銑刨表面的銑刨體積或銑刨面積的確定的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種系統(tǒng)，其用于確定由具有銑刨鼓的建筑機(jī)械銑刨的材料體積或銑刨的表面面積。根據(jù)在銑刨鼓前方的待銑刨材料的橫截面面積以及建筑機(jī)械在進(jìn)行有效銑刨時(shí)的行駛距離來(lái)確定銑刨的材料體積。部分地通過(guò)對(duì)銑刨鼓前方地表面的一個(gè)或多個(gè)輪廓特性的直接機(jī)器觀察來(lái)確定橫截面面積。根據(jù)在銑刨鼓前方的待銑刨面積寬度以及建筑機(jī)械在進(jìn)行有效銑刨時(shí)的行駛距離來(lái)確定銑刨的表面面積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】銑刨表面的銑刨體積或銑刨面積的確定
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及用于確定由銑刨機(jī)從地表面銑刨的材料體積或銑刨面積的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)由銑刨機(jī)、路拌機(jī)或再生機(jī)對(duì)地表面進(jìn)行處理時(shí)，以及當(dāng)通過(guò)采礦機(jī)械(露天采礦機(jī))開(kāi)采礦藏時(shí)，通常需要將銑刨面積和/或銑刨體積作為服務(wù)結(jié)算的基礎(chǔ)，所述服務(wù)結(jié)算是為了給在建筑工地上提供的服務(wù)進(jìn)行記錄和結(jié)算的目的而提供的。這些數(shù)據(jù)例如從先前已知的數(shù)據(jù)來(lái)確定或估計(jì)或從制圖材料或測(cè)繪文檔來(lái)確定，在此以簡(jiǎn)化的方式假定實(shí)際銑刨面積或?qū)嶋H銑刨體積精確地對(duì)應(yīng)于先前在合同中所注明的待銑刨面積或待銑刨體積。
[0003]還已知的是在完成銑刨操作之后分別通過(guò)簡(jiǎn)單的測(cè)量手段(例如里程表和折尺)來(lái)對(duì)銑刨面積或銑刨體積進(jìn)行大致準(zhǔn)確的確定。
[0004]最后，還已知的是確定當(dāng)前銑刨體積的近似值，并通過(guò)累計(jì)從行駛距離和銑刨深度得出每日體積，該行駛距離可從機(jī)器控制系統(tǒng)讀出或由其測(cè)量，且假定所安裝的銑刨鼓寬度對(duì)應(yīng)于有效銑刨的銑刨寬度。
[0005]但是明顯的是在實(shí)踐中實(shí)際銑刨面積或?qū)嶋H銑刨體積與服務(wù)合同規(guī)定的幾何數(shù)據(jù)或從測(cè)繪文檔或地圖得到的數(shù)據(jù)有偏差，通常而言，實(shí)際銑刨的體積更大。由于不準(zhǔn)確的結(jié)算將給承包公司造成損失，因此這對(duì)承包公司是不利的。造成上述的一個(gè)原因例如可能是例如丘陵區(qū)域中的高速公路路段走向的三維性，其原因在于銑刨軌跡的長(zhǎng)度在地圖投影上短于道路的三維路程。另一個(gè)原因是在簽合同之前不能知曉或不能預(yù)見(jiàn)的額外工作，因此在測(cè)繪文檔或地圖中沒(méi)有反映。
[0006]用簡(jiǎn)單的測(cè)量手段(里程表，折尺)測(cè)量也僅僅是大致準(zhǔn)確地與所提供的實(shí)際服務(wù)近似，因?yàn)橐矔?huì)經(jīng)常地進(jìn)行復(fù)雜幾何形狀的銑刨，因此其不能通過(guò)簡(jiǎn)單的手段來(lái)計(jì)算得出。
[0007]這種結(jié)算方法不僅是不準(zhǔn)確的而且也是耗時(shí)的。
[0008]最近已經(jīng)提出用于通過(guò)使用全球定位系統(tǒng)(GPS)或其它技術(shù)追蹤機(jī)器軌跡且隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以便累加銑刨面積或體積并減去重疊的面積或體積來(lái)自動(dòng)地確定銑刨面積和/或銑刨體積的一種系統(tǒng)，如在審的DE102011106139以及在審的PCT/EP2012/060505中所述的那樣，其詳細(xì)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
[0009]然而，在基于GPS的用于追蹤機(jī)器軌跡的系統(tǒng)的使用過(guò)程中會(huì)遇到許多困難。使用GPS技術(shù)的必要條件之一是在空中有足夠大的視角。如果視角太小，它會(huì)降低可看到的衛(wèi)星數(shù)目并降低該系統(tǒng)的精度。此外，例如由于高樓和樹(shù)木對(duì)GPS信號(hào)反射而產(chǎn)生的所謂多路徑效應(yīng)會(huì)影響GPS系統(tǒng)的精度。因此這種困難導(dǎo)致基于GPS的系統(tǒng)的精度不足，尤其是在擁擠的住宅區(qū)內(nèi)。
[0010]因此，對(duì)于用于自動(dòng)確定由這種銑刨機(jī)銑刨的面積或體積的改進(jìn)系統(tǒng)存在持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，其中通過(guò)觀察在銑刨鼓前方的待銑刨表面的輪廓來(lái)確定銑刨的橫截面面積和/或?qū)嶋H銑刨寬度。基于橫截面面積或銑刨寬度以及行駛距離，可以計(jì)算出統(tǒng)刨體積或統(tǒng)刨面積。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，提供用于確定由具有銑刨鼓的建筑機(jī)械銑刨的材料體積的一種系統(tǒng)，其中根據(jù)在銑刨鼓前方的待銑刨材料的橫截面面積和建筑機(jī)械在進(jìn)行有效銑刨時(shí)的行駛距離來(lái)確定所銑刨的材料體積。橫截面面積部分地通過(guò)銑刨鼓前方地表面的一個(gè)或多個(gè)輪廓特性的直接機(jī)器觀察來(lái)確定。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種確定由具有銑刨鼓的建筑機(jī)械銑刨的材料體積或銑刨的表面面積的方法，所述銑刨鼓具有鼓寬度，所述方法包括:
[0014](a)通過(guò)機(jī)器觀察檢測(cè)對(duì)應(yīng)于在銑刨鼓前方的待銑刨地表面的表面寬度的寬度參數(shù)，該地表面在銑刨鼓的銑刨深度上方延伸，表面寬度垂直于建筑機(jī)械的行駛方向，在步驟
(a)的至少一部分時(shí)間中，表面寬度小于銑刨鼓的寬度 '及
[0015](b)至少部分地根據(jù)寬度參數(shù)來(lái)確定銑刨的材料體積或銑刨的表面面積。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種確定當(dāng)銑刨寬度小于鼓寬度時(shí)由具有銑刨鼓的地面銑刨機(jī)銑刨的地面材料條帶的實(shí)際銑刨寬度的方法，所述方法包括檢測(cè)在銑刨鼓前方的先前銑刨區(qū)域的至少一個(gè)先前切割邊緣相對(duì)于銑刨鼓的位置。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種確定具有統(tǒng)刨鼓的建筑機(jī)械的使用量(usage)的方法，所述銑刨鼓具有鼓寬度，所述方法包括:
[0018](a)用至少一個(gè)輪廓傳感器檢測(cè)在銑刨鼓前方的地表面的至少一個(gè)輪廓參數(shù)；
[0019](b)用至少一個(gè)距離傳感器檢測(cè)與建筑機(jī)械的行駛距離相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)距離參數(shù)；以及
[0020](C)至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定建筑機(jī)械的使用量。
[0021]在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)確定銑刨的材料體積來(lái)測(cè)量該機(jī)械的使用量，以及在步驟(C)之前執(zhí)行步驟(d)，步驟(d)包括用至少一個(gè)深度傳感器來(lái)確定與銑刨鼓的銑刨深度相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)。在該實(shí)施例中，步驟(C)包括至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨的材料體積。步驟(a)和(d)可在相繼的時(shí)間重復(fù)執(zhí)行，以及步驟(C)可進(jìn)一步包括確定一系列銑刨的子體積并對(duì)子體積進(jìn)行求和，每一子體積與相繼的時(shí)間中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)確定由建筑機(jī)械銑刨的地表面的面積來(lái)測(cè)量該機(jī)械的使用量。在該實(shí)施例中，存在確定銑刨鼓是否正在有效銑刨地表面的附加步驟，且步驟(C)包括對(duì)于銑刨鼓在該時(shí)間間隔期間有效地銑刨地表面的所有時(shí)間間隔而言至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨的地表面面積。
[0023]在另一個(gè)實(shí)施例中，建筑機(jī)械包括機(jī)架，用于支撐機(jī)架的多個(gè)地面接合支撐件，從機(jī)架支撐的用于銑刨地表面的銑刨鼓，所述銑刨鼓具有鼓寬度，可操作用于檢測(cè)在銑刨鼓前方的地表面的至少一個(gè)輪廓參數(shù)的輪廓傳感器，可操作用于檢測(cè)與建筑機(jī)械行駛的距離相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)距離參數(shù)的距離傳感器，以及位于建筑機(jī)械上且與傳感器通信的機(jī)載處理器(on-board processor)，所述處理器配置成至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定建筑機(jī)械的使用量。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，建筑機(jī)械還包括配置成檢測(cè)與銑刨鼓的銑刨深度相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)的至少一個(gè)深度傳感器，且機(jī)載處理器配置成至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)測(cè)量作為銑刨材料體積的機(jī)械使用量。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，建筑機(jī)械包括機(jī)架，用于支撐機(jī)架的多個(gè)地面接合支撐件，從機(jī)架支撐的用于銑刨地表面的銑刨鼓，所述銑刨鼓具有鼓寬度，以及配置成檢測(cè)在銑刨鼓前方的先前銑刨區(qū)域的至少一個(gè)先前切割邊緣相對(duì)于銑刨鼓寬度的位置的至少一個(gè)傳感器。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施例中，建筑機(jī)械包括機(jī)架，用于支撐機(jī)架的多個(gè)地面接合支撐件，從機(jī)架支撐的用于銑刨地表面的銑刨鼓，所述銑刨鼓具有鼓寬度，以及配置成當(dāng)表面寬度小于銑刨鼓寬度時(shí)檢測(cè)與在銑刨鼓前方的待銑刨表面的表面寬度相對(duì)應(yīng)的寬度參數(shù)的至少一個(gè)傳感器。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]在結(jié)合附圖研讀以下公開(kāi)內(nèi)容時(shí)，本發(fā)明的各種目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是清楚明確的。
[0028]圖1是建筑機(jī)械的側(cè)視圖。
[0029]圖2是圖1所示的建筑機(jī)械在切割第一銑刨軌跡時(shí)的后視圖。
[0030]圖3是表不第一統(tǒng)刨軌跡外觀的不意性俯視圖。
[0031]圖4是類(lèi)似于圖3的示意性俯視圖，表示第一銑刨軌跡和與第一銑刨軌跡部分重疊的第二銑刨軌跡的外觀。
[0032]圖5是示出在銑刨圖4所示第二銑刨軌跡時(shí)的銑刨滾筒和側(cè)板的示意性俯視圖。
[0033]圖6是沿著圖5中的線(xiàn)6-6所取的示意性前視圖。
[0034]圖7是在一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0035]圖8是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0036]圖9是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0037]圖10是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0038]圖11是圖10中所示的銑刨的地表面的示意性俯視圖。
[0039]圖12是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0040]圖13是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0041]圖14是在另一種情景下在銑刨鼓前方的待銑刨體積的示意性前視橫截面視圖。
[0042]圖15是三角測(cè)量型激光輪廓掃描儀系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖。
[0043]圖16是圖15所示掃描儀系統(tǒng)的示意性立體圖。
[0044]圖17是類(lèi)似于圖16的示意性立體圖，示出激光或LED掃描儀系統(tǒng)的飛行時(shí)間(time of flight)模型。
[0045]圖18是安裝在一個(gè)側(cè)板內(nèi)的距離傳感器的示意性前視圖。
[0046]圖19是深度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意性后視圖，該深度傳感器使用與刮板(stripping plate)相關(guān)聯(lián)的接合水平地面的結(jié)構(gòu)梁。[0047]圖20是深度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意性后視圖，該深度傳感器使用內(nèi)置于將刮板連接到機(jī)架的活塞/缸體單元內(nèi)的集成傳感器。
[0048]圖21是深度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意性后視圖，該深度傳感器使用檢測(cè)刮板相對(duì)于側(cè)板的位置的傳感器。
[0049]圖22是深度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意性后視圖，該深度傳感器使用檢測(cè)刮板相對(duì)于側(cè)板的位置的線(xiàn)纜傳感器。
[0050]圖23是深度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意性后視圖，該深度傳感器使用位于刮板和側(cè)板兩者上的線(xiàn)纜傳感器。
[0051]圖24a至圖24c是示出傳感器的一系列示意性側(cè)視圖，所述傳感器能夠確定機(jī)架的傾斜度以便在機(jī)架不平行于地表面時(shí)校正銑刨深度測(cè)量值。
[0052]圖25是示出用于基于來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)確定銑刨體積的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意圖。
[0053]圖26是示出基于二維CXD攝像機(jī)的輪廓和距離傳感器系統(tǒng)的示意圖。
[0054]圖27是示出基于行掃描CXD攝像機(jī)的輪廓和傳感器系統(tǒng)的示意圖。
[0055]圖28是示出具有安裝于側(cè)板內(nèi)的第五輪式距離傳感器的側(cè)板的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]圖1中所示的機(jī)器10是一種建筑機(jī)械，即路面銑刨機(jī)，并描繪成代表具有處理地表面或交通表面14的銑刨鼓12的所有類(lèi)型的機(jī)器。機(jī)器10也可以是采礦機(jī)，例如其用于在露天開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦藏進(jìn)行開(kāi)采，其也被稱(chēng)為露天采礦機(jī)。機(jī)器10也可以是再生機(jī)或土壤穩(wěn)定機(jī)。
[0057]圖1中所示的機(jī)器10包括機(jī)架16，以剛性或高度可調(diào)的方式將銑刨鼓12支撐于該機(jī)架中。機(jī)器10由底盤(pán)承載，在圖1中所述底盤(pán)由履帶18形成。應(yīng)該理解也可以用車(chē)輪代替履帶。履帶通過(guò)升降柱17和19與機(jī)架16連接。銑刨材料可通過(guò)輸送機(jī)20裝載到運(yùn)輸車(chē)輛上。
[0058]使用升降柱17、19可將機(jī)架16提升或降低或移動(dòng)到相對(duì)于地表面或交通表面14的預(yù)定傾斜位置。支撐于機(jī)架16內(nèi)的銑刨鼓或銑刨滾筒12由滾筒殼體或外殼21封閉，滾筒殼體或外殼21在行駛方向23上所看到的前方朝向輸送機(jī)20開(kāi)放,輸送機(jī)20輸送處于機(jī)架前部中的銑刨材料。滾筒殼體21包括在銑刨鼓12的前面附近布置于任一側(cè)上的側(cè)板25和27。高度可調(diào)的刮板32配置于銑刨鼓12的后方。在操作中，刮板32接合由銑刨鼓12形成的銑刨軌跡34并刮鏟銑刨軌跡34的底部，從而不會(huì)在刮板32的后方在銑刨軌跡34內(nèi)剩下銑刨材料。
[0059]在其頂側(cè)上，機(jī)架16承載可包括艙室的操作員平臺(tái)13。操作員坐在或站在操作員平臺(tái)13上，并通過(guò)機(jī)器控制系統(tǒng)22控制機(jī)器10的功能。所述機(jī)器功能例如是銑刨鼓12的前進(jìn)速度、轉(zhuǎn)向、銑刨深度等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24設(shè)置成進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24也可集成于機(jī)器控制系統(tǒng)22內(nèi)。
[0060]為了自動(dòng)地確定由機(jī)器10銑刨的材料體積，多個(gè)傳感器位于機(jī)器上。這些傳感器只在圖1中示意性地示出，且在下面進(jìn)行更詳細(xì)地描述。也可被稱(chēng)為輪廓傳感器26的第一傳感器26配置成檢測(cè)在銑刨鼓12正前方的地表面14的至少一個(gè)輪廓參數(shù)。輪廓參數(shù)可以是對(duì)應(yīng)于銑刨鼓12正前方的地表面位置的任何信號(hào)或測(cè)量值。也可被稱(chēng)為深度傳感器28的第二傳感器28配置成檢測(cè)對(duì)應(yīng)于銑刨鼓12銑刨深度的至少一個(gè)深度參數(shù)。深度參數(shù)可以是對(duì)應(yīng)于銑刨鼓12銑刨深度的任何信號(hào)或測(cè)量值。也可被稱(chēng)為距離傳感器30的第三傳感器30配置成檢測(cè)對(duì)應(yīng)于機(jī)器10行駛的距離的至少一個(gè)距離參數(shù)。距離參數(shù)可以是對(duì)應(yīng)于機(jī)器10行駛的距離的任何信號(hào)或測(cè)量值。
[0061]圖2是在操作過(guò)程中的機(jī)器10的示意性后視圖。在圖2中，機(jī)器10在地表面14中切割出第一銑刨軌跡34A。銑刨鼓12具有鼓寬度36，從而第一銑刨軌跡34A的寬度等于鼓寬度36。
[0062]圖3是代表第一銑刨軌跡34A外觀的示意性俯視圖。在圖4中示意性地示出第二銑刨軌跡34B，且第二銑刨軌跡34B在重疊區(qū)域37內(nèi)與第一銑刨軌跡34A重疊。
[0063]圖5是示出當(dāng)銑刨鼓在第二銑刨軌跡34B切割過(guò)程中的銑刨鼓12和側(cè)板25和27的示意性俯視圖。圖6是沿著圖5中的線(xiàn)6-6所取的示意性橫截面視圖，示出在銑刨鼓12前方的地表面的輪廓。當(dāng)切割第二銑刨軌跡34B時(shí)，銑刨鼓12不是以其整個(gè)寬度進(jìn)行切割，而是僅切割減小的銑刨寬度38。
[0064]假設(shè)銑刨鼓12沿著與第一銑刨軌跡34A相同的高度來(lái)切割第二銑刨軌跡34B，然后為了確定被銑刨的材料體積，所需的信息包括減小的銑刨寬度38、銑刨深度、和沿著行駛方向23的切割距離。如果從被銑刨的表面面積來(lái)確定使用量，則可從減小的銑刨寬度38以及沿著行駛方向23的切割距離來(lái)確定表面面積。對(duì)于給定的時(shí)間間隔而言，該體積或面積可從該信息計(jì)算得出。對(duì)于一系列相繼的時(shí)間而言可以重復(fù)進(jìn)行該計(jì)算，以及可以加總相繼時(shí)間的子體積或子面積來(lái)獲得總銑刨體積或總銑刨面積。如在圖6中所看到的那樣，在銑刨鼓12前方的地表面14的輪廓僅僅是可能遇到的一般類(lèi)型的輪廓的一個(gè)示例。在圖7至圖14中示意性地表示可能在銑刨鼓12的正前方看到的各種地表面輪廓類(lèi)型的一些類(lèi)型。在每一種情況下，待銑刨的橫截面面積42加以陰影表示。
[0065]圖7表示如在最初的銑刨條帶34A的切割過(guò)程中所看到的高度均勻的地表面14。圖8表示類(lèi)似于切割第二銑刨條帶34B的情況，所述第二銑刨條帶34B與先前銑刨的條帶具有少量重疊。圖9表示銑刨項(xiàng)目的最后一道工序可能遇到的情況，其中存在相對(duì)狹窄的剩余待銑刨條帶。圖10表示存在未銑刨材料的島狀區(qū)域40的情況，該島狀區(qū)域40在每側(cè)上具有先前銑刨的邊緣。圖11以俯視圖示出了島狀區(qū)域40，其中可以看到島狀區(qū)域40的寬度在切割過(guò)程中可發(fā)生變化。
[0066]在圖7至圖10所示的所有示例中，假定銑刨鼓平行于地表面14取向，以使得切割深度在鼓寬度上是均勻的。但也存在還需要加以考慮的其它情況。例如，圖12表示其中以相對(duì)于地表面14的橫向坡度切割銑刨軌跡34的情況。圖13表示其中地表面14的高度不均勻的情況。圖14表示類(lèi)似于圖8的情況，除了第二銑刨軌跡34B的切割深度大于第一銑刨軌跡34A的切割深度之外。
[0067]對(duì)于在圖7至圖14中所示的所有情況而言，通過(guò)下述來(lái)確定銑刨體積或銑刨面積，即通過(guò)觀察在銑刨鼓正前方的地表面14的輪廓，如果是確定銑刨體積則測(cè)量銑刨鼓的銑刨深度，以及測(cè)量銑刨鼓在行駛方向上前進(jìn)的距離。從這些信息可以計(jì)算得出在行駛上述距離的期間或在給定的時(shí)間間隔期間的銑刨子體積或子面積。子體積或子面積可被稱(chēng)為子使用量。對(duì)于一系列的相繼時(shí)間而言可以重復(fù)進(jìn)行該計(jì)算，以及可以在任何需要的時(shí)間段上加總相繼時(shí)間的子體積或子面積以便獲得總銑刨體積或總銑刨面積。
[0068]本發(fā)明的系統(tǒng)提供一種用于確定機(jī)器10的使用量的方法，所述方法包括以下步驟:
[0069](a)用輪廓傳感器26檢測(cè)在銑刨鼓12前方的地表面14的至少一個(gè)輪廓參數(shù)；
[0070](b)用距離傳感器30檢測(cè)與建筑機(jī)械10在方向23上的行駛距離相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)距離參數(shù)；以及
[0071](C)至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定建筑機(jī)械的使用量。
[0072]如果使用量基于銑刨體積，則還有必要使用深度傳感器28來(lái)檢測(cè)與銑刨鼓的銑刨深度相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)。可根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定基于銑刨體積的使用量。可根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定基于銑刨面積的使用量。
[0073]該方法還可以提供:
[0074]在相繼的時(shí)間重復(fù)地執(zhí)行輪廓參數(shù)和深度參數(shù)的檢測(cè)；以及
[0075]通過(guò)確定一系列的子使用量并對(duì)子使用量進(jìn)行求和來(lái)確定使用量，每個(gè)子使用量與相繼的時(shí)間中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。相繼的時(shí)間可由選定的時(shí)間間隔進(jìn)行分隔，或者可由時(shí)間之間的選定固定距離進(jìn)行分隔。
[0076]輪廓參數(shù)可包括在銑刨鼓12前方的先前銑刨區(qū)域34A的至少一個(gè)先前切割邊緣15沿著鼓寬度36的位置。在這種情況下，由于在銑刨鼓12的前方存在先前銑刨區(qū)域34A，因此被銑刨材料的實(shí)際寬度38小于鼓寬度36。
[0077]在通常情況下，輪廓參數(shù)可包括檢測(cè)圖7至圖14中所示的任何輪廓類(lèi)型。
[0078]第一、第二和第三傳感器26、28和30的每個(gè)可使用許多不同類(lèi)型的傳感器，如下面進(jìn)一步解釋的那樣。
[0079]輪廓參數(shù)的確定
[0080]激光輪廓掃描儀-三角測(cè)暈方法
[0081]可用于第一傳感器26的一種技術(shù)是激光輪廓掃描儀，所述第一傳感器26用于確定在銑刨鼓12前方的地表面14的輪廓。這種掃描儀可以至少兩種不同的方法來(lái)測(cè)量到對(duì)象的距離。一種是使用三角測(cè)量的方法。另一種是使用反射信號(hào)的飛行時(shí)間直接測(cè)量距離。
[0082]在圖15和圖16中示意性地示出三角測(cè)量方法。圖15是側(cè)視圖且其示出第一傳感器26具有激光源26A和接收器26B。但應(yīng)該理解的是，激光源26A和接收器26B也可合并成一個(gè)集成的激光輪廓掃描儀單元。所述激光源26A將激光線(xiàn)向下投射到位于前進(jìn)的銑刨鼓12正前方的地表面14上。該狹窄的激光線(xiàn)在圖16中由44標(biāo)示，圖16是圖15所示系統(tǒng)的立體圖。在圖16中未示出激光源。沿線(xiàn)44所反射的光46由接收器26B所接收。
[0083]由于先前的切割邊緣15，在激光束44中容易地顯現(xiàn)出移位或梯級(jí)44A。因?yàn)榧す庠?6A和接收器26B的確切位置以及它們之間的角度48是已知的，代表邊緣15位置的梯級(jí)44A位置可通過(guò)三角測(cè)量來(lái)確定。激光掃描儀測(cè)量機(jī)器和街道表面之間的距離。信號(hào)轉(zhuǎn)換成投射到街道上的笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)?？赏ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)梯度方法實(shí)現(xiàn)梯級(jí)44A的檢測(cè)。
[0084]適用于如上所述的一種合適的激光輪廓掃描儀是從德國(guó)歐文的勞易測(cè)電子有限兩合公司(Leuze electronic GmbH&C0.KG)獲得的LPS36激光測(cè)量系統(tǒng)。
[0085]激光輪廓掃描儀-飛行時(shí)間方法
[0086]可用于第一傳感器26的另一種技術(shù)是激光輪廓掃描儀26C，其經(jīng)由反射光的飛行時(shí)間來(lái)測(cè)量距離。圖17示意性地示出這種系統(tǒng)。圖17是類(lèi)似于圖16的示意性立體圖。激光輪廓掃描儀26C以49所示的扇形形狀向下投射扇形的激光，以便照亮在銑刨鼓12前方的地面上的線(xiàn)44。包含于激光輪廓掃描儀26C中的傳感器測(cè)量所反射光的飛行時(shí)間，以便確定到地表面上沿著線(xiàn)44的各點(diǎn)的距離。掃描儀26C具有以虛線(xiàn)指示的工作范圍50。工作范圍50被劃分成縱欄50A, 50B等,且掃描器26C內(nèi)的內(nèi)部處理器評(píng)估所反射的光,并檢測(cè)在其限定的每個(gè)縱欄內(nèi)的表面高度。這種掃描儀可測(cè)量在其每個(gè)縱欄內(nèi)的高度，并且也可以經(jīng)由高度的突然變化來(lái)沿著銑刨鼓12寬度識(shí)別邊緣15的位置。
[0087]可用作掃描儀26C的一種市場(chǎng)上可得到的掃描儀是可從德國(guó)瓦德奇的西克公司(Sick, AG)獲得的LMS100激光測(cè)量系統(tǒng)。
[0088]LED輪廓掃描儀-飛行時(shí)間方法
[0089]可用于第一傳感器26的另一種技術(shù)是LED掃描儀26D。LED掃描儀26D以類(lèi)似于圖17中所示的激光輪廓掃描儀26C的飛行時(shí)間模型來(lái)取向和操作。然而，該LED掃描儀使用LED光源代替激光源。
[0090](XD攝像機(jī)傳感器
[0091]用于檢測(cè)地表面輪廓的另一種方法使用CCD攝像機(jī)作為輪廓傳感器。使用對(duì)由CCD攝像機(jī)所記錄的圖像進(jìn)行算法分析來(lái)檢測(cè)輪廓。因此，CCD攝像機(jī)可檢測(cè)先前切割邊緣的位置。此外，可以從用CCD攝像機(jī)所收集的數(shù)據(jù)計(jì)算得出所檢測(cè)到的先前切割邊緣的高度。在圖26和圖27中示出將CCD攝像機(jī)用作檢測(cè)器的兩種不同的情景。
[0092]在圖26中，二維CXD攝像機(jī)26F'觀察由一個(gè)或多個(gè)激光源26F"照亮的二維區(qū)域。同一 CXD攝像機(jī)26F'可用于通過(guò)圖像數(shù)據(jù)處理來(lái)測(cè)量機(jī)器10的行駛速度。為了數(shù)據(jù)的圖像處理，可提供替代性的漫射光源30F"。因此，單個(gè)CXD攝像機(jī)26F'可起到輪廓傳感器26F'和距離傳感器30F'兩者的功能。通常而言，圖26的實(shí)施例示出了一種原理，SP取決于所用技術(shù)，一臺(tái)設(shè)備可提供第一、第二和第三傳感器26、28和30中的一個(gè)以上的功倉(cāng)泛。
[0093]在圖27中，行掃描CXD攝像機(jī)26G,觀察跨越被切割的地表面寬度的線(xiàn)，且所觀察的區(qū)域可由光源26G"照亮，該光源可為漫射光源。
[0094]水平距離測(cè)量
[0095]由第一傳感器26所測(cè)量的輪廓參數(shù)也可以是在銑刨鼓前方的待銑刨寬度38的更直接測(cè)量值。這種系統(tǒng)在圖18中示出，該圖是類(lèi)似于圖6的視圖，示出位于側(cè)板25內(nèi)的傳感器26E。傳感器26E發(fā)出信號(hào)，并接收沿著路徑52所反射的信號(hào)以便測(cè)量從銑刨鼓12的邊緣到先前切割邊緣15的距離54。
[0096]可基于幾種不同的技術(shù)來(lái)操作傳感器26E。傳感器26E可為基于激光的傳感器。傳感器26E可為基于LED的傳感器。傳感器26E可基于超聲波感測(cè)。
[0097]用于檢測(cè)先前切割邊緣15的傳感器26E可被描述成從銑刨機(jī)側(cè)板支撐的非接觸式距離傳感器，側(cè)板位于先前銑刨的區(qū)域34A上，非接觸式距離傳感器橫向于建筑機(jī)械的行駛方向23指向。第二個(gè)相同的傳感器可從相對(duì)的側(cè)板支撐。
[0098]應(yīng)該指出的是上述所有的輪廓傳感器可被描述成涉及輪廓參數(shù)的機(jī)器觀察。機(jī)器觀察意味著通過(guò)使用傳感器，而不是通過(guò)對(duì)表面輪廓的人工測(cè)量或人工觀察進(jìn)行。
[0099]深度參數(shù)的確定[0100]用于確定銑刨鼓12的銑刨深度56 (參照?qǐng)D15)的各種技術(shù)是已知的，如在授予貝爾寧(Berning)等人并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國(guó)專(zhuān)利第8，246，270號(hào)中所述的那樣，其詳細(xì)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。圖19至圖24示出各種深度感測(cè)技術(shù)。
[0101]圖19中所示的實(shí)施例示出結(jié)構(gòu)梁59作為深度測(cè)量傳感器28A的一個(gè)組件。結(jié)構(gòu)梁59放置于地表面14上，且在刮板32處在以線(xiàn)性且正交于刮板32底緣62的方式延伸的槽60內(nèi)受到引導(dǎo)。應(yīng)該理解的是在刮板32中可設(shè)置兩個(gè)相互平行的槽60或者用作檢測(cè)裝置的梁59可以不同的方式受到引導(dǎo)以便成為高度可調(diào)的。深度傳感器28A的位置傳感器61檢測(cè)梁59相對(duì)于刮板32的位移。如果使用兩個(gè)水平間隔開(kāi)的槽60，則其可以分別檢測(cè)銑刨軌跡34左側(cè)的和銑刨軌跡34右側(cè)的銑刨深度。此外，這提供了確定機(jī)架16相對(duì)于地表面14的傾斜度的可能性。
[0102]圖20示出了深度傳感器28B的另一實(shí)施例，其中刮板32可通過(guò)液壓裝置升高或降低。液壓裝置由具有集成的位置感測(cè)系統(tǒng)的活塞/缸體單元63、64形成。這意味著活塞/缸體單元63、64不僅允許刮板的行程運(yùn)動(dòng)，而且此外生成位置信號(hào)。在活塞/缸體單元63,64內(nèi)的該位置信號(hào)發(fā)生器提供了深度傳感器28B。
[0103]如從圖20明顯看出的那樣，活塞/缸體單元63、64具有連接到機(jī)架16的一端以及連接到刮板32的另一端。
[0104]圖21示出了深度傳感器28C的實(shí)施例，其中直接測(cè)量所述側(cè)板25和/或27與刮板32之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以便檢測(cè)銑刨軌跡34的銑刨深度。為了實(shí)現(xiàn)上述，例如在側(cè)板25或27處以及與其相對(duì)的在刮板32處設(shè)置深度傳感器28C的元件66和68，上述元件允許檢測(cè)刮板32相對(duì)于側(cè)板25或27的相對(duì)位移。該位移對(duì)應(yīng)于圖21中的銑刨深度56。例如，測(cè)量相對(duì)位移的這種傳感器28C可通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)(例如通過(guò)用光學(xué)傳感器讀取數(shù)值)或通過(guò)電磁或電感系統(tǒng)形成。
[0105]作為一種替代方案且在圖22中示出，在側(cè)板25或27與刮板32之間的相對(duì)位置感測(cè)傳感器28D也可由線(xiàn)纜70與線(xiàn)纜傳感器(cable-line sensor) 72相結(jié)合來(lái)形成。線(xiàn)纜70 —方面與刮板32耦聯(lián)，另一方面通過(guò)導(dǎo)向滾筒74與側(cè)板25或27中的至少一個(gè)耦聯(lián)，這樣來(lái)自線(xiàn)纜傳感器28D的信號(hào)可立即指示當(dāng)前銑刨深度的值。
[0106]如圖23和圖24a_24c中所示那樣，通過(guò)借助于線(xiàn)纜78和線(xiàn)纜傳感器80或借助于具有集成的位置感測(cè)裝置的活塞/缸體單元74、76來(lái)監(jiān)測(cè)側(cè)板25和/或27相對(duì)于機(jī)架16的位置，側(cè)板25和/或27本身可用作深度傳感器28E的組件。
[0107]例如，測(cè)量裝置也可測(cè)量側(cè)板25和27相對(duì)于機(jī)架16的位移。如果使用兩個(gè)測(cè)量裝置，則在行駛方向上看時(shí)一個(gè)測(cè)量裝置位于側(cè)板的前方而一個(gè)測(cè)量裝置位于側(cè)板的后方，也可以通過(guò)比較銑刨滾筒12兩側(cè)上的兩個(gè)側(cè)板的測(cè)量值來(lái)確定機(jī)架16相對(duì)于地表面14的縱向傾斜度或還確定機(jī)架16的橫向傾斜度。
[0108]圖23示出一個(gè)實(shí)施例，其中包括安裝到機(jī)架16上的線(xiàn)纜傳感器84的線(xiàn)纜82布置于刮板32的兩側(cè)上。在機(jī)器的任一側(cè)上，側(cè)板25和27也設(shè)有緊固在機(jī)架16處的線(xiàn)纜78和線(xiàn)纜傳感器80。從用于側(cè)板25和27的線(xiàn)纜傳感器80和刮板32的線(xiàn)纜傳感器84的測(cè)量值之間的差異來(lái)確定銑刨深度56。在此，應(yīng)優(yōu)選在相同的大致垂直平面內(nèi)進(jìn)行測(cè)量以便避免測(cè)量誤差。
[0109]圖24a至圖24c示出用于側(cè)板和刮板的線(xiàn)纜傳感器80、84，由于線(xiàn)纜傳感器在大致同一平面內(nèi)以一個(gè)在另一個(gè)后面的方式布置，因此附圖僅示出線(xiàn)纜傳感器80、84。
[0110]圖24a、圖24b和圖24c示出地表面14不平行于機(jī)架16的情況，其中由測(cè)量裝置指示的測(cè)得的銑刨深度值由于角度誤差而必須被校正，因?yàn)闄C(jī)架16的縱向傾斜度破壞在刮板32水平處的測(cè)量信號(hào)。由于固定的幾何關(guān)系，即刮板32到銑刨滾筒12旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的距離，獲得在行駛方向上從水平方向的角度偏移，可以校正所測(cè)得的銑刨深度值，且可以計(jì)算得出在銑刨滾筒軸線(xiàn)水平處的當(dāng)前銑刨深度。例如從履帶組件18的升降柱17、19或活塞/缸體單元74、76的位置可以確定在行駛方向上的角度偏移。
[0111]從圖24a至圖24c還明顯示出側(cè)板25和27相對(duì)于機(jī)架16樞轉(zhuǎn)到何種程度。由于活塞/缸體單元74、76也設(shè)有位置感測(cè)系統(tǒng)，這些測(cè)量信號(hào)可用作線(xiàn)纜傳感器80的替代方案以便確定側(cè)板25或27與機(jī)架16相距的距離。
[0112]圖24c示出適于機(jī)架16的地表面平行定位的至少一個(gè)側(cè)板25的位置。圖24a至圖24c中所示的刮板32位于滾筒殼體21處，這樣可明確地確定刮板32從旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)到銑刨滾筒12的距離，以便允許對(duì)不平行于地表面的機(jī)架16計(jì)算銑刨深度校正。
[0113]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24可從所接收到的位置感測(cè)信號(hào)計(jì)算得出在銑刨滾筒軸線(xiàn)的水平處的當(dāng)前銑刨深度，且其還可以生成用于垂直調(diào)節(jié)銑刨滾筒12的控制信號(hào)。
[0114]優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24可自動(dòng)地控制至少一個(gè)后部升降柱19在行駛方向看到的升降狀態(tài)，以便建立機(jī)架16和地表面14之間的平行狀態(tài)或相對(duì)于水平面或相對(duì)于預(yù)定的所需銑刨平面的平行狀態(tài)。
[0115]此外，輪廓傳感器26可與其它傳感器結(jié)合使用來(lái)確定統(tǒng)刨深度。例如,在統(tǒng)刨鼓前方的輪廓傳感器26可測(cè)量傳感器26與地表面之間的距離。傳感器26的位置相對(duì)于機(jī)架16是固定的。如果測(cè)量得到刮板32相對(duì)于機(jī)架16從而相對(duì)于傳感器26的位置，傳感器26諸如是線(xiàn)纜傳感器，以及已知機(jī)架16相對(duì)于地表面的間距，則可計(jì)算得出銑刨深度。參照?qǐng)D1，該實(shí)施例可描述成具有用至少一個(gè)輪廓傳感器26檢測(cè)到的至少一個(gè)深度參數(shù)和用至少一個(gè)深度傳感器28檢測(cè)到的銑刨表面深度參數(shù)，所述至少一個(gè)深度參數(shù)包括未切割的地表面深度參數(shù)。
[0116]類(lèi)似地，另一種激光掃描儀可用作深度傳感器來(lái)測(cè)量與第二激光掃描儀相距的距離以及機(jī)架與銑刨鼓后方的銑刨表面相距的距離。如果機(jī)架平行于地表面，則可以通過(guò)將由前部激光掃描儀所測(cè)得的距離從由后部激光掃描儀所測(cè)得的距離中減去來(lái)確定銑刨深度。如果機(jī)架不平行，則可以使用機(jī)架的傾斜度從前部和后部激光掃描儀的測(cè)量值來(lái)確定銑刨深度。
[0117]距離參數(shù)的確定
[0118]用于確定行駛距離的非接觸式傳感器
[0119]可用于第三傳感器30的一種技術(shù)與在計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)中使用的技術(shù)類(lèi)似，且檢測(cè)在地表面上的其視域內(nèi)的對(duì)象并測(cè)量在視域中那些對(duì)象的位置變化以得出行駛距離。
[0120]可用作第二傳感器28的一種商業(yè)上可得到的非接觸式傳感器是從德國(guó)慕尼黑的SMG工程公司(SMG Engineering e.K.)獲得的Luxact傳感器。
[0121]地面接合距離傳感器
[0122]可用于測(cè)量行駛距離的另一種技術(shù)是諸如在圖1中由30A示意性示出的“第五輪”式地面接合傳感器。該傳感器可被描述成地面接合自由輪式距離傳感器。[0123]可用作傳感器30A的一種商業(yè)上可得到的傳感器是從美國(guó)猶他州奧勒姆的GMH工程公司(GMH Engineering)獲得的型號(hào)HFW80第五輪式傳感器。
[0124]“第五輪”式傳感器裝置的備選實(shí)施例在圖28中示意性地示出。其是示出側(cè)板25，27之一的示意性側(cè)視圖。側(cè)板內(nèi)的切除部98允許第五輪式傳感器30A'安裝于側(cè)板內(nèi)。傳感器30A'可通過(guò)重力保持接觸地面。
[0125]基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的距離測(cè)暈
[0126]由機(jī)器10行駛的距離也可使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global NavigationSatellite System,GNSS)的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量，或通過(guò)使用基于本地的參考系統(tǒng)諸如全站儀(total station)來(lái)測(cè)量。
[0127]如圖2中可以看到的那樣，GNSS接收器30B'和/或30B"可布置于操作員平臺(tái)13的上方，例如布置于操作員艙室的頂上，所述GNSS接收器優(yōu)選以如此的方式布置以至于當(dāng)機(jī)器10水平對(duì)準(zhǔn)時(shí)所述GNSS接收器與銑刨鼓12的銑刨鼓軸線(xiàn)處于共同的豎直平面內(nèi)。
[0128]GNSS接收器30B'和/或30B"形成機(jī)器10上的參考點(diǎn)，由此可確定當(dāng)前的機(jī)器位置。
[0129]也可以選擇機(jī)器10上的其它參考點(diǎn)，在這種情況下，用于計(jì)算機(jī)器位置的定位數(shù)據(jù)則必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的校正。與用于計(jì)算相關(guān)的機(jī)器位置是銑刨鼓12關(guān)于其縱向延伸的中心。如果僅僅使用單個(gè)的GNSS接收器，則因此當(dāng)機(jī)器10位于水平面上或機(jī)架16水平對(duì)準(zhǔn)時(shí)，優(yōu)選的是該GNSS接收器垂直地定位于銑刨鼓12的所述中心位置的上方。即使GNSS接收器精確地附接在該位置內(nèi)，定位數(shù)據(jù)也需要校正。如果機(jī)器始終在水平面上工作且在這樣做時(shí)在縱向和橫向兩個(gè)方向上保持相同程度的平行對(duì)準(zhǔn)，則只有這時(shí)才可省略校正。一旦存在機(jī)器10相對(duì)于水平面的橫向或縱向傾斜度，就必須得進(jìn)行校正，且?guī)缀蹩偸侨绱恕４嬖谶m當(dāng)?shù)膬A斜度傳感器以便達(dá) 到該目的。
[0130]也可以使用如圖2中所示的兩個(gè)GNSS接收器3(^和30B"。當(dāng)使用如圖2中所示的兩個(gè)GNSS接收器30B ^和30B"時(shí)，這些GNSS接收器最好位于在銑刨鼓軸線(xiàn)垂直上方的平面內(nèi)，并處于相同的高度處。但是應(yīng)該理解的是兩個(gè)GNSS接收器30B'和30B"也可布置于機(jī)器10的其它位置處。
[0131]GNSS接收器30B'和30B"理想情況下應(yīng)布置于操作員平臺(tái)13的頂上，這樣使得一方面來(lái)自反射信號(hào)的干擾盡可能地小，另一方面當(dāng)駕駛通過(guò)由樹(shù)木包圍的銑刨面積時(shí)，至少一個(gè)GNSS接收器不會(huì)由于樹(shù)木而失去同所有衛(wèi)星的聯(lián)系。
[0132]此外，可以使用來(lái)自固定GNSS接收器31或數(shù)據(jù)參考服務(wù)的參考位置數(shù)據(jù)來(lái)提高確定機(jī)器位置的精度。作為用于確定機(jī)器位置的另一種備選方案，也可以使用全站儀29，其能夠三維地追蹤機(jī)器上的參考點(diǎn)，對(duì)此而言也可使用多個(gè)全站儀29。如果使用全站儀，則GNSS接收器必須由被稱(chēng)為全站儀接收器的測(cè)量棱鏡來(lái)代替。
[0133]機(jī)器10的當(dāng)前位置可由GNSS或全站儀接收器來(lái)記錄，從而可以通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器24來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)沿著銑刨軌跡的行駛距離長(zhǎng)度。
[0134]基于機(jī)器數(shù)據(jù)的距離測(cè)暈
[0135]用于測(cè)量行駛距離的另一種技術(shù)是使用機(jī)器數(shù)據(jù)(例如地面接合履帶18的行駛速度)以便估計(jì)由機(jī)器10行駛的距離。
[0136]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[0137]機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24設(shè)置成用于接收來(lái)自傳感器26、28和30的信息，以及用于確定和保存與銑刨材料體積相對(duì)應(yīng)或與銑刨的表面面積相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并傳送該數(shù)據(jù)。圖25示意性地示出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24以及其與各個(gè)傳感器的連接。
[0138]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24還包括處理器86、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)88、數(shù)據(jù)庫(kù)90和I/O平臺(tái)或模塊92，所述I/O平臺(tái)或模塊92通?？砂ㄓ沙绦蛑噶罡鶕?jù)在下面更詳細(xì)描述的方法或步驟所生成的用戶(hù)界面。
[0139]如本文所用的術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”可指代單獨(dú)的任何非短暫性介質(zhì)88，或作為多個(gè)非暫時(shí)性存儲(chǔ)介質(zhì)88之一，在其內(nèi)承載包括處理器可執(zhí)行的軟件、指令或程序模塊的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品94，上述軟件、指令或程序模塊在執(zhí)行時(shí)提供數(shù)據(jù)或以其它方式導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行主題，或以如本文進(jìn)一步限定的特定的方式進(jìn)行另外的操作。還應(yīng)該理解的是可以組合使用多于一種類(lèi)型的存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)從軟件、指令或程序模塊最初位于其上的第一存儲(chǔ)介質(zhì)將處理器可執(zhí)行的軟件、指令或程序模塊傳送到用于執(zhí)行的處理器。
[0140]如本文通常使用的“存儲(chǔ)介質(zhì)”還可包括但不限于傳輸介質(zhì)和/或存儲(chǔ)介質(zhì)?！按鎯?chǔ)介質(zhì)”也可以等同的方式指代易失性和非易失性、可移除和不可移除的介質(zhì)，至少包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、芯片存儲(chǔ)器設(shè)備、光盤(pán)或磁盤(pán)存儲(chǔ)器設(shè)備、閃存設(shè)備或可用于以處理器可訪問(wèn)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何其它介質(zhì)，并且除另外注明之外否則可存在于單個(gè)計(jì)算平臺(tái)上，或分布在多個(gè)這樣的平臺(tái)中?！皞鬏斀橘|(zhì)”可包括任何有形介質(zhì)，其能夠有效地允許存在于介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行的軟件、指令或程序模塊由處理器來(lái)讀取并執(zhí)行，包括但不限于電線(xiàn)、電纜、光纖和諸如本領(lǐng)域內(nèi)已知的無(wú)線(xiàn)介質(zhì)。
[0141]本文所用的術(shù)語(yǔ)“處理器”可指代至少通用或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備和/或邏輯，如由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，其包括但不限于單線(xiàn)程或多線(xiàn)程處理器、中央處理器、父處理器(parent processor)、圖形處理器、媒體處理器等。
[0142]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24從輪廓傳感器26接收與在銑刨鼓前方的地表面14的至少一個(gè)輪廓參數(shù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24從深度傳感器28接收與銑刨鼓12的銑刨深度56相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24從距離傳感器30接收與建筑機(jī)械10的行駛距離相對(duì)應(yīng)的距離參數(shù)的數(shù)據(jù)。然后，系統(tǒng)24基于程序94至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨材料體積?；蛘撸绻阢娕倜娣e來(lái)測(cè)量使用量，則系統(tǒng)24至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨面積。
[0143]下面是確定一系列銑刨子體積的示例。在任何給定時(shí)間，可測(cè)量輪廓參數(shù)和深度參數(shù)，從其可確定在那個(gè)時(shí)刻的被銑刨的橫截面面積。為了確定銑刨子體積，必須確定對(duì)于給定時(shí)間點(diǎn)而言與所確定的橫截面面積相關(guān)聯(lián)的銑刨距離。該距離可以是緊接在給定時(shí)間前的距離，或是緊隨在給定時(shí)間后的距離，或跨越給定時(shí)間的距離。
[0144]此外，可以使用橫截面面積一次以上。例如,如果在兩個(gè)相繼的時(shí)間確定橫截面面積，并且如果所使用的距離是這兩個(gè)時(shí)間之間的行駛距離，則可基于行駛的距離乘以?xún)蓚€(gè)相繼的橫截面面積的平均值來(lái)計(jì)算子體積。也可使用其它公式，所有這些在選定的時(shí)間間隔期間或在選定的距離間隔期間都能提供銑刨子體積的近似值。應(yīng)該理解的是執(zhí)行的計(jì)算越頻繁，則子體積越小，銑刨的總體積計(jì)算就越準(zhǔn)確。
[0145]如果使用量的確定基于銑刨面積而不是基于銑刨體積，進(jìn)行與上述相同的過(guò)程，不同之處在于不是確定銑刨的橫截面面積，而只需要確定實(shí)際銑刨寬度。[0146]如果用于確定子體積或子面積所用的間隔是基于時(shí)間的，則時(shí)間間隔優(yōu)選在從
0.1到I秒的范圍內(nèi)。更一般地，時(shí)間間隔可優(yōu)選被描述成不大于十秒?？梢酝ㄟ^(guò)處理器86的內(nèi)部時(shí)鐘96確定時(shí)間間隔。
[0147]如果用于確定子體積或子面積所用的間隔是基于距離的，則距離間隔優(yōu)選在從I到10厘米的范圍內(nèi)。更一般地，距離間隔可優(yōu)選被描述成不大于100厘米。
[0148]以這種方式提供一種系統(tǒng)，建筑機(jī)械10可通過(guò)該系統(tǒng)連續(xù)地監(jiān)測(cè)并記錄銑刨的材料體積或面積。這允許自動(dòng)地記錄保存和報(bào)告銑刨體積或銑刨面積。該數(shù)據(jù)有利于項(xiàng)目管理，諸如報(bào)告銑刨體積或銑刨面積，以便根據(jù)工作合同確定應(yīng)有的補(bǔ)償。該同一數(shù)據(jù)也可以提供用于在銑刨設(shè)備上的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃的基礎(chǔ)，其原因在于銑刨的體積或銑刨的面積與機(jī)械磨損高度相關(guān)。
[0149]雖然上述系統(tǒng)已主要在確定銑刨材料體積的背景下進(jìn)行了論述，但是應(yīng)該理解的是僅僅通過(guò)使用輪廓參數(shù)和距離參數(shù)，同樣的系統(tǒng)可確定已被銑刨的表面面積。當(dāng)確定被銑刨的面積時(shí)，也有必要確定銑刨鼓是否有效地銑刨地面。用于確定銑刨鼓是否有效地銑刨地面的一種技術(shù)是提供附接到機(jī)架16上的加速度傳感器33。如果銑刨鼓12有效地銑刨地面，這可從由加速度傳感器33檢測(cè)到的振動(dòng)來(lái)確定。用于確定銑刨鼓12有效操作的其它技術(shù)包括分析機(jī)器10的工作參數(shù)，諸如給銑刨鼓12提供動(dòng)力的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。
[0150]因此可以看出本發(fā)明的裝置和方法可容易地實(shí)現(xiàn)所提及的以及其中固有的那些目的和優(yōu)點(diǎn)。雖然為了本公開(kāi)的目的已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在部件和步驟的布置和構(gòu)造方面做出許多變化，上述變化涵蓋于由本申請(qǐng)權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種確定建筑機(jī)械(10)的使用量的方法，所述建筑機(jī)械包括銑刨鼓(12)，所述銑刨鼓(12)具有鼓寬度(36),所述方法包括: (a)用至少一個(gè)輪廓傳感器(26)檢測(cè)在銑刨鼓(12)前方的地表面(14)的至少一個(gè)輪廓參數(shù)； (b)用至少一個(gè)距離傳感器(30)檢測(cè)與建筑機(jī)械(10)的行駛距離相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)距離參數(shù)；以及 (c)至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定建筑機(jī)械(10)的使用量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)確定由建筑機(jī)械(10)銑刨的材料體積來(lái)測(cè)量機(jī)械(10)的使用量，所述方法進(jìn)一步包括: 在步驟(c)之前的步驟(d):用至少一個(gè)深度傳感器(28)來(lái)確定與銑刨鼓(12)的銑刨深度(56)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)；以及 其中步驟(c)包括至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨的材料體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 在相繼的時(shí)間重復(fù)執(zhí)行步驟(a)和(d);以及 步驟(C)進(jìn)一步包括確定一系列銑刨的子體積并對(duì)子體積進(jìn)行求和，每一子體積與相繼的時(shí)間中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:` 在步驟(a)中，至少一個(gè)輪廓參數(shù)包括在銑刨鼓(12)前方的沿著先前銑刨區(qū)域的至少一個(gè)先前切割邊緣的鼓寬度(36)的位置；以及 步驟(c)進(jìn)一步包括考慮由于在銑刨鼓(12)的前方存在先前銑刨區(qū)域而導(dǎo)致小于鼓寬度(36)的實(shí)際材料寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 在步驟(a)中，用于檢測(cè)至少一個(gè)先前切割邊緣(15)的至少一個(gè)輪廓傳感器(26)包括從銑刨機(jī)(10)的側(cè)板(27)支撐的非接觸式距離傳感器(30)，所述側(cè)板(27)位于先前銑刨區(qū)域上，非接觸式距離傳感器(30)橫向于建筑機(jī)械(10)的行駛方向指向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 在步驟(a)中，所述至少一個(gè)輪廓參數(shù)與在銑刨鼓(12)前方的待銑刨地表面(14)的不同表面高度相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)確定由建筑機(jī)械(10)銑刨的地表面(14)的面積來(lái)測(cè)量機(jī)器(10)的使用量，所述方法進(jìn)一步包括: 確定銑刨鼓(12)是否有效地銑刨地表面(14);以及 其中步驟(c)包括對(duì)于銑刨鼓(12)在該時(shí)間間隔期間有效地銑刨地表面的所有時(shí)間間隔而言至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定銑刨的地表面的面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于: 在相繼的時(shí)間執(zhí)行步驟(a);以及 步驟(C)還包括確定相繼的時(shí)間之間的一系列銑刨子面積并對(duì)子面積進(jìn)行求和。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 在步驟(b)中，所述至少一個(gè)距離傳感器包括非接觸式傳感器，該非接觸式傳感器配置成檢測(cè)該非接觸式傳感器在地表面上的視域內(nèi)的對(duì)象并測(cè)量在視域中的這些對(duì)象的位置變化。
10.一種建筑機(jī)械(10),其包括: 機(jī)架(16)； 用于支撐機(jī)架的多個(gè)地面接合支撐件； 從機(jī)架支撐的用于銑刨地表面的銑刨鼓(12)，所述銑刨鼓具有鼓寬度(36)； 至少一個(gè)輪廓傳感器(26)，其配置成檢測(cè)在銑刨鼓(12)前方的地表面(14)的至少一個(gè)輪廓參數(shù)； 至少一個(gè)距離傳感器(30)，其配置成檢測(cè)與建筑機(jī)械(10)的行駛距離相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)距離參數(shù)；以及 位于建筑機(jī)械(10)上且與傳感器通信的機(jī)載處理器(86)，所述處理器配置成至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)確定建筑機(jī)械(10)的使用量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的建筑機(jī)械，其特征在于: 所述處理器(86)配置成在相繼的時(shí)間重復(fù)地接收至少一個(gè)輪廓參數(shù)和至少一個(gè)距離參數(shù)，并確定一系列的銑刨子體積，并對(duì)子體積進(jìn)行求和。
12.根據(jù)權(quán)利要求10 或11所述的建筑機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輪廓傳感器(26)包括激光輪廓掃描儀或包括LED對(duì)象檢測(cè)傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的建筑機(jī)械，其特征在于，所述激光輪廓掃描儀配置成通過(guò)三角測(cè)量法或飛行時(shí)間測(cè)量法來(lái)檢測(cè)所述至少一個(gè)輪廓參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的建筑機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輪廓傳感器(26)包括從建筑機(jī)械(10)的側(cè)板(25)支撐的非接觸式距離傳感器(30)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的建筑機(jī)械，其特征在于，還包括: 至少一個(gè)深度傳感器(28)，其配置成檢測(cè)與銑刨鼓(12)的銑刨深度(56)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)深度參數(shù)；以及 其中機(jī)載處理器配置成至少部分地根據(jù)輪廓參數(shù)、深度參數(shù)和距離參數(shù)來(lái)測(cè)量作為由建筑機(jī)械(10)銑刨的材料體積的建筑機(jī)械(10)的使用量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的建筑機(jī)械,其特征在于: 所述至少一個(gè)深度傳感器(28)包括所述至少一個(gè)輪廓傳感器(26)，所述至少一個(gè)輪廓傳感器(26)配置成與配置成檢測(cè)銑刨表面(14)的高度的另一個(gè)深度傳感器組合來(lái)檢測(cè)未切割的地表面(14)的高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的建筑機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)距離傳感器(30)包括非接觸式傳感器，該非接觸式傳感器配置成檢測(cè)在地表面(14)上該非接觸式傳感器的視域內(nèi)的對(duì)象并測(cè)量在視域中的這些對(duì)象的位置變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的建筑機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)距離傳感器包括地面接合自由輪式距離傳感器或GNSS傳感器或全站儀傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的建筑機(jī)械，其特征在于: 所述至少一個(gè)輪廓傳感器和所述至少一個(gè)距離傳感器(30)兩者至少部分地包括在單個(gè)的兩用傳感器組件中，或?yàn)閱为?dú)的組件。
【文檔編號(hào)】E01C23/088GK103711062SQ201310465198
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】S·保爾森, S·瓦格納, K·沃爾曼, L·施瓦爾巴赫, C·巴里馬尼, G·亨 申請(qǐng)人:維特根有限公司