[发明专利]切削工具视觉轨迹表现系统和方法

说明书

一种机器包括作业器具和至少一个相机，该至少一个相机设置为捕捉可视区域的视频图像并向控制器提供与可视区域有关的视频信号。控制器编制其中实时显示作业器具相对于可视区域的当前位置和当前方向的视觉显示。控制器还基于机器速度和转向信号来计算作业器具的轨迹以编制作业器具相对于可视区域的视觉轨迹表现，其与视觉显示组合成组合的视觉表现，该组合的视觉表现通过视频显示器呈现给操作员。

技术领域

本公开总体上涉及用于处理道路表面的机器，并且更具体地，涉及用于路面铺设或者重新铺设操作的冷刨机或铣刨机。

背景技术

诸如冷刨机或土壤回收机的铣刨机可以配置为利用安装在框架上的可选装工具从沥青、混凝土、泥土或柏油路面以及其他表面去除、混合或回收材料。可旋转工具可以是研磨现有路面材料的刨削鼓或者类似的工具，例如土壤回收鼓。在任一种情况下，旋转工具安装在机器的框架上并且垂直地可调节为控制切入地面或者机器正在对其操作的其他表面的深度。取决于机器的类型，框架可以利用地面接合构件沿作业面行进，例如轮子、履带等。

在通常的设置中，旋转工具被封闭在外壳内，该外壳在其底部敞开以允许旋转工具接触地面，并且其在所有剩余侧面上围住旋转工具，从而既容纳用于收集和/或混合的铣削材料，又避免在操作期间碎屑从工具喷出。此外，在典型的机器配置中，机器操作员通常位于工具外壳上方或者前方。操作员位置连同工具的封闭罩通常使操作员难以精确地知晓将在地面上何处进行切削，特别是在其中机器需要在切削期间改变方向的情况下。

2015年10月3日发布的美国专利US8,977,442描述了一种系统，其将机器的轨迹确定为前、后行走装置的位置的函数，以及还作为转向角度和转向模式的函数。在该参考文献中描述的系统还向操作员显示从机器后面看的图像，同时叠加经计算的轨迹，以辅助对机器的操纵。然而，这些表现并未向操作员提供相对于机器的切削工具的视觉信息。

发明内容

在一个方面，本公开描述了一种机器。机器包括框架和多个地面接合构件，该多个地面接合构件配置为以机器速度沿地面移动机器并且使机器以转向角度相对于地面转向。机器速度传感器提供了指示机器速度的机器速度信号，且转向传感器提供了指示转向角度的转向信号。作业器具连接至框架并且操作为随着机器沿地面移动而切削地面的至少一部分。至少一个相机与框架相关联，并且设置为捕捉可视区域内的视频图像和提供与该可视区域有关的视频信号。视频显示器与机器的操作员驾驶室相关联。电子控制器与框架相关联。

在一个实施例中，电子控制器被编程和配置为：接收机器速度信号、转向信号以及视频信号，实时地确定作业器具相对于框架和相对于可视区域的当前位置，编制其中实时显示作业器具相对于可视区域的当前位置和当前方向的视觉显示，基于机器速度信号和转向信号计算作业器具的轨迹，编制作业器具相对于可视区域的轨迹的视觉轨迹表现，将视觉显示和视觉轨迹组合成组合的视觉表现，并将该组合的视觉表现提供给视频显示器。

在另一方面，本公开描述一种冷刨机。该冷刨机包括框架、多个地面接合构件，该多个地面接合构件配置为以机器速度沿作业面移动冷刨机并且使冷刨机以转向角度相对于作业面转向。冷刨机进一步包括：提供指示机器速度的机器速度信号的机器速度传感器、提供指示转向角度的转向信号的转向传感器、可旋转地支撑在框架上的铣削鼓、与框架相关联的至少一个相机且该至少一个相机配置为捕获可视区域的视频图像和提供和可视区域有关的视频信号、操作员驾驶室、与操作员驾驶室相关联的视频显示器，以及与框架相关联的电子控制器。

在一个实施例中，电子控制器被编程和配置为：接收机器速度信号、转向信号以及视频信号，实时地确定铣削鼓相对于框架和相对于可视区域的当前位置，编制其中依照矢量实时显示铣削鼓相对于可视区域的当前位置和当前方向的视觉显示，基于机器速度信号和转向信号计算铣削鼓的轨迹，依照曲线编制铣削鼓相对于可视区域的轨迹的视觉轨迹表现，将视觉显示和视觉轨迹组合成组合的视觉表现，并将该组合的视觉表现提供给视频显示器。