铺路材料垫特性的获得的制作方法

1.本公开总体上涉及铺路机，并且例如涉及获得铺路材料垫特性。


背景技术：

2.铺路机用于在地面上铺设和平整如沥青等铺路材料，用于建造道路、桥梁、停车场和其他这样的表面。通常，铺路机包括底盘、用于存储铺路材料的料斗、将铺路材料分布在地面上的螺旋推运器，以及将铺路材料压实/平整到所需垫厚度的整平板组件。在由铺路机沉积铺路材料垫之后，压实机可以在垫上行进以进一步压实铺路材料。
3.通常，压实机是手动操作的，这可能限制压实机的生产率和/或导致垫的压实不精确。此外，压实机的手动操作可以在没有操作计划或不考虑操作计划的情况下执行，从而导致压实机以低效的方式操作。例如，压实机在垫上行进的路径、由压实机产生的在垫上的通过量、压实机在垫上操作的持续时间等可能缺乏效率。
4.德国专利第19951296号('296专利)公开了，棱镜可通过桅杆在整平板的可移动部分的外侧连接到整平板的后边缘。'296专利指出，全站仪可以确定棱镜相对于全站仪的角度和距离，并且可以将该信息发送到接收机。'296专利公开了，三维(3d)计算机可以从全站仪接收棱镜的空间位置的空间坐标，并且3d计算机可计算整平板后缘的3d位置偏差。'296专利公开了，处理装置可以控制整平板的可移动部分和整平板的工作高度，从而补偿整平板相对于所需道路路线的任何瞬时位置偏差。
5.尽管'296专利公开了使用棱镜和全站仪来获得与整平板相关的空间信息，但'296专利没有指出空间信息可用于识别由整平板沉积的铺路材料垫的边界。此外，'296专利没有指出可以基于垫的边界确定压实机的操作计划。因此，'296专利的技术不涉及改进压实机执行的压实操作的效率、精度和/或生产率。
6.本公开的控制系统解决了上述一个或多个问题和/或本领域中的其他问题。


技术实现要素：

7.在一些实施方案中，一种方法包括通过控制器获得铺路信息，该铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置。铺路信息可以基于使用连接到铺路机的整平板组件的一个或多个全站仪棱镜收集的数据指示边缘的位置。该方法可以包括通过控制器并基于边缘的位置确定用于一个或多个压实机的操作计划，该压实机提供垫的压实。该方法可以包括通过控制器向一个或多个压实机的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。
8.在一些实施方案中，铺路机包括整平板组件、连接到整平板组件的至少一个检测部件和控制器。控制器可以被配置成获得铺路信息，该铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置。铺路信息可以基于使用至少一个检测部件收集的数据来指示边缘的位置。控制器可以被配置成基于边缘的位置来确定一个或多个压实机的自主操作的操作计划，该压实机提供垫的压实。控制器可以被配置成向一个或多个压实机的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。
9.在一些实施方案中，控制系统包括至少一个全站仪棱镜和控制器，该全站仪棱镜连接到铺路机的整平板组件。控制器可以被配置成获得铺路信息，该铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置。铺路信息可以基于使用至少一个全站仪棱镜收集的数据指示边缘的位置。控制器可以被配置成基于边缘的位置来确定一个或多个压实机的操作计划，该压实机提供垫的压实。控制器可以被配置成向一个或多个压实机的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。
附图说明
10.图1是包括整平板组件的示例铺路机的图。
11.图2是示例整平板组件的图。
12.图3是示例控制系统的图。
13.图4是与获得铺路材料垫特性相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
14.图1是包括整平板组件100的示例铺路机10的图。铺路机10用于在地面14上平整和压实铺路材料12，例如热拌沥青，以提供铺路材料的垫16。如本文所用，“向前”位置是指相对于铺路机的行进方向18朝向铺路机10的前部定位的位置，而“向后”位置是指相对于行进方向18朝向铺路机10的后部定位的位置。
15.铺路机10包括底盘20以及安装在底盘20上的乘客驾驶室22，该底盘可以具有履带式行进机构(未示出)或可以在轮子上。此外，铺路机10包括安装在铺路机10前端附近的料斗24，该料斗储存铺路材料12；以及分配装置26，例如螺旋推运器，该分配装置在地面14上分配铺路材料12。
16.整平板组件100被配置成在地面14上平整并压实铺路材料12。如图所示，整平板组件100通过一个或多个臂30安装在铺路机10的后侧上，位于分配装置26的后面。如下面进一步描述的，整平板组件100可以包括主整平板102和可移动地联接到主整平板102的一个或多个延伸整平板104。
17.如上所述，提供图1作为实例。其他实例可以与结合图1所描述的不同。
18.图2是整平板组件100的实例的图。如图所示，主整平板102位于整平板组件100的中心。延伸整平板104可移动地联接(例如可滑动地联接)到主整平板102上，主整平板102的每个横向端部上具有一个延伸整平板104。其他可能的布置可以包括单个延伸整平板、多于两个延伸整平板，或者根本没有延伸整平板。延伸整平板104可以相对于主整平板102并垂直于整平板组件100的中心轴线105横向延伸和缩回，从而允许操作者控制和/或选择整平板组件100的宽度。例如，延伸整平板104的延伸和缩回可提供对地面14的宽度变化的调节。每个延伸整平板104可以通过致动器106(例如液压缸等)朝向主整平板102横向向内平移或远离主整平板102横向向外平移。即，致动器106可以被配置成使延伸整平板104相对于主整平板102延伸和缩回。
19.如图2进一步所示，检测部件108(示出为全站仪棱镜)连接到整平板组件100。例如，每个检测部件108可以连接到整平板组件100的相应延伸整平板104或致动器106。在一些实施方案中，检测部件108可以连接到从整平板组件100(例如，从整平板组件100的延伸
整平板104或致动器106)延伸的天线(例如，杆、柱等)的远端。
20.如上所述，提供图2作为实例。其他实例可以与结合图2所描述的不同。
21.图3是示例控制系统300的图。控制系统300包括至少一个检测部件108和控制器310。检测部件108可以包括全站仪棱镜(例如，光学测量棱镜)、光检测和测距(lidar)系统、无线电检测和测距(radar)系统、相机和/或全球导航卫星系统(gnss)接收机等。例如，如本文所述，lidar系统、radar系统、相机等可以连接到从整平板组件100(例如，相对于地面14垂直地)突出的一个或多个天线。作为另一实例，如本文所述，全站仪棱镜和/或gnss接收机可以连接到整平板组件100的一个或多个延伸整平板104和/或一个或多个致动器106(例如，经由从延伸整平板104和/或致动器106突出的一个或多个天线)。这样，当在铺路机10的铺路操作期间横向平移延伸整平板104/致动器106以适应不同的铺路宽度时，全站仪棱镜和/或gnss接收机同样横向平移。
22.全站仪320可以使用连接到整平板组件的一个或多个全站仪棱镜进行操作(例如，全站仪320可以在铺路机10的铺路操作期间收集指示全站仪的位置的数据)。因此，全站仪320可以在铺路机10的铺路操作期间检测全站仪的横向平移。全站仪320可以远离铺路机10定位。在一些实施方案中，控制系统300可以包括全站仪320。
23.gnss接收机可以收集指示gnss接收机的位置的数据。可以使用实时动态定位(rtk)来提高gnss接收机的定位精度。这里，gnss接收机(例如，rtk漫游器)可以与具有固定位置的rtk基站(未示出)通信，以获得用于提高gnss接收机的定位精度的校正数据。在一些实施方案中，控制系统300可以包括rtk基站。
24.控制器310可以包括一个或多个存储器和/或耦合到该一个或多个存储器的一个或多个处理器。附加地，控制器310可以包括用于与在此描述的其他装置(例如，经由网络)通信的通信接口。控制器310可以被配置成执行(例如，一个或多个存储器可以存储指令，这些指令在由一个或多个处理器执行时致使该一个或多个处理器执行)与获得铺路信息、确定操作计划以及发送计划信息相关联的操作，如本文所述。
25.关于铺路机10的铺路操作，控制器310可以获得铺路信息。例如，控制器310可以在铺路操作期间连续地、实时地获得铺路信息。作为另一实例，控制器310可以在铺路操作完成之后获得铺路信息(例如，铺路信息可以在铺路操作期间实时收集并存储在别处，并且铺路信息可以在铺路操作完成时提供给控制器310)。
26.铺路信息可以指示由铺路机10沉积的铺路材料垫(例如垫16)的边缘的位置。垫的边缘可以对应于垫的边界，其中由铺路机10沉积的铺路材料在边界内，而未铺面的地面在边界外。垫的边缘的位置可以在铺路信息中通过空间坐标(例如，纬度坐标和经度坐标)等来指示。因此，铺路信息可以包括多个空间坐标，指示垫的边缘的位置。
27.指示边缘的位置的铺路信息可以基于使用至少一个检测部件108收集的数据。在一些实例中，指示边缘的位置的铺路信息可以基于使用连接到整平板组件100的一个或多个全站仪棱镜收集的数据，如本文所述。这里，控制器310可以从全站仪320获得(例如，接收)指示边缘的位置的铺路信息，该全站仪可以使用一个或多个全站仪棱镜来操作。在一些实例中，指示边缘的位置的铺路信息可以基于使用一个或多个lidar系统、一个或多个radar系统、一个或多个相机和/或一个或多个gnss接收机收集的数据。这里，控制器310可以从一个或多个lidar系统、一个或多个radar系统、一个或多个相机和/或一个或多个gnss
接收机获得(例如，接收)指示边缘的位置的铺路信息。
28.用于指示边缘的位置的铺路信息可以包括与全站仪棱镜和/或gnss接收机相关的位置信息。这里，控制器310可以基于位置信息确定边缘的位置。例如，控制器310可以被配置有校准信息，该校准信息指示整平板组件100上的全站仪棱镜和/或gnss接收机的位置与整平板组件100的边缘之间的距离偏移，该边缘限定铺路期间垫的边缘。因此，控制器310可以将距离偏移应用于位置信息以确定边缘的位置。在一些其他情况下，铺路信息可以包括直接指示边缘的位置的位置信息。
29.附加地或替代地，铺路信息可以指示垫的厚度分布、垫的热分布和/或整平板组件100的速度分布。厚度分布可以包括指示整个垫的厚度(例如，深度)的厚度映射数据。控制器310可以从连接到整平板组件100或铺路机10的传感器(例如相机、超声换能器等)获得指示厚度分布的铺路信息。垫的热分布可以包括指示整个垫的温度的热映射数据。控制器310可以从连接到整平板组件100或铺路机10的传感器(例如热成像器、温度传感器等)获得指示热分布的铺路信息。速度分布可以包括速度映射数据，该速度映射数据指示整平板组件100(或铺路机10)在垫上行进的速度。控制器310可以从连接到整平板组件100或铺路机10的传感器(例如速度传感器、转速计等)获得指示速度分布的铺路信息。
30.控制器310可以基于铺路信息确定一个或多个压实机340的操作计划，该压实机提供垫的压实。例如，铺路信息可以是由控制器用来确定操作计划的一个或多个算法和/或机器学习模型的输入。
31.控制器310可以基于由铺路信息指示的垫的边缘的位置来确定操作计划。例如，控制器310可以基于边缘的位置确定一个或多个压实机340相对于垫移动的模式。该模式可以指示压实机340将在其中移动的一个或多个路径和/或压实机340将形成的路径或其部分的通过量等。控制器310可以确定模式，使得在压实期间保持垫的完整性和垫的边界。例如，控制器310可以确定模式，使得压实机340在一个或多个路径的一些部分处与垫的边缘保持特定距离，在一个或多个路径的一些部分处行进穿过垫的边缘，和/或在一个或多个路径的一些部分处沿着垫的边缘行进。
32.附加地或替代地，控制器310可以基于由铺路信息指示的厚度分布、热分布和/或速度分布来确定操作计划。例如，控制器310可以基于厚度分布、热分布和/或速度分布确定一个或多个压实机340在垫上操作(例如，执行压实)的持续时间。持续时间可涉及压实机340在垫上操作的总持续时间，或压实机340在垫的特定区域(例如，特定路径或其部分)上操作的持续时间。因此，持续时间可指示压实机340操作的速度(例如，压实机340操作的恒定速度和/或压实机340将针对垫的不同区域操作的不同速度)。厚度分布、热分布和速度分布都可以提供整个垫的温度指示(直接或间接)。例如，垫的较厚区域可比垫的较薄区域更热。作为另一实例，由于垫的区域被沉积，垫的该区域被冷却的程度可以是垫的区域被沉积的速度的函数。因此，控制器310可以确定持续时间，使得当垫的该区域处于用于压实的合适温度(例如，用于适当压实的最小温度、用于适当压实的最大温度、用于适当压实的最佳温度等)时，执行垫的区域的压实。
33.在一些实施方案中，控制器310可以进一步基于厚度分布、热分布和/或速度分布来确定一个或多个压实机340移动的模式。例如，垫的较厚区域、垫的较热区域和/或垫的更快沉积的区域可能需要较少的压实道次。附加地或替代地，控制器310可以进一步基于垫的
边缘的位置确定一个或多个压实机340在垫上操作的持续时间。例如，如果边缘的位置指示较大的垫，则可能在该垫上需要更多的时间。
34.控制器310可以将指示操作计划的计划信息发送到另一控制器330。控制器330可以用于一个或多个压实机340。例如，压实机340可以包括控制器330。作为另一实例，控制器330可以远离一个或多个压实机340定位，并且控制器330可以向一个或多个压实机340提供操作指令。如本文所述，指示操作计划的计划信息可以指示一个或多个压实机340相对于垫移动的模式和/或一个或多个压实机340在垫上操作的持续时间。
35.操作计划可以用于一个或多个压实机340的自主操作。因此，控制器310可以发送指示操作计划的计划信息，以根据操作计划引起一个或多个压实机340的自主操作。例如，控制器330可以基于计划信息向一个或多个压实机340提供自主操作指令。替代地，操作计划可以用于引导一个或多个压实机340的手动操作。因此，控制器310可以发送指示操作计划的计划信息，以使压实机340在显示器上呈现与操作计划相关的信息(例如，指示模式和/或持续时间的图形或文本信息)和/或在手动执行操作计划期间向压实机340的操作者提供反馈(例如，在用户界面中，使用指示灯、使用警报器、使用触觉反馈等)。
36.在一些实施方案中，控制系统300可以包括控制器330。本文所述的控制器310可以包括在铺路机10、整平板组件100或压实机340中。替代地，本文所述的控制器310可远离铺路机10、整平板组件100和压实机340。
37.如上所述，提供图3作为实例。其他实例可以与结合图3所描述的不同。
38.图4是与获得铺路材料垫特性相关的示例过程400的流程图。图4的一个或多个过程框可以由控制器(例如，控制器310)执行。附加地或替代地，图4的一个或多个过程框可由与控制器分离或包括控制器的另一装置或一组装置执行，例如铺路机10内部或外部的另一装置或部件。
39.如图4所示，过程400可以包括获得铺路信息，该铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置，该铺路信息基于使用连接到铺路机的整平板组件的一个或多个全站仪棱镜收集的数据指示边缘的位置(框410)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器、通信接口等)可以获得铺路信息，如上所述。铺路信息还可以指示垫的厚度分布、垫的热分布或整平板组件的速度分布中的一个或多个。指示边缘的位置的铺路信息可以从使用一个或多个全站仪棱镜操作的全站仪获得。
40.如图4中进一步所示，过程400可以包括基于边缘的位置确定用于一个或多个压实机的操作计划，该压实机提供垫的压实(框420)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器等)可以确定操作计划，如上所述。可以进一步基于厚度分布、热分布或速度分布中的一个或多个来确定操作计划。确定操作计划可以包括基于垫的边缘的位置确定一个或多个压实机相对于垫移动的模式，以及基于厚度分布、热分布或速度分布中的一个或多个确定一个或多个压实机在垫上操作的持续时间。操作计划可以用于一个或多个压实机的自主操作。替代地，操作计划可以用于引导一个或多个压实机的手动操作。
41.如图4中进一步所示，过程400可以包括向一个或多个压实机的另一控制器发送指示操作计划的计划信息(框430)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器、通信接口等)可以发送计划信息。指示操作计划的计划信息可以指示一个或多个压实机相对于垫移动的模式或一个或多个压实机在垫上操作的持续时间中的至少一个。
42.虽然图4示出了过程400的示例框，但是在一些实施方案中，过程400可以包括与图4中描绘的那些框相比附加的框、更少的框、不同的框或不同地布置的框。附加地或替代地，可以并行地执行过程400的两个或更多个框。
43.工业实用性
44.本文所述的控制系统可以与将铺路材料沉积在地面上的任何机器一起使用。特别地，本文所述的控制系统可以与任何铺路机一起使用，该铺路机将铺路材料沉积在地面上，用于随后由压实机压实。控制系统便于高精度地检测所沉积的铺路材料垫的边缘的位置。例如，当铺路机执行铺路操作时，可以使用控制系统的至少一个检测部件以高精度检测由铺路机沉积的垫的边缘的位置。至少一个检测部件可以包括全站仪棱镜，这些全站仪棱镜连接到铺路机的整平板组件的每个横向端部。因此，当在铺路操作期间调节整平板组件的宽度(例如，以获得不同的铺路宽度)时，全站仪棱镜便于在铺路操作期间收集与整平板组件的位置相关的数据。整平板组件的位置可以指示垫的边缘的位置。
45.此外，控制系统用于基于垫的边缘的位置确定一个或多个压实机的操作计划。使用与整平板组件的位置/垫的边缘的位置相关的高精度数据，可以针对效率、精度和/或生产率优化操作计划。操作计划可以用于压实机的自主操作。压实机的自主操作以改进的效率、生产率和精度提供垫的压实。
46.另外，操作计划可以基于由铺路机沉积的垫的实际特性来确定。这可以消除在铺路之前生成压实机的操作计划的需要，该操作计划可能不准确地反映实际铺路特性和/或可能需要在铺路完成时进行更新。因此，可以保存与在铺路之前生成操作计划和/或在铺路完成时更新操作计划相关联的计算资源。

技术特征：
1.一种方法，包括：通过控制器获得铺路信息，所述铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置，所述铺路信息基于使用连接到所述铺路机的整平板组件的一个或多个全站仪棱镜收集的数据指示所述边缘的所述位置；通过所述控制器并基于所述边缘的所述位置确定用于一个或多个压实机的操作计划，所述压实机提供所述垫的压实；以及通过所述控制器向所述一个或多个压实机的另一控制器发送指示所述操作计划的计划信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述铺路信息还指示以下中的一个或多个：所述垫的厚度分布，所述垫的热分布，或所述整平板组件的速度分布。3.根据权利要求2所述的方法，其中进一步基于所述厚度分布、所述热分布或所述速度分布中的一个或多个来确定所述操作计划。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中指示所述操作计划的所述计划信息指示以下中的至少一个：所述一个或多个压实机相对于所述垫移动的模式，或所述一个或多个压实机在所述垫上操作的持续时间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中从使用所述一个或多个全站仪棱镜操作的全站仪获得指示所述边缘的所述位置的所述铺路信息。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述操作计划用于所述一个或多个压实机的自主操作。7.一种铺路机，包括：整平板组件；至少一个检测部件，所述至少一个检测部件连接到所述整平板组件；以及控制器，所述控制器被配置成：获得铺路信息，所述铺路信息指示由所述铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置，所述铺路信息基于使用所述至少一个检测部件收集的数据指示所述边缘的所述位置；基于所述边缘的所述位置确定用于一个或多个压实机的自主操作的操作计划，所述压实机提供所述垫的压实；以及向所述一个或多个压实机的另一控制器发送指示所述操作计划的计划信息。8.根据权利要求7所述的铺路机，其中所述至少一个检测部件是全站仪棱镜、光检测和测距(lidar)系统、无线电检测和测距(radar)系统、相机或全球导航卫星系统接收机。9.根据权利要求7至8中任一项所述的铺路机，其中所述整平板组件包括：主整平板；至少一个延伸整平板，所述至少一个延伸整平板能够移动地联接到所述主整平板；以及至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置成使所述至少一个延伸整平板相对于所
述主整平板延伸和缩回。10.根据权利要求9所述的铺路机，其中所述至少一个检测部件是全站仪棱镜，所述全站仪棱镜连接到所述至少一个延伸整平板或所述至少一个致动器。

技术总结
在一些实施方案中，控制系统可以包括至少一个全站仪棱镜和控制器，该全站仪棱镜连接到铺路机的整平板组件。控制器可以被配置成获得铺路信息，该铺路信息指示由铺路机沉积的铺路材料垫的边缘的位置。铺路信息可以基于使用至少一个全站仪棱镜收集的数据指示边缘的位置。控制器可以被配置成基于边缘的位置来确定一个或多个压实机的操作计划，该压实机提供垫的压实。控制器可以被配置成向一个或多个压实机的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。的另一控制器发送指示操作计划的计划信息。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：卡特彼勒路面机械公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/10/19