CN110318325A - 用于施工机械的延伸器移动的等级和斜率锁定 - Google Patents
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Abstract
用于在具有带有延伸器的工具的施工机械中实现机械控制系统的系统和方法。机械控制系统可以包括安装到工具的加速度传感器和配置成执行各种操作的处理器。操作可以包括确定延伸器没有移动并且作为响应而在第一控制方案下操作。在第一控制方案下操作可以包括从加速度传感器接收加速度数据，基于加速度数据生成工具的估计斜率，以及通过引起至少一个牵引臂的移动来基于第一估计斜率修改工具的斜率。操作还可以包括确定延伸器正在移动并且作为响应而在第二控制方案下操作。在第二控制方案下操作可以包括使工具的斜率保持基本恒定。
Description
背景技术
现代施工机械大大提高了执行各种施工项目的效率。例如，现代沥青摊铺机和其他道路施工人员允许几小时和几天来更换旧道路和建造新道路，而不是几周和几个月才发生。由于道路施工过程的各个方面的自动化，施工人员现在也包括更少的人员。施工机械的许多技术进步部分归功于精确传感器的可用性，这些传感器允许实时监控机械组件和/或机械周围环境的状况、位置和场所。尽管现代施工机械有所改进，但仍需要新的系统、方法和技术。
发明内容
在本发明的第一方面，提供了一种施工机械。施工机械可以包括拖拉机和联接到拖拉机的料斗。施工机械还可以包括经由至少一个牵引臂联接到拖拉机的工具，该工具具有延伸器。施工机械还可以包括安装到工具的加速度传感器。在一些实施例中，施工机械包括被配置成执行各操作的一个或多个处理器。在一些实施例中，操作包括确定延伸器没有移动。操作还可以包括响应于确定延伸器没有移动，在第一控制方案下操作。在一些实施例中，在第一控制方案下操作包括从加速度传感器接收加速度数据，基于加速度数据生成工具的第一估计斜率，以及通过引起至少一个牵引臂的移动来基于第一估计斜率修改工具的斜率。
在一些实施例中，操作包括确定延伸器正在移动，并且响应于确定延伸器正在移动，在第二控制方案下操作。在一些实施例中，在第二控制方案下操作包括使工具的斜率保持基本恒定。在一些实施例中，施工机械是沥青摊铺机，工具是熨平板，延伸器是熨平板延伸器，并且加速度传感器是加速度计。在一些实施例中，使工具的斜率保持基本恒定包括将至少一个牵引臂机械锁定在适当位置。在一些实施例中，使工具的斜率保持基本恒定包括不从加速度传感器接收新的加速度数据。在一些实施例中，使工具的斜率保持基本恒定包括不生成工具的新的估计斜率。
在本发明的第二方面，提供了一种施工机械。施工机械可以包括具有延伸器的工具，安装到工具的加速度传感器，以及配置成执行各操作的一个或多个处理器。在一些实施例中，操作包括在第一控制方案下操作。在一些实施例中，在第一控制方案下操作包括从加速度传感器接收加速度数据，基于加速度数据生成工具的第一估计斜率，以及基于第一估计斜率修改工具的斜率。在一些实施例中，操作包括确定延伸器正在移动并且响应于确定延伸器正在移动，在第二控制方案下操作。在一些实施例中，第二控制方案包括与第一控制方案的操作不同的至少一个操作。
在一些实施例中，操作还包括确定延伸器没有移动并且响应于确定延伸器没有移动，在第一控制方案下操作。在一些实施例中，修改工具的斜率包括引起机械联接到工具的牵引臂的移动，以便修改工具的斜率。在一些实施例中，在第二控制方案下操作包括使工具的斜率保持基本恒定。在一些实施例中，施工机械包括安装到工具的角速率传感器。在一些实施例中，在第一控制方案下操作还包括从安装到工具的角速率传感器接收第一角速率数据，并基于加速度数据和第一角速率数据中的一个或两个生成工具的第一估计斜率。在一些实施例中，在第二控制方案下操作包括从角速率传感器接收第二角速率数据，基于第二角速率数据而不是基于从加速传感器接收的数据生成工具的第二估计斜率，并且基于第二估计斜率修改工具的斜率。
在一些实施例中，确定延伸器正在移动包括以下中的一个或多个：从用户输入设备接收用户输入以移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器接收指示延伸器正在移动的延伸器数据，确定指令被发送到延伸器致动器以移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器正在移动的状态，并分析加速度数据以确定延伸器正在移动。在一些实施例中，施工机械是沥青摊铺机，工具是熨平板，延伸器是熨平板延伸器，加速度传感器是加速度计，并且角速率传感器是陀螺仪。
在本发明的第三方面，提供了一种控制施工机械的工具的方法。该方法可以包括在第一控制方案下操作。在一些实施例中，在第一控制方案下操作包括从安装到工具的加速度传感器接收加速度数据，基于加速度数据生成工具的第一估计斜率，并且基于第一估计斜率修改工具的斜率。在一些实施例中，该方法还可以包括确定工具的延伸器正在移动并且响应于确定延伸器正在移动，在第二控制方案下操作。在一些实施例中，第二控制方案包括与第一控制方案的操作不同的至少一个操作。
在一些实施例中，该方法包括确定延伸器没有移动并且响应于确定延伸器没有移动，在第一控制方案下操作。在一些实施例中，修改工具的斜率包括引起机械联接到工具的牵引臂的移动，以便修改工具的斜率。在一些实施例中，在第二控制方案下操作包括使工具的斜率保持基本恒定。在一些实施例中，在第一控制方案下操作还包括从安装到工具的角速率传感器接收第一角速率数据，并基于加速度数据和第一角速率数据中的一个或两个生成工具的第一估计斜率。在一些实施例中，在第二控制方案下操作包括从角速率传感器接收第二角速率数据，基于第二角速率数据而不是基于从加速传感器接收的数据生成工具的第二估计斜率，并且基于第二估计斜率修改工具的斜率。
在一些实施例中，确定延伸器正在移动包括以下中的一个或多个：从用户输入设备接收用户输入以移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器接收指示延伸器正在移动的延伸器数据，确定指令被发送到延伸器致动器以移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器正在移动的状态，并分析加速度数据以确定延伸器正在移动。在一些实施例中，施工机械是沥青摊铺机，工具是熨平板，延伸器是熨平板延伸器，加速度传感器是加速度计，并且角速率传感器是陀螺仪。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解的附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，示出了本发明的实施例，并与具体实施方式一起用于解释本发明的原理。没有试图更详细地示出本发明的结构细节，而是对本发明的基本理解及其可以实践的各种方式所必需的程度。
图1A和图1B示出了根据本发明的一些实施例的沥青摊铺机的透视图。
图2示出了根据本发明的一些实施例的机械控制系统的示意图。
图3示出了根据本发明的一些实施例的沥青摊铺机的俯视图。
图4示出了根据本发明的一些实施例的对应于机械控制系统的状态图。
图5示出了根据本发明的一些实施例的控制施工机械的工具的方法。
图6示出了根据本发明的一些实施例的控制施工机械的工具的方法。
图7示出了根据本发明的一些实施例的简化计算机系统。
在附图中，类似的组件和/或特征可以具有相同的数字参考标记。此外，相同类型的各种组件可以通过在参考标记后面加上字母或者在参考标记后面加上破折号，然后是区分相似组件和/或特征的第二数字参考标记来区分。如果在说明书中仅使用第一数字参考标号，则该描述适用于具有相同的第一数字参考标记的类似组件和/或特征中的任何一个，而与后缀无关。
具体实施方式
本发明的实施例涉及用于在具有带有延伸器的工具的施工机械中实现机械控制系统的系统、方法和其它技术。在其它功能中，机械控制系统可以控制工具的斜率以确保与施工机械的环境的平滑交互，这对于施工机械的某些实现方式可能是重要的。如果延伸器没有移动，则机械控制系统可以在第一控制方案下操作，其中来自安装到工具的加速度传感器的加速度数据被信任并且依赖于其生成工具的斜率估计。另一方面，如果延伸器正在移动，则机械控制系统可以在第二控制方案下操作，其中加速度数据在工具的任何斜率估计中被完全忽略或不太强调。在一个特定的实现方式中，机械控制系统在具有拖拉机、用于保持联接到拖拉机的摊铺材料的料斗，以及经由至少一个牵引臂机械联接到拖拉机的熨平板的沥青摊铺机中实现。
图1A和图1B示出了根据本发明的一些实施例的沥青摊铺机100的透视图。沥青摊铺机100是一种用于在道路、桥梁、停车场表面等上铺设沥青的施工机械。如本文所使用，术语“施工机械”可以指沥青摊铺机100或许多不同类型的施工机械中的任何一种，包括摊铺机(例如，混凝土、沥青、滑模、振动等)、平地机、压实机、挖掘机、铲运机、装载机等，其中每个可以具有与参考沥青摊铺机100所述的那些相似的组件。
沥青摊铺机100可以包括拖拉机102，其中沥青摊铺机100的一个或多个操作员可使用各种输入设备(诸如计算机、操作杆、开关、按钮等)来控制施工机械。输入设备可替代地或另外地位于沥青摊铺机100的其它位置。拖拉机102可以包括发动机、轴、轮子和其它组件，允许沥青摊铺机100通常以恒定的速度沿着期望的路径移动。沥青摊铺机100可以包括机械联接到拖拉机102(或与其一体化)的料斗104。当沥青摊铺机100静止时或在沥青摊铺机100的操作期间，沥青(或铺设的材料)可通过自卸卡车或材料转移设备添加到料斗104，使得添加沥青的同时可以移动并铺设沥青。
沥青摊铺机100可以包括熨平板106，该熨平板经由一个或多个牵引臂110机械联接到拖拉机102。如本文所使用，术语“工具”可以指熨平板106或多种不同类型的工具中的任何一种，该工具可以拖到施工机械前面或推到施工机械前面。熨平板106可以从料斗104接收材料堆并将其铺展在熨平板106的宽度上。材料可以穿过将其放置在熨平板106的前面或中间的螺旋钻。在一些实施例中，希望在熨平板106后面提供光滑均匀的沥青表面，这可以通过使熨平板106自由浮在地面上而获得。使用牵引臂110，可以通过控制系统调节与熨平板106相关的斜率，以改善铺设的沥青的平滑度。
熨平板106的宽度可以通过移动(例如，延伸或缩回)熨平板延伸器108来调节，该熨平板延伸器可以包括在熨平板106的单侧或右侧和左侧上。如本文所使用，熨平板延伸器108可以在其在横向方向上从熨平板106延伸或缩回时被认为是“移动”，而独立于沥青摊铺机100是否作为整体向前移动。当配备在熨平板106的两侧时，熨平板延伸器108可使熨平板106的有效宽度加倍，从而提高摊铺操作的效率。熨平板延伸器108的移动由位于熨平板106内的一个或多个延伸器致动器166引起。在一个特定实现方式中，延伸器致动器166可以是液压缸。在其它实施例中，或在相同实施例中，延伸器致动器166可以包括任何类型的液压、气动、电动、磁性和/或机械致动器。当沥青摊铺机100静止，向前行驶，加速和/或转向时，熨平板延伸器108可以移动。例如，如图1A中所示，熨平板延伸器108可以在摊铺操作的第一部分期间延伸，并且如图1B中所示，可以随后缩回。
熨平板106的高度和斜率(即，熨平板106相对于横向方向形成的角度)可以通过移动牵引臂110来控制。在一些实施例中，牵引臂110的移动是由位于牵引点112处的一个或多个牵引臂致动器164引起。在一个特定实现方式中，牵引臂致动器164可以是液压缸。在其它实施例中，或在相同实施例中，牵引臂致动器164可以包括任何类型的液压、气动、电动、磁性和/或机械致动器。
图2示出了根据本发明的一些实施例的机械控制系统150的示意图。机械控制系统150包括各种传感器、输入设备、致动器和处理器，用于允许沥青摊铺机100的操作者完成高精度摊铺操作。机械控制系统150的组件可以安装到沥青摊铺机100的组件或与沥青摊铺机100的组件一体化，使得沥青摊铺机100可以包括机械控制系统150。机械控制系统150的组件可以经由各种可能的有线或无线连接中的任何一个可连通地彼此联接。
机械控制系统150可以包括控制箱160，其从各种传感器和输入端接收数据并生成发送到各种致动器和输出设备的命令。控制箱160可以包括一个或多个处理器和相关的存储器。在一些实施例中，控制箱160可以通信地耦合到位于机械控制系统150和沥青摊铺机100外部的中央计算系统162。中央计算系统162可以向控制箱160发送摊铺操作细节的指令，诸如待铺设的区域、所需的沥青厚度、所需的分级等。中央计算系统162还可以向控制箱160发送警报和其它一般信息，诸如交通状况、天气状况、材料转移车辆的位置和状态等。
在一些实施例中，机械控制系统150包括用户输入设备152，用于从沥青摊铺机100的操作者接收用户输入172并将用户输入172发送到控制箱160。用户输入设备152可以是键盘、触摸屏、触摸板、开关、操作杆、按钮、方向盘、加速踏板、制动踏板等。用户输入设备152可以安装到拖拉机102、料斗104、熨平板106或沥青摊铺机100的任何其它物理部分。在一个实现方式中，用户输入设备152可以是垂直安装到熨平板延伸器108的外边缘的计算设备，允许沥青摊铺机100的操作者在摊铺操作期间沿着施工机械行走。用户输入172可指示拖拉机102的期望移动，熨平板106的期望移动，熨平板106的期望宽度，期望沥青厚度等。
在一些实施例中，机械控制系统150包括加速度计154，其被配置成生成对应于熨平板106的加速度数据174。如本文所使用，术语“加速度传感器”可以指加速度计154或多种不同类型的加速度测量和/或斜率测量传感器中的任何一种，诸如倾斜计、倾斜传感器等。机械控制系统150可以使用加速计154来估计熨平板106的斜率。在一些实施例中，加速度数据174直接包括熨平板106的估计斜率。在其它实施例中，或在相同的实施例中，加速度数据174包括由控制箱160处理的原始数据，以通过例如在一段时间内对原始或过滤的加速度测量值进行积分来生成熨平板106的估计斜率。如图3中所示，加速度计154可以直接安装到熨平板106。
在一些实施例中，机械控制系统150包括陀螺仪156，其被配置成生成对应于熨平板106的角速率数据176。如本文所使用，术语“角速率传感器”可以指陀螺仪156或多个不同类型的角速率测量传感器中的任何一个。机械控制系统150可以结合加速计154使用陀螺仪156来估计熨平板106的斜率。在一些实施例中，角速率数据176直接包括熨平板106的估计斜率。在其它实施例中，或者在相同的实施例中，角速率数据176包括由控制箱160与加速度数据174一起处理的原始数据，以通过例如在一段时间内对原始或过滤的角速率测量值进行积分来生成熨平板106的估计斜率。如图3中所示，陀螺仪156可以直接安装到熨平板106。在一些实施例中，加速度计154和陀螺仪156一起与附加的传感器并排包装在惯性测量单元(IMU)158中。
在一些实施例中，机械控制系统150包括延伸器传感器162，其被配置成生成延伸器数据182，该延伸器数据指示熨平板延伸器108是否正在移动和/或熨平板106的当前宽度。在一些实施例中，延伸器传感器162是运动传感器(例如，红外线、光学、振动、磁力)，其定位成使得可以检测熨平板延伸器108的移动。在一些实施例中，延伸器传感器162监测延伸器致动器166的输入。如图3中所示，延伸器传感器162可以直接安装到熨平板106。
在一些实施例中，机械控制系统150包括牵引臂致动器164，其配置成引起牵引臂110的移动。牵引臂致动器164可从控制箱160接收指令184，其可以是直流(DC)或交流(AC)电压，或者在一些实施例中，可以是包含信息的信号。在接收到指令184时，牵引臂致动器164可以根据线性、旋转或振荡运动以及其它可能性而移动。在一些实施例中，牵引臂致动器164可以生成发送到控制箱160的状态188。状态188可以指示牵引臂致动器164的当前操作位置和/或牵引臂致动器164的状态。
在一些实施例中，机械控制系统150包括延伸器致动器166，其被配置成引起熨平板延伸器108的移动。延伸器致动器166可以从控制箱160接收指令186，其可以是DC或AC电压，或者在一些实施例中，可以是包含信息的信号。在接收到指令186时，延伸器致动器166可以引起熨平板延伸器108在横向方向上的线性移动。在一些实施例中，延伸器致动器166可以生成发送到控制箱160的状态190。状态190可以指示延伸器致动器166的当前操作位置和/或延伸器致动器166的状态。
图3示出了根据本发明的一些实施例的沥青摊铺机100的俯视图。在图3所示的具体实现方式中，沥青摊铺机100包括两个熨平板延伸器108、两个延伸器传感器162、两个延伸器致动器166、两个牵引臂110，以及位于沥青摊铺机100的左侧和右侧的两个牵引臂致动器164。
图4示出了根据本发明的一些实施例的对应于机械控制系统150的状态图。在状态402下，机械控制系统150在第一控制方案下操作。当在第一控制方案下操作时，机械控制系统150可确定熨平板延伸器108是否正在移动。如果确定熨平板延伸器108没有移动，则机械控制系统150可以继续在第一控制方案下操作。否则，如果确定熨平板延伸器108正在移动，则将发生从状态402到状态404的转换，并且机械控制系统150将开始在第二控制方案下操作。当在第二控制方案下操作时，机械控制系统150可以继续确定熨平板延伸器108是否正在移动。如果确定熨平板延伸器108没有移动，则将发生从状态404返回到状态402的转换。否则，如果确定熨平板延伸器108正在移动，则机械控制系统150可以继续在第二控制方案下操作。
在一些实施例中，如果确定熨平板延伸器108正在移动的频率在状态404中比在状态402中更高，则改进了本发明的性能。例如，在第一控制方案下操作时，机械控制系统150可以确定熨平板延伸器108是否正在以第一频率(例如，每1秒一次)移动，并且在第二控制方案下操作时，机械控制系统150可以确定熨平板延伸器108是否正在以高于第一频率的第二频率(例如，每0.1秒一次)移动。以这种方式，可以减少机械控制系统150在第二控制方案下操作的时间量。
图5示出了根据本发明的一些实施例的控制施工机械(例如，沥青摊铺机100)的工具(例如，熨平板106)的方法500。方法500的步骤不需要以所示顺序执行，并且不需要在方法500的执行期间执行所有步骤。方法500的一个或多个步骤可以由位于施工机械的控制单元(例如，控制箱160)内的一个或多个处理器执行或促进。
在步骤502中，确定工具的延伸器(例如，熨平板延伸器108)没有移动(即，没有延伸或缩回)。在一些实施例中，确定延伸器没有移动可以包括以下中的一个或多个：从用户输入设备(例如，用户输入设备152)接收用户输入(例如，用户输入172)以不移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器(例如，延伸器传感器162)接收指示延伸器不移动的延伸器数据(例如，延伸器数据182)，确定指令(例如，指令186)被发送到延伸器致动器(例如，延伸器致动器166)以不移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器没有移动的状态(例如，状态190)，并分析加速度数据(例如，加速度数据174)以确定延伸器没有移动。
响应于确定延伸器没有移动，可以开始或继续第一控制方案下的操作。在一些实施例中，在第一控制方案下操作可以包括执行步骤504、506和508中的一个或多个。在步骤504中，从安装到工具的加速度传感器(例如，加速度计154)接收加速度数据(例如，加速度数据174)。加速度传感器可以响应于请求发送加速度数据，或者加速度传感器可以周期性地或者在加速度数据可用时发送加速度数据。
在步骤506中，基于加速度数据生成工具的第一估计斜率。加速度数据可以直接包括第一估计斜率，或者加速度数据可以包括被处理以生成第一估计斜率的原始数据。
在步骤508中，基于第一估计斜率修改工具的斜率。在一些实施例中，使工具的斜率朝向期望的斜率增加或减小，以便增加由工具铺设的材料的平滑度。例如，如果第一估计斜率大于期望斜率，则可以使工具的斜率朝向期望斜率减小。类似地，如果第一估计斜率小于期望斜率，则可以使工具的斜率朝向期望斜率增加。在一些实施例中，修改工具的斜率包括引起机械联接到工具的牵引臂(例如，牵引臂110)的移动，以便修改工具的斜率。
在步骤510中，确定延伸器正在移动(例如，正在延伸或缩回)。在一些实施例中，确定延伸器正在移动可以包括以下中的一个或多个：从用户输入设备接收用户输入以移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器接收指示延伸器正在移动的延伸器数据，确定指令被发送到延伸器致动器以移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器正在移动的状态，并分析加速度数据以确定延伸器正在移动。
响应于确定延伸器正在移动，可以开始或继续第二控制方案下的操作。在一些实施例中，在第二控制方案下操作可以包括执行步骤512。在步骤512中，工具的斜率保持基本恒定，这可以包括将工具的斜率保持在其先前值的阈值内(例如，在0.1％、1％、2％等内)。在一些实施例中，在执行步骤512期间，牵引臂被锁定而不能移动，使得工具的斜率保持恒定。在一些实施例中，可以在步骤512的执行期间移动牵引臂以保持恒定斜率(例如，可以在保持恒定斜率的同时调节工具的高度)。在一些实施例中，在执行步骤512期间暂停或禁用与控制工具的斜率相关联的所有控制系统和/或控制程序。在一些实施例中，在执行步骤512期间不接收新的加速度数据。在一些实施例中，通过使第一估计斜率和/或期望斜率保持恒定而使工具的斜率保持恒定。预期了其它可能性。
图6示出了根据本发明的一些实施例的控制施工机械(例如，沥青摊铺机100)的工具(例如，熨平板106)的方法600。方法600的一个或多个步骤可以类似于方法500的一个或多个步骤。方法600的步骤不需要以所示的顺序执行，并且不需要在执行方法600期间执行所有步骤。一个或多个步骤方法600可以由位于施工机械的控制单元(例如，控制箱160)内的一个或多个处理器执行或促进。
在步骤602中，确定工具的延伸器(例如，熨平板延伸器108)没有移动(即，没有延伸或缩回)。在一些实施例中，确定延伸器没有移动可以包括以下中的一个或多个：从用户输入设备(例如，用户输入设备152)接收用户输入(例如，用户输入172)以不移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器(例如，延伸器传感器162)接收指示延伸器不移动的延伸器数据(例如，延伸器数据182)，确定指令(例如，指令186)被发送到延伸器致动器(例如，延伸器致动器166)以不移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器没有移动的状态(例如，状态190)，并分析加速度数据(例如，加速度数据174)和/或角速率数据(例如，角速率数据176)以确定延伸器没有移动。
响应于确定延伸器没有移动，可以开始或继续第一控制方案下的操作。在一些实施例中，在第一控制方案下操作可以包括执行步骤604、606、608和610中的一个或多个。在步骤604中，从安装到工具的加速度传感器(例如，加速度计154)接收加速度数据(例如，加速度数据174)。加速度传感器可以响应于请求发送加速度数据，或者加速度传感器可以周期性地或者在加速度数据可用时发送加速度数据。
在步骤606中，从安装到工具的角速率传感器(例如，陀螺仪156)接收第一角速率数据(例如，角速率数据176)。角速率传感器可以响应于请求发送第一角速率数据，或者角速率传感器可以周期性地或在第一角速率数据可用时发送第一角速率数据。
在步骤608中，基于加速度数据和/或第一角速率数据生成工具的第一估计斜率。加速度数据和/或第一角速率数据可以直接包括第一估计斜率，或者加速度数据和/或第一角速率数据可以包括被处理以生成第一估计斜率的原始数据。
在步骤610中，基于第一估计斜率修改工具的斜率。步骤610可以包括与参考步骤508描述的步骤类似的步骤。
在步骤612中，确定延伸器正在移动(例如，正在延伸或缩回)。在一些实施例中，确定延伸器正在移动可以包括以下中的一个或多个：从用户输入设备接收用户输入以移动延伸器，从安装到工具的延伸器传感器接收指示延伸器正在移动的延伸器数据，确定指令被发送到延伸器致动器以移动延伸器，从延伸器致动器接收延伸器正在移动的状态，并分析加速度数据和/或角速率数据以确定延伸器正在移动。
响应于确定延伸器正在移动，可以开始或继续第二控制方案下的操作。在一些实施例中，在第二控制方案下操作可以包括执行步骤614、616和618。在步骤614中，从角速率传感器接收第二角速率数据。角速率传感器可以响应于请求发送第二角速率数据，或者角速率传感器可以周期性地或在第二角速率数据可用时发送第二角速率数据。
在步骤616中，基于第二角速率数据生成工具的第二估计斜率。第二角速率数据可以直接包括第二估计斜率，或者第二角速率数据可以包括被处理以生成第二估计斜率的原始数据。可以在完全(或几乎完全)忽略加速度数据的同时生成第二估计斜率。与基于角速率数据的斜率估计相比，可以通过将任何与加速度数据相关的斜率估计加权小于10％来实现这一点(或者，在一些实施例中，与基于角速率数据的斜率估计相比，为20％、30％或40％)。
在一些实施例中，由于由延伸器的移动引起的大量噪声，在第二控制方案下操作时忽略全部或大部分加速度数据。虽然由于延伸器移动引起的噪声影响了基于加速度数据的斜率估计，但是可以仅使用角速率数据在短时间段(例如，大约几秒)继续精确地估计延伸器的斜率。仅依赖于角速率数据的时间长于特定的时间阈值(例如，10秒)可能导致斜率估计显著偏离工具的实际斜率。
在步骤618中，基于第二估计斜率修改工具的斜率。步骤618可以包括与参考步骤508描述的步骤类似的步骤。
图7示出了根据本发明的一些实施例的简化计算机系统700。如图7所示的计算机系统700可以并入到诸如控制箱160、中央计算系统162、用户输入设备152、加速计154、陀螺仪156或本文描述的一些其它设备之类的设备中。图7提供了计算机系统700的一个实施例的示意图，该计算机系统可以执行由各种实施例提供的方法的一些或所有步骤。应该注意，图7仅用于提供各种组件的概括说明，其中的任何或所有组件可以适当地使用。因此，图7广泛地示出了如何以相对分离或更集成的方式实现各个系统元件。
计算机系统700被示出为包括可以经由总线705电耦合或者可以适当地以其它方式进行通信的硬件元件。硬件元件可以包括一个或多个处理器710，包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器，诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器等；一个或多个输入设备715，其可以包括但不限于鼠标、键盘、摄像头等；以及一个或多个输出设备720，其可以包括但不限于显示设备、打印机等。
计算机系统700还可以包括和/或与一个或多个非暂时性存储设备725通信，该非暂时性存储设备可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储装置，并且/或者可以包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、固态存储设备，诸如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)，其可以是可编程的、闪存可更新的等。这类存储设备可以被配置成实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
计算机系统700还可以包括通信子系统730，其可以包括但不限于调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组，诸如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等等。通信子系统730可以包括一个或多个输入和/或输出通信接口，以允许数据与网络(诸如下面描述的网络)交换以命名一个示例，与其它计算机系统和/或本文描述的任何其它设备交换。取决于期望的功能和/或其它实现问题，便携式电子设备或类似设备可以经由通信子系统730传送图像和/或其它信息。在其它实施例中，便携式电子设备(例如第一电子设备)可以并入到计算机系统700中，例如，作为输入设备715的电子设备。在一些实施例中，计算机系统700还将包括工作存储器735，其可以包括RAM或ROM设备，如上所描述。
计算机系统700还可以包括软件元件，示出为当前位于工作存储器735内，包括操作系统740、设备驱动程序、可执行库和/或其它代码，诸如一个或多个应用程序745，其可以包括由各种实施例提供的计算机程序，并且/或者可以被设计为实现由其它实施例提供的方法和/或配置系统，如本文所述。仅作为示例，关于上述方法描述的一个或多个程序可以实现为可由计算机和/或计算机内的处理器执行的代码和/或指令；然后，在一个方面，这类代码和/或指令可用于配置和/或调整通用计算机或其它设备以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
一组这些指令和/或代码可以存储在非暂时性计算机可读存储介质上，诸如上述存储设备725。在一些情况下，存储介质可以并入在计算机系统中，诸如计算机系统700。在其它实施例中，存储介质可以与计算机系统分离，例如可移动介质(诸如光盘)，并且/或者设置在安装包中，使得存储介质可用于编程、配置和/或调整其中存储有指令/代码的通用计算机。这些指令可以采用可执行代码的形式，其可由计算机系统700执行和/或可以采用源和/或可安装代码的形式，其在例如使用各种通常可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中任何一个编译和/或安装在计算机系统700上时，然后采用可执行代码的形式。
对于本领域技术人员显而易见的是，可以根据具体要求进行实质性变更。例如，也可以使用定制硬件，并且/或者可以在硬件或软件中实现特定元件，包括便携式软件，诸如小应用程序等，或两者。此外，可以采用与诸如网络输入/输出设备之类的其它计算设备的连接。
如上所述，在一个方面，一些实施例可以采用诸如计算机系统700的计算机系统来执行根据本技术的各种实施例的方法。根据一组实施例，这些方法的一些或所有过程由计算机系统700响应于处理器710执行一个或多个指令的一个或多个序列来执行，其可以并入到操作系统740中和/或包含在工作存储器735中的其它代码，诸如应用程序745。这些指令可以从另一计算机可读介质(诸如一个或多个存储设备725)读入工作存储器735。仅仅通过作为示例，包含在工作存储器735中的指令序列的执行可以使处理器710执行本文描述的方法的一个或多个过程。附加地或替代地，本文描述的方法的各部分可以通过专用硬件来执行。
如本文所使用，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何介质。在使用计算机系统700实现的实施例中，各种计算机可读介质可以涉及向处理器710提供指令/代码以供执行和/或可以用于存储和/或携带这类指令/代码。在许多实现方式中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这种介质可以采用非易失性介质或易失性介质的形式。非易失性介质包括例如光盘和/或磁盘，诸如存储设备725。易失性介质包括但不限于动态存储器，诸如工作存储器735。
物理和/或有形计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、闪存-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁带，或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其它介质。
各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器710以供执行。仅作为示例，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘和/或光盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并将指令作为信号通过传输介质发送，以由计算机系统700接收和/或执行。
通信子系统730和/或其组件通常将接收信号，然后总线705可以将信号和/或信号携带的数据、指令等传送到工作存储器735，处理器710从工作存储器735检索并执行指令。由工作存储器735接收的指令可以可选地在由处理器710执行之前或之后存储在非暂时性存储设备725上。
上面讨论的方法、系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加、省略和/或组合各种阶段。另外，关于某些配置描述的特征可以以各种其它配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元件。此外，技术发展，因此许多元件是示例，并不限制本发明或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现方式的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，配置可以被描述为被描绘为示意性流程图或方框图的过程。尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。过程可能具有图中未包括的其它步骤。此外，方法的示例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当在软件、固件、中间件或微代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中。处理器可以执行所描述的任务。
已经描述了若干示例配置，在不脱离本发明的精神的情况下可以使用各种修改、替代构造和等效物。例如，以上元件可以是较大系统的组件，其中其它规则可以优先于或以其它方式修改技术的应用。另外，可以在考虑上述元件之前、期间或之后进行许多步骤。因此，以上描述不限制权利要求的范围。
如本文和所附权利要求中所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。因此，例如，对“用户”的引用包括多个这样的用户，并且对“处理器”的引用包括对一个或多个处理器的引用及其本领域技术人员已知的等效物，等等。
另外，当在本说明书和所附权利要求中使用时，词语“包括”、“含有”和“包含”旨在指定所声明的特征、整数、组件或步骤的存在，但它们不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、组件、步骤、动作或组。
Claims (20)
1.一种施工机械，包括：
拖拉机；
联接到所述拖拉机的料斗；
经由至少一个牵引臂联接到所述拖拉机的工具，所述工具具有延伸器；
安装到所述工具的加速度传感器；
配置成执行包括以下的操作的一个或多个处理器：
确定所述延伸器没有移动；
响应于确定所述延伸器没有移动，在第一控制方案下操作，其中在所述第一控制方案下操作包括：
从所述加速度传感器接收加速度数据；
基于所述加速度数据生成所述工具的第一估计斜率；并且
通过引起所述至少一个牵引臂的移动来基于所述第一估计斜率修改所述工具的斜率；
确定所述延伸器正在移动；并且
响应于确定所述延伸器正在移动，在第二控制方案下操作，其中在所述第二控制方案下操作包括：
使所述工具的所述斜率保持基本恒定。
2.根据权利要求1所述的施工机械，其中：
所述施工机械是沥青摊铺机；
所述工具是熨平板；
所述延伸器是熨平板延伸器；并且
所述加速度传感器是加速度计。
3.根据权利要求1所述的施工机械，其中使所述工具的所述斜率保持基本恒定包括锁定所述至少一个牵引臂。
4.根据权利要求1所述的施工机械，其中使所述工具的所述斜率保持基本恒定包括不从所述加速度传感器接收新的加速度数据。
5.根据权利要求1所述的施工机械，其中使所述工具的所述斜率保持基本恒定包括不生成所述工具的新的估计斜率。
6.一种施工机械，包括：
具有延伸器的工具；
安装到所述工具的加速度传感器；
配置成执行包括以下的操作的一个或多个处理器：
在第一控制方案下操作，其中在所述第一控制方案下操作包括：
从所述加速度传感器接收加速度数据；
基于所述加速度数据生成所述工具的第一估计斜率；并且
基于所述第一估计斜率修改所述工具的斜率；
确定所述延伸器正在移动；并且
响应于确定所述延伸器正在移动，在第二控制方案下操作，其中所述第二控制方案包括与所述第一控制方案的操作不同的至少一个操作。
7.根据权利要求6所述的施工机械，其中所述操作还包括：
确定所述延伸器没有移动；并且
响应于确定所述延伸器没有移动，在所述第一控制方案下操作。
8.根据权利要求6所述的施工机械，其中修改所述工具的所述斜率包括：
引起机械联接到所述工具的牵引臂的移动，以便修改所述工具的所述斜率。
9.根据权利要求6所述的施工机械，其中在所述第二控制方案下操作包括：
使所述工具的所述斜率保持基本恒定。
10.根据权利要求6所述的施工机械，还包括：
安装到所述工具的角速率传感器。
11.根据权利要求10所述的施工机械，其中：
在所述第一控制方案下操作还包括：
从安装到所述工具的所述角速率传感器接收第一角速率数据；并且
基于所述加速度数据和所述第一角速率数据中的一个或两个生成所述工具的所述第一估计斜率；并且
在所述第二控制方案下操作包括：
从所述角速率传感器接收第二角速率数据；
基于所述第二角速率数据而不是基于从所述加速度传感器接收的数据生成所述工具的第二估计斜率；并且
基于所述第二估计斜率修改所述工具的所述斜率。
12.根据权利要求6所述的施工机械，其中确定所述延伸器正在移动包括以下中的一个或多个：
从用户输入设备接收用户输入以移动所述延伸器；
从安装到所述工具的延伸器传感器接收指示所述延伸器正在移动的延伸器数据；
确定指令被发送到延伸器致动器以移动所述延伸器；
从所述延伸器致动器接收所述延伸器正在移动的状态；并且
分析所述加速度数据以确定所述延伸器正在移动。
13.根据权利要求6所述的施工机械，其中：
所述施工机械是沥青摊铺机；
所述工具是熨平板；
所述延伸器是熨平板延伸器；
所述加速度传感器是加速度计；并且
所述角速率传感器是陀螺仪。
14.一种控制施工机械的工具的方法，所述方法包括：
在第一控制方案下操作，其中在所述第一控制方案下操作包括：
从安装到所述工具的加速度传感器接收加速度数据；
基于所述加速度数据生成所述工具的第一估计斜率；并且
基于所述第一估计斜率修改所述工具的斜率；
确定所述工具的延伸器正在移动；并且
响应于确定所述延伸器正在移动，在第二控制方案下操作，其中所述第二控制方案包括与所述第一控制方案的操作不同的至少一个操作。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
确定所述延伸器没有移动；并且
响应于确定所述延伸器没有移动，在所述第一控制方案下操作。
16.根据权利要求14所述的方法，其中修改所述工具的所述斜率包括：
引起机械联接到所述工具的牵引臂的移动，以便修改所述工具的所述斜率。
17.根据权利要求14所述的方法，其中在所述第二控制方案下操作包括：
使所述工具的所述斜率保持基本恒定。
18.根据权利要求14所述的方法，其中：
在所述第一控制方案下操作还包括：
从安装到所述工具的角速率传感器接收第一角速率数据；并且
基于所述加速度数据和所述第一角速率数据中的一个或两个生成所述工具的所述第一估计斜率；并且
在所述第二控制方案下操作包括：
从所述角速率传感器接收第二角速率数据；
基于所述第二角速率数据而不是基于从所述加速度传感器接收的数据生成所述工具的第二估计斜率；并且
基于所述第二估计斜率修改所述工具的所述斜率。
19.根据权利要求14所述的方法，其中确定所述延伸器正在移动包括以下中的一个或多个：
从用户输入设备接收用户输入以移动所述延伸器；
从安装到所述工具的延伸器传感器接收指示所述延伸器正在移动的延伸器数据；
确定指令被发送到延伸器致动器以移动所述延伸器；
从所述延伸器致动器接收所述延伸器正在移动的状态；并且
分析所述加速度数据以确定所述延伸器正在移动。
20.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述施工机械是沥青摊铺机；
所述工具是熨平板；
所述延伸器是熨平板延伸器；
所述加速度传感器是加速度计；并且
所述角速率传感器是陀螺仪。
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