專利名稱：為布置移動(dòng)采掘機(jī)的自動(dòng)控制確定線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布置移動(dòng)采掘機(jī)的自動(dòng)控制，更具體而言是涉及教導(dǎo)用于采掘機(jī)的線路，以便布置采掘機(jī)的自動(dòng)控制。
背景技術(shù)：
各種移動(dòng)采掘機(jī)，諸如鑿巖鉆機(jī)、裝運(yùn)設(shè)備在礦井中得到應(yīng)用?？梢匀斯せ驘o(wú)人操作采掘機(jī)。例如可以從控制室遠(yuǎn)程控制無(wú)人操作采掘機(jī)，并且這些采掘機(jī)可具有適用于確定位置的測(cè)量裝置。假設(shè)能確定機(jī)器的位置，則可以控制無(wú)人操作采掘機(jī)在礦井中沿著期望的線路行進(jìn)。舉例來(lái)說(shuō)，可利用激光掃描儀來(lái)確定機(jī)器的位置。WO 2007/012198公開了一種自動(dòng)導(dǎo)引采礦車輛的方法。通過(guò)人工或者遙控操作來(lái)駕駛采礦車輛，操作人員教導(dǎo)采礦車輛在不受操作人員干預(yù)的情況下沿著線路行進(jìn)。US 5 615 116還公開了一種自動(dòng)導(dǎo)航車輛的方法，其中，可通過(guò)駕駛車輛教導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的線路，或者可以人工確定線路。一般而言，由于必須通過(guò)從特定線路的開始到結(jié)束駕駛采礦車輛來(lái)教導(dǎo)要駕駛的每條線路，因此，教導(dǎo)線路很耗時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
如今的改進(jìn)方案提供為移動(dòng)采掘機(jī)確定線路。解決方案的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求中公開的內(nèi)容。本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中公開。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種方法，該方法包括由配置為用于生成返程線路的數(shù)據(jù)處理裝置來(lái)執(zhí)行以下步驟，基于與通過(guò)駕駛而教導(dǎo)的駕駛線路有關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助地確定用于采掘機(jī)的返程線路確定用于返程線路的線路標(biāo)識(shí)符，以相反次序?qū)Ⅰ{駛線路的至少一些線路點(diǎn)確定為返程線路的線路點(diǎn)，其中，在基于駕駛線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)確定返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，刪除與駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)有關(guān)的附加控制數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)確定返程線路的數(shù)據(jù)，該返程線路用于自動(dòng)控制采掘機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種實(shí)施此方法的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為返程線路確定用于至少一個(gè)線路點(diǎn)的附加控制數(shù)據(jù)，諸如鏟斗位置數(shù)據(jù)，而且將附加功能的控制數(shù)據(jù)或者確定的附加控制數(shù)據(jù)的參考保存在返程線路的所述至少一個(gè)線路點(diǎn)的數(shù)據(jù)中。本發(fā)明提供了多種優(yōu)點(diǎn)，這在詳細(xì)說(shuō)明書中更顯而易見(jiàn)。現(xiàn)在，能夠教導(dǎo)用于在一個(gè)方向上單程自動(dòng)導(dǎo)引移動(dòng)采掘機(jī)的至少部分往返線路，這節(jié)省了通過(guò)駕駛進(jìn)行教導(dǎo)所必需的時(shí)間。通常，采掘機(jī)例如從裝載場(chǎng)所到卸載場(chǎng)所的一條線路與相反方向的返程線路一致，從而可以現(xiàn)住地節(jié)省時(shí)間量。


現(xiàn)在結(jié)合一些優(yōu)選實(shí)施例并參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例，其中
圖1是示出了移動(dòng)采掘機(jī)的示意性側(cè)視圖，圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例用于定位和導(dǎo)引采掘機(jī)的布置的俯視圖；圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的用于確定采掘機(jī)的線路的設(shè)備；圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的方法；以及圖5示出了在描述作業(yè)區(qū)域的模型中確定的線路。
具體實(shí)施例方式圖1示出了移動(dòng)采掘機(jī)1，在此情況下為裝載裝置，其前部具有用于輸送和裝載挖掘料的鏟斗15?；蛘?，采掘機(jī)1可以是例如具有翻斗的鑿巖鉆機(jī)或輸送設(shè)備。采掘機(jī)1包括可移動(dòng)運(yùn)輸工具2，該運(yùn)輸工具具有多個(gè)車輪3，其中至少一個(gè)車輪為經(jīng)由傳動(dòng)裝置由馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。馬達(dá)4可以是電動(dòng)馬達(dá)、內(nèi)燃引擎、液壓馬達(dá)或用于生成旋轉(zhuǎn)扭矩的其它裝置。傳動(dòng)裝置通常包括變速箱5和必要的萬(wàn)向節(jié)軸6、差動(dòng)齒輪及其它用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從馬達(dá)4傳遞至驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件。采掘機(jī)1還具有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括至少第一控制單元7，第一控制單元配置為控制采掘裝置1中的伺服器，以此控制和駕駛機(jī)器。采掘機(jī)1還可具有數(shù)據(jù)傳送單元8，該數(shù)據(jù)傳送單元使得第一控制單元7能利用基站9提供的無(wú)線連接與采掘裝置1外部的第二控制單元10建立數(shù)據(jù)傳送連接。第二控制單元10可位于可設(shè)在礦井外面的控制室11中?？刂茊卧?、10可以是具有適當(dāng)?shù)能浖挠?jì)算機(jī)。應(yīng)當(dāng)注意，采掘機(jī)通常是指用于在地表或地下作業(yè)區(qū)域的進(jìn)行巖石開鑿操作而且還可用于除了實(shí)際礦井以外的場(chǎng)所的各種機(jī)器。圖1是簡(jiǎn)化的視圖，且采掘機(jī)1的控制系統(tǒng)通常包括用于執(zhí)行不同控制功能的多個(gè)單元。采掘機(jī)1的控制系統(tǒng)可以被分散化，例如由連接至控制器局域網(wǎng)(CAN)總線并負(fù)責(zé)機(jī)器的全部測(cè)量和控制的模塊組成的實(shí)體?？刂剖?1的信息系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作員操作站以及與其它網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的進(jìn)一步連接。采掘機(jī)1的控制系統(tǒng)包括定位系統(tǒng)或單元。根據(jù)實(shí)施例，定位系統(tǒng)包括至少一個(gè)陀螺儀12，該陀螺儀使得機(jī)器的方向能精確地確定以用于定位。該定位系統(tǒng)還包括用于確定機(jī)器1行進(jìn)的距離的裝置。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器13可以用于測(cè)量車輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)?；跍y(cè)量的數(shù)據(jù)，定位系統(tǒng)確定車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后計(jì)算機(jī)器行進(jìn)的距離的量值。定位系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)掃描儀14，例如激光掃描儀或?qū)?yīng)的裝置，用以掃描采掘機(jī)1周圍的空間以及該空間的幾何形狀。根據(jù)實(shí)施例，圖2示出了基于掃描并在定位過(guò)程中要使用的線路的確定和使用原理。采掘機(jī)1的一側(cè)或兩側(cè)可具有激光掃描儀14，該激光掃描儀14使得能確定礦井隧道 20的輪廓和表面外形。可通過(guò)教導(dǎo)來(lái)生成采掘機(jī)1的線路21。在這種情況下，沿著期望的線路人工控制采掘機(jī)1，并且根據(jù)基于掃描數(shù)據(jù)處理獲得的位置數(shù)據(jù)以確定的間隔將用于線路21的線路點(diǎn)2h、22b、22c確定到存儲(chǔ)器中。在已經(jīng)教導(dǎo)了期望的線路21并將其保存在控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中之后，可對(duì)采掘機(jī)1進(jìn)行導(dǎo)引而使其自主地遵循線路21。在自動(dòng)控制過(guò)程中，例如可利用激光掃描儀14來(lái)確定移動(dòng)采掘機(jī)1的位置。激光掃描儀掃描隧道的壁面輪廓，以便基于預(yù)存的環(huán)境模型確定位置，這意味著任何單獨(dú)的標(biāo)簽，諸如反射鏡或者射頻標(biāo)簽都變成隧道壁上的冗余物?；诰€路的確定位置和線路點(diǎn)數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)控制采掘機(jī)的行進(jìn)，以使得采掘機(jī)位于線路21上。圖3示出了根據(jù)實(shí)施例用于確定采掘機(jī)(例如圖1所示的采掘機(jī)1)的線路的設(shè)備。該設(shè)備至少包括單元30，該單元用于確定線路，尤其用于通過(guò)利用下面將說(shuō)明的特征來(lái)確定往返線路。線路確定單元30執(zhí)行至少一個(gè)線路確定算法，該算法利用(向前)駕駛線路的至少一些已經(jīng)確定的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)為已經(jīng)確定的線路的至少部分返程線路確定線路點(diǎn)和對(duì)其專用的控制數(shù)據(jù)?？蓪⒕€路確定算法配置成使得不需要采掘機(jī)1的導(dǎo)航系統(tǒng)提供的位置數(shù)據(jù)就可以確定返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)，該導(dǎo)航系統(tǒng)用于確定可以已經(jīng)由常規(guī)方法教導(dǎo)的駕駛線路。例如可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置的通用處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)線路確定單元30，且執(zhí)行線路確定過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序在通用處理器上運(yùn)行。計(jì)算機(jī)程序包括代碼，這些代碼用于執(zhí)行與線路確定有關(guān)的至少一些特征，下面將結(jié)合圖4和圖5說(shuō)明這些特征?？蓪⒂?jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，諸如存儲(chǔ)器31或者單獨(dú)的存儲(chǔ)介質(zhì)，可從這些存儲(chǔ)器或者存儲(chǔ)介質(zhì)檢索將由處理器運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序。線路確定單元30連接至存儲(chǔ)器31，可將用于線路確定的各種數(shù)據(jù)，諸如環(huán)境模型、線路、采掘機(jī)的屬性數(shù)據(jù)、其它數(shù)據(jù)以及影響線路確定的設(shè)置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器31中。線路確定單元包括用于顯示器32的訪問(wèn)接口，以及用于諸如鍵盤和/或鼠標(biāo)的至少一個(gè)輸入裝置33的至少一個(gè)訪問(wèn)接口。該設(shè)備還可具有到其它系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它接口。該設(shè)備常包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)傳送單元，該數(shù)據(jù)傳送單元例如可采用基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)。線路確定單元30在操作上可連接至定位系統(tǒng)34，該定位系統(tǒng)34在其運(yùn)行期間確定采掘機(jī)1的位置。定位系統(tǒng)34可以是由移動(dòng)采掘機(jī)1，例如控制單元7，并且還可能部分地由采掘機(jī)外部的控制單元10執(zhí)行的導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。例如可將線路確定單元30實(shí)現(xiàn)在操作員工作站中。但是，確定返程線路的線路確定單元30不必在用于控制采礦操作的數(shù)據(jù)處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，或者沒(méi)必要與其可連接，因此，成功的線路確定不會(huì)受到任何特定場(chǎng)所或設(shè)備的限制。但要注意，在移動(dòng)采掘機(jī)1及其數(shù)據(jù)處理設(shè)備中能夠?qū)崿F(xiàn)給出的與線路確定有關(guān)的技術(shù)特征中的至少一些，例如線路確定單元30的至少一些功能。因而，可通過(guò)不同的適當(dāng)配置的數(shù)據(jù)處理裝置來(lái)提供至少實(shí)現(xiàn)線路確定單元30 的設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)線路確定單元30的軟件應(yīng)用存儲(chǔ)在例如便攜式計(jì)算機(jī)中，例如可經(jīng)由包括在設(shè)備中的數(shù)據(jù)傳送單元或者利用存儲(chǔ)介質(zhì)提供的數(shù)據(jù)傳送連接將線路數(shù)據(jù)從便攜式計(jì)算機(jī)傳送至控制室中的控制單元10。該系統(tǒng)還可具有特定駕駛?cè)蝿?wù)管理系統(tǒng)，例如在位于控制室11中的控制單元10 上執(zhí)行的應(yīng)用。駕駛?cè)蝿?wù)管理系統(tǒng)基于從系統(tǒng)用戶，例如系統(tǒng)的操作人員或者設(shè)計(jì)師接收的輸入來(lái)確定駕駛?cè)蝿?wù)，并將駕駛?cè)蝿?wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給采掘機(jī)1的控制單元7。參照?qǐng)D3，駕駛?cè)蝿?wù)管理系統(tǒng)可連接至存儲(chǔ)器31，而且可以從存儲(chǔ)器檢索預(yù)存的線路數(shù)據(jù)，并將線路數(shù)據(jù)和/或控制命令轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)采掘機(jī)1的控制單元7或?qū)Ш较到y(tǒng)。圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的方法，該方法例如可由圖3所示的線路確定單元30執(zhí)行。步驟40示出了在從起點(diǎn)到終點(diǎn)駕駛采掘機(jī)時(shí)如何教導(dǎo)線路?？梢砸砸呀?jīng)在上面說(shuō)明的方式基于從導(dǎo)航系統(tǒng)接收到的位置數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)步驟40。線路由起點(diǎn)、終點(diǎn)以及它們之間的適當(dāng)數(shù)量的線路點(diǎn)確定。根據(jù)實(shí)施例，可由各自包括多個(gè)線路點(diǎn)的多個(gè)單獨(dú)的片段來(lái)確定線路。確定用于線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)在步驟41中被保存為與線路的給定標(biāo)識(shí)符相關(guān)?？蓪?shù)據(jù)存儲(chǔ)在任何存儲(chǔ)介質(zhì)31上，例如礦井控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在需要利用先前確定的(向前)駕駛線路的至少一些線路點(diǎn)來(lái)確定返程線路時(shí)， 檢索42存儲(chǔ)的線路數(shù)據(jù)。線路數(shù)據(jù)至少包括線路的每個(gè)線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，但它們還可包括其它線路點(diǎn)專用或線路點(diǎn)集專用的控制數(shù)據(jù)，諸如可能在采掘機(jī)中提供的速度數(shù)據(jù)、擋位數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)、懸臂或升降臂的位置數(shù)據(jù)，以及可能的鏟斗的位置數(shù)據(jù)。在已經(jīng)教導(dǎo)了線路之后，可能馬上需要檢索42線路數(shù)據(jù)。在這種情況下，處理可從步驟41甚至步驟40 直接進(jìn)行到步驟42，以便能立即確定從起點(diǎn)到終點(diǎn)的往返駕駛。但要注意，處理可能在其他條件下進(jìn)行到步驟42，例如，在稍后添加與相對(duì)于已經(jīng)確定的線路部分相反的新線路的時(shí)候。返程線路被提供43自身的線路標(biāo)識(shí)符，且待確定用于返程線路的線路點(diǎn)與此唯一線路標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)。為確定返程線路，處理可以開始于以相反次序處理駕駛線路的線路點(diǎn)，S卩，處理首先可從線路的線路點(diǎn)中檢索將用于返程線路的最后的線路點(diǎn)。在步驟44中，確定起點(diǎn)和至少一些線路點(diǎn)以用于返程線路。如果返程線路精確地從線路的終點(diǎn)開始，則可將線路的終點(diǎn)坐標(biāo)直接確定為返程線路的第一線路點(diǎn)，即返程線路的起點(diǎn)。但是，基于用戶的輸入或者線路確定應(yīng)用的設(shè)置，能夠確定可以與線路的終點(diǎn)略微或基本不同的返程線路的第一點(diǎn)。 返程線路的第一線路點(diǎn)例如可以是線路的倒數(shù)第三個(gè)線路點(diǎn)或者線路數(shù)據(jù)中未確定的新線路點(diǎn)。結(jié)合步驟44，也能夠確定用于返程線路的其它控制數(shù)據(jù)，諸如關(guān)于與原線路的線路點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)的數(shù)據(jù)的修改、刪除和/或添加。圖4示出了實(shí)施例，其中，在步驟44中，確定位置數(shù)據(jù)以用于正在確定的返程線路的每個(gè)線路點(diǎn)。位置數(shù)據(jù)可在給定的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中簡(jiǎn)單確定點(diǎn)的X坐標(biāo)和y坐標(biāo)。在步驟 44中，可直接從駕駛線路的線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)復(fù)制線路點(diǎn)位置數(shù)據(jù)?；诖_定的返程線路的線路點(diǎn)，為線路點(diǎn)確定的路徑確定45路徑曲率。路徑曲率使得能夠線路點(diǎn)專用地確定46駕駛速度。應(yīng)當(dāng)注意，線路確定算法可配置為在步驟44至步驟46中還執(zhí)行其它過(guò)程，例如線路點(diǎn)專用地確定轉(zhuǎn)向角。線路確定單元30可配置為基于與機(jī)器的外部尺寸和/或運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)，利用在特定線路點(diǎn)必需的轉(zhuǎn)向角位置來(lái)計(jì)算采掘機(jī)周圍需要的空間量。在已經(jīng)確定采掘機(jī)需要的空間之后，對(duì)每個(gè)線路點(diǎn)而言，線路確定單元可以檢查機(jī)器與壁之間是否提供預(yù)定的最短距離。必要時(shí)，可以改變線路點(diǎn)的位置。線路確定單元30還可配置為優(yōu)化線路點(diǎn)的位置。線路確定算法可配置為計(jì)算線路使得假設(shè)最大路徑曲率不超過(guò)給定的限制，并且另一方面，最小化路徑曲率的變化率，則在線路上機(jī)器與兩壁始終保持給定的最短距離。在這種情況下，可將機(jī)器的駕駛速度調(diào)整 46為盡可能的高。更詳細(xì)的方法在W02004/085966中公開，結(jié)合圖3至圖5說(shuō)明的線路點(diǎn)及其生成通過(guò)引用并入本文。根據(jù)實(shí)施例，為返程線路確定用于返程線路上的至少一個(gè)線路點(diǎn)的附加控制數(shù)據(jù)，這在步驟47中說(shuō)明?？勺詣?dòng)地或者響應(yīng)于用戶的輸入添加這些額外的控制數(shù)據(jù)。通常， 這種附加控制數(shù)據(jù)為采掘機(jī)專用或采掘機(jī)類型專用的。分別與返程線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的這種數(shù)據(jù)的示例是鏟斗位置數(shù)據(jù)。一些其它示例包括擋位數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)以及可能設(shè)置在采掘機(jī)中的懸臂或升降臂的位置數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，與裝卸采掘機(jī)1的鏟斗15 的裝載和卸載相關(guān)的必要控制數(shù)據(jù)也可包括在返程線路數(shù)據(jù)中。此功能可以實(shí)現(xiàn)為例如圖 4的步驟44的一部分。應(yīng)注意，根據(jù)實(shí)施例，能夠利用先前已經(jīng)確定的附加控制數(shù)據(jù)，例如為鏟斗的移動(dòng)確定模型的已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件。但應(yīng)注意，返程線路確定單元30可配置為如步驟42至步驟46所述在返程線路數(shù)據(jù)中只確定要行使的線路的線路點(diǎn)，而沒(méi)有步驟47 所示的附加控制數(shù)據(jù)確定。在步驟48中，存儲(chǔ)確定返程線路的數(shù)據(jù)以用于自動(dòng)導(dǎo)引采掘機(jī)。可將與返程線路有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)器31中與線路數(shù)據(jù)結(jié)合。返程線路標(biāo)識(shí)符可以例如以包括返程線路確定數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件的標(biāo)題來(lái)提供，或作為數(shù)據(jù)文件中的預(yù)定字段?；蛘撸€路點(diǎn)在它們變得確定時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)。還可在步驟48中存儲(chǔ)為一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)確定的可能的附加控制數(shù)據(jù)。要注意，可以照原樣存儲(chǔ)附加功能控制數(shù)據(jù)，或者可以只存儲(chǔ)確定的附加功能控制數(shù)據(jù)的參考。應(yīng)當(dāng)注意，圖4只以簡(jiǎn)化方式示出了一個(gè)特定的實(shí)施例，而且可以以多種不同的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明。下面公開了一些補(bǔ)充或替代的實(shí)施例。還應(yīng)注意，應(yīng)廣泛性地理解術(shù)語(yǔ)“起點(diǎn)”和“終點(diǎn)”是指教導(dǎo)線路的過(guò)程的起點(diǎn)和終點(diǎn)，而對(duì)于利用確定的線路和返程線路的采掘機(jī)的任務(wù)不必以起點(diǎn)開始。由此，當(dāng)采掘機(jī)返回到例如其等候區(qū)域或者鏟斗卸載區(qū)域時(shí)，首先教導(dǎo)的線路實(shí)際上可以是采掘機(jī)遵循的線路。除圖4所示的步驟以外，在步驟47之后，該方法可包括檢查是否到達(dá)為返程線路設(shè)置的終點(diǎn)的步驟。終點(diǎn)可以自動(dòng)是線路的起點(diǎn)、其附近的點(diǎn)或者由用戶輸入而且位置完全不同的點(diǎn)。如果未到達(dá)返程線路的終點(diǎn)，則該方法返回步驟44，以基于駕駛線路的適當(dāng)線路點(diǎn)數(shù)據(jù)確定至少一些剩余的線路點(diǎn)。根據(jù)不同于圖4的實(shí)施例，在例如結(jié)合步驟44確定返程線路時(shí)，根據(jù)需要并部分地檢索線路數(shù)據(jù)，例如一次一個(gè)線路點(diǎn)或一個(gè)片段。根據(jù)與圖4不同的又一實(shí)施例，基于從駕駛線路數(shù)據(jù)復(fù)制的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)確定返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)，從而，首先對(duì)于返程線路線路點(diǎn)的次序相反。刪除與駕駛線路上的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)相關(guān)聯(lián)并提供用于控制特定附加功能的附加控制數(shù)據(jù)，諸如用于裝載和/ 或卸載鏟斗的控制數(shù)據(jù)。然后，可將補(bǔ)充有返程線路專用控制數(shù)據(jù)的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為確定返程線路的數(shù)據(jù)文件?？芍辽儆?jì)算駕駛速度用于返程線路的線路點(diǎn)，例如結(jié)合圖4所示。 但要注意，也可根據(jù)線路的線路點(diǎn)的駕駛速度為返程線路的線路點(diǎn)確定駕駛速度。除步驟44以外，該方法可還包括確定必要數(shù)量的額外線路點(diǎn)的步驟。出于各種原因，返程線路可能需要額外的線路點(diǎn)，且線路確定算法可配置為在滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)響應(yīng)于用戶的輸入或者自動(dòng)地添加額外的線路點(diǎn)。根據(jù)實(shí)施例，線路的線路點(diǎn)只是部分地用于確定返程線路的線路點(diǎn)，即返程線路只包括線路的一些線路點(diǎn)。這使得能通過(guò)至少部分地施加相同線路點(diǎn)，用已經(jīng)存儲(chǔ)的線路來(lái)確定新的線路。由此，應(yīng)廣泛性地理解本文使用的術(shù)語(yǔ)“返程線路”，并且不必通過(guò)任何方式限制于基于其線路點(diǎn)數(shù)據(jù)而確定的線路。因此，除圖4的步驟以外，可響應(yīng)于用戶的輸入或例如基于另一已經(jīng)存儲(chǔ)的線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)在返程線路中確定更多的線路點(diǎn)。圖5示出了開采區(qū)域的部分50的模型，其展示了以虛線示出的壁51的位置?？梢允紫葘⒆渣c(diǎn)52到點(diǎn)53的線路確定為通過(guò)駕駛教導(dǎo)的單程線路?？衫脠D4的步驟42 至步驟48所示的特征來(lái)教導(dǎo)從點(diǎn)52到點(diǎn)53的對(duì)應(yīng)完全相反的返程線路。此外，可通過(guò)點(diǎn) 55到點(diǎn)討確定從點(diǎn)52的部分返程線路。對(duì)此部分返程線路而言，可以以如上所述的方式使用線路的點(diǎn)52、55的數(shù)據(jù)以及它們之間的線路點(diǎn)，而且可添加從點(diǎn)55到點(diǎn)M的必需的線路點(diǎn)。根據(jù)實(shí)施例，為返程線路確定基于特定可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)的數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件包括用于基于線路數(shù)據(jù)為返程線路確定的每個(gè)線路點(diǎn)的線路點(diǎn)元素。線路點(diǎn)元素確定線路點(diǎn)的坐標(biāo)以及可能的用于在線路點(diǎn)控制采掘機(jī)的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，例如轉(zhuǎn)向角和速度。根據(jù)實(shí)施例，將路徑確定為互相連接的線路部分，即，片段，每個(gè)片段具有它們自己的標(biāo)識(shí)符代碼。繼而，對(duì)于每個(gè)片段而言，需要時(shí)，可以確定對(duì)于駕駛速度以及根據(jù)特定片段的屬性確定的其它功能的極限值。考慮每個(gè)采掘機(jī)的屬性，甚至可以采掘機(jī)專用地提供這些規(guī)范?？扇缟纤龅嘏渲镁€路確定單元30，用以確定片段專用的數(shù)據(jù)，即，簡(jiǎn)言之，每個(gè)片段中的線路點(diǎn)的數(shù)據(jù)以及片段標(biāo)識(shí)符代碼。舉例來(lái)說(shuō)，可片段專用地執(zhí)行圖4的步驟 44至步驟47，即，使得一次確定線路的一個(gè)片段的線路點(diǎn)?？蓪⑵螌Ｓ玫臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)在采掘機(jī)1的控制設(shè)備的存儲(chǔ)器中備用，在這種情況下，只通過(guò)發(fā)送與特殊任務(wù)有關(guān)的線路片段的標(biāo)識(shí)符代碼列表就能進(jìn)行線路確定。這種基于片段的線路確定在W02004/085965得以更詳細(xì)的說(shuō)明，通過(guò)引用將其并入本文。采掘機(jī)1的線路通常以作為反向點(diǎn)的點(diǎn)結(jié)束，S卩，采掘機(jī)1的駕駛方向相反，而且例如以具有負(fù)號(hào)的駕駛速度在相反的方向上駕駛返程線路。前軸于反向點(diǎn)改變，在這種情況下，在僅僅基于駕駛的教導(dǎo)過(guò)程中，選擇待教導(dǎo)的點(diǎn)的任務(wù)從一個(gè)軸變到另一個(gè)軸，而且在線路中產(chǎn)生具有軸距長(zhǎng)度的間隙。先前，向此間隙人工提供了點(diǎn)，使得返程線路的片段的起點(diǎn)與結(jié)束片段的最后一點(diǎn)基本相同。本解決方案使得將在一個(gè)片段中實(shí)現(xiàn)的反向和將在反向點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的向外返程片段自動(dòng)正確，即能夠使得向外線路精確地在返程線路開始的相同點(diǎn)處結(jié)束。根據(jù)實(shí)施例，可利用仿真以計(jì)算機(jī)化方式測(cè)試以上述方式生成的返程線路。執(zhí)行測(cè)試應(yīng)用的計(jì)算機(jī)程序檢索或確定采掘機(jī)仿真模型以及待測(cè)試的線路數(shù)據(jù)，即，與線路的線路點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^(guò)例如作為線路確定工具的一部分的線路確定單元30來(lái)執(zhí)行測(cè)試應(yīng)用。測(cè)試應(yīng)用驅(qū)動(dòng)描述在被測(cè)試的路徑上的采掘機(jī)的計(jì)算機(jī)模型?？稍诨诃h(huán)境模型或者描述作業(yè)區(qū)域的另一種模型中生成的礦井地圖上將采掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)展示給用戶?？蓪⒙窂降拿總€(gè)部分中在機(jī)器周圍留下的空間量展示給用戶?；蛘?，程序計(jì)算路徑上在機(jī)器與線路之間留下的空間，并將不超過(guò)最短距離的可能的點(diǎn)告知給用戶。此實(shí)施例能縮短測(cè)試線路所必需的時(shí)間，抑或完全避免通過(guò)駕駛采掘機(jī)1來(lái)測(cè)試線路。這樣的計(jì)算機(jī)化線路測(cè)試?yán)缭趯?shí)施例中提供額外的安全性，在該實(shí)施例中，不為返程線路單獨(dú)計(jì)算駕駛速度，而且不必再為了測(cè)試確定的返程線路而基于線路數(shù)據(jù)單獨(dú)駕駛采掘機(jī)。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，隨著技術(shù)不斷地進(jìn)步，可以以多種不同的方法來(lái)實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上述實(shí)施例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。因此，可以省去、更改或者用等同物來(lái)代替不同特征，而且可以組合本申請(qǐng)中闡述的特征，以便實(shí)現(xiàn)不同的組合。
權(quán)利要求
1.一種為布置移動(dòng)采掘機(jī)的自動(dòng)控制確定線路的方法，所述方法包括為了執(zhí)行任務(wù)， 通過(guò)從駕駛線路的起點(diǎn)到所述駕駛線路的終點(diǎn)駕駛所述采掘機(jī)對(duì)所述采掘機(jī)教導(dǎo)所述駕駛線路，其特征在于通過(guò)由配置為生成返程線路的數(shù)據(jù)處理裝置基于與通過(guò)駕駛教導(dǎo)的所述駕駛線路有關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助地執(zhí)行以下步驟為所述采掘機(jī)確定(42至46)返程線路確定G3)用于所述返程線路的線路標(biāo)識(shí)符，以相反次序?qū)⑺鲴{駛線路的至少一些線路點(diǎn)確定G4)為所述返程線路的線路點(diǎn)， 其中，在基于所述駕駛線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)確定所述返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，刪除與所述駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)有關(guān)的附加控制數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)G8)確定所述返程線路的所述數(shù)據(jù)，所述返程線路將用于自動(dòng)控制所述采掘機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括為所述返程線路確定G7)用于至少一個(gè)線路點(diǎn)的附加控制數(shù)據(jù)，諸如鏟斗位置數(shù)據(jù)，以及將附加功能的控制數(shù)據(jù)或者所述確定的附加控制數(shù)據(jù)的參考存儲(chǔ)G8)在所述返程線路的所述至少一個(gè)線路點(diǎn)的數(shù)據(jù)中。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，包括通過(guò)以相對(duì)于所述駕駛線路的所述線路點(diǎn)的相反次序?qū)⑺鲴{駛線路的所述線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)確定為所述返程線路的所述線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)刪除與所述駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)相關(guān)的所述鏟斗位置數(shù)據(jù)，并通過(guò)將所述線路點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為確定所述返程線路的數(shù)據(jù)文件，基于從所述駕駛線路數(shù)據(jù)復(fù)制的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)確定所述返程線路的所述線路點(diǎn)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括為所述返程線路的一組線路點(diǎn)確定的路徑確定G5)曲率，以及基于所述確定的路徑曲率為所述返程線路的每個(gè)線路點(diǎn)確定G6)速度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過(guò)基于用戶的輸入和環(huán)境模型確定所述線路點(diǎn)的位置將至少一個(gè)新的線路點(diǎn)添加給所述返程線路。
6.一種包括數(shù)據(jù)處理裝置的設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理裝置用于為自動(dòng)控制移動(dòng)采掘機(jī)確定線路數(shù)據(jù)，其中，為了執(zhí)行任務(wù)，通過(guò)從駕駛線路的起點(diǎn)到所述駕駛線路的終點(diǎn)駕駛所述采掘機(jī)來(lái)對(duì)所述采掘機(jī)教導(dǎo)所述駕駛線路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置配置為基于與計(jì)算機(jī)輔助的駕駛線路相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助地為所述采掘機(jī)確定(42至46)返程線路，所述數(shù)據(jù)處理裝置配置為確定G3)用于所述返程線路的線路標(biāo)識(shí)符，以相反次序?qū)⑺鲴{駛線路的至少一些線路點(diǎn)確定G4)為所述返程線路的線路點(diǎn)， 其中，在基于所述駕駛線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)確定所述返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，刪除與所述駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)有關(guān)的附加控制數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)G8)確定所述返程線路的所述數(shù)據(jù)，所述返程線路將用于自動(dòng)控制所述采掘機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為為所述返程線路確定07)用于至少一個(gè)線路點(diǎn)的附加控制數(shù)據(jù)，諸如鏟斗位置數(shù)據(jù)，并且所述設(shè)備配置為將附加功能的控制數(shù)據(jù)或者所述確定的附加控制數(shù)據(jù)的參考存儲(chǔ) (48)在所述返程線路的所述至少一個(gè)線路點(diǎn)的數(shù)據(jù)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為通過(guò)以相對(duì)于所述駕駛線路的所述線路點(diǎn)的相反次序?qū)⑺鲴{駛線路的所述線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)確定為所述返程線路的所述線路點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)刪除與所述駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)相關(guān)的所述鏟斗位置數(shù)據(jù)，并通過(guò)將所述線路點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為確定所述返程線路的數(shù)據(jù)文件，基于從所述駕駛線路數(shù)據(jù)復(fù)制的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)確定所述返程線路的所述線路點(diǎn)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至權(quán)利要求8中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為為所述返程線路的一組線路點(diǎn)確定的路徑確定G5)曲率，并且所述設(shè)備配置為基于所述確定的路徑曲率為所述返程線路的每個(gè)線路點(diǎn)確定G6)速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至權(quán)利要求9中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為通過(guò)基于用戶的輸入和環(huán)境模型確定所述線路點(diǎn)的位置將至少一個(gè)新的線路點(diǎn)添加到所述返程線路。
11.一種采掘裝置(1)，其特征在于，所述采掘裝置包括根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
12.—種計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼配置為當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)公開的所述方法的步馬聚ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為布置移動(dòng)采掘機(jī)的自動(dòng)地控制的確定線路的方法。通過(guò)由配置為生成返程線路的數(shù)據(jù)處理裝置基于與通過(guò)驅(qū)動(dòng)駕駛教導(dǎo)的線路有關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助地執(zhí)行以下步驟為采掘機(jī)確定返程線路確定用于返程線路的線路標(biāo)識(shí)符；以相反次序?qū)Ⅰ{駛線路的一些線路點(diǎn)確定為返程線路的線路點(diǎn)，其中，在基于駕駛線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)確定返程線路的線路點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，刪除與駕駛線路的一個(gè)或多個(gè)線路點(diǎn)有關(guān)的附加控制數(shù)據(jù)；以及存儲(chǔ)用于確定返程線路的數(shù)據(jù)，返程線路將用于自動(dòng)控制采掘機(jī)。
文檔編號(hào)G05D1/02GK102460330SQ201080028559
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者亞爾科·盧克雅爾維, 安蒂·雷亭恩, 漢努·麥克拉, 約尼·西維拉 申請(qǐng)人:山特維克礦山工程機(jī)械有限公司