作业车辆、物体指示系统和指示物体的位置的方法

文档序号:1930618 发布日期:2021-12-07 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 作业车辆、物体指示系统和指示物体的位置的方法 (Work vehicle, object indicating system, and method of indicating position of object ) 是由 艾米·K·琼斯 基思·伦辛 迈克尔·G·基恩 纳撒尼尔·M·克扎尼克 于 2021-05-25 设计创作,主要内容包括:提供一种向作业车辆的操作员指示物体的相对位置的方法、一种物体指示系统和一种作业车辆。所述方法包括:由被定位在所述作业车辆上的一个或多个传感器位置处的一个或多个传感器来感测所述物体;和基于由所述一个或多个传感器对所述物体的感测,启动相对于所述操作员被定位在一个或多个指示器位置处的一个或多个指示器。每个传感器位置在方向上对应于一个或多个所述指示器位置。(A method of indicating a relative position of an object to an operator of a work vehicle, an object indication system and a work vehicle are provided. The method comprises the following steps: sensing the object by one or more sensors positioned at one or more sensor locations on the work vehicle; and activating one or more indicators positioned at one or more indicator positions relative to the operator based on the sensing of the object by the one or more sensors. Each sensor position corresponds in direction to one or more of the indicator positions.)

作业车辆、物体指示系统和指示物体的位置的方法

技术领域

本发明涉及一种作业车辆、物体指示系统和指示物体的位置的方法。

背景技术

作业车辆在作业区域中操作以实现诸如运土、农业任务、牵引和其它任务,并且作业车辆偶尔或频繁地移动至作业区域内或外的新位置。所述作业车辆可以具有在所述作业区域中操作以实现各任务的一个或多个作业工具。多个作业车辆、其它装备、人员和/或移动的和/或固定的物体可以操作和/或被一起定位在所述作业区域中。作业车辆的人员和操作员以及其它装备保持对所述作业车辆、装备和所述作业区域内的其它人员和物体的察觉。在非限制性示例中,建筑作业车辆的操作员可以被定位在所述作业车辆的所述操作员站中,并且在控制所述作业车辆的移动或另一操作和/或在操作所述作业车辆的作业工具以实现在所述作业区域中的一个或多个任务之前或同时,所述建筑作业车辆的操作员以视觉方式检查所述作业车辆的周围环境。

发明内容

本公开的示例的各个方面在权利要求中阐述。

根据本公开的一方面,提供一种向作业车辆的操作员指示与所述作业车辆相距一距离的物体的相对位置的方法。所述方法包括:由被定位在所述作业车辆上的多个传感器位置处的多个传感器中的一个或多个传感器来感测所述物体;和基于由所述多个传感器中的所述一个或多个传感器对所述物体的感测,启动相对于所述操作员被定位在多个指示器位置处的多个指示器中的一个或多个指示器,所述多个传感器位置中的每个传感器位置在方向上对应于所述多个指示器位置中的一个或多个指示器位置。

根据本公开的另一方面,提供一种向作业车辆的操作员指示与所述作业车辆相距一距离的物体的相对位置的物体指示系统。所述物体指示系统包括:多个传感器,所述多个传感器被配置成被定位在所述作业车辆上的多个传感器位置处并被配置用于感测所述物体;和多个指示器,所述多个指示器被配置成被定位在在方向上对应于所述多个传感器位置的多个指示器位置处,并被配置成基于感测到所述物体而启动。

根据本公开的另一方面,提供一种被配置成由作业区域中的操作员来控制的作业车辆。所述作业车辆包括:操作员站,所述操作员站被配置成定位所述操作员;多个传感器,所述多个传感器被分布在相对于所述操作员的多个传感器位置处、被定向成远离所述操作员、并且被配置成感测物体;以及多个指示器,所述多个指示器被分布在所述操作员站处的与所述多个传感器位置相对应的多个指示器位置处,以向所述操作员指示所述物体的相对位置。

通过以下描述和随附附图,上述和其它特征将变得显而易见。

附图说明

附图的详细描述参考随附附图,在随附附图中:

图1图示根据本公开的实施例的作业车辆和物体指示系统的俯视示意图;

图2图示根据本公开的实施例的作业车辆的操作员站的俯视示意图;以及

图3图示向作业车辆的操作员指示物体的相对位置的方法。

在整个若干附图中,相同的附图标记用于指示相同的元件。

具体实施方式

通过参考附图中的图1至图3来理解本公开的主题的至少一个实施例。

现在参考图1,根据本公开的实施例图示了作业车辆10。图示的实施例的所述作业车辆10是前端式装载式建筑车辆,但是在额外的实施例中所述作业车辆10包括被配置用于建筑业、农业或林业的任何其它车辆,或被配置用于道路使用或越野使用的任何其它车辆。图示的实施例的所述作业车辆10包括作业工具12。虽然图1的所述作业车辆10将铲斗图示为所述作业工具12,但是一个或多个实施例的所述作业工具12包括被联接至所述作业车辆10的前端14、所述作业车辆10的后端28、或相对于所述作业车辆10的任何其它位置,或被配置成在所述作业车辆10的前端14、所述作业车辆10的后端28、或相对于所述作业车辆10的任何其它位置处操作的任何一个或多个建筑的、农业的或其它的附接件、机具或作业工具。图示的实施例的所述作业车辆10包括被配置成相对于地表面移动所述作业车辆10的四个轮16,但是任何数目的轮、履带和/或其它地面接合构件,或轮、履带和/或其它地面接合构件的组合,都可以被包含在本公开的额外的实施例中。图示的实施例的所述作业车辆10还包括操作员站18,所述操作员站18被配置成包含、设置或以其它方式定位操作员20以使所述操作员20能够操作所述作业车辆10。图示的实施例的所述操作员20使用一个或多个作业车辆控制件26,从位于所述操作员站18中或所述操作员站18处的操作员位置22控制所述作业车辆10、所述作业工具12和/或所述作业车辆10的任何其它方面,所述作业车辆控制件26包括但不限于方向盘、操纵杆和/或另一接口或接合装置。在图示的实施例中,所述操作员站18包括支撑所述操作员站18的一个或多个部分的柱24。

物体指示系统30被包括在本公开的一个或多个实施例中。所述系统30被配置成向所述作业车辆10的所述操作员20指示与所述作业车辆10相距距离34的物体32的相对位置。在实施例中,所述物体32的相对位置指的是所述物体32相对于所述作业车辆10的位置。在本公开的额外的实施例中,所述物体32的相对位置指的是所述物体32相对于一个或多个传感器、其它物体、个人、基站或其它位置的位置。

图1中图示的实施例的所述系统30包括被定位在或被配置成定位在所述作业车辆10上的多个传感器位置38处的多个传感器36。所述传感器36感测或被配置成感测所述物体32。图示的实施例的所述传感器36包括超声传感器,但是所述传感器36包括一个或多个基于红外、激光或雷达的物体感测装置或系统,或在本公开的额外的实施例中的任何其它物体感测装置或系统。图示的实施例的所述传感器36的所述传感器位置38位于所述操作员站18和/或如图1中图示的所述后端28上或位于所述操作员站18和/或如图1中图示的所述后端28处,但是其它实施例的所述传感器位置38可以位于其它地方,包括位于所述前端14、所述作业工具12和/或所述作业车辆10的任何其它部分上或位于所述前端14、所述作业工具12和/或所述作业车辆10的任何其它部分处。如图1中图示的,所述传感器36被分布在相对于所述操作员20的位置的传感器位置38处。所述传感器36被定向成远离所述操作员站18、所述操作员20和/或所述作业车辆10,并且被配置成感测所述物体32。一个或多个实施例的所述物体32包括任何一个或多个固定的或可移动的物体、障碍物、边界、或围绕所述作业车辆10的区域的它物理异常部。在非限制性示例中,所述物体32包括接近所述作业车辆10的另一车辆,所述作业车辆10和/或所述系统30可以感测并向所述操作员20指示所述另一车辆以便所述操作员20控制所述作业车辆10远离所述物体32。在未图示的额外的实施例中,存在相对于所述作业车辆10位于不同位置处的多个物体32,所述作业车辆10和/或所述系统30同时地和/或分别地感测并向所述操作员20指示所述多个物体32。如本文中的实施例中描绘的,被包括在任何实施例中的术语“物体”指的是由所述作业车辆10或所述系统30感测到的任何一个或多个物体。

一个或多个实施例的所述作业车辆10和/或所述系统30包括控制器46。在实施例中,所述控制器46接收或被配置成接收来自所述传感器36的一个或多个传感器信号。所述控制器46和/或所述传感器36将由每个传感器36发送的每个信号与所述传感器36的所述传感器位置38相关联。在实施例中,所述传感器信号包括表示所述传感器36与所述物体32之间的距离34的信号距离值。因此,在至少一个实施例中,所述控制器46接收或以其它方式确定信号位置值和所述信号距离值,所述信号位置值基于所述信号发送传感器36的所述传感器位置38,所述信号距离值基于由所述信号发送传感器36感测到的所述传感器36与所述物体32之间的距离34。如图1中图示的,主信号发送传感器50感测所述主信号发送传感器50与所述物体32之间的距离34并将其信号距离值发送至所述控制器46。在额外的实施例中,与所述主传感器50相邻或靠近所述主传感器50而定位的副传感器52还可以感测所述物体32并提供将与副传感器52相应的传感器位置38相关联的分立的距离值。所述控制器46接收或以其它方式确定具有从所述主传感器50和副传感器52接收的所述信号距离值的所述信号位置值。

如图1和图2所示,某些图示的实施例的所述系统30还包括被定位或被配置成被定位在与所述传感器位置38在方向上对应的多个指示器位置42处的多个指示器40。在非限制性示例中,本公开的实施例的所述指示器40诸如通过振动反馈或运动反馈向(一个或多个)作业车辆控制件26提供视觉指示、声音指示和/或触觉或物理指示。所述指示器40基于对所述物体32的感测而启动,或被配置成基于对所述物体32的感测而启动。在示出的实施例中,所述指示器40被分布在位于所述操作员站18中、位于所述操作员站18上或以其它方式位于所述操作员站18处的所述指示器位置42处。在实施例中,所述指示器位置42对应于所述传感器位置38,以向所述操作员20指示所述物体32的相对位置。换句话说,例如相对于自所述操作员20的定位或位置(position或location)的视线或方向角,所述指示器位置42中的每一个都与一个或多个所述传感器位置38对准、被定位成与一个或多个所述传感器位置38相邻、和/或与一个或多个所述传感器位置38相对应,使得所述操作员20将来自指示器40的指示关联为与对准后的、相邻的或以其它方式对应或者关联的传感器36相关。因此,所述操作员20可以接收所述物体32的位置和/或所述物体32例如距所述作业车辆10的距离34的指示。

在本公开的实施例中,所述多个传感器36中的每一个都被配置成感测所述物体距所述多个传感器位置38的相应的传感器位置38的距离34。所述多个指示器40中的每一个都被配置用于基于所述物体32距相应的传感器位置38的距离34而启动。

在本公开的实施例中,基于从相应的传感器位置38感测的所述物体32的距离34来启动不同数量的指示器40。在非限制性示例中,当所述传感器36中的一个感测到所述物体32移动或以其它方式被定位成更靠近所述传感器36时启动更大数量的指示器40。在特定实施例中,所述多个指示器40中的第一数量的指示器40被配置用于基于所述物体32距相应的传感器位置的第一距离来启动。在非限制性示例中,基于所述物体32正位于所述传感器36的十米内而启动三个相邻的指示器40,所述传感器36具有与位于所述三个相邻的指示器40的中心处的所述指示器40的位置相对应的所述传感器位置38。所述多个指示器40中的第二数量的指示器40被配置用于基于所述物体32距相应的传感器位置的第二距离而启动。在所述非限制性示例中,基于所述物体32正位于所述传感器36的五米内而启动五个相邻的指示器40或每一端上的两个额外的指示器40,所述传感器36具有与位于所述五个相邻的指示器40的中心处的所述指示器40的位置相对应的所述传感器位置38。在类似的实施例中,当所述物体32的位置相对于每个传感器位置38而改变时,其它传感器36或传感器36组可以被启动和/或停用以指示所述物体32距所述作业车辆10的相对位置和/或距离。在非限制性示例中,所述指示器40的说明性实施例可以包括在灯带(rope light)或类似的配置上对准的一系列灯。本文中描述的所述指示器40的各个实施例可以被实现在灯带上;或经由类似的配置来实现;或经由被安装在所述操作员站18上、所述操作员站18中或所述操作员站18处(诸如与所述操作员20相邻或围绕所述操作员20),或在一个或多个柱24上、位于所述操作员站18中的窗口的一个或多个基部处或与所述操作员站18中的窗口的一个或多个基部相邻、和/或位于所述操作员站18的屋顶的边缘处或与所述操作员站18的屋顶的边缘相邻的另一配置的视觉或听觉指示器40(称为非限制性示例)来实现。

在本公开的各个实施例中,所述多个指示器40中的每个指示器40的输出基于所述物体32距相应的传感器位置38的距离34而改变,或被配置成基于所述物体32距相应的传感器位置38的距离34而改变。在某些实施例中,所述多个指示器40基于感测到所述物体32的存在或位置而以视觉方式指示或被配置成以视觉方式指示。在非限制性示例中,一个或多个所述指示器40是分别照射以便以视觉方式指示所述物体32的存在或位置的灯。在另一非限制性示例中,作为来自每个灯的光强度的所述输出基于所述物体32距相应的传感器位置38的距离34而调制或改变。

在某些实施例中,所述多个指示器40基于感测到所述物体32的存在或位置而以听觉方式指示或被配置成以听觉方式指示。在非限制性示例中,一个或多个所述指示器40是分别致动以产生脉冲、振动或声波以便以听觉方式指示所述物体32的存在或位置的换能器或扬声器。在另一非限制性示例中,作为来自每个换能器或扬声器的音量或致动强度的所述输出换能器基于所述物体32距相应的传感器位置38的距离34而调制或改变。

如图3中图示的,在本公开的实施例中,所述系统30包括被联接至或配置成联接至所述作业车辆10的所述操作员20的接口构件60。所述接口构件60包括如在本文中的一个或多个实施例中描述的一个或多个所述指示器40,所述一个或多个所述指示器40被定位或被配置成定位在所述接口构件60中、在所述接口构件60上或在所述接口构件60处,以向所述作业车辆10的所述操作员20指示所述物体32相对于所述操作员20的位置。在图示的实施例中,所述接口构件60包括眼镜62、耳机64、颌骨互动装置66、头饰、另一装置、和/或它们的任何组合,这些接口构件60被安装在所述操作员20上、安装至所述操作员20或安装在所述操作员20处、或安装成与所述操作员20相邻,以包含、安装、支撑或以其它方式提供根据本文中所描述的任何实施例的用于视觉或听觉指示的一个或多个所述指示器40。另外,在图示的实施例中,所述接口构件60可以包括增强现实和/或互动特征或功能,以提供与所述操作员20和/或一个或多个听觉或视觉指示的接合。在非限制性示例中,所述接口构件60的右侧透镜和左侧透镜可以包括一个或多个灯或其它视觉指示器,所述一个或多个灯或其它视觉指示器基于所述物体32在所述操作员20和/或作业车辆10的右侧或左侧上的存在和/或位置而被启动和/或调制。类似地,在另一非限制性示例中,所述接口构件60的右侧耳机和左侧耳机可以包括一个或多个扬声器70、换能器或其它听觉指示器,所述一个或多个扬声器70、换能器或其它听觉指示器每个都基于所述物体32在所述操作员20和/或作业车辆10的右侧或左侧上的存在和/或位置而被启动和/或调制。在本公开的各个实施例中描述的任何指示器40(例如在非限制性示例中的被安装在所述操作员站18中或被安装在所述操作员站18上以及被安装在所述接口构件60中或被安装在接口构件60上的指示器40)或指示功能都可以能够互换地被使用、和/或与其它指示器40或指示功能共同使用。

另外的实施例的所述系统30和/或所述作业车辆10包括动态适配器,所述动态适配器基于来自观察、感测的操作员20的行为的先前输入或历史输入、或在先前的指示事件之后来自操作员20的行为的其它输入,来调制或改变、或被配置成调制或改变由所述系统30和/或所述作业车辆10的所述指示器40和/或其它操作进行的指示。在本公开的实施例中,所述系统30和/或所述作业车辆10包括一个或多个操作员传感器、仪器,和/或(一个或多个)控制输入装置、(一个或多个)数据存储装置和/或(一个或多个)控制器,以接收所述操作员20的行为的输入或与所述操作员20有关的其它数据的输入,并基于所述输入,向分立的控制器或(一个或多个)所述指示器40发送输出。在用于说明的非限制性示例中,来自所述动态适配器的输出基于这样的输入来增加一个或多个所述指示器40的输出:所述输入指示了由于对所述作业车辆10的车辆控制件的改变不足或缺乏而确定所述操作员20对由一个或多个指示器40进行的先前的指示反应不足。如输入至所述动态适配器的数据可以由所述动态适配器和/或另一控制器以模型的形式被储存、处理和/或使用,或利用用于所述动态适配器、更大的系统30和/或所述作业车辆10的任何其它操作或系统的操作的算法而被储存、处理和/或使用。

现在参考本公开的图3,本公开还提供向所述作业车辆10的所述操作员20指示与所述作业车辆10相距距离34的所述物体32的相对位置的方法100。所述方法100包括:在步骤110处,由被定位在所述作业车辆10上的所述多个传感器位置38处的一个或多个所述传感器36来感测所述物体32。所述方法100还包括:在步骤112处,基于由一个或多个传感器36对所述物体32的感测,启动相对于所述操作员20被定位在一个或多个所述指示器位置42处的一个或多个所述指示器40。所述传感器位置38中的每一个都被定位成与所述一个或多个指示器位置42相邻,与所述一个或多个指示器位置42对准,在方向上对应于或以其它方式对应于所述一个或多个指示器位置42,以便向所述作业车辆10的所述操作员20指示所述物体32的相对位置。

特定实施例的所述方法100还包括:由所述一个或多个传感器36通过感测所述物体32距所述一个或多个传感器36的距离34来感测所述物体32;以及通过基于所述物体32的距离34而启动所述一个或多个指示器40来启动所述一个或多个指示器40。如上文进一步详细论述的,实施例的所述方法100还包括:基于所述物体32的第一距离来启动所述一个或多个指示器40中的第一数量的指示器40;以及基于所述物体32的第二距离来启动所述一个或多个指示器40中的第二数量的指示器4。在实施例中,所述一个或多个指示器40中的所述第一数量的指示器40不同于所述一个或多个指示器40中的所述第二数量的指示器40。还在上文中进一步详细描述了,特定实施例的所述方法100还可以包括:基于所述物体32的距离34来调制或改变所述一个或多个指示器40的输出,例如改变用于视觉指示的光强度,或改变用于听觉指示的声音或振动的量、频率或其它特性或输出。所述作业车辆10或系统30的任何细节、特征或功能构成本公开的所述方法100的一个或多个实施例的一部分。

在不以任何方式限制下文中出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下,将理解,本公开的实施例的所述作业车辆10、所述系统30和所述方法100改善了所述操作员20识别(一个或多个)所述物体32和/或确定所述物体32的位置和/或距离34的能力。通过在感测到(一个或多个)所述物体32靠近所述作业车辆10的情况下向所述操作员20提供视觉和/或听觉指示,所述视觉和/或听觉指示可以减少或最小化由所述操作员20进行的任务、控制和操作的扰动。另外,所述指示器40可以增加所述操作员20的警觉,不管所述操作员20有没有察觉到任何(一个或多个)物体32。最后,所述作业车辆10、所述系统30和所述方法100改善了在影响所述操作员20发觉所述作业车辆10的区域或所述作业车辆10周围的区域的能力的特定条件或事件时(诸如在过度活动、噪声、亮、暗、和/或灰尘/碎片期间)所述操作员20对(一个或多个)所述物体32的察觉。

如本文中使用的,“例如”被用于非穷举地列出示例,并且具有与诸如“包括”、“包括但不限于”和“包括而非限制”之类的替代的说明性短语相同的含义。如本文中使用的,除非另有限制或修改,否则具有由连词(例如,“和”)分隔且还前置有短语“一个或多个”、“至少一个”或“至少”或类似的短语的元件的列表指示可能包括列表中的单独的元件或其任何组合的配置或布置。例如,“A、B和C中的至少一个”和“A、B和C中的一个或多个”每个都指示可能只有A,只有B,只有C,或A、B和C中的两个或更多个的任何组合(A和B;A和C;B和C;或A、B和C)。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。另外,“包括”、“包含”和类似的短语旨在指定存在所声明的特征、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或另有一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

虽然已经在附图和先前的描述中详细图示和描述了本公开,但是这样的示图和描述在性质上被认为是非限制性的,应理解,已经示出和描述了(一个或多个)说明性实施例,并且期望保护落入本公开的精神内的所有改变和修改。本公开的替代性实施例可以不包括所描述的所有特征但仍受益于这样的特征的至少一些优点。本领域普通技术人员可以设计他们自己的实现方式,这些实现方式合并本公开的一个或多个特征并且落入随附权利要求的精神和范围内。

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