自行式建筑机械以及用于控制自行式建筑机械的方法技术

本发明专利技术涉及一种自行式建筑机械，具有行驶机构、驱动装置和工作装置，建筑机械可在土地上实施平移运动和/或旋转运动并且可在土地上的预先规定的工作区域中建造建筑物或改造土地。本发明专利技术还涉及一种用于控制自行式建筑机械的方法。建筑机械包括图像记录单元和显示单元。图像记录单元的图像数据在具有识别单元和参考单元的数据处理单元中被处理。在显示于显示单元上的图像中，对建筑计划重要的对象被识别并且从记录单元的图像数据中测定空间数据组，数据组包含关于已识别的对象在独立于建筑机械的运动的坐标系统中的位置的信息。根据空间数据组控制用于在土地上实施平移运动和/或旋转运动的和/或用于在土地上建造建筑物或用于改造土地的建筑机械。

【技术实现步骤摘要】
自行式建筑机械以及用于控制自行式建筑机械的方法
本专利技术涉及一种自行式建筑机械，特别是一种铣路机或滑动模板铺路机，其具有沿工作方向包括前轮和后轮或是前部和后部行驶机构、用于驱动前轮和/或后轮或者前部和后部行驶机构的驱动装置以及工作装置，其中，该建筑机械可在土地上实施平移运动和/或旋转运动并且可在土地上的预先规定的工作区域中建造建筑物或改造土地。本专利技术还涉及一种用于控制自行式建筑机械的方法。
技术介绍
已知各种类型的自行式建筑机械。对于这种机械特别是指已知的铣路机或滑动模板铺路机。该建筑机械的特点是，其具有用于在土地上建造建筑物或用于改造土地的工作装置。在已知的铣路机中，工作装置具有安装有铣削刀具的铣削轧辊，借助铣削轧辊可从地表铣削出材料。滑动模板铺路机具有用于成型能够流动的材料、特别是混凝土的装置，该装置也称为混凝土凹腔。借助该混凝土凹腔可制造例如挡板或水槽这样不同构造的建筑物。在借助已知的建筑机械规划和实施建筑工程时存在这种问题，必须考虑到已经存在于土地中的对象、例如排水口或井盖。建筑物例如不应位于排水口上或不应从土地的例如有井盖的区域中铣削出材料。为了顾及到在土地中的对象，必须干预到机械控制中。例如在驶过井盖时在考虑到安全距离的情况下，在预先规定的路程(其取决于井盖尺寸)之内需要从预先规定的位置相对于待改造表面抬起铣路机的铣削轧辊。但是在实践中，机械驾驶员不能看到井盖基于铣削轧辊的高度的正确位置，因为铣削轧辊位于驾驶平台的下面。因此在实践中用机械驾驶员或其他人员可看到的横线标示出井盖在土地中的位置。然而对在土地中的对象的标示在实践中是不利的。首先对对象的标示需要额外的工序。而且很难精确地与行驶方向呈直角地绘出直线。此外，该直线在昏暗的情况下不能或很难被看到。再者，在雨天不能顺利地对对象进行标示。由于该不精确性，因此需要选择相对大的安全距离，该安全距离造成需要更大的修正工作。在改造土地或在土地上建造建筑物时还有这样的问题，在考虑到存在于土地中的对象的情况下控制建筑机械在土地中的运动。例如，建筑机械应该以预先给定的间距沿着侧面的路缘运动。为了控制建筑机械，已知有可简化工作的规划和实施的各种装置。DE102010048185A1描述了一种用于简化对在土地上的手动控制的建筑机械的调度的装置，其通过传感器获取由机械驾驶员调整的传动机构转向角。然后，调度装置计算描述建筑机械的行驶路径的轨迹，为机械驾驶员将轨迹显示在显示单元上。EP2336424A2描述了一种自行式建筑机械，其具有用于在独立于建筑机械的位置和方位的坐标系统中测定描述理论曲线的数据的单元以及控制单元，该控制单元构造成使建筑机械上的参考点从预先给定的起始点开始在理论曲线上运动，在该预先给定的起始点处建筑机械具有预先给定的在土地中的位置和方位。EP2719829A1公开了一种用于控制建筑机械的方法，其中在独立于建筑机械的位置和方位的坐标系统中借助在土地中的测量仪器(Rover)测定描述理论曲线的数据，并且将该数据读入到建筑机械的工作存储器中。US2009/0016818A1和US2012/0001638A1描述了一种建筑机械，其具有用于识别可位于地表下面的金属对象的装置。如果识别出由金属构成的对象，那么铣路机可停机或抬起铣削轧辊。对隐藏在土地中的对象的识别可通过金属探测器进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种自行式建筑机械，通过自行式建筑机械使得在实践中在考虑到存在于土地中的对象的情况下简化对建筑机械的控制。本专利技术的另一目的是，给出一种方法，借助该方法能够在考虑到存在于土地中的对象的情况下简化对建筑机械的控制。根据本专利技术通过独立权利要求的特征实现了该目的。从属权利要求的主体是本专利技术的优选的实施方式。根据本专利技术的建筑机械是自行式建筑机械，其具有用于在土地上建造建筑物的工作装置、例如用于成型混凝土的装置或用于改造土地的装置、例如铣削轧辊。提供该工作装置，使得在土地上在预先规定的工作区域之内建造建筑物，或在预先规定的工作区域之内改造土地。对本专利技术不重要的是，工作装置如何具体地构造。建筑机械例如可以是铣路机或滑动模板铺路机。其也可以是筑路机或轧辊，其中提出了对存在于土地中的对象的考虑的相同问题。建筑机械具有用于拍摄土地的图像的图像拍摄单元或图像记录单元。因为图像记录单元与建筑机械一起在土地上运动，所以拍摄的图像显示出位于在与建筑机械在土地中的位置和方位相关的坐标系中的土地区段。图像区应选择为获取对控制建筑机械来说重要的所有区域，其中图像区也可包括使机械驾驶员从驾驶平台上不可见的区域。由此扩大了机械驾驶员的感知。图像记录单元可包括一个或多个摄像机。在图像记录单元具有多个摄像机时，整个图像可由各个摄像机的图像组成。建筑机械还具有显示单元，在显示单元上显示拍摄的图像。图像例如可显示在显示器上，显示器也可构造为触摸屏幕。图像记录单元的图像数据在具有识别单元和参考单元的数据处理单元中处理。数据处理单元可以是建筑机械的中央控制单元、计算单元和/或评估单元的一部分或形成独立的单元。数据处理单元可具有微处理器，在微处理器上运行数据处理程序(软件)。根据本专利技术的建筑机械和根据本专利技术的用于控制建筑机械的方法基于对在土地中的一个或多个对建筑计划重要的对象、例如井盖、进水口或路缘的识别，对象成像在显示在显示单元上的图像中。对此，数据处理单元具有识别单元，借助识别单元可由机械驾驶员本身通过识别单元的辅助或没有机械驾驶员的情况下完全自动地识别对象。在本文中，对象的识别是指选择对象。如果从多个不同对象中选择一个或多个对象，那么对象的识别也可包括确定对象类型。环境的真实图像的可视化允许紧接在工作开始之前或在工作过程中识别对象，从而可在工作同时或紧接着工作进行计划和实施，并且可考虑环境的短期变化。在接下来的步骤中实施的工作的计划可在这样的时刻进行，即，在前一步骤中所计划的工作实施的时刻。在本文中，对建筑计划重要的对象是指对待建造在土地中的建筑物的位置或待改变的土地区段的位置有影响的所有对象。在本专利技术中，在最简单的并且最一般的情况下唯一的点可以是一个对象。唯一的点例如可以是图像中的像点(图像元素)，图像由多个图像元素组成。于是，识别对象是在图像中从多个图像元素中选择一个图像元素。例如可用鼠标点击该图像元素。但是像点也可包括多个图像元素。如果对象是多个点，那么例如可通过这些点确定需要被改造的或需要在其上建造建筑物、或者说不需要改造的或需要保持无建筑物的土地区段的走向。例如建筑计划可以是通过铣路机铣削位于路缘旁边的路面。那么待识别的对象例如可以是沿着路缘棱边的点。但是，待识别的对象也可以是线、例如起始线、终止线；物体的一条或多条界线；物体的轮廓线或由在土地中的物体占据的面。在这种情况下，对象本身可通过下面称为对象点的点标明。界线例如可通过两个点、例如其起始点和终点标明。因此，例如位于需要建造建筑物的或需要被改造的土地区段中的起干扰作用的对象可被识别出。例如位于需要用铣路机铣削的土地区段中的井盖可被识别出。对本专利技术重要的是，从记录单元的图像数据中测定空间数据组，空间数据组包含关于已识别的对象在独立于建筑机械的运动的坐标系统中的位置的信息。因此，由当前存在的图像数据生成对象数据，借助对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行式建筑机械，具有：行驶机构(3)，其沿工作方向包括前轮和后轮，或者包括前部传动机构和后部传动机构(4A、4B)；用于驱动所述前轮和/或后轮或者驱动所述前部传动机构和/或后部传动机构(4A、4B)的驱动装置(15)；工作装置(6)，其用于在土地上在所述工作装置(6)的预先规定的工作区域(25、26)中建造建筑物，或在所述工作装置的预先规定的工作区域中改造土地；控制装置(17)，其用于控制所述驱动装置(15)和/或所述工作装置(6)，使得所述建筑机械在土地上实施平移运动和/或旋转运动，和/或使得所述工作装置(6)在土地上建造建筑物或改造土地；用于拍摄土地图像的图像记录单元(19)；用于显示通过所述图像记录单元(19)拍摄的土地图像的显示单元(20)；和用于处理图像记录单元的图像数据的数据处理单元(21)；其特征在于，所述数据处理单元(21)具有：识别单元(22)，其配置成能够在显示于所述显示单元(19)上的图像中识别成像的对象(O)；参考单元(23)，其配置为，根据所述图像记录单元在独立于所述建筑机械在土地中的运动的坐标系统(X、Y、Z)中的位置和方位，从所述图像记录单元(19)的图像数据中测定空间数据组[(X1、Y1、Z1)、(X2、Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)…(Xn、Yn、Zn)]，所述空间数据组包含关于已识别的对象(O)在独立于所述建筑机械的运动的坐标系统(X、Y、Z)中的位置的信息；并且所述控制单元(17)配置成，根据测定的空间数据组[(X1、Y1、Z1)、(X2、Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)…(Xn、Yn、Zn)]，操控用于在土地上实施平移运动和/或旋转运动的所述驱动装置(15)，和/或操控用于在土地上建造建筑物或用于改造土地的所述工作装置(6)。...

【技术特征摘要】
2014.08.28 DE 102014012831.81.一种自行式建筑机械，具有：行驶机构(3)，其沿工作方向包括前轮和后轮，或者包括前部传动机构和后部传动机构(4A、4B)；用于驱动所述前轮和/或后轮或者驱动所述前部传动机构和/或后部传动机构(4A、4B)的驱动装置(15)；工作装置(6)，其用于在土地上在所述工作装置(6)的预先规定的工作区域(25、26)中建造建筑物，或在所述工作装置的预先规定的工作区域中改造土地；控制单元(17)，其用于控制所述驱动装置(15)使得所述建筑机械在土地上实施平移运动和/或旋转运动，和/或其用于控制所述工作装置(6)使得所述工作装置(6)在土地上建造建筑物或改造土地；用于拍摄土地图像的图像记录单元(19)；用于显示通过所述图像记录单元(19)拍摄的土地图像的显示单元(20)；和用于处理图像记录单元的图像数据的数据处理单元(21)；其特征在于，所述数据处理单元(21)具有：识别单元(22)，其配置成能够在显示于所述显示单元(20)上的图像中识别成像的对象(O)；其中所述识别单元(22)具有输入单元(22A)，所述输入单元配置成为了识别对象(O)能够在显示于所述显示单元(20)上的图像中标记出待识别的对象的至少一个对象点(Onm)，并且所述输入单元(22A)配置成能够从多个具有预先规定的形状的对象(O)中选出一个对象，其中，所述识别单元(22)配置成在选出特定的对象和至少一个标记的对象点(Onm)的基础上识别该对象；参考单元(23)，其配置为，根据所述图像记录单元在独立于所述建筑机械在土地中的运动的坐标系统(X、Y、Z)中的位置和方位，从所述图像记录单元(19)的图像数据中测定空间数据组[(X1、Y1、Z1)、(X2、Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)…(Xn、Yn、Zn)]，所述空间数据组包含关于已识别的对象(O)在独立于所述建筑机械的运动的坐标系统(X、Y、Z)中的位置的信息；并且所述控制单元(17)配置成，根据测定的空间数据组[(X1、Y1、Z1)、(X2、Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)…(Xn、Yn、Zn)]，操控用于在土地上实施平移运动和/或旋转运动的所述驱动装置(15)，和/或操控用于在土地上建造建筑物或用于改造土地的所述工作装置(6)。2.根据权利要求1所述的自行式建筑机械，其特征在于，所述识别单元(22)具有图像辨别单元(22B)，所述图像辨别单元配置成能够辨别出具有预先规定的形状的对象(O)以用于在显示于所述显示单元(20)上的图像中识别对象。3.根据权利要求1所述的自行式建筑机械，其特征在于，所述参考单元(23)配置成，使得在独立于所述建筑机械的运动的坐标系统(X、Y、Z)中，为已识别的对象(O)在显示于所述显示单元(20)上的图像中的对象点(Onm)的成像的像点指派位置坐标(Xn、Yn、Zn)。4.根据权利要求1所述的自行式建筑机械，其特征在于，所述建筑机械是铣路机，其中，所述工作装置(6)具有能够相对于地面在高度上调节的、用于对土地的预先给定的区段改造的铣削轧辊(6A)；或者所述建筑机械是滑动模板铺路机，其中，所述工作装置(6)具有用于成型混凝土的装置；其中，所述控制单元(17)具有计算和评估单元(18)，所述计算和评估单元配置成在独立于所述建筑机械的运动的坐标系统(X、Y、Z)中将所述工作装置(6)的工作区域(25、26)的位置和所述对象(O)的位置相互比较；其中，所述控制单元(17)配置成使得生成用于操控所述驱动装置(15)的控制信号，从而使所述驱动装置(15)实施平移运动和/或旋转运动，使得在所述建筑机械的进给过程中所述工作装置(6)的工作区域(25、26)位于相对于所述对象预先给定的间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·贝尔宁，M·弗里茨，C·巴里马尼，G·亨，
申请(专利权)人：维特根有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE