用于机器的导航系统技术方案

一种铺路系统包括铺路机、耦合到铺路机或与铺路机通信的多个位置或定位传感器单元，以及与多个传感器单元通信的控制器。控制器被配置为从多个传感器单元中的一个或多个有源传感器单元中选择位置或定位信息，并且自动导航铺路机。

Navigation system for the machine

【技术实现步骤摘要】
用于机器的导航系统
本专利技术总体涉及一种道路施工机器，并且更具体地涉及一种用于机器的导航系统。
技术介绍
本专利技术涉及用于路面施工和修理的铺路机。铺路机通常用于铺设沥青或其它铺路材料。铺路通常包括对铺路机在铺路表面上的精确测量和定位。在铺路作业过程中导航铺路机和使铺路机转向在心理上和身体上可能很费力，可能会导致用户错误。另外，不同的自动导航和转向系统各自具有各自的益处和缺点。2017年10月24日授权给Engels等人的第9,797,099号美国专利(‘099专利”)描述了一种用于改变由滑模铺路机形成的模制混凝土板的宽度的系统。‘099专利的系统使用三维参考系统来确定铺路机相对于外部参考系统的位置。具体地，’099专利采用全站仪系统或全球导航卫星系统，例如GPS系统，以便确定铺路机的位置。然而，‘099专利中铺路机的位置确定和导航限于所选择的导航系统。此外，‘099专利的导航系统没有考虑工地的地形或条件的变化。本专利技术的铺路机可以解决上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其他问题。然而，本专利技术的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何具体问题的能力限定。
技术实现思路
在一个方面，铺路系统可包括铺路机、耦合到铺路机或与铺路机通信的多个位置或定位传感器单元，以及与多个传感器单元通信的控制器。控制器可以被配置为从多个传感器单元中的一个或多个有源传感器单元选择位置或定位信息，并且自动导航铺路机。在另一方面，用于铺路机的控制系统可以包括多个传感器单元和可操作地耦合到多个传感器单元中的每一个的控制器。控制器可配置为基于来自一个或多个传感器单元的信息而控制铺路机和使铺路机转向。如果控制器检测到一个或多个传感器单元中的异常或错误状况，则控制器可配置为基于来自不同的一个或多个传感器单元的信息而控制铺路机和使铺路机转向。在又一方面，一种自动导航机器的方法可包括使用多个传感器中的一个或多个传感器在工地上自动导航铺路机，以确定机器在工地上或相对于工地上的其它元件的位置。该方法还可以包括检测从一个或多个传感器接收的信息中的异常或错误状况，并且启动或依赖于多个传感器中的不同的一个或多个传感器来确定机器在工地上的位置或相对于工地上的其他元件的位置来导航机器。附图说明图1是根据本专利技术的各方面的示例性机器的图示。图2是根据本专利技术的各方面的图1的示例性机器的一部分的示意图。图3提供了描述根据本专利技术的各方面的用于导航示例性机器的示例性方法的流程图。具体实施方式前述的总体描述和以下的详细描述都仅仅是示例性、解释性的，而非对所要求保护的特征的限制。如在此所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”、“包括有”或其其他变型旨在覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元件的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元件，而且可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或装置固有的其他元件。为了本专利技术的目的，术语“地面”广泛地用于指形成典型道路(例如，沥青、水泥、粘土、沙地、泥土等)或在道路形成中铺路材料可以沉积在其上的所有类型的表面。在本专利技术中，相对术语，例如“约”、“基本上”和“大约”用于表示所述值中±10％的可能变化。尽管参考铺路机描述了本专利技术，但是这仅是示例性的。一般来说，本专利技术可应用于任何机器，例如铺路机修整器、沥青修整器或在工地的地面上移动的另一机器。图1示出了根据本专利技术的示例性铺路机10的侧视图。机器10可以是具有任何铺路宽度的任何尺寸的铺路机。在一个方面，机器10可以是小铺路机，例如具有大约5.5米的最大铺路宽度。机器10包括框架12、料斗14、螺旋钻16和整平板18。机器10还可以包括操作员站20，操作员可以从操作员站20操纵和控制机器10。机器10可由发动机组件22推进以向驱动组件24提供动力，驱动组件24包括驱动轮26、一个或多个惰轮28和履带30。另外，机器10可包括储罐32和喷杆34，以存储处理流体并将其输送到地面。机器10还可以包括一个或多个控制面板36，例如，位于操作员站20中、位于整平板18上的一个或多个操作员位置38中、或远离机器10。控制面板36可以经由控制器102控制或显示机器10的一个或多个方面。机器10还包括多个感测和/或检测元件。例如，机器10可以包括一个或多个GPS天线40和/或一个或多个近距离传感器42。另外，机器10可以包括一个或多个激光雷达传感器44，和/或可以包括一个或多个弦线传感器46。机器10还可以包括一个或多个全站仪单元48，这些全站仪单元可以由位于工地上的通用全站仪监测器检测或以其他方式感测。每个感测和/或检测元件可以耦合到例如显示在一个或多个控制面板36上的一个或多个用户界面106(图2)或与其通信。如图1所示，GPS天线40可以位于机器10的一部分上。例如，GPS天线40可以位于操作员位置38附近的一个或多个后导轨50上。GPS天线40可以由杆52支撑，以便将GPS天线40定位在具有减小的信号干扰可能性的高度处。或者或另外，机器10可以包括在机器10的顶部上的一个或多个GPS天线40。例如，一个或多个GPS天线40可以位于操作员站20上方的顶部54上。此外，在一个方面中，机器10可包括双GPS天线，其定位在后部导轨50和顶部54中的一个或多个上，这可有助于提高由GPS系统接收的信号质量。一个或多个GPS天线40可以允许大约+/-3cm内的精度，并且GPS天线40可能需要到一个或多个全球定位卫星的不间断线路。一个或多个近距离传感器42可以是摄像机、雷达传感器、声纳传感器等，以测量和/或确定机器10或机器10的部分相对于周围元件的位置。一个或多个近距离传感器42可以定位在机器10的前部和/或后部上，并且可以定位在机器10的右侧和/或左侧上或整平板18上。在一个方面，机器10包括在右前部、左前部、右后部和左后部中的近距离传感器42。机器10还可以在其一侧或多侧上的中央部分中包括一个或多个近距离传感器42，例如，与操作员站20对齐。近距离传感器42可以发送一个或多个信号(例如，光、无线电波、声波等)，并且基于从物体接收到的反射信号，近距离传感器42可以确定传感器42与物体之间的距离，并且因此确定机器10与物体之间的距离。例如，近距离传感器42可以允许机器10测量从一个或多个近距离传感器42或机器10到工地上的路缘、护栏、挡土墙或其他地形特征、障碍物或物体的距离。一个或多个近距离传感器42与控制器102通信，并且一个或多个近距离传感器42还可以与机器10上的任何其他近距离传感器42或其他传感器通信，以便比较从多个近距离传感器获得的关于周围环境的信息。在一个方面，多个近距离传感器42可以用于产生机器10的周围环境的三维点云。这样，一个或多个近距离传感器42可以帮助机器10相对于工地上的一个或多个物体保持期望的距离或位置。近距离传感器42可以允许大约+/-25mm内的精度，并且近距离传感器42可以要求物体、地形划分或表面之间的一些光学变化。如果近距离传感器42是光学传感器，如摄像机，则透镜上或工地空气中的灰尘、水或其它污本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铺路系统，包括：/n铺路机；/n多个位置或定位传感器单元，耦合到所述铺路机或与所述铺路机通信；以及/n控制器，与所述多个传感器单元通信；/n其中所述控制器被配置为从所述多个传感器单元中的一个或多个有源传感器单元中选择位置或定位信息并且自动导航所述铺路机。/n

【技术特征摘要】
20180809 US 16/059,2291.一种铺路系统，包括：
铺路机；
多个位置或定位传感器单元，耦合到所述铺路机或与所述铺路机通信；以及
控制器，与所述多个传感器单元通信；
其中所述控制器被配置为从所述多个传感器单元中的一个或多个有源传感器单元中选择位置或定位信息并且自动导航所述铺路机。


2.如权利要求1所述的铺路系统，其中所述铺路机包括整平板，并且其中所述位置或定位传感器单元中的至少一个耦合到所述整平板的一部分或与所述整平板的一部分通信。


3.如以上权利要求中任一项所述的铺路系统，其中所述控制器被配置为监控从所述一个或多个有源传感器单元接收的信息以检测异常或错误状况；并且
其中，如果所述控制器检测到异常或错误状况，则所述控制器被配置为启动一个或多个不同的传感器。


4.如以上权利要求中任一项所述的铺路系统，其中所述控制器被配置为确定可用的并且可操作的所述多个传感器单元的子集，并且其中所述铺路系统进一步包括用户界面，所述用户界面被配置为显示一个或多个有源传感器单元。


5.如以上权利要求中任一项所述的铺路系统，其中所述多个传感器单元包括至少一个全球定位系统传感器单元，所述至少一个全球定位系统传感器单元包括用于从一个或多个卫星接收位置信息的至少一个全球定位系统天线。


6.如以上权利要求中任一项所述的铺路系统，其中所述多个传感器单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·奥唐内尔，
申请(专利权)人：卡特彼勒路面机械公司，
类型：发明
国别省市：美国;US