阅读说明：本技术 用于确定物***置信息的方法 (Method for determining object position information ) 是由 埃里克·乌林 约翰·舍贝里 于 2017-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于确定物体位置信息的方法,该物体位置信息指示了旨在使用物体移除机械(34)移除的物体(28；30；32)的位置,该位置至少包括水平位置。该方法使用了与所述物体移除机械(34)不同且包括器具(14)的工程机械(10)。该方法包括：-将器具(14)布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体(28；30；32)的位置具有可确定关系；-确定所述器具(14)的位置；以及-使用所述器具(14)的位置来确定所述物体位置信息。(the invention relates to a method for determining object position information indicative of a position of an object (28; 30; 32) intended to be removed using an object removal machine (34), the position comprising at least a horizontal position. The method uses a work machine (10) that is different from the object removal machine (34) and that includes an implement (14). The method comprises the following steps: -arranging an implement (14) such that the position of at least a part of the implement has a determinable relationship to the position of the object (28; 30; 32); -determining a position of the implement (14); and-using the position of the implement (14) to determine the object position information.)

用于确定物***置信息的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定物***置信息的方法。此外，本发明涉及一种用于确定物***置信息集的方法。此外，本发明涉及一种使用物体移除机械移除物体的方法。另外，本发明涉及一种用于确定物***置信息的控制单元。

本发明能够应用于各种类型的建筑设备中。尽管将针对轮式装载机来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而且还可以用在其它类型的工程机械(例如挖掘机)中。

背景技术

在各种类型的工地(例如采石场)中，可能执行***以获得能够使用工程机械(例如，轮式装载机或挖掘机)移除的岩石部分。然而，***可能导致岩石部分由于其尺寸和/或重量而不能由通常执行移除操作的工程机械直接移除。而是，需要采取其它措施。

例如，具有增强的装载能力的工程机械可以例如定期地或根据操作者的请求被送到工地，以便移除使用通常所用的工程机械不能移除的岩石部分。

作为另一替代方案，包括破碎工具(例如液压锤)的破碎机械可以例如定期地或者根据操作者的请求被送到工地，以便将大的岩石部分破碎成能够由通常执行移除操作的工程机械处理的碎块。

然而，无论如何移除大的岩石部分，它们的移除都通常都涉及使用特定专用的移除机械。这种特定机械的操作通常伴随着相当大的成本。这样，确定何时值得采用用于物体移除任务的、特定专用的移除机械将是有益的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，该方法能够用于确定在做出是否和/或如何采用特定专用机械从工地移除物体的决定时相关的信息。

该目的通过根据权利要求1的装置/方法来实现。

这样，本发明涉及一种用于确定物***置信息的方法，该物***置信息指示了旨在使用物体移除机械移除的物体的位置(至少包括水平位置)。该方法使用了与所述物体移除机械不同且包括器具的工程机械。该方法包括：

-将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置具有可确定关系(determinable relation)；

-确定所述器具的位置，以及

-使用所述器具的位置来确定所述物***置信息。

上述方法意味着，例如在工地处执行作业操作的工程机械也可以用于确定旨在使用物体移除机械移除的物体的物***置信息。这样，该工程机械可以在工地处具有至少两种任务(assignments)：例如，移动和/或移除材料的第一任务；以及确定旨在使用另一个物体移除机械移除的物体的物***置信息的第二任务。

如本文中所使用的，表述“可确定关系”旨在涵盖能够确定所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置之间的关系。仅作为示例，可以通过测量、估计等来确定该关系。

此外，由于该方法使用工程机械的器具来确定所述物体的位置的事实，因此通常不需要为该工程机械提供专用的位置确定装置等。

可选地，该方法包括：将工程机械相对于物体定位，使得该器具能够被定位成与所述物体相邻，优选地，这种器具能够到达所述物体和/或与所述物体重叠。

上述定位意味着确定所述物体的位置的直接可能性。

可选地，将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置具有可确定关系的特征包括：将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置相对应。

可选地，将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置具有可确定关系的特征包括：将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分与所述物体接触。

所述器具的至少一部分与所述物体之间的接触可以具有以下优点：能够以适当高的确定性来确定所述物体相对于所述器具的位置。此外，上述接触也可以用于触发使用所述器具的位置来确定所述物***置信息的特征。这样，该工程机械的操作者不一定需要致动另一个致动器(例如按钮、杠杆等)来启动对所述物***置信息的确定。

可选地，该方法包括确定由所述物体施加在所述器具上的接触载荷，该方法包括：当确定该接触载荷超过预定的阈值载荷时，确定所述器具的至少一部分已与所述物体接触。

使用接触载荷超过预定的阈值载荷的信息来确定所述器具已与所述物体接触意味着：可以以相对高的确定性来建立实际接触。

可选地，该工程机械包括全球定位系统，并且，确定所述器具的位置的特征包括采用该全球定位系统。

全球定位系统意味着用于确定所述器具的位置的适当手段。

可选地，使用所述器具的位置来确定所述物***置信息的特征包括将所述物体的位置设置为等于所述器具的位置。

可选地，所述物体是巨石。如本文中所使用的，特征“巨石”涉及太大以至于不能由该工程机械移除的岩石碎块。仅作为示例，“巨石”可以定义为重量超过200千克、优选超过500千克的岩石碎块。

可选地，该巨石的至少一部分高于地面。

可选地，该方法还包括确定所述物体的尺寸和/或重量。

指示所述物体的尺寸的信息在不同的情境中可以是有用的。例如，对于物体移除机械和/或该物体移除机械的操作者来说，所述物体的尺寸可以是有用的。

可选地，所述物体旨在被破碎，并且所述物体移除机械是物体破碎机械。

本发明的第二方面涉及一种用于确定物***置信息集的方法，该物***置信息集至少指示了旨在使用物体移除机械移除的多个物体中的每一个物体的水平位置。该方法包括：

-对于所述物体中的每一个物体，使用根据本发明的第一方面的方法来确定该物体的物***置信息，以及

-将该物***置信息添加到所述物***置信息集。

上述物***置信息集可以用于例如确定何时应该激活物体移除机械，以便移除物体集(the set of objects)。例如，当物***置信息集表明确定了适当数量的物体和/或物体集的适当的总尺寸和/或总重量时，可以激活该物体移除机械。

可选地，该方法还包括从该工程机械发出包含物***置信息的物***置信号。

可选地，该方法包括将所述物***置信号发到物体移除机械。

本发明的第三方面涉及一种使用物体移除机械移除物体的方法。

该方法包括：

-接收已经使用本发明的第一方面和/或第二方面确定的物***置信息，

-利用该物***置信息使物体移除机械移动到所述物体，以及

-使用该物体移除机械移除所述物体。

本发明的第三步骤意味着该物体移除机械可以以方便的方式指向待移除的一个或多个物体。这样，该物体移除机械和/或物体移除机械的操作者不一定需要搜索待移除的物体，而是能够被引导到先前确定的待移除的物体的位置。

可选地，接收物***置信息的特征包括：接收已经根据本发明的第二方面确定的所述物***置信息集。

接收上述物***置信息集意味着可以以有效的方式使用物体移除机械来移除所述物体。

可选地，该方法包括确定物体移除机械的路径，该物体移除机械能够沿着该路径移动，以便能够移除至少多个所述物体。

上述路径的确定意味着物体移除机械可以以成本和/或时间有效的方式在待移除的物体之间移动。

可选地，该方法包括确定所述物***置信息集内的物体的数量。例如，上述信息可用于确定何时应激活物体移除机械以从工地移除物体。

可选地，该方法包括确定所述物***置信息集内的所述数量的物体的总尺寸和/或总重量。该总尺寸和/或总重量可以例如用作触发器，用于确定何时应激活物体移除机械以从工地移除物体。

可选地，该物体移除机械是包括破碎工具(优选液压锤)的破碎机械，其中，移除所述物体的特征包括：通过操作该破碎工具来破碎所述物体。

本发明的第四方面涉及一种控制单元，该控制单元用于确定物***置信息，该物***置信息指示了旨在使用物体移除机械移除的物体的位置(至少包括水平位置)。该控制单元适于：

-接收信号，该信号指示了与物体移除机械不同的工程机械的器具的至少一部分处于与所述物体的位置具有可确定关系的位置；

-接收指示所述器具的所述至少一部分的位置的信号，以及

-使用所述器具的位置来确定物***置信息。

可选地，所述控制单元适于发出信号，以便将所述器具布置成使得所述器具的至少一部分的位置与所述物体的位置具有可确定关系。

在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1示出了工程机械；

图2是具有工程机械的工地的俯视图；

图3是工程机械和物体的侧视图，示出了本发明的一个方法实施例；并且

图4是工程机械和物体的透视图，示出了本发明的另一个方法实施例。

具体实施方式

图1示出了包括主体12和器具14的工程机械10。此外，工程机械10包括用于使器具14相对于主体12移动的致动装置16。仅作为示例，致动装置16可包括液压系统和/或电气系统。

图1的工程机械10的实施方式是轮式装载机，并且器具14是铲斗。然而，也可设想其它类型的工程机械。例如，该工程机械可以被实施为挖掘机(图1中未示出)。

此外，图1的工程机械10包括全球定位系统18，该全球定位系统18适于确定器具14的至少一部分的全球位置。作为全球定位系统18的替代或补充，工程机械10可包括另一种类型的系统，例如TERCOM系统(地形测绘，未示出)、地标导航系统(未示出)或天文导航系统(未示出)。此外，图1中所示的工程机械10包括用于确定物***置信息的控制单元20。

图2是工地22的俯视图，其中，工程机械10(例如图1的工程机械10)正在操作，以便从工地22移除材料。例如，工地22可以是采石场，并且，要从采石场移除的材料可以是在采石场中***产生的岩石部分(rock portions)。然而，还可设想的是，工地22可以是除了采石场之外的另一种类型的工地。

从图2中可以看出，要从工地22移除的物体可能具有不同的尺寸。例如，某些物体24可能相对较小，因此能够由工程机械10本身移除。作为非限制性示例，这样的物体24可以由该工程机械移动到卸载地点26。仅作为示例，卸载地点26可以包括诸如运输车的另一工程机械的车斗部分。

然而，工地22也可能包括不能由工程机械10本身移动的物体28、30、32。例如，物体28、30、32中的每一个都可能太大和/或太重，以至于无法由工程机械10的器具14举起。

如果不能由工程机械10移动的物体是岩石材料，则该物体可以被称为巨石(boulder)。仅作为示例，“巨石”可以定义为重量超过200千克、优选超过500千克的岩石碎块。作为另一个非限制性示例，这种巨石的至少一部分可以高于地面，使得工程机械10的操作者可以看到它。

为了能够移除不能由工程机械10移除的物体28、30、32，可以采用单独的物体移除机械34来辅助所述物体的移除。

仅作为示例，并且如图2中所示，所述单独的物体移除机械34可以是包括破碎工具36(优选是液压锤)的破碎机械。这样，在这种示例中，物体移除机械34可以通过操作破碎工具36来破碎物体，从而移除物体28、30、32。这在图2中被示出，其中，不能由工程机械10移除的物体28中的一个物体已经被破碎成较小的部分28'。随后，可以由工程机械10移除这种较小的部分28'。

作为另一个示例，所述单独的物体移除机械34可以是大容量工程机械，该大容量工程机械具有超过工程机械10的装载容量的装载容量。仅作为示例，这种大容量工程机械可能能够移除是工程机械10自己所能移除的最重物体的重量的至少两倍的物体。

无论所述单独的物体移除机械34是什么，都期望告知所述单独的物体移除机械34或其操作者关于不能由工程机械10移除的物体28、30、32中的每一个物体的位置。

为此，参考图3，本发明提出了一种用于确定物***置信息的方法，该物***置信息指示了旨在使用物体移除机械移除的物体28的位置P_O(至少包括水平位置)。在图3中，示出了全局坐标系X、Y、Z，并且其中轴X和轴Y中的每一个都在水平平面内延伸。这样，根据本发明的方法至少确定物体28的X和Y坐标。

从图3中可以看出，该方法使用了工程机械10，该工程机械10旨在从工地22移除材料，该工程机械10与旨在用于移除物体28的物体移除机械(图3中未示出)不同。仅作为示例，该方法可以使用工程机械10的控制单元20来实现。

图3进一步示出了该方法包括：

S10：将工程机械10的器具14布置成使得器具14的至少一部分的位置与物体28的位置具有可确定关系；

S12：确定器具14的位置，以及

S14：使用器具14的位置来确定所述物***置信息。

下面将详细说明所述步骤S10、S12和S14中的每一个。

关于步骤S10，可以以多种方式实现器具14相对于物体28的布置。

例如，并且如图3的示例中所示，根据本发明的方法可以包括将工程机械10相对于物体28定位，使得器具14能够被定位成与物体28相邻。优选地，工程机械10被相对于物体28定位，使得器具14能够到达物体28和/或与物体28重叠。

此外，并且如图3中所例示的，将器具14布置成使得器具14的至少一部分的位置与物体28的位置具有可确定关系的步骤可以包括：将器具14布置成使得器具14的至少一部分的位置与物体28的位置相对应。例如，器具14可以被定位在物体28上方，而不必接触物体28。可选地，器具14可以相对于物体28移动，以便也确定该物体沿至少一个轴线的延伸。这样，可以确定物体28的位置以及延伸。

作为另一个示例，并且如图3中所示，器具14可以被布置成使得器具14的至少一部分与物体28接触。为了确定在器具14的至少一部分与物体28之间建立了接触，可以确定由该物体施加在器具14上的接触载荷N。仅作为示例，可以使用相对于器具14布置的载荷传感器38来确定接触载荷N的大小。作为另一选项，致动装置16可以用于确定施加在器具14上的接触载荷N。

无论如何确定所述接触载荷，该方法都可以包括：当确定接触载荷N超过预定的阈值载荷时，确定器具14的至少一部分已与物体28接触。仅作为示例，所述预定的阈值载荷可以与器具14的重量相关。

仅作为示例，并且如图3的实施例中所示，使用器具14的位置来确定所述物***置信息的特征可以包括：将物体28的位置设定为等于器具14的位置。

此外，尽管仅作为示例，但根据本发明的方法还可以包括确定物体28的尺寸。为此，并且如图3中所示，工程机械10可以例如包括图像传感器40(例如摄像机)，该图像传感器适于捕获物体28的图像。从如此生成的图像中，能够确定物体28的尺寸。此外，一旦已经确定了物体28的尺寸，就可以估计物体28的重量。例如，可以通过估计物体28的材料的密度来估计重量。仅作为示例，可以通过使用指示工地22处存在的岩石的类型的信息来执行这种密度估计。作为另一个选项，该密度估计可以基于先前已经由工程机械10移除的材料的重量估计和尺寸估计。

图4示出了用于确定物体28的位置的方法的另一实施方式。在图4的实施方式中，器具14不一定需要接触物体28，或者甚至不需要被定位成使得物体14能够到达物体28和/或与物体28重叠。而是，器具14处于离所述物体28可确定(例如可测量)的水平距离处。仅作为示例，并且如图4中所示，这样的水平距离可以是纵向距离ΔX以及从器具14的中心到物体28的中心的横向距离ΔY。

无论如何定义器具14和物体28之间的水平距离，都可以例如使用图像传感器40(例如，摄像机)来确定该水平距离，该图像传感器40可以捕获器具14和物体28的图像，并从如此生成的图像中确定器具14和物体28之间的水平距离。还可以设想的是，可以使用例如激光传感器(未示出)的其它距离确定装置来确定该水平距离。

优选地，可以对工地22处的旨在使用物体移除机械34移除的每个物体28、30、32执行上文提出的物***置信息确定方法。

这样，再次参考图2，本发明的第二方面涉及一种用于确定物***置信息集的方法，该物***置信息集至少指示了旨在使用物体移除机械34移除的多个物体28、30、32中的每一个物体的水平位置。该方法包括：

-对于所述物体28、30、32中的每一个物体，确定该物体的物***置信息，例如使用上文已经参考图3或图4呈现的方法实施例中的任一个方法实施例，以及

-将该物***置信息添加到所述物***置信息集。

这样，参考图2，工程机械10可以移动到所述物体28、30、32中的每一个物体，并且至少所述物体中的每个物体的水平位置可以被确定并添加到上述物***置信息集。

无论是否已经确定了仅一个物体28的至少水平位置或者是否已经确定了上述物***置信息集，本发明的方法都可以包括从工程机械10发出包含该物***置信息或所述物***置信息集的物***置信号。为此，并且如图2中所示，工程机械10可包括适于发送上述物***置信号的信号发送器42。

仅作为示例，并且如图2中所示，该物***置信号可以被直接发到物体移除机械34。为此，物体移除机械34可以包括适于从信号发送器42接收信号的信号接收器44。

然而，代替或除了将该信号发送到物体移除机械34的信号接收器44之外，信号发送器42可以适于将该信号发送到另一信号接收器，例如与单独的信号处理装置48相关联的通信装置46。仅作为示例，所述单独的信号处理装置48不一定需要位于工地22处或与工地22邻近。相反，所述单独的信号处理装置48可以远离工地22。仅作为示例，与所述单独的信号处理装置48相关联的通信装置46可以适于将信号发送到物体移除机械34的信号接收器44。

这样，由信号发送器42发出的信号可以例如由所述单独的信号处理装置48或由物体移除机械34处理。

无论所述物***置信息已经如何从工程机械10转发和处理到物体移除机械34，该信息都可以用在使用物体移除机械34移除物体28的方法中。这种方法包括：

-接收已经使用本发明的第一方面和/或第二方面确定的(例如，

如上文参考图3或图4所例示的)物***置信息，

-利用该物***置信息使物体移除机械34移动到物体28，以及

-使用物体移除机械34移除物体28。

仅作为示例，上述接收物***置信息的特征可以包括接收已经根据本发明的第二方面确定的物***置信息集。上述物***置信息集在许多方面是有用的。

仅作为示例，并且参考图2，该物***置信息集可以用于确定物体移除机械34的路径50，物体移除机械34能够沿着该路径移动，以便能够移除至少多个物体28、30、32。作为非限制性示例，路径50可被确定为以下路径：物体移除机械34能够沿该路径移动，使得物体移除机械34到达所述物体28、30、32中的每一个物体，但行进距离低于阈值距离，优选以尽可能小的距离行进。这样，上述路径50确定意味着例如节省了物体移除机械34的燃料消耗。

此外，上述方法还可以包括确定所述物***置信息集内的物体28、30、32的数量。代替或除了确定所述物***置信息集内的物体28、30、32的数量之外，该方法可以包括确定所述物***置信息集内的物体的总尺寸和/或总重量。

仅作为示例，上述实体中的任一个或多个实体：物体28、30、32的数量，物体28、30、32的总尺寸以及物体28、30、32的总重量可以用于确定是否应该为了从工地22移除物体28、30、32而激活物体移除机械34。仅作为示例，可以将物体移除机械34至置于待机状态，直到上述实体中的任一个实体超过预定阈值为止。以这种方式，可以确保仅在必要时使用物体移除机械34。

此外，当已经使用物体移除机械34移除物体28时，该方法可以包括物体28已被移除的指示。例如，当物体移除机械34已经接收到物***置信息集时，也可以从物***置信息集内移除已被物理地移除的物体28。另外，物体移除机械34也可以适于确定已被移除的物体28的尺寸和/或重量。仅作为示例，可以随后使用指示该物体已经从物***置信息集内移除的事实和/或已经移除的物体28的尺寸和/或重量的信息。

例如，物体28的尺寸和/或重量可用于评估工地的质量，例如在采石场中发生的***的质量。

应该理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将意识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。