[发明专利]具有测量系统的建筑机械和建筑场地测量系统

说明书

具有测量系统的建筑机械和建筑场地测量系统。建筑机械尤其是平地机、推土机或挖掘机，包括：底盘、转向装置和通过底盘驱动建筑机械的动力系统；在地形上工作的土方工具；具有第一测量单元的测量系统，其被配置成在第一检测范围中生成第一测量数据并至少包括第一摄像头和第一LiDAR扫描器，其被配置成使第一测量射束绕第一轴线和不平行于第一轴线的第二轴线以相对于各轴线至少0.5Hz的旋转速度旋转；将第一测量单元连接至计算机的接口，计算机被配置成基于第一测量数据执行以下中的至少一个：生成第一检测范围内的地形的三维模型；识别第一检测范围内的障碍物或人员；控制转向装置、动力系统和土方工具中的至少一者。本发明还涉及建筑场地测量系统。

技术领域

本发明涉及具有测量系统的建筑机械，诸如平地机、推土机或挖掘机。

背景技术

针对建筑领域中的特定需求、特别是土方机械，已知存在各种测量系统。这些测量系统可以与建筑机械一起使用，例如以：(a)建立机械周围环境的数字3D模型，(b)检测机械周围环境中的障碍物，和/或(c)支持对建筑机械的控制。

例如，EP 3086196A1建议借助于布置在推土机上的摄像头系统来进行环境检测。摄像头系统使用SLAM或SfM算法生成环境的3D点云。

JP 2019167719A2公开了一种2D激光扫描器，当安装有2D扫描器的挖掘机枢转时，借助于该2D激光扫描器生成环境的3D模型。

WO 2019197064A1示出了一种用于利用ToF摄像头监测建筑机械环境的设备。以这种方式生成的图像用于引导建筑机械的操作员，以便根据计划控制建筑机械在建筑场地上的操作。

然而，现有技术的缺点是对建筑机械的环境的扫描和/或检测缓慢，或者在检测快速时，检测质量不足以满足高安全性要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有改进的测量系统的建筑机械，或者相应地提供一种改进的建筑场地测量系统。根据本发明的建筑机械或建筑场地测量系统允许更快且更准确地检测建筑机械的周围环境。本发明的特定目的是提高建筑场地的安全性。本发明还可以改进建筑机械的自主驾驶能力和/或自主运转能力。

本发明涉及一种建筑机械，尤其是平地机、推土机或挖掘机，所述建筑机械包括：底盘、转向装置和用于通过所述底盘驱动所述建筑机械的动力系统；土方工具，所述土方工具用于在地形上工作；以及测量系统，所述测量系统具有第一测量单元，所述第一测量单元被配置成在第一检测范围中生成第一测量数据并且至少包括第一摄像头和第一LiDAR扫描器，所述第一LiDAR扫描器被配置成使第一测量射束绕第一轴线以及绕不平行于所述第一轴线的第二轴线以相对于各个轴线至少0.5Hz的旋转速度旋转；接口，所述接口将所述第一测量单元连接至计算机，其中，所述计算机被配置成基于所述第一测量数据执行以下操作中的至少一个操作：生成所述第一检测范围内的所述地形的三维模型；识别在所述第一检测范围内的障碍物或人员；以及控制所述转向装置、所述动力系统和所述土方工具中的至少一者。

尤其是，所述第一LiDAR扫描器包括：基座；支撑件，所述支撑件被安装在所述基座上并且能够相对于所述基座旋转；以及偏转器，所述偏转器用于使所述第一测量射束和所述测量射束的返回部分偏转，所述偏转器被安装在所述支撑件上并且能相对于所述支撑件旋转。

在一个实施方式中，所述第一LiDAR扫描器被配置成：使所述支撑件围绕所述第一轴线相对于所述基座连续旋转，尤其是以1Hz的旋转速度旋转；以及使所述偏转器围绕所述第二轴线相对于所述支撑件连续旋转，尤其是以50Hz的旋转速度旋转。

在另一实施方式中，所述LiDAR扫描器包括角度编码器单元，所述角度编码器单元被配置成确定表示所述第一测量射束相对于所述第一轴线和所述第二轴线的取向的角度数据。

所述LiDAR扫描器可以包括盖，尤其是对于可见光不透明的盖，所述盖包封所述支撑件和所述偏转器，使得在扫描运动期间，所述测量射束在不同的穿透点穿过所述盖。