[发明专利]用于机器控制的系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器建筑，例如土地定级机、推土机和铺路机，其中期望控制平铲或由所述机器承载的其他机器元件的位置，或者控制机器移动的方向或其他一些机器功能。更具体地，本发明涉及这样的机器，其中所述控制关于参考面或参考面上感兴趣的点而实现。

背景技术

在传统的平土车辆中，车辆的驾驶员将平铲在某个表面上的高度设置为平土到相对于参考面的特定水平。参考面可以是地面的相邻部分、与机器移动方向平行延伸的标准串行线或路旁围栏，其中垂直测量针对所述标准串行线进行。在以下接触的方法中，串行线或其他参考面实际上由机械从动部接触，所述机械从动部在参考面上滑动以检测参考面仰角的改变。例如，光线元件可以用于沿串行线的顶部跟踪，而类似滑行装置的从动部可以用于在相邻围栏或地面区域上驶过。所述光线元件或类似滑行装置的从动部的垂直移动通过电动机器联接监控，为机器控制系统提供输入。机械接触从动部系统可以遇到来自在各种表面上的连续移动的粗糙使用，使得可靠性出现问题。

声学系统被用于跟随参考面，而不需要参考面与从动部之间的物理接触。在一些系统中，例如Davidson的美国专利N0.4,733,355中所示，声学传感器使用声学信号回声来测量距离，并且使用时间窗来确定返回的回声的近似往返时间。所述系统通常在多个小时的时间段上使用，结果是改变了传感器附近的环境温度，从而改变了空气密度和声速。这反过来使得感测的距离改变，这是由于传感器结果取决于声学脉冲的行进时间。风和瞬时热流还可以降低这种系统的精确度。此外，声学系统可能具有相当小的面积，在该面积上其可感测所述表面的存在。最终，这种声学系统仅能够确定最靠近传感器的点的高度，即该点的Z坐标，而不能够确定该点的X和Y坐标。

发明内容

一种用于扫描邻近建筑机器的路径的表面的系统，所述系统包括：适于附连到可移动建筑机器的摄像机支架以及多个视频摄像机。所述摄像机成行地安装在摄像机支架上。所述摄像机向下定向以限定所述行下面的重叠的视场。处理器响应于多个摄像机并且确定至少两个相邻摄像机的重叠视场中的表面上的感兴趣的点的相对位置。

每个摄像机提供作为二维像素矩阵的图像。每个像素相应于视场中的多个向量中相关联的一个向量。处理器通过确定向量的交叉点而确定感兴趣的点的相对位置，所述向量的交叉点由来自两个或更多个摄像机的图像内的感兴趣的点的位置指示。摄像机支架可以适于延伸到机器的侧面。所述行可以是大致水平的。所述行中的相邻摄像机之间的间距可以大致相等，其中摄像机的光轴大致平行。所述行一般可以在与建筑机器的行进方向垂直的方向上延伸。

用于控制建筑机器的机器元件的移动的控制系统可以包括摄像机支架、多个视频摄像机、响应于所述摄像机的处理器和用于提供控制信号的控制器。所述摄像机支架适于附连到可移动建筑机器。多个视频摄像机成行地安装在摄像机支架上，其中摄像机向下定向以限定所述行下面的重叠视场。所述处理器确定至少两个相邻摄像机的重叠视场中的表面上的感兴趣的点的相对位置。所述控制器提供控制信号，以便基于感兴趣的点的相对位置而控制建筑机器的移动。

摄像机支架可以自所述机器延伸到所述机器的侧面。所述行可以是大致水平的。所述行中的相邻摄像机之间的间距可以大致相等，其中摄像机的光轴大致平行。所述行一般可以在与建筑机器的行进方向垂直的方向上延伸。所述行一般可以在与建筑机器的行进方向平行的方向上延伸。所述感兴趣的点由控制器用作参考面。多个感兴趣的点的相对位置可以被同时确定，使得参考面被映射。多个点的相对位置可以被存储。

建筑机器控制系统可以包括附连到建筑机器的摄像机支架、多个视频摄像机、响应于多个摄像机的处理器、以及控制器。所述摄像机向下定向以限定所述行下面的重叠视场。所述处理器确定表面上的感兴趣的点的相对位置。感兴趣的点出现在至少两个相邻摄像机的重叠视场中。所述控制器响应于处理器并且提供控制信号，以便基于感兴趣的点的相对位置控制建筑机器的移动。

摄像机支架可以延伸到建筑机器的侧面。所述摄像机可以安装在摄像机支架上的水平行中，其中相邻摄像机之间的间距基本相等。所述行一般可以在与建筑机器的行进方向垂直的方向上延伸。所述行一般可以在与建筑机器的行进方向平行的方向上延伸。所述行中的相邻摄像机之间的间距可以大致相等，其中所述光轴大致平行。每个摄像机可以提供作为二维像素矩阵的图像，其中每个像素相应于视场中的多个向量中相关联的一个向量。所述处理器可以通过确定向量的交叉点而确定感兴趣的点的相对位置，所述向量的交叉点由来自两个或更多个摄像机的图像内的感兴趣的点的位置指示。

附图说明