优化机器的有效载荷载体的装载制造技术

一种装载机器的有效载荷载体的方法，包括当材料被装载到有效载荷载体中时，从机器上的相机接收有效载荷载体内部的二维图像。该方法还包括过滤图像以识别装载的材料的轮廓并确定该轮廓的区域。该方法还包括控制显示设备指示所确定的区域。

【技术实现步骤摘要】
优化机器的有效载荷载体的装载
本专利技术涉及机器生产优化，且更具体地，涉及用于诸如轮式拖拉机式铲运机的挖掘机的操作的生产优化。
技术介绍
运土机械可用于从挖掘地点移动土方、岩石和其它材料。通常，可能希望将挖掘的材料从挖掘地点移动到远离挖掘地点的另一位置。例如，可以将材料装载到可以将材料运输到倾卸地点的越野拖运单元上。如另一个示例，材料可以通过牵引在拖拉机后面的牵引盘挖掘，然后经由牵引盘拖运到倾卸地点。如另一个示例，轮式拖拉机式铲运机可以用于挖掘、拖运和倾卸挖掘的材料。一种这样的机器，轮式拖拉机式铲运机，可以在操作循环中使用，以在装载阶段期间从一个位置切割的材料，在拖运阶段期间将切割的材料运输到另一位置，在倾卸阶段期间卸载切割的材料，并且在返回阶段期间返回挖掘地点以重复操作循环。与一些其它挖掘机或系统相反，使用轮式拖拉机式铲运机的决定可以基于诸如机器或系统的操作成本和生产率之类的因素。操作机器或机器车队的生产率和成本可能受到某些因素的不利影响。例如，轮式拖拉机式铲运机的操作员可能在装载循环中花费相对于完成拖运循环所需的时间太多的时间，从而降低了效率。此外，利用特别长的装载循环来满载或可能过载机器在某些拖运循环的实际生产率和成本方面可能是有效的，但是对于其它拖运循环，可能通过例如增加轮胎滑移(增加轮胎磨损)、燃烧更多燃料、增加地面接合工具上的磨损以及增加机器结构和动力系部件上的磨损会降低生产率和增加成本。为了提高运土机器的效率，包括在装载阶段，已经设计了系统。例如，Wang等人的美国专利申请公开号2016/0289927(“’927公开”)描述了一种具有感知传感器的碗监测系统，该感知传感器向控制器提供指示机器的碗的视图的信号。基于该信号，控制器确定碗中的材料水平，并向机器的操作员提供碗的当前装载状态的指示。虽然’927公开中描述的系统有助于提高装载效率，但是该系统采用诸如LiDAR(光检测和测距)或立体相机的三维感知传感器来监测碗。这些类型的感知传感器可能是昂贵的，潜在地使得安装在例如机器车队上成本过高。另外，三维图像处理在计算上可能是昂贵的，相对于其它类型的解决方案，要求增加的计算能力进一步增加’927公开的解决方案的成本。本专利技术涉及现有技术中的一个或多个改进。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种用于机器的有效载荷载体的装载的方法。该方法可以包括当材料被装载到有效载荷载体中时，从机器上的相机接收有效载荷载体内部的二维图像。该方法可以包括过滤图像以识别装载的材料的轮廓并确定该轮廓的区域。该方法可以包括控制显示设备以指示所确定的区域。本专利技术的另一方面涉及一种用于辅助机器的有效载荷载体的装载的相机。相机可以包括储存指令的存储器和处理器。所述处理器可被配置为执行所述指令以当材料被装载到有效载荷载体中时，接收有效载荷载体内部的二维图像，并过滤所述图像以识别装载的材料的轮廓。所述处理器可进一步被配置为执行所述指令以确定所述轮廓的区域并提供信号以控制显示设备来指示所确定的区域。本专利技术的另一方面涉及一种机器。所述机器可具有显示设备和相机，所述相机被配置为当材料被装载到有效载荷载体中时捕获所述机器的有效载荷载体内部的二维图像。该机器还可以具有一个控制器，该控制器被配置为用于从相机接收图像并且过滤该图像以识别该装载的材料的轮廓。控制器可进一步被配置为确定轮廓的区域并提供信号以控制显示设备指示所确定的区域。附图说明图1是根据示例性公开的实施例的机器的图示；图2是图1的机器的载荷增长曲线的曲线图；图3是图1的机器的示例性控制系统的示意图。图4是与图3的控制系统相关联的示例性相机的示意图。图5和6是由图4的相机捕获的图像的表示。图7是显示在机器的显示设备上的示例性接口的表示。图8是用于优化机器的有效载荷载体的装载的示例性方法的流程图。图9是图8的方法的示例性过滤步骤的流程图。具体实施方式图1示意性地示出了机器100，其可以是例如轮式拖拉机式铲运机。机器100可以是用于使用地面接合工具在现场执行作业的任何机器。机器100可以包括各种部件或子机器，例如轮式拖拉机式铲运机、牵引盘等。机器100可以包括一个或多个牵引设备102，例如前轮和后轮，使得机器100能够用作移动单元。合适的动力源104，例如柴油机，可以位于机器100的前部106。还可以是柴油发动机的附加动力源108可以包括在机器100的后部110处。机器100的前部106和后部110之间的有效载荷载体112可以使得机器100能够运输一定量的材料，例如泥土(土壤、岩石等)。在轮式拖拉机式铲运机上，有效载荷载体112可以是容纳和保持用于运输的材料的容器，并且有时可以被称为铲子或碗。机器100还可以包括操作员站114。操作员站114可以包括封闭的或部分封闭的驾驶室，并且可以包括操作员座椅116、合适的操作员控制设备118、显示设备120和/或用于操作机器100的其他部件。机器100还可以包括合适的控制系统，包括控制器122、各种检测器或传感器，以及用于操作机器100的部件的各种致动器。例如，机器100可以包括一个或多个致动器124，例如液压缸，用于升高和降低有效载荷载体112。致动器124可以降低有效载荷载体112，使得通常位于有效载荷载体112的下前边缘处的地面接合工具126可以在机器100的装载阶段期间穿透待装载的材料。致动器124还可以升高有效载荷载体112，用于在机器100的拖运阶段期间运输有效载荷。另外的致动器可以包括一个或多个致动器128和一个或多个致动器132，致动器128用于在倾卸阶段期间移动弹射器130，致动器132用于控制挡板134。致动器132可以在装载和倾卸阶段将挡板134从与有效载荷载体112的前部接合移动到打开位置。致动器132通过反向移动还可以在拖运阶段期间将挡板134保持在与有效载荷载体112的前部接合的关闭位置。挡板134可以在倾卸阶段与弹射器130同步操作，致动器132将挡板134移动到打开位置，致动器128在有效载荷载体112内移动弹射器130以辅助倾卸有效载荷。机器100的转向可以通过转向单元来促进，该转向单元包括一个或多个致动器136，这些致动器位于例如有效载荷载体112与机器100的前部106之间的位置处。如图1所示，在一些实施例中，装载辅助单元138可以可选地与有效载荷载体112相关联。图1所示的示例性装载辅助单元138代表可采用的各种类型的装载辅助单元，包括例如螺旋钻单元或升降机单元。在图1中，装载辅助单元138被示为螺旋钻140。应当理解，装载辅助单元138可以包括多个螺旋钻，升降机单元或可以辅助将材料装载到有效载荷载体112中的其他手段。装载辅助单元138可以由合适的机器致动器驱动，例如旋转液压致动器152。机器100可以包括其他部件，以辅助操作员装载和倾卸有效载荷载体112和/或自主地控制机器100来这样做。在所公开的实施例中，相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器的有效载荷载体的装载的方法，所述方法包括：/n当材料被装载到所述有效载荷载体中时，从所述机器上的相机接收所述有效载荷载体内部的二维图像；/n过滤所述图像以识别所述装载的材料的轮廓；/n确定所述轮廓的区域；以及/n控制显示设备指示所述确定的区域。/n

【技术特征摘要】
20190111 US 16/2458291.一种用于机器的有效载荷载体的装载的方法，所述方法包括：
当材料被装载到所述有效载荷载体中时，从所述机器上的相机接收所述有效载荷载体内部的二维图像；
过滤所述图像以识别所述装载的材料的轮廓；
确定所述轮廓的区域；以及
控制显示设备指示所述确定的区域。


2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定所述区域等于或大于阈值；以及
至少部分地基于确定所述区域等于或大于所述阈值，将信号发送到与所述机器相关联的控制器，所述信号指示所述有效载荷载体已被装载。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述阈值是所述有效载荷载体的总面积的百分比。


4.如权利要求2所述的方法，进一步包括响应于所述信号由所述控制器执行以下各项中的一项或多项：
启动所述机器的操作员站中的指示灯以指示停止装载所述有效载荷载体；
在所述机器的显示设备上提供视觉指示以指示停止装载所述有效载荷载体；
使所述机器从地面升高所述有效载荷载体；
使所述机器将挡板从打开位置移动到关闭位置以防止所述有效载荷载体的进一步装载；
使所述机器减速或停止；以及
使所述机器将所述机器的当前操作模式改变为自主拖运模式。


5.如权利要求1所述的方法，其中确定区域包括对所述轮廓内的像素的数目进行计数。


6.如权利要求1所述的方法，其中过滤所述图像包括：
识别与所述图像中的特征相对应的像素；
计算所述识别的像素的运动矢量；以及
去除对应于具有大于阈值的量值的运动矢量的像素。


7.如权利要求1所述的方法，进一步包括在确定所述区域之前从所述图像中去除由广角透镜引起的失真。


8.一种用于辅助机器的有效载荷载体的装载的相机，所述相机包括：
储存指令的存储器；以及
处理器，被配置为执行所述指令以：
当材料被装载到所述有效载荷载体中时，接收所述有效载荷载体内部的二维图像；
过滤所述图像以识别所述装载的材料的轮廓；
确定所述轮廓的区域；以及
提供信号以控制显示设备指示所述确定的区域。


9.如权利要求8所述的相机，其中所述处理器进一步被配置为执行所述指令以：

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈，S·N·马修，刘阳，Q·王，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US