用于自主移动材料的系统和方法技术方案

一种方法可以包括：利用位于至少部分自主控制的机器(104)上的控制器(136)，确定如由传感器(134)感测的材料(119)的料堆(118)的中点(204)；利用所述控制器(136)确定围绕所述中点(204)的用于装载所述机器(104)的多个潜在装载路径；利用所述控制器(136)基于至少一个因素对潜在装载路径的有效性执行成本函数分析以获得最有效装载路径；以及指示所述机器(104)执行由所述最有效装载路径定义的装载实例。例。例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自主移动材料的系统和方法


[0001]本公开涉及用于材料的移动的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于以高效方式用料堆的材料装载至少部分自主的机器的系统和方法。

技术介绍

[0002]在一些应用中，土壤、碎石、矿物质、表土和/或其它材料可以在工作现场中从一个位置移动到另一个位置。例如，材料可以从现场外位置挖掘并移动到工作现场以充当用于工作现场的工作表面的建筑材料。材料可以暂时存储在堆中以供稍后分配到工作现场的不同部分。诸如装载机的机器可以用材料装载诸如铲斗的作业工具。作业工具可以联接到装载机且由装载机致动。机器可以接近材料的料堆，挖掘到材料的料堆中，并将材料铲入铲斗中。可以训练人工操作员并获得经验，以了解材料如何可以最有效地装载到铲斗中。但是，如果工作现场发生事故，人工操作员可能使用昂贵，可能会增加潜在的责任。因此，自主或半自主机器可以用于改善工作现场安全性，并且提高与料堆或材料的移动相关联的运作效率。
[0003]装载机可以从材料的料堆反复地行进到材料倾倒区，直到所需量的材料从材料的料堆移位到倾倒区。装载切入点可以定义为在料堆的边界处的点，在所述点处，装载机的作业工具挖掘到料堆中，以从料堆获得材料装载。装载方向是装载机在切入点处的行进方向，并且可包括与切入点处的料堆的面垂直或与其呈角度的方向。一些示例系统可利用自主或半自主操作的装载机，该装载机选择材料的料堆与倾倒区之间的最短路径以确定料堆或材料的装载切入点和/或装载方向。其它示例系统可以使用垂直于材料的料堆的边缘的方向来确定装载切入点和/或装载方向。另外其它示例系统可选择指向料堆或材料的预定义点或任意点的方向，或选择遵循机器的当前取向的方向。因此，材料的料堆可能不利地分成剩下要清理的多个分离料堆，并且可能需要额外的装载操作将材料装载到机器的铲斗中。此外，产生多个分离堆会使材料散布在工作现场的较大区域上，并且沿着工作现场的表面铺得太薄，从而由于材料可能不可被机器捕获导致材料的较大部分损失。
[0004]本公开的实例涉及克服上述缺陷。

技术实现思路

[0005]在本公开的实例中，一种方法可包括：利用传感器感测材料的料堆的外表面；利用位于至少部分自主控制的机器上的控制器，基于所感测的外表面确定所述材料的料堆的中点；利用所述控制器确定围绕所述中点的用于装载所述机器的多个潜在装载路径；利用所述控制器，基于成本函数分析来选择所述潜在装载路径的主装载路径；以及利用所述控制器使所述机器执行由所述主装载路径定义的装载实例。
[0006]在本公开的另一实例中，一种系统包括被配置成沿着工作现场的工作表面行进的至少部分自主的机器。所述机器包括作业工具，所述作业工具被配置成在所述机器沿着所述工作表面行进时运载材料。所述系统还包括传感器，所述传感器被配置成感测材料的料
堆的外表面；以及控制器，所述控制器与所述传感器和所述机器通信。所述控制器被配置成基于所感测的外表面确定材料的料堆的中点；确定围绕所述中点的用于装载所述机器的多个潜在装载路径；以及使所述机器执行由所述主装载路径定义的装载实例。
[0007]在本公开的又另一实例中，一种系统可包括：至少部分自主控制的机器，所述机器包括被配置成在所述机器沿着所述工作表面行进时运载材料的作业工具；传感器，所述传感器被配置成感测材料的料堆的外表面，确定材料的料堆的中点；以及控制器，所述控制器经由通信网络与所述传感器和所述机器通信。所述控制器被配置成基于所感测的外表面确定材料的料堆的中点，确定围绕所述中点的用于装载所述机器的多个潜在装载路径，基于成本函数分析选择所述潜在装载路径的主装载路径，以及使所述机器执行由所述主装载路径定义的装载实例。
附图说明
[0008]图1是根据本公开的示例实施例的系统的示意图。
[0009]图2是图1中所示的系统的另一示意图。
[0010]图3是描绘与图1和图2中所示的系统相关联的示例方法的流程图。
[0011]图4是描绘与图1和图2中所示的系统相关联的另一示例方法的流程图。
具体实施方式
[0012]在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。图1是根据本公开的示例实施例的系统100的示意图。图1中所示的示例系统100可包括在工作现场112处操作以执行各种任务的一个或多个机器。例如，系统100可包括一个或多个挖掘机102、一个或多个装载机104、一个或多个拖运机106和/或用于施工、采矿、铺路、挖掘和/或工作现场112处的其它操作的其它类型的机器。本文中所描述的机器中的每一个可通过一个或多个中心站108彼此通信和/或与本地或远程控制系统120通信。中心站108可以促进本文所述的机器之间和/或此类机器与例如控制系统120的系统控制器122之间的无线通信，以用于传输和/或接收操作数据和/或指令的目的。
[0013]挖掘机102可以指出于后续操作(即，用于爆破、装载、拖运和/或其它操作)的目的在工作现场112处减少材料的任何机器。挖掘机102的实例可包括挖掘机、反铲挖掘机、推土机、钻探机、挖沟机和拖绳等。多个挖掘机102可以共同位于工作现场112处的公共区域内，并且可以执行类似功能。例如，挖掘机中的一个或多个可以移动土壤、沙子、矿物、碎石、混凝土、沥青、表土和/或包括工作现场112的工作表面110的至少一部分的其它材料。因此，在正常条件下，位于同一位置的挖掘机102中的每一个在暴露于相似的现场条件时可以具有相似的生产率和效率。
[0014]装载机104可以指提升、运载、装载和/或移除已被挖掘机102中的一个或多个减少的材料的任何机器。在一些实例中，装载机104可移除此类材料，可将移除的材料从工作现场112处的第一位置运输至工作现场112处的第二位置。装载机104的实例可以包括轮式装载机或履带式装载机、前铲挖掘机、挖掘机、电缆铲、堆取料机或任何其他相似的机器。一个或多个装载机104可以在工作现场112的共同区域内操作，以例如将减少的材料装载到拖运机106上。例如，本文所述的装载机104可以横穿工作表面110上的一个或多个行进路径，如
由识别移动材料119的有效方式和有效且高效的行进路径的方法所定义的。在一个实例中，此类行进路径可包括在材料119的料堆118与材料的垃圾场之间的那些路径，该路径可证明在时间、距离和装载机104的燃料使用方面最高效。在另一实例中，此类行进路径可包括由工作表面110形成且可由本文所述的施工、采矿、铺路机和/或其它示例机器通过的一个或多个部分或完全形成的道路、桥、轨道、路径或其它表面。在该实例中，一个此类行进路径可以从料堆118或由一个或多个挖掘机102和/或工作现场112处的装载机104移除的其它材料119集合延伸到工作现场112内的许多其它位置。本文中更详细地呈现关于挖掘机102和/或装载机104在移动材料时可采取的路径的详细描述。此外，下文还更详细地描述了挖掘机102和/或装载机104可以处理材料119的料堆118的方式，以及挖掘机102和/或装载机104如何使用其相应的作业工具1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：利用传感器(134)感测材料(119)的料堆(118)的外表面(202)；利用位于至少部分自主控制的机器(104)上的控制器(136)，基于所感测的外表面(202)确定材料(119)的所述料堆(118)的中点(204)；利用所述控制器(136)确定围绕所述中点(204)的用于装载所述机器(104)的多个潜在装载路径；利用所述控制器(136)，基于成本函数分析来选择所述潜在装载路径的主装载路径；以及利用所述控制器(136)使所述机器(104)执行由所述主装载路径定义的装载实例。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述料堆(118)包括面向所述机器(104)设置的近侧(281)和与所述近侧(281)相对设置的远侧(280)，所述潜在装载路径排除通向所述料堆(118)的远侧(280)的路径；并且所述潜在装载路径排除包括障碍物的路径。3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述成本函数分析基于至少一个因素执行，所述至少一个因素包括行进距离、行进所述行进距离的时间、转向力、所述材料(119)的休止角和作业工具(140)移动距离，以及确定所述多个潜在装载路径包括基于获得联接到所述机器(104)并且由所述机器致动的作业工具(140)内的所述材料(119)的满负荷的能力来确定所述多个潜在装载路径。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：利用所述控制器(136)，基于所述机器(104)获得联接到所述机器(104)并且由所述机器致动的作业工具(140)内的所述材料(119)的满负荷的能力来确定多个装载切入点(210)；利用所述控制器(136)确定所述装载切入点(210)的多个装载方向(212)；利用所述控制器(136)确定是否将识别所述装载切入点(210)的额外装载方向(212)；响应于确定将识别所述装载切入点(210)的额外装载方向(212)，识别所述装载切入点(210)的额外装载方向(212)；利用所述控制器(136)确定是否将识别额外装载切入点(210)；以及响应于确定将识别额外装载切入点(210)，识别所述额外装载切入点(210)。5.根据权利要求1所述的方法，其中：所述成本函数分析包括确定所述潜在装载路径是否将导致所...

【专利技术属性】
技术研发人员：未末，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：