鏟車訓(xùn)練模擬器的深度相關(guān)幫助功能的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鏟車訓(xùn)練模擬器的深度相關(guān)幫助功能。用于訓(xùn)練操作員的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)包括計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置包括處理單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)訓(xùn)練模擬器應(yīng)用。當(dāng)訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被所述處理單元執(zhí)行時(shí)，所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被配置成（i）從所述操作員接收操作命令；（ii）基于所述操作命令，生成模擬工作環(huán)境和具有模擬鏟斗的模擬鏟車，所述模擬鏟車和所述模擬鏟斗位于所述模擬工作環(huán)境中；（iii）生成指示器，所述指示器向所述操作員提供深度相關(guān)信息，所述深度相關(guān)信息涉及所述模擬鏟斗相對(duì)于所述模擬工作環(huán)境中的參考點(diǎn)的位置；和（iv）向至少一個(gè)輸出裝置輸出所述模擬工作環(huán)境和所述指示器，以向所述操作員顯示。
【專利說明】鏟車訓(xùn)練模擬器的深度相關(guān)幫助功能
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年8月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/742，096的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此通過引用以其整體并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于在模擬環(huán)境中訓(xùn)練諸如鏟車的工業(yè)機(jī)器操作員的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如電動(dòng)繩鏟或電動(dòng)力鏟、索斗鏟等等的工業(yè)機(jī)器被用于執(zhí)行挖掘操作，以例如從礦堆積物移除材料。操作員在挖掘操作期間控制鏟車，以向鏟斗裝載材料。操作員將鏟斗中的材料堆積到拖運(yùn)卡車中。在卸載材料后，挖掘循環(huán)繼續(xù)，并且操作員將鏟斗回轉(zhuǎn)至所述堆積物，以執(zhí)行另外的挖掘。
[0005]考慮到鏟車的成本以及鏟車的效率值和成本有效操作，適當(dāng)?shù)匮h(huán)操作員是重要的。然而，基于這些相同參數(shù)，難以向操作員提供實(shí)境或現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練。因此，能夠使用基于計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練模擬器來訓(xùn)練操作員。基于計(jì)算機(jī)的模擬器生成一種提供模擬鏟車和模擬工作環(huán)境的模擬訓(xùn)練環(huán)境。在至少一個(gè)監(jiān)視器或屏幕上顯示該訓(xùn)練環(huán)境。然而，監(jiān)視器或屏幕是2維的。因此，難以在該訓(xùn)練環(huán)境中提供適當(dāng)?shù)纳疃纫暯?。即?使用基于計(jì)算機(jī)的技術(shù))以3維生成和顯示該訓(xùn)練環(huán)境時(shí)，監(jiān)視器或屏幕的2維特性也限制了適當(dāng)顯示深度的能力。
[0006]深度是在實(shí)境環(huán)境下操作鏟車的重要方面。例如，操作員必須相對(duì)于堆積物適當(dāng)定位鏟斗，以防止挖掘到堆積物的平坡面以下。另外，操作員必須將鏟斗適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谕线\(yùn)卡車的平板之上，以確保鏟斗中的材料被放置到卡車中。如果沒有這些任務(wù)的適當(dāng)深度視角，訓(xùn)練模擬器就可能不會(huì)適當(dāng)?shù)赜?xùn)練操作員利用鏟車來執(zhí)行這些或其他任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供用于訓(xùn)練鏟車的操作員的方法。一種方法包括:利用處理器生成一種模擬訓(xùn)練環(huán)境，該模擬訓(xùn)練環(huán)境包括具有模擬鏟斗的模擬鏟車；和在該模擬訓(xùn)練環(huán)境中顯示指示器，所述指示器標(biāo)記低級(jí)別平面的至少一部分。該方法也包括:基于鏟斗在模擬訓(xùn)練環(huán)境中的位置，確定模擬鏟斗的至少一部分是否低于該低級(jí)別平面；和當(dāng)模擬鏟斗的至少一部分低于該低級(jí)別平面時(shí)，就向模擬鏟車的操作員提供至少一個(gè)警告。
[0008]另一種方法包括:利用處理器生成一種模擬訓(xùn)練環(huán)境，該模擬訓(xùn)練環(huán)境包括模擬拖運(yùn)卡車和具有模擬鏟斗的模擬鏟車；和在模擬訓(xùn)練環(huán)境中顯示模擬鏟斗的回轉(zhuǎn)路徑的至少一部分的指示器。本發(fā)明也包括:確定模擬鏟斗是否位于離模擬拖運(yùn)卡車的預(yù)定距離內(nèi)；并且當(dāng)模擬鏟斗位于離模擬拖運(yùn)卡車的預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，就向操作員發(fā)出警報(bào)。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例提供一種訓(xùn)練操作員的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置包括處理單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)訓(xùn)練模擬器應(yīng)用。當(dāng)該訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被處理單元執(zhí)行時(shí)，該訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被配置成(i )從操作員接收操作命令；(ii)基于該操作命令，生成模擬工作環(huán)境和具有模擬鏟斗的模擬鏟車，模擬鏟車和模擬鏟斗位于模擬工作環(huán)境中生成指示器，該指示器向操作員提供深度相關(guān)信息，所述深度相關(guān)信息涉及模擬伊斗相對(duì)于模擬工作環(huán)境中的參考點(diǎn)的位置jP(iv)向至少一個(gè)輸出裝置輸出模擬工作環(huán)境和指示器，以向操作員顯示。
[0010]通過考慮【具體實(shí)施方式】和附圖，本發(fā)明的其他方面將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本專利或申請(qǐng)文件包括彩色完成的至少一幅附圖。應(yīng)要求，并且支付必需的費(fèi)用，事務(wù)所將提供具有彩色附圖的本專利或?qū)＠暾?qǐng)公開的副本。
[0012]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于訓(xùn)練操作員的系統(tǒng)。
[0013]圖2-4是圖示由圖1的系統(tǒng)生成的模擬訓(xùn)練環(huán)境的屏幕截圖。
[0014]圖5a_c和6a_b是圖示由圖1的系統(tǒng)生成的水平級(jí)別檢測(cè)功能的屏幕截圖。
[0015]圖7a-b、8a_c和9a_d是圖示由圖1的系統(tǒng)生成的鏟車至卡車對(duì)齊功能的屏幕截圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于下文說明書中闡述或下文附圖中所示的構(gòu)造和組件布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其他實(shí)施例，并且能夠以各種方式實(shí)踐或執(zhí)行本發(fā)明。而且，能夠以各種順序執(zhí)行本文描述的方法、操作和次序。因此，除非本文另外指出，否則其中在詳細(xì)說明書或本申請(qǐng)的權(quán)利要求中提出的元件、步驟或限制的順序不暗示必需順序。而且，除非本文另外指出，否則本文所述的方法和處理步驟能夠被組合為更少步驟，或者能夠被分為另外的步驟。
[0017]另外，應(yīng)理解，本文使用的措詞和術(shù)語是出于說明的目的，并且不應(yīng)將其視為限制性的。本文使用的“包括…”、“包含…”或“具有…”及其變體意思是涵蓋后面所列舉的項(xiàng)目及其等同物，以及另外的項(xiàng)目。廣泛使用術(shù)語“安裝”、“連接”和“耦合”，并且包括直接和間接的安裝、安裝和耦合。此外，“連接”和“耦合”不限于物理或機(jī)械連接或耦合，并且能夠包括直接或間接的電連接或耦合。而且，也可使用任何已知的手段，包括直接連接、無線連接等等來執(zhí)行電子通信和通知。
[0018]也應(yīng)注意，可使用多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)性組件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。另外，應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可包括硬件、軟件和電子組件或模塊，出于討論的目的，仿佛大多數(shù)組件都僅在硬件中實(shí)施一樣圖示和描述這些硬件、軟件和電子組件或模塊。然而基于對(duì)本詳細(xì)說明書的閱讀，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，在至少一個(gè)實(shí)施例中，可在可由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的軟件(例如，存儲(chǔ)在非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器上的)中實(shí)施本發(fā)明的基于電子組件的方面。同樣地，應(yīng)注意，可利用多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)性組件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，說明書中所述的“控制器”能夠包括標(biāo)準(zhǔn)處理組件，諸如一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)模塊、一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出接口和連接組件的各種連接(例如，系統(tǒng)總線)。
[0019]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于訓(xùn)練操作員的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括計(jì)算裝置10，計(jì)算裝置10包括可操作成生成提供模擬鏟車和模擬工作環(huán)境的模擬訓(xùn)練環(huán)境等等的硬件和軟件的組合。如圖1中所示，計(jì)算裝置10包括:處理單元12 (例如，微處理器、微控制器或其他適當(dāng)?shù)目删幊萄b置);非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)14 ;和輸入/輸出接口 16，等等。處理單元12、介質(zhì)14和輸入/輸出接口 16被一個(gè)或多個(gè)控制和/或數(shù)據(jù)總線(例如，公用總線18)連接。在圖1中出于說明目的大致示出控制和/或數(shù)據(jù)總線。
[0020]應(yīng)理解，在其他構(gòu)造中，計(jì)算裝置10包括另外的、更少的或不同的組件。也應(yīng)理解，計(jì)算裝置10能夠包括通用計(jì)算機(jī)，該通用計(jì)算機(jī)執(zhí)行存儲(chǔ)在介質(zhì)14中的各種模塊或應(yīng)用。在其他實(shí)施例中，計(jì)算裝置10包括服務(wù)器，該服務(wù)器執(zhí)行各種模塊或應(yīng)用，并且其他裝置連接至服務(wù)器(例如，在至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上)以提供對(duì)服務(wù)器的輸入和獲得服務(wù)器的輸出。在另外的其他實(shí)施例中，計(jì)算裝置10是提供模擬訓(xùn)練的專用裝置，并且作為控制臺(tái)的一部分被包括，控制臺(tái)包括安裝在平臺(tái)上的仿制鏟車內(nèi)部，以模擬實(shí)際鏟車。
[0021]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)14存儲(chǔ)程序指令和數(shù)據(jù)，并且特別存儲(chǔ)訓(xùn)練模擬器應(yīng)用19。處理單元12被配置成從介質(zhì)14檢索應(yīng)用19，并且執(zhí)行應(yīng)用19，以生成如下文所述的包括模擬鏟車和模擬工作環(huán)境的模擬訓(xùn)練環(huán)境。輸入/輸出接口 16將來自計(jì)算裝置10的數(shù)據(jù)傳送至外部系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和/或裝置，并且從外部系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和/或裝置檢索數(shù)據(jù)。輸入/輸出接口 16也能夠?qū)耐獠吭唇邮盏降臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)至介質(zhì)14，和/或向處理單元12提供所述數(shù)據(jù)。
[0022]如圖1中所示，輸入/輸出接口 16與至少一個(gè)輸入裝置20通信。輸入裝置20能夠包括由操作員控制的裝置，以向模擬鏟車發(fā)出操作命令(例如，推進(jìn)鏟車、回轉(zhuǎn)鏟斗、卷揚(yáng)鏟斗、推壓鏟斗、從鏟斗傾斜材料，等等)，和/或選擇用于模擬工作環(huán)境的操作參數(shù)(例如，相機(jī)視角、鏟車類型、礦物類型、天氣、當(dāng)日時(shí)間，等等)。例如，輸入裝置20能夠包括鍵盤、操縱桿、鼠標(biāo)、觸摸屏、軌跡球、觸覺按鈕、踏板，等等。在一些實(shí)施例中，輸入裝置20包括類似于實(shí)際鏟車中所包括的控制裝置。輸入裝置20能夠經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)有線連接(例如，通用串行總線(“USB”)電纜)和/或無線連接而連接至計(jì)算裝置10。在一些實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算裝置10充當(dāng)托管訓(xùn)練模擬器的服務(wù)器時(shí)，輸入裝置20包括通過至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上(例如，局域網(wǎng)(“LAN”)或因特網(wǎng))訪問該服務(wù)器的計(jì)算裝置。
[0023]輸入/輸出接口 16也與至少一個(gè)輸出裝置22通信。輸出裝置22能夠包括至少一個(gè)監(jiān)視器或屏幕(例如，液晶顯示器(“LCD”)監(jiān)視器)，該監(jiān)視器或屏幕向操作員顯示所生成的模擬訓(xùn)練環(huán)境。在一些實(shí)施例中，輸出裝置22包括多個(gè)屏幕，所述多個(gè)屏幕向操作員提供寬視角訓(xùn)練環(huán)境。輸出裝置22也能夠包括投影儀，該投影儀將所生成的訓(xùn)練環(huán)境投射在至少一個(gè)表面上。輸出裝置22也能夠包括向操作員提供可聽或可觸反饋的裝置。例如，輸出裝置22能夠包括向操作員提供可聽警告或現(xiàn)實(shí)工地聲音的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器。輸出裝置22也能夠包括向操作員提供觸覺反饋(例如，指示碰撞或撞擊)的振動(dòng)裝置。在一些實(shí)施例中，輸出裝置22也包括可移動(dòng)椅子，該可移動(dòng)椅子移動(dòng)(例如，使用液壓機(jī)構(gòu))以向操作員提供實(shí)際訓(xùn)練體驗(yàn)。如上文對(duì)輸出裝置所述的，輸出裝置22能夠經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)有線連接和/或無線連接而連接至計(jì)算裝置10。
[0024]應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，能夠?qū)⒉僮鳛檩斎胙b置20和輸出裝置22兩者的裝置連接至輸入/輸出接口 16。例如，能夠使用向操作員顯示模擬訓(xùn)練環(huán)境并且從操作員接收命令或選擇的觸摸屏。另外，當(dāng)計(jì)算裝置10操作為托管訓(xùn)練模擬器應(yīng)用19的服務(wù)器時(shí)，接入服務(wù)器的裝置操作為輸入裝置20和輸出裝置22兩者。[0025]如上所述，計(jì)算裝置10執(zhí)行訓(xùn)練模擬器應(yīng)用19，以生成模擬訓(xùn)練環(huán)境。圖2-4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由應(yīng)用19生成的模擬訓(xùn)練環(huán)境的屏幕截圖。如圖2-4所示，該訓(xùn)練環(huán)境包括模擬鏟車50，模擬鏟車50包括模擬鏟斗55。模擬鏟車50顯示在模擬工作環(huán)境(例如，模擬露天礦)中，該模擬工作環(huán)境能夠包括其他車輛和物體，諸如模擬拖運(yùn)卡車60。如圖2-4所示，應(yīng)用19能夠從多相機(jī)視角或視角顯示模擬訓(xùn)練環(huán)境。
[0026]為了在模擬訓(xùn)練環(huán)境中提供深度視角，應(yīng)用19包括用于提供各種深度相關(guān)幫助功能的指令和數(shù)據(jù)。該幫助功能在模擬訓(xùn)練環(huán)境中提供各種指示器(例如，視覺、聽覺、觸覺等等)，以幫助操作員因此判斷深度和操作鏟車50。由應(yīng)用19提供的一種幫助功能包括水平級(jí)別檢測(cè)功能。該水平級(jí)別檢測(cè)功能檢測(cè)操作員在模擬訓(xùn)練環(huán)境中何時(shí)以模擬鏟斗55挖掘到水平級(jí)別平面(例如，鏟車50所坐落的地面)65下。在實(shí)境情況下，如果操作員挖掘地比水平級(jí)別平面低，則在支撐鏟車的地面中形成溝渠，并且鏟車能夠掉落到該溝渠中，這產(chǎn)生對(duì)操作員和鏟車都不安全的情況。
[0027]如圖5a_c所示，由應(yīng)用19提供的水平級(jí)別檢測(cè)功能在模擬環(huán)境中顯示標(biāo)記水平級(jí)別平面65的至少一部分的指示器80。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用19顯示與操作員應(yīng)挖掘的側(cè)壁或堆積物90相鄰的指示器80。當(dāng)操作員嘗試將鏟斗55的齒放置在堆積物90的適當(dāng)區(qū)域中時(shí)，指示器80幫助操作員獲得視角。如圖5a-c所示，指示器80能夠包括高亮彩色區(qū)域，該高亮彩色區(qū)域覆蓋或代替鏟車50在其中挖掘的地面或表面的一部分(例如，以與地面或表面顏色不同的顏色)。在其他實(shí)施例中，指示器80能夠包括標(biāo)記或符號(hào)、輪廓線或線，或者代替高亮區(qū)域或者除了高亮區(qū)域之外的動(dòng)畫(例如，閃動(dòng)的顏色、線或形狀)。
[0028]隨著操作員在模擬環(huán)境中移動(dòng)鏟斗55 (例如，使用一個(gè)或多個(gè)輸入裝置20)，應(yīng)用19檢測(cè)鏟斗55的一部分(例如，鏟斗55的齒)是否位于低于水平級(jí)別平面65或者在水平級(jí)別平面65之下。如果操作員將模擬鏟斗55的一部分移動(dòng)至水平級(jí)別平面65之下，則應(yīng)用19就向操作員提供警告。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用19改變指示器80(例如，顏色、尺寸、形狀、圖案或動(dòng)畫)，以向操作員提供警告。例如，如果鏟斗55不位于水平級(jí)別平面65之下，則應(yīng)用19就以第一顏色(例如，綠色)顯示指示器80 (參見圖5a-c)。如果鏟斗55的至少一部分位于水平級(jí)別平面65之下，則應(yīng)用19以第二顏色(例如，紅色)顯示指示器80(參見圖6a-b)。而且，在一些實(shí)施例中，取決于鏟斗55相對(duì)于水平級(jí)別平面65的位置，應(yīng)用19使指示器80從一種顏色逐漸變?yōu)榱硪环N顏色。例如,應(yīng)用19能夠?qū)⒅甘酒?0從第一顏色逐漸變?yōu)榈诙伾?，以便指示?0的顏色越接近第二顏色，操作員將鏟斗55定位在級(jí)別平面65之下越低。應(yīng)用19也能夠使用多種顏色通知操作員，鏟斗55在水平級(jí)別平面上、處于該水平級(jí)別平面或在該水平級(jí)別平面下多遠(yuǎn)。因此，操作員的目標(biāo)之一可以是，通過將鏟斗齒放置在水平級(jí)別平面65和堆積物90的接縫處來保持指示器80盡可能地接近特定顏色。
[0029]替換地或另外，應(yīng)用19能夠被配置成使用指示器80的不同于顏色的特征，以當(dāng)鏟斗55位于低于平面65時(shí)向操作員發(fā)出警報(bào)。例如，應(yīng)用19能夠被配置成，當(dāng)鏟斗55位于低于平面65時(shí)，改變指示器80的尺寸、圖案、形狀或動(dòng)畫(例如，使指示器閃爍或跳動(dòng))。另外或作為使用指示器80向操作員提供警告的替換方式，應(yīng)用19能夠被配置成在模擬環(huán)境中顯示視覺警告(例如，基于文本的警告、鏟斗55、鏟車50和/或環(huán)境的另外顏色加亮)，和/或生成聽覺或觸覺警告，以向操作員發(fā)出鏟斗55位于級(jí)別下的警報(bào)。[0030]應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，應(yīng)用19僅當(dāng)操作員將模擬鏟斗55放置在水平級(jí)別平面65之下時(shí)，才提供指示器80 (或者以其他方式向操作員提供警告或其他反饋)。例如，如果鏟斗55不位于級(jí)別下，則應(yīng)用19可不顯示指示器80。
[0031]另外或作為對(duì)水平級(jí)別檢測(cè)功能的替換方式，應(yīng)用19能夠提供鏟車對(duì)齊深度相關(guān)功能。該功能幫助操作員將鏟斗55與模擬工作環(huán)境中的其他物體對(duì)齊，或者避免諸如鏟斗55的模擬工作環(huán)境中的其他物體回轉(zhuǎn)。例如，操作員能夠使用鏟車對(duì)齊功能將鏟斗55與模擬拖運(yùn)卡車60對(duì)齊，以確保將來自鏟斗55的材料適當(dāng)?shù)胤胖玫娇ㄜ?0中。如圖7a-b所示，為了提供該功能，應(yīng)用19顯示指示器100。指示器100標(biāo)記鏟斗55的回轉(zhuǎn)路徑的至少一部分(例如，鏟斗55的中心路徑)。如果指示器100交叉或與模擬工作環(huán)境中的物體交迭，則操作員就認(rèn)識(shí)到，如果將鏟斗55回轉(zhuǎn)至該位置(例如，不以其他方式移動(dòng)鏟車50)，則物體就將在至少一維中(例如，深度)與鏟斗55交迭。如圖7a-b所示，指示器100可以是圓形輪廓。在另外的其他實(shí)施例中，指示器100能夠包括標(biāo)記或符號(hào)、形狀或區(qū)域，或者代替圓形輪廓或者除了圓形輪廓之外的動(dòng)畫(例如，閃動(dòng)的顏色、線或形狀)。
[0032]當(dāng)鏟斗55與模擬工作環(huán)境中的另外的物體對(duì)齊時(shí)，應(yīng)用19能夠向操作員發(fā)出警報(bào)。例如，應(yīng)用19能夠取決于鏟斗55相對(duì)于模擬工作環(huán)境中的其他物體的位置來修改指示器100 (例如，顏色、尺寸、形狀、圖案或動(dòng)畫)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)操作員將鏟斗55定位在離模擬拖運(yùn)卡車60的卡車平板中心預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，應(yīng)用19以第一顏色(例如，綠色)顯示指示器100 (參見圖8a-c)。如果鏟斗55未被定位在離卡車平板中心的預(yù)定距離內(nèi)，則應(yīng)用19以第二顏色(例如，紅色)顯示指示器100 (參見圖9a-d)。
[0033]在一些實(shí)施例中,應(yīng)用19使用多種閾值和多種顏色，以使用指示器100向操作員傳遞深度信息。例如，如果鏟斗55不處于離卡車平板中心的第一預(yù)定距離內(nèi)(例如，約50英尺)，則應(yīng)用19以第一顏色(例如，紅色)顯示指示器100。當(dāng)鏟斗55位于離卡車中心的第二預(yù)定距離內(nèi)(例如，約25英尺)，但是不在離卡車平板中心的第三、較小預(yù)定距離內(nèi)(例如，約2英尺)時(shí)，應(yīng)用19以第二顏色(例如，黃色)顯示指示器100。最后，當(dāng)鏟斗55位于在離卡車平板中心的第三預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，應(yīng)用19以第三顏色(例如，綠色)顯示指示器100。類似地，應(yīng)用19可使用指示器100的顏色，以向操作員傳遞是否需要向前或向后移動(dòng)鏟斗55，以適當(dāng)?shù)嘏c卡車平板的中心對(duì)齊。除了指示器100以外，應(yīng)用19也可顯示一個(gè)或多個(gè)指示器(例如，箭頭或基于文本的消息)，以通知操作員是否需要向前或向后移動(dòng)鏟斗55，以適當(dāng)?shù)嘏c卡車平板的中心對(duì)齊。
[0034]在一些實(shí)施例中，應(yīng)用19也改變鏟斗55或鏟車50的其他部分，以進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)鏟斗55和卡車60之間的當(dāng)前關(guān)系。例如，如圖8a-c和9a_d所示，應(yīng)用19能夠改變鏟斗55的顏色，以匹配指示器100的當(dāng)前顏色。替換地或另外，應(yīng)用19能夠被配置成使用指示器100的顏色不同于的特征，以當(dāng)鏟斗55被適當(dāng)定位和/或不適當(dāng)定位以裝載卡車60時(shí)通知操作員(例如，使用閃爍或其他動(dòng)畫、基于文本的消息、聽覺反饋、觸覺反饋等等)。而且，如圖9a所示，在一些實(shí)施例中，應(yīng)用19顯示卡車60上的中心線120，操作員能夠?qū)⒅甘酒?00與該中心線對(duì)齊，以將鏟斗55定位在卡車60的中心上。應(yīng)用19也能夠基于鏟斗55是否位于離中心線120的預(yù)定距離內(nèi)，改變中心線120的顏色或其他特征。
[0035]因此，本發(fā)明的實(shí)施例在鏟車的模擬訓(xùn)練環(huán)境中提供深度相關(guān)幫助功能。具體地，本發(fā)明的實(shí)施例提供下列系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于:生成模擬訓(xùn)練環(huán)境，所述模擬訓(xùn)練環(huán)境包括具有模擬鏟斗的模擬鏟車；和在模擬訓(xùn)練中顯示至少一個(gè)指示器，所述至少一個(gè)指示器向操作員提供與模擬鏟斗相對(duì)于模擬訓(xùn)練環(huán)境中的參考點(diǎn)的位置有關(guān)的深度信息。如上所述，參考點(diǎn)能夠包括水平級(jí)別平面或模擬拖運(yùn)卡車上的卡車平板中心。然而，應(yīng)理解，參考點(diǎn)能夠包括模擬環(huán)境中的任何位置或物體，操作員必須將模擬鏟斗55或鏟車50與該位置或物體對(duì)齊，諸如挖掘深度、鏟斗55的停車或維護(hù)高度、鏟車的停止位置，等等。在一些實(shí)施例中，能夠由操作員選擇或設(shè)置參考點(diǎn)。當(dāng)操作員正在適當(dāng)或不適當(dāng)?shù)夭僮麋P車時(shí)，該系統(tǒng)和方法也能夠警告或者對(duì)操作員發(fā)出警報(bào)。此外，應(yīng)理解，能夠在用于其他類型的工業(yè)設(shè)備的模擬訓(xùn)練環(huán)境中使用本申請(qǐng)中所述的深度相關(guān)幫助功能，以向操作員提供特定參考點(diǎn)的深度信息。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不限于鏟車的模擬訓(xùn)練環(huán)境。
[0036]在所述權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的各種特征。
【權(quán)利要求】
1.一種用于訓(xùn)練鏟車的操作員的方法，所述方法包括: 利用處理器生成模擬訓(xùn)練環(huán)境，所述模擬訓(xùn)練環(huán)境包括具有模擬鏟斗的模擬鏟車； 在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中顯示標(biāo)記低級(jí)別平面的至少一部分的指示器； 基于所述鏟斗在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中的位置，確定所述模擬鏟斗的至少一部分是否低于所述低級(jí)別平面；以及 當(dāng)所述模擬鏟斗的至少一部分低于所述低級(jí)別平面時(shí)，向所述模擬鏟車的操作員提供至少一個(gè)警告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示所述低級(jí)別平面的所述指示器包括:以一種顏色加亮所述低級(jí)別平面的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中向所述操作員提供所述至少一個(gè)警告包括:以第二顏色加亮所述低級(jí)別平面的至少一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中向所述操作員提供所述至少一個(gè)警告包括:使所述指示器從第一顏色變?yōu)樗龅诙伾?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中向所述操作員提供所述至少一個(gè)警告包括:改變所述指示器的顏色、尺寸、形狀、圖案和動(dòng)畫中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中向所述操作員提供所述至少一個(gè)警告包括:在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中向所述操作員提供基于文本的警告。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中向所述操作員提供所述至少一個(gè)警告包括:向所述操作員提供聽覺警告和觸覺警告中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示所述指示器包括加亮與模擬堆積物鄰近的水平級(jí)別平面的一部分。
9.一種用于訓(xùn)練鏟車的操作員的方法，所述方法包括: 利用處理器生成模擬訓(xùn)練環(huán)境，所述模擬訓(xùn)練環(huán)境包括模擬拖運(yùn)卡車和具有模擬鏟斗的模擬鏟車； 在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中顯示所述模擬鏟斗的回轉(zhuǎn)路徑的至少一部分的指示器； 確定所述模擬鏟斗是否位于離所述模擬拖運(yùn)卡車的預(yù)定距離內(nèi)；以及 當(dāng)所述模擬鏟斗位于離所述模擬拖運(yùn)卡車的預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，向所述操作員發(fā)出警報(bào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中顯示所述指示器包括:以一種顏色顯示所述指示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括:以第二顏色顯示所述指示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括:改變所述指示器的顏色、尺寸、形狀、圖案和動(dòng)畫中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括:改變所述模擬鏟車的至少一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中改變所述模擬鏟車的至少一部分包括:將所述模擬鏟斗的顏色改變?yōu)樗鲋甘酒鞯念伾?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括:在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中向所述操作員提供基于文本的消息。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括:向所述操作員提供聽覺反饋和觸覺反饋中的至少一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括:在所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中，顯示所述模擬拖運(yùn)卡車的平板中心線的至少一部分的第二指示器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中向所述操作員發(fā)出警報(bào)包括改變所述第二指示器的顏色。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述指示器包括圓形輪廓線。
20.一種用于訓(xùn)練操作員的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置包括處理單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)訓(xùn)練模擬器應(yīng)用； 其中當(dāng)所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被所述處理單元執(zhí)行時(shí)，所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被配置成: 從所述操作員處接收操作命令， 基于所述操作命令，生成模擬工作環(huán)境和具有模擬鏟斗的模擬鏟車，所述模擬鏟車和所述模擬鏟斗位于所述模擬工作環(huán)境中， 生成指示器，所述指示器向所述操作員提供深度相關(guān)信息，所述深度相關(guān)信息涉及所述模擬鏟斗相對(duì)于所述模擬工作環(huán)境中的參考點(diǎn)的位置，以及 向至少一個(gè)輸出裝置輸出所述模擬工作環(huán)境和所述指示器，以向所述操作員顯示。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述參考點(diǎn)包括水平級(jí)別平面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述指示器標(biāo)記所述模擬工作環(huán)境的至少一部分水平級(jí)別平面。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用進(jìn)一步被配置成:當(dāng)模擬鏟斗的至少一部分位于所述水平級(jí)別平面之下時(shí)，修改所述指示器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被配置成:通過改變所述指示器的顏色來修改所述指示器。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述參考點(diǎn)包括所述模擬訓(xùn)練環(huán)境中所包括的模擬拖運(yùn)卡車的平板中心線。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述指示器標(biāo)記所述模擬鏟斗的回轉(zhuǎn)路徑的至少一部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用進(jìn)一步被配置成:當(dāng)所述模擬鏟斗與所述參考點(diǎn)對(duì)齊時(shí)，修改所述指示器。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用被配置成:通過改變所述指示器的顏色來修改所述指示器。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用進(jìn)一步被配置成:生成第二指示器，所述第二指示器標(biāo)記所述參考點(diǎn)的至少一部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述訓(xùn)練模擬器應(yīng)用進(jìn)一步被配置成:當(dāng)所述模擬鏟斗與所述參考點(diǎn)對(duì)齊時(shí)，修改所述第二指示器。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103577683SQ201310334658
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】格雷戈里·斯維德斯基, 詹姆斯·貝內(nèi)迪克特二世 申請(qǐng)人:哈尼施費(fèi)格爾技術(shù)公司