedas del vehículo de estudio .

17. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo excavador utilizando una unidad de medición inercial.

18. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo excavador utilizando un receptor de sistema de posicionamiento global.

19. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye la etapa de: obtener las coordenadas de posición del vehículo excavador utilizando un codificador de ruedas del excavador en el vehículo excavador.

20. El método como se resume en la reivindicación 11 y que incluye las etapas de: referir los sitios horizontales de dichos perfiles de zanja y dichas plantillas de zanja y coordenadas de posición horizontal del cubo a una línea central que se extiende longitudinalmente entre las partes superiores de los rieles de la vía férrea y que se intersectan con un eje vertical; y referir los sitios verticales de dichos perfiles de zanja y dichas plantillas de zanja, y coordenadas de posición vertical del cubo a un eje transversal que se extiende a través de las partes superiores de los rieles perpendiculares a la línea central y que se intersectan con el eje vertical.

21. El método como se resume en la reivindicación 20 que incluye la etapa de referir la posición de un eje pivote vertical de un chasis del excavador con el eje vertical que se intersecta con la línea central que se extiende longitudinalmente entre las partes superiores de rieles de la vía férrea.