SE533009C2 - Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin. - Google Patents

Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin.

Info

Publication number
SE533009C2
SE533009C2 SE0802309A SE0802309A SE533009C2 SE 533009 C2 SE533009 C2 SE 533009C2 SE 0802309 A SE0802309 A SE 0802309A SE 0802309 A SE0802309 A SE 0802309A SE 533009 C2 SE533009 C2 SE 533009C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
machine
expected
representation
environment
route
Prior art date
Application number
SE0802309A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0802309A1 (sv
Inventor
Tobias Furuholm
Richard Hendeberg
Michael Krasser
Original Assignee
Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Rock Drills Ab filed Critical Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority to SE0802309A priority Critical patent/SE533009C2/sv
Publication of SE0802309A1 publication Critical patent/SE0802309A1/sv
Publication of SE533009C2 publication Critical patent/SE533009C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/36Input/output arrangements for on-board computers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/36Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3667Display of a road map
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/36Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3697Output of additional, non-guidance related information, e.g. low fuel level
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20Control system inputs
    • G05D1/24Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/243Means capturing signals occurring naturally from the environment, e.g. ambient optical, acoustic, gravitational or magnetic signals
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

25 30 533 OBS Vid dylik fjärrdrift av maskiner sker ett utbyte av data mellan maskinen och t.ex. det, vanligtvis på avstånd belägna, kontrollrum där en operatör styr maskinen med hjälp av nämnda datautbyte. Dessa data kan t.ex. utgöras av styrkommandon för manövrering av fordonet, sensordata från olika på maskinen anordnade sensorer och videodata (videoströmmar) från en eller flera på maskinen anordnade videokameror.
De från maskinen mottagna en (eller flera) videoströmmarna kan t.ex. presenteras på en i kontrollrummet anordnad bildskärm, varvid nämnda operatör kan använda sig av videobilderna för att orientera sig i maskinens omgivning och manövrera maskinen pà önskat sätt. För att underlätta fjärrstyrning av maskinen kan, förutom nämnda videodata, även en ”maskinvy” användas.
Maskinvyn avbildar maskinen och dess omgivning, företrädesvis ovanifràn, och underlättar t.ex. bedömning av maskinens frigàngsavstànd i sidled, medan videon är nödvändig för att upptäcka hinder som inte framgår av maskinvyn.
Oavsett dessa hjälpmedel uppfattas dock inte maskinens färdriktning lika bra vid fjärrstyrning som när en operatör faktiskt befinner sig i maskinen.
I de fall den fjärrstyrda maskinen är stationär eller väsentligen stationär, såsom t.ex. ofta kan anses vara fallet med en borrande borrigg som förflyttas med jämförelsevis små steg i taget utgör detta ett mindre problem, men vid fjärrstyrning av t.ex. lastmaskiner eller gruvtruckar, vilka kan vara anordnade att fjärrstyras en längre sträcka i t.ex. en gruva, medför den försämrade uppfattningsförmàgan att farten ofta måste sänkas för att undvika kollisioner med t.ex. väggar. Detta gäller särskilt vid kurvtagning.
Vid fjärrstyrningen ligger operatören dessutom ofta ”lite efter” i styrningen, vilket resulterar i större utslag när man 10 15 20 25 30 533 0GB väl styr, med en ryckigare färd som följd. Dessutom innefattar det av operatören använda manöverorganet ofta ett s.k. dödband, dvs. en viss rörelse (utstyrning) av manöverorganet innan ett manövreringsorgansutslag faktiskt detekteras av associerat styrsystem.
Det existerar således ett behov av ett förbättrat system för fjärrstyrning av maskiner som minskar ovanstående problem.
Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhanda~ hålla en metod för att underlätta manövrering av en gruv- och/eller anläggningsmaskin via fjärrstyrning som löser ovanstående problem. Detta syfte uppnås med en metod enligt patentkrav l.
Föreliggande uppfinning hänför sig till en metod för användning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin, innefattande stegen att vid en första maskinposition bestämma maskinens position i en representation av maskinens omgivning, och grafiskt presentera en representation av nämnda bestämda maskinposition i nämnda representation av omgivningen. Metoden innefattar vidare stegen att estimera maskinens förväntade färdväg vid en förflyttning av nämnda maskin från nämnda första position, och grafiskt återge en representation av nämnda förväntade färdväg i nämnda representation av omgivningen.
Genom att grafiskt återge maskinens beräknade färdväg för en tidsperiod såsom, men inte begränsat till, t.ex. ls, 5s l0s 20s, 30s efter förflyttningens påbörjan kan t.ex. en fjärrstyrningsoperatör få återkoppling på om maskinen verkligen är på väg åt avsett håll. En ytterligare fördel med uppfinningen är att en operatör kan rikta in styrled/styrhjul 10 15 20 25 30 533 ÛÜB och se förväntad färdväg i beroende av styrledens och/eller styrhjulens inställning före förflyttningens pàbörjan så att det därmed kan säkerställas att förflyttningen när den väl påbörjas kommer att ske i önskad riktning.
Beräkningen kan t.ex. utföras med hjälp av aktuell styrvinkel för maskinens styrhjul och/eller styrled vid ledfordon samt aktuell hastighet. I en exempelutföringsform utförs beräkningen av en styrenhet i maskinen varvid, vid fjärrstyrning, den beräknade positionen kan skickas via ett nätverk till den plats där fjärrstyrning sker. Alternativt, eller i tillägg därtill, kan styrvinkel (ledvinkel) och maskinhastighet skickas till t.ex. platsen för fjärrstyrning eller annan lämplig plats, varvid beräkningen istället kan ske med hjälp av en vid fjärrstyrningsplatsen lämplig beräkningsenhet såsom t.ex. en dator.
Vidare erhålls enligt föreliggande uppfinningen en lösning där maskinens färdväg är väsentligt lättare att förutsäga, vilket i sin tur medför att det fjärrstyrda fordonet kan framföras med högre hastighet jämfört med vad som tidigare varit möjligt eftersom kollisionsrisker blir lättare att detektera.
Uppfinningen har även fördelen att situationer där operatören ligger ”lite efter” i styrningen p.g.a. svårigheten i att korrekt uppfatta maskinens färdriktning/färdväg markant kan lindras. Detta medför även att maskinen kan framföras med mindre utstyrningsutslag, med mindre ryckig färd för fordonet som följd. Tack vare den uppfinningsenliga bestämningen av maskinens förväntade färdriktning/färdväg minskas även skillnaden i graden av koncentration som erfordras vid fjärrstyrning jämfört med att sitta i maskinen, där fjärrstyrning normalt kräver högre koncentration från 10 15 20 25 533 ÜÜH operatören. Dessutom kan maskinen i allmänhet framföras med högre hastighet.
I en utföringsform bestäms det även huruvida färdvägen förväntas leda till en kollision, varvid maskinoperatören kan uppmärksammas på detta. Detta kan t.ex. ske genom tillämplig ljud-/ljussignal eller genom att den förväntade kollisionspositionen presenteras grafiskt för operatören.
Uppfinningen hänför sig även till en anordning och en gruv- och/eller anläggningsmaskin.
Kort beskrivning av ritningarna Figur la-b visar ett fordon från sidan respektive uppifrån, vid vilket föreliggande uppfinning med fördel kan användas.
Figur 2 visar ett exempel på en gruva där föreliggande upp- finning med fördel kan tillämpas.
Figur 3 visar ett exempel på en representation av den i fig. visade maskinen i en representation av omgivningen.
Figur 4a visar en exempelutföringsform av föreliggande uppfinning.
Figur 4b visar en alternativ exempelutföringsform av föreliggande uppfinning.
Figur 4c visar ytterligare en alternativ exempelutföringsform av föreliggande uppfinning.
Fig. 5 visar en exempelmetod enligt föreliggande uppfinning.
Detaljerad beskrivning av en exempelutföringsform Såsom nämnts ovan innefattar modern gruv- /tunneldrivningsteknologi ofta autonom och/eller fjärrstyrd 10 15 20 25 30 533 0GB drift av maskiner, där maskinerna kan styras och/eller övervakas från t.ex. en på avstånd belägen plats, såsom ett kontrollrum. Dylika maskiner utgörs i vanligtvis huvudsak av maskiner för borrning eller maskiner för lastning och/eller transportering.
Figur 1a~b visar en exempelmaskin 100 från sidan respektive uppifrån som är lämpad för dylik autonom och/eller fjärrstyrd drift vid vilket föreliggande uppfinning kan tillämpas.
Maskinen 100 utgör en så kallad LHD-lastmaskin och används för att med hjälp av en skopa 101 lasta och borttransportera material såsom t.ex. bortsprängt berg eller andra massor.
Maskinen 100 innefattar förutom skopan 101 hjul 102~105 samt en styrenhet 106 vilken styr diverse av maskinens funktioner.
Den visade maskinen 100 utgörs av ett ledfordon, där ett främre parti 100a är sammanfogat med ett bakre parti l00b via en led 107 för att underlätta manövrering av maskinen.
Maskiner av den visade typen framförs ofta i omgivningar där avståndet till omkringliggande bergväggar är litet, varvid manövrering av en icke-ledad maskin med konventionell fram- och/eller bakhjulsstyrning kan vara svår att genomföra.
Maskinen 100 innefattar vidare en främre 111 och en bakre 112 videokamera, vilka är förbundna med styrenheten 106 och överför videosignaler till denna.
I figur 2 visas ett exempel på en del av en gruva där föreliggande uppfinning med fördel kan tillämpas vid drift av t.ex. den i fig. la-b visade maskinen. I figuren visas en exempelmaskin 100 som medelst fjärrstyrning lastar bergmassor med hjälp av skopan 101 vid platsen A för att sedan transportera lastade massor för dumpning vid platsen B.
Figuren visar endast den del av gruvan där exempelfordonet 100 förflyttar sig, och gruvan kan således innefatta ett stort 10 15 20 25 30 533 009 antal ytterligare gångar/orter. Figuren visar även schematiskt ett kontrollrum 206 där en operatör kan vara lokaliserad vid fjärrstyrning av fordonet 100 med hjälp av en fjärrstyrningsstation 210 såsom t.ex. en därför avsedd dator.
Kontrollrummet 206 kan vara lokaliserat i gruvan i närheten av eller på ett större eller mindre avstånd från det omrâde där maskinen 100 framförs, alternativt på någon tillämplig plats ovan jord. Maskinen 100 kan kommunicera med kontrollrummet 106 via t.ex. ett nätverk, och företrädesvis via en eller flera trådlösa kommunikationslänkar till en eller flera av ett antal i gruvan anordnade och nämnda nätverk tillhörande accesspunkter i form av t.ex. radiobasstationer 201-205. Via den trådlösa förbindelsen överförs information mellan maskinen 100 och den i kontrollrummet 206 anordnade fjärrstyrningsstationen 2lO.
Vid fjärrstyrningen sänder maskinen videodata, t.ex. videoströmmar, från en eller flera av de på maskinen förekommande videokamerorna lll-112 till fjärrstyrningsstationen 210. Dessa en eller flera videoströmmar presenteras för fjärrstyrningsoperatören via en eller flera bildskärmar i kontrollrummet, varvid operatören åtminstone delvis med hjälp av videoströmmarna fjärrstyr maskinen. Företrädesvis skickas även andra data via nämnda kommunikationslänk, t.ex. kan från styrenheten 106 skickas data avseende aktuell styrvinkel, hastighet, skopvinkel osv. för underlätta för fjärrstyrningsoperatören. Vid fjärrstyrning av en lastmaskin/gruvtruck uppfattas dock, såsom nämnts, vanligtvis inte maskinens färdriktning och position i förhållande till t.ex. omkringliggande berg lika bra som när man faktiskt är på plats i maskinen.
Av denna anledning kan därför, förutom det ovanstående, även ytterligare hjälpmedel användas för att underlätta för 10 15 20 25 30 533 009 fjärrstyrningsoperatören. Ett sådant hjälpmedel utgörs av att i tillägg till videoströmmarna och ev. andra data även använda sig av maskinens aktuella position, vilket t.ex. kan ske med hjälp av en så kallad maskinvy där maskinens position, företrädesvis sedd uppifrån, återges i en representation av omgivningen, varvid representationen av omgivningen t.ex. kan visas på en del av, eller en separat, bildskärm i kontrollrummet. Detta har fördelen att det t.ex. blir lättare för operatören att uppskatta avstånd till korsningar, omkringliggande hinder såsom bergväggar etc.
Representationen av omgivningen kan realiseras på ett flertal sätt varav ett åskàdliggörs i fig. 3. Exempelmaskinen 100 innefattar vidare en främre 114 och en bakre 115 laseravståndsskanner, vilka också är förbundna med styrenheten 106, och vilka avger sensorsignaler representerande uppmätta avstånd, dvs. avstånd till närmaste hinder som stoppar laserstrålens väg. Laseravståndsskannrarna 114, 115 kan exempelvis vara anordnade att mäta avståndet i vissa riktningar i ett vinkelintervall. I föreliggande exempel används laseravståndsskannrar som mäter avståndet till närmaste objekt i det främre partiets l00a längdriktning framåt (respektive i det bakre partiets längdriktning lO0b bakåt) och avståndet till närmaste objekt (såsom berg) för varje hel grad i 90° från respektive längdriktning. Varje respektive laseravståndsskanner mäter således avstånd vid 181 respektive mätpunkter. Avstånden mäts i ett plan (t.ex. på laserns höjd vinkelrätt ut från maskinens lodlinje), det s.k. laserplanet.
Såsom inses kan naturligtvis laseravståndsskannrar som mäter avstånd i betydligt fler riktningar användas, liksom även sådana som mäter avstånd i betydligt färre riktningar. Likaså kan en enda rundstrålande laser istället användas, och/eller 10 l5 20 25 30 533 D09 lasrar för mätning i flera plan. Istället för lasrar kan andra för ändamålet avståndsmätare, eller andra metoder för att bestämma maskinens position i förhållande till omgivningen, användas. T.ex. kan en stereokamera användas för 3D- bildbehandling.
Med hjälp av de av laserskannrarna uppmätta avstånden kan en representation av maskinens omgivning, en s.k. laservy, enkelt åstadkommas genom att markera det område runt maskinen som enligt laseravståndsskannrarna är ”fritt” och anta att allt annat utgörs av t.ex. omkringliggande berg eller andra hinder.
T.ex. kan användas kartor av en typ som kallas 'grid maps'. I denna karttyp delas det område som kartan representerar in i ett rutnät, där varje ruta kan kopplas till en viss egenskap eller ett tillstånd. Den vanligaste typen av grid-map är 'occupancy grid map', där varje ruta i kartan kan anta ett av tillstånden 'tom' eller 'upptagen' (occupied). Kartan (representationen av omgivningen) kan då till en början till sin helhet antas utgöras av berg, dvs. alla rutorna är upptagna i en karta av ovanstående typ, men där bergpartier sedan ”suddas ut” varefter avståndsskannrarna detekterar fri väg. Således kan man säga att tillståndet för varje ruta i kartan är en funktion av uppmätt avstånd av alla laserstràlar som har träffat/passerat genom rutan under mätningarna.
Ett exempel på en sådan laservy visas i fig. 3, där maskinen 100 återges grafiskt i den medelst uppmätta avstånd genererade representationen av omgivningen. Denna utföringsform genererar således hela tiden en representation av omgivningen baserat på laseravståndsdata från maskinens aktuella position. Detta leder till att representationen kan te sig något kryptisk för en ovan betraktare. Av denna anledning visas med streckade linjer omgivningens faktiska, men vid genereringsögonblicket 15 20 25 30 533 003 10 för lasern osynliga, utseende. Såsom kan ses innefattar omgivningen flera ”avtagsvägar” (orter) 301-303 som vid maskinens lOO aktuella position inte tydligt detekteras av laseravståndsskannrarna p.g.a. hindrande berg och/eller laserns begränsade vinkelintervall. Såsom inses kommer den i fig. 3 visade representationen att hela tiden förändras varefter maskinen framförs, varvid, vid färd i pilarnas riktning, orterna 301, 302 kommer att bli alltmer ”osynliga” i representationen av omgivningen medan orten 303 kommer att visualiseras bättre och bättre till dess att maskinen l00 passerat även den.
I en alternativ utföringsform kan därför lagras och sammansättas laservyer från tidigare maskinpositioner, varvid en karta över det område där maskinen har framförts genereras och kan användas för att ytterligare underlätta förståelsen av representationen av omgivningen. Andra typer av representationer av omgivningen kan dock naturligtvis också användas. T.ex. kan en på förhand genererad representation användas, där maskinens position bestäms på något tillämpligt sätt.
'T Den i fig. 3 visade representationen av omgivningen kan även användas för att åskådliggöra ytterligare från maskinen mottagen information. T.ex. kan vinkeln d mellan den främre och den bakre fordonskroppen åskâdliggöras grafiskt, exempelvis genom att rita ut axlar i längdriktningen för den bakre respektive den främre fordonskroppen.
Den i fig. 3 visade vyn ger således operatören ytterligare underlag vid t.ex. bedömning av hur långt det är kvar till nästa korsning, vilket kan vara mycket användbart om t.ex. maskinen i fig. 3 ska svänga in i orten 303. Trots detta kan det fortfarande vara svårt att förutsäga maskinens färdväg, 10 15 20 25 30 533 003 ll t.ex. i förhållande till främre/bortre hörn, vilket gör att farten ofta måste sänkas för att undvika kollisioner.
Enligt föreliggande uppfinning mildras detta problem genom att förutom maskinens aktuella position även grafiskt projicera maskinens estimerade (förväntade) färdväg i laservyn så att operatören därmed också kan se maskinens beräknade färdväg.
Detta exemplifieras i fig. 4a-c, vilken motsvarar fig. 3 men där orten 303 visas i exempelsyfte.
Fig. 4a~c kommer att beskrivas med hjälp av den i fig. 5 visade exempelmetoden 500 enligt föreliggande uppfinning. I steg 501 bestäms maskinens aktuella position, varvid denna position återges grafiskt i en representation av omgivningen.
Metoden fortsätter sedan till steg 502, där förväntad färdväg estimeras. Genom att använda sig av maskinens midjevinkel (styrvinkel) och hastighet samt operatörens manöverorganstyrutslag går det att estimera var maskinen kommer att befinna sig vid en given tid relativt maskinens aktuella position. Vid estimering kan i en utföringsform förutsättas att hastigheten och styrvinkeln är konstant fram till den tidpunkt för vilken estimering utförs. I en alternativ utföringsform kan även historiska värden på styrvinkel och hastighet användas vid beräkningen för att även kunna kompensera för t.ex. pågående accelerationer/retardationer/styrutslagsförändringar. I den visade utföringsformen bestäms maskinens förväntade färdväg för ett antal tidpunkter, såsom t.ex. varje sekund eller del av sekund de kommande x sekunderna, varvid dessa bestämda positioner sedan àterges grafiskt, steg 503, i representationen av omgivningen. Det ska dock förstås att i sin enklaste form utgörs färdvägen av en enda estimerad position som återges i representationen av omgivningen. Den 10 15 20 25 30 533 (109 12 grafiska presentationen kan t.ex. bestå av streck som representerar förväntade hjulspår alternativt maskinens utbredning i sidled längs den beräknade färdvägen. Detta visas i fig. 4a, där de beräknade positionerna visas som en kontinuerlig representation av maskinens förväntade färdväg (hjulspàr), dvs. de beräknade positionerna är sammanbundna, t.ex. med hjälp av interpolation, men representationen skulle även kunna vara t.ex. prickad enligt faktiskt beräknade värden.
Beräkningen av maskinens förväntade position bör göras kontinuerligt eller med vissa intervall då laserdata, midjevinkel, hastighet och styrutslag ofta ändras under drift, varför även maskinens förväntade position kommer att förändras i enlighet därmed. Metoden återvänder därför sedan till steg 501 efter det att estimeringen har utförts.
Estimering av maskinens förväntade färdväg kan, förutom t.ex. för de kommande x sekunderna, såsom t.ex. 1,2, 5, 10, 30, etc. även t.ex. ske till dess att representationen av omgivningen inte längre räcker till (se fig. 4a). De i fig. 4a visade strecken kan, såsom angivet, t.ex. kompletteras med tidsangivelser så att operatören vet var maskinen beräknas befinna sig efter t.ex. 5 eller 10 sekunder. Streckens längd kan också göras beroende av maskinens aktuella hastighet, så att de t.ex. alltid visar förväntad färdväg för de kommande x sekunderna, varvid en långsammare hastighet resulterar i kortare streck.
Alternativt, eller i tillägg därtill, kan de grafiska elementen tonas ut i takt med att de sträcker sig längre och längre bort från maskinen. Ju längre bort i tiden strecken avser, desto osäkrare är estimeringen eftersom sannolikheten lO 15 20 25 30 533 BBS 13 för förändringar i styrparametrar ökar med förändringar i maskinens förväntade färdväg som följd.
Genom att presentera maskinens förväntade färdväg för operatören kan denne tidigare ta beslut om huruvida korrigering av färdriktningen är nödvändig eller ej. Detta leder till en mindre ryckig färd samtidigt som belastningen på operatören minskas då denne ej själv behöver ”kalkylera” maskinens färdväg. Dessutom ges operatören stöd vid kurvtagning, då operatören tidigt kan få en indikation på huruvida kurvtagningen inletts sent nog för att inte krocka med det "närmre hörnet", men ändå tidigt nog för att hinna undvika krock med ett eventuellt "bortre hörn”. Sammantaget medför detta också att maskinen kan framföras med högre genomsnittshastighet.
Hittills har uppfinningen beskrivits för en maskin i rörelse.
Uppfinningen är dock tillämplig även för stillastående maskiner, i vilket fall maskinens aktuella riktning (vilken t.ex. kan bestämmas genom positionering i förhållande till omkringliggande objekt eller genom att lagra maskinens riktning från när den senast var i rörelse) och styrvinkelutslag kan användas för att bestämma hur maskinen kommer att färdas när den väl sätts i rörelse. Vid t.ex. fallet med midjevinkelstyrda maskiner kan leden 107 användas för att vid stillastående förändra vinkeln mellan det främre och det bakre partiet. Genom att enligt föreliggande uppfinning beräkna förväntad färdväg i beroende av denna ledstyrvinkel, och presentera denna färdväg för operatören kan t.ex. en fjärroperatör eller en vid maskinen befintlig operatör använda föreliggande uppfinning för att ställa in vinkeln mellan det främre och det bakre partiet till en vinkel som medför förflyttning i önskad riktning. Detta är således särskilt fördelaktigt vid trånga förflyttningar, lO 15 20 25 30 533 008 14 precisionsförflyttningar samt vid långsamgàende maskiner eftersom det redan innan förflyttningen påbörjas kan säkerställas att förflyttningen kommer att ske i önskad riktning. Den förväntade färdvägen kan t.ex. bestämmas för de kommande x metrarna, eller så långt som representationen räcker till, eller till dess att kollisionsrisk föreligger (se nedan). I fallet med andra typer av maskiner, såsom t.ex. framhjuls- och/eller bakhjulsstyrda maskiner, kan t.ex. förväntad färdväg bestämmas i beroende av styrvinkeln/vinklarna för maskinens styrhjul.
Ovanstående funktion kan utökas genom att, när maskinen svänger, grafiskt presentera både beräknad färdväg givet att man slutar svänga, se 401 i fig. 4b, samt en färdväg som beräknas givet att man fortsätter svänga en viss tid, 402.
Detta har fördelen att operatören kan få vetskap om när det är dags att sluta svänga för att på ett bra sätt passera en kurva eller korsning. Den/de videokameror som används för att underlätta fjärrstyrningen är vanligtvis icke-vridbart monterade, vilket medför att kamerabilden svänger i takt med att fordonet svänger. Föraren kan således inte vrida huvudet för att se àt sidan för ytterligare information, vilket ju är möjligt vid manuell manövrering av maskinen. ”Svänghjälpen” enligt uppfinningen kan således vara av stor betydelse för operatören. Den grafiska representationen av de två alternativen bör differentieras, t.ex. medelst olika färger/typer av streck så att operatören tydligt kan skilja dem åt.
I en exempelutföringsform kan det även bestämmas om det är sannolikt att maskinens förväntade färdväg kommer att leda till en kollision. Om så är fallet kan en signal genereras, t.ex. i form av en ljud- och/eller ljussignal. Alternativt kan kollisionsrisken presenteras grafiskt för operatören, t.ex. 10 15 20 25 30 533 009 l5 genom att positionen för den förväntade kollisionen markeras, se fig. 4c där kollisionspositionen 403 markerats. På detta sätt ges operatören möjlighet att tidigt ta beslut om hur denna kollision kan undvikas. Denna presentation kan även leda till en förbättring av operatörens körsätt då denne ständigt får återkoppling på hur nära en kollision maskinen faktiskt är.
Beräkningen av maskinens förväntade färdväg behöver som sagt inte ske för ett flertal positioner. I en exempelutföringsform utförs detta för en enda punkt, t.ex. maskinens förväntade position om x sekunder, varvid denna position presenteras för operatören. Även denna enda position kan vara nog så betydelsefull för att underlätta framförandet av maskinen eftersom kännedom om denna beräknade position t.ex. kan vara mycket användbar för operatören vid t.ex. en bedömning av huruvida maskinen är på rätt väg.
Uppfinningen har hittills beskrivits i anknytning till en gruva under jord. Uppfinningen är dock även tillämplig vid t.ex. tunneldrivning och andra applikationer där en gruv- och/eller anläggningsmaskin används. Uppfinningen är således tillämplig även vid ovanjordtillämpningar. Likaså är uppfinningen tillämplig vid andra typer av fordon än midjevinkelstyrda.
Hittills har föreliggande uppfinning beskrivits i syfte att möjliggöra för en operatör att snabbare kunna framföra en fjärrstyrd maskin på ett säkert sätt. Uppfinningen är dock tillämplig även vid mycket lângsamgående maskiner, eftersom man vid framförande av sådana maskiner inte vill backa i onödan då detta tar lång tid. Uppfinningen är även tillämplig vid andra situationer där en grafisk representation av maskinens förväntade framtida position(er) kan vara av fördel. 10 15 533 099 16 T.ex. kan uppfinningen användas som stöd även för en förare som faktiskt befinner sig i maskinen vid t.ex. svåra manövrar.
Vidare har uppfinningen beskrivits i anknytning till laseravståndsskannrar för generering av representationen av omgivningen. Det är dock inte essentiellt för uppfinningen att representationen av omgivningen bestäms med hjälp av laseravståndsskannrar, utan godtyckliga avståndsmätare kan användas, så länge som dessa kan tillhandahålla avstàndsmätningar med acceptabel noggrannhet. I en utföringsform används inte avståndsmätare överhuvudtaget, utan maskinens position i en (på förhand) befintlig representation av omgivningen kan t.ex. bestämmas med hjälp av något för ändamålet tillämpligt positioneringssystem, såsom t.ex. GPS (Global Positioning System) vid maskiner som rör sig ovan jord.
Uppfinningen är således inte begränsad annat än i vad som anges i de bifogade patentkraven.

Claims (17)

10 l5 20 25 533 0GB 17 Patentkrav
1. Metod för användning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin (100), innefattande stegen att: - vid en första maskinposition, bestämma maskinens position i en representation av maskinens omgivning, och - grafiskt presentera en representation av nämnda bestämda maskinposition i nämnda representation av omgivningen, kännetecknad av stegen att: ~ estimera maskinens förväntade färdväg vid en förflyttning av nämnda maskin från nämnda första position, och - grafiskt återge en representation av nämnda förväntade färdväg i nämnda representation av omgivningen.
2. Metod enligt krav l, kännetecknad av att den vidare innefattar stegen att: utföra nämnda estimering av maskinens förväntade färdväg genom estimering av ett flertal förväntade positioner, och - grafiskt återge nämnda förväntade positioner i nämnda representation av omgivningen.
3. Metod enligt krav 2, kännetecknad av att den vidare innefattar steget att utföra nämnda estimering av maskinens förväntade färdväg för ett första antal sekunder.
4. Metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den vidare innefattar stegen att: ~ bestämma om maskinens förväntade färdväg kan leda till en kollision, och - generera en signal om nämnda förväntade färdväg kan leda till en kollision.
5. Metod enligt krav 4, kännetecknad av att den förväntade kollisionspositionen presenteras grafiskt. lO 15 20 25 533 G89 18
6. Metod enligt krav l, kännetecknad av att nämnda beräkning av nämnda förväntade färdväg utförs åtminstone delvis med hjälp av en representation av maskinens hastighet och/eller styrvinkel och/eller riktning.
7. Metod enligt krav 6, kännetecknad av att vid nämnda beräkning av nämnda förväntade färdväg även används historiska värden för nämnda representationer av maskinens hastighet och/eller styrvinkel och/eller riktning.
8. Metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda steg utförs när nämnda maskin är i rörelse.
9. Anordning för att underlätta manövrering av en gruv- och/eller anläggningsmaskin (100) vid fjärrstyrning, innefattande organ för att: ~ vid en första maskinposition, bestämma maskinens position i en representation av maskinens omgivning, och ~ grafiskt presentera en representation av nämnda bestämda maskinposition i nämnda representation av omgivningen, kännetecknad av den vidare innefattar organ för att: - estimera maskinens förväntade färdväg vid en förflyttning av nämnda maskin från nämnda första position, och - grafiskt återge en representation av nämnda förväntade färdväg i nämnda representation av omgivningen.
10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att den vidare innefattar organ för att: utföra nämnda estimering av maskinens förväntade färdväg genom estimering av ett flertal förväntade positioner, och ~ grafiskt återge nämnda förväntade positioner i nämnda representation av omgivningen. 10 15 20 25 533 009 19
11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att den vidare innefattar organ för att utföra nämnda estimering av maskinens förväntade färdväg för ett första antal sekunder.
12. Anordning enligt något av kraven 9-ll, kännatecknad av att den vidare innefattar organ för att: - bestämma om maskinens förväntade färdväg kan leda till en kollision, och - generera en signal om nämnda förväntade färdväg kan leda till en kollision.
13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att den förväntade kollisionspositionen är anordnad att presenteras grafiskt.
14. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att nämnda estimering av nämnda förväntade färdväg är anordnad att utföras åtminstone delvis med hjälp av en representation av maskinens hastighet och/eller styrvinkel och/eller riktning.
15. Anordning enligt krav 14, kännetecknad av att vid nämnda estimering av nämnda förväntade färdväg även används historiska värden för nämnda representationer av maskinens hastighet och/eller styrvinkel och/eller riktning.
16. Anordning enligt något av kraven 9-15, kännetecknad av att den vidare innefattar organ för att utföra nämnda estimering när nämnda maskin är i rörelse.
17. Gruv~ och/eller anläggningsmaskin (100), kännetecknad av att den innefattar en anordning enligt något av kraven 9~l6.
SE0802309A 2008-10-30 2008-10-30 Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin. SE533009C2 (sv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0802309A SE533009C2 (sv) 2008-10-30 2008-10-30 Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0802309A SE533009C2 (sv) 2008-10-30 2008-10-30 Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0802309A1 SE0802309A1 (sv) 2010-05-01
SE533009C2 true SE533009C2 (sv) 2010-06-08

Family

ID=42228961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0802309A SE533009C2 (sv) 2008-10-30 2008-10-30 Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin.

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE533009C2 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10343680B2 (en) 2011-11-18 2019-07-09 Epiroc Rock Drills Aktiebolag Method and system for driving a mining and/or construction machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10343680B2 (en) 2011-11-18 2019-07-09 Epiroc Rock Drills Aktiebolag Method and system for driving a mining and/or construction machine

Also Published As

Publication number Publication date
SE0802309A1 (sv) 2010-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9797247B1 (en) Command for underground
EP1913235B1 (en) Guidance, navigation, and control system for a vehicle
JP6107956B2 (ja) 車両用走行案内装置及び方法
US10140871B2 (en) Wireless system and operation management server
US8874300B2 (en) Systems and methods for obstacle avoidance
US9097520B2 (en) System and method for mapping a raised contour
US9594376B2 (en) Method and system for driving a mining and/or construction machine in a safe manner without the risk of collision
US11740624B2 (en) Advanced control system with multiple control paradigms
JP2022512359A (ja) 自律車両における運動挙動推定および動的挙動推定のための技術
AU2015326186A1 (en) Obstacle avoidance system
US20150206433A1 (en) Vehicle control system
CN108873902A (zh) 一种无人驾驶矿用车辆的远程控制方法及装置
JP2016045585A (ja) 管制制御装置及び運搬車両の走行シミュレーション方法
CN110687928A (zh) 降落控制方法,系统,无人机及存储介质
US11774973B2 (en) Storage device, movement assistance system, and movement assistance method
US11358615B2 (en) System and method for determining vehicle orientation in a vehicle consist
CN104272209B (zh) 用于在隧道中操纵移动式采矿机的方法和系统以及移动式采矿机
Bodell et al. Teleoperation of autonomous vehicle
JP2011048565A (ja) 半自律型無人車両の遠隔操縦システム
SE533009C2 (sv) Metod och anordning vid fjärrstyrning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin.
KR102030612B1 (ko) 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 이용한 네비게이션 시스템
US20230019162A1 (en) Crane, crane body, and non-transitory computer readable medium storing program
CN114003028B (zh) 月球车的控制方法及装置
EP3992744A1 (en) Work vehicle monitoring system
US20230408289A1 (en) Guidance of a transport vehicle to a loading point

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed