BR102020000908A2

BR102020000908A2 - Método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, e, veículo de trabalho.

Info

Publication number: BR102020000908A2
Application number: BR102020000908-7A
Authority: BR
Inventors: Lance R. Sherlock
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2020-08-04
Also published as: US11359354B2; US20200232192A1; RU2765070C2; RU2020100887A; CN111441406A; CN111441406B; RU2020100887A3

Abstract

método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, e, veículo de trabalho um sistema inclui calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho tendo um controlador operativamente conectado a uma câmera. uma pluralidade de cilindros operativos para mover uma lâmina no veículo. a lâmina inclui um ou mais marcadores de lâmina. um dos cilindros move para uma configuração predeterminada que é entre 0% e 100% do comprimento de curso máximo, e a câmera captura uma imagem correspondente de um ou mais marcadores de lâmina. o controlador mede uma localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina usando a imagem correspondente e calibra o sistema de controle de nivelamento com base na localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina. a localização correspondente armazenada pode ser uma localização de calibração inicial ou uma localização de calibração correspondente que foi previamente determinada durante condições operacionais do veículo de trabalho. o sistema de controle de nivelamento é calibrado em tempo real enquanto o veículo de trabalho está operando ou estacionário.

Description

MÉTODO PARA CALIBRAR UM SISTEMA DE CONTROLE DE NIVELAMENTO DE UM VEÍCULO DE TRABALHO, E, VEÍCULO DE TRABALHO.

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[001] A presente descrição se refere a um veículo de trabalho que recalibra um sistema de controle de nivelamento pelo uso de um sistema de câmera e alveja uma face traseira de uma lâmina.

FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO

[002] Um veículo de trabalho, tal como um trator de esteiras, pode ser usado em construção e manutenção para criar uma superfície plana em vários ângulos, inclinações e elevações. Durante pavimentação de uma estrada, por exemplo, um trator de esteiras pode ser usado para preparar uma fundação de base para criar uma superfície plana larga para suportar uma camada de asfalto. O trator de esteiras inclui uma lâmina que é ajustável a um ângulo selecionado com relação à gravidade ou inclinação da lâmina e uma elevação da lâmina é também ajustável.

[003] Para nivelar corretamente uma superfície, o veículo de trabalho inclui uma pluralidade de sensores. Um sistema de sensor mede a orientação do veículo com relação à gravidade.

[004] Um outro sistema de sensor mede a localização da lâmina com relação ao veículo ou com relação à gravidade. Sistemas de controle de máquina, que incluem sistemas de controle de máquina bidimensional (2D) e tridimensional (3D), podem ser localizados na ou próximos à superfície que está sendo nivelada para prover informação de nivelamento ao veículo de trabalho. Um sistema de controle de nivelamento de veículo recebe sinais do sistema de controle de máquina para permitir que o veículo de trabalho nivele a superfície. O sistema de controle de nivelamento é operacionalmente acoplado a um ou mais sensores afixados ao veículo de trabalho, de forma que a superfície que está sendo nivelada possa ser nivelada na inclinação, ângulo e elevação desejados. O nivelamento desejado da superfície é planejado à frente ou durante uma operação de nivelamento.

[005] Os sistemas de controle de máquina podem prover sinais de inclinação e elevação ao sistema de controle de nivelamento de veículo para permitir que o veículo de trabalho ou um operador ajuste a inclinação e elevação da lâmina. Alternativamente, o sistema de controle de nivelamento de veículo pode ser configurado para controlar automaticamente a inclinação e elevação da lâmina para nivelar a superfície com base em inclinações e elevações desejada. Nesses sistemas automáticos, ajustes à posição da lâmina com relação ao veículo são feitos constantemente a fim de obter a inclinação e/ou elevação alvos.

[006] O sistema de controle de nivelamento de veículo precisa ser calibrado para assegurar que as inclinações e elevações desejadas sejam alcançadas. Para o operador calibrar o sistema de controle de nivelamento de veículo de um trator de esteiras, o operador tipicamente usará uma fita métrica, um peso de fio de prumo, e uma régua-T ou esquadro de carpinteiro para medir uma posição relativa da ponta da lâmina para a antena GPS ou receptor. Como pode-se perceber, existem muitas medições que o operador tem que realizar para determinar a posição relativa da ponta da lâmina para a antena GPS e o veículo de trabalho, tal como um trator de esteiras, é uma máquina bastante grande que é difícil para o usuário medir precisamente com as ferramentas supramencionadas. Além disso, frequentemente durante uma operação de nivelamento, espera-se que o operador atinja uma tolerância de nivelamento dentro de 0,5 polegadas de uma elevação de projeto, portanto, ter um sistema de controle de nivelamento de veículo precisamente calibrado é muito importante. Um operador tipicamente leva cerca de 3 horas para medir e calibrar a máquina para obter 12,7 milímetros (0,5 polegada) de exatidão, tempo este em que a máquina não fica operacional.

[007] Um outro veículo de trabalho que inclui uma lâmina para nivelar é uma motoniveladora. A lâmina é afixada à motoniveladora entre um eixo de rodas dianteiro e eixo de rodas traseiro. A lâmina pode girar, inclinar e levantar ou abaixar, o que resulta em um processo muito complexo para calibrar a ponta da lâmina. Além disso, frequentemente durante uma operação de nivelamento, espera-se que o operador consiga uma tolerância de nivelamento dentro de 3 milímetros de uma elevação de projeto, portanto, ter um sistema de controle de nivelamento de veículo e da ponta da lâmina precisamente calibrado é muito importante. Um operador tipicamente leva cerca de 5 horas para medir e calibrar a motoniveladora para obter uma exatidão, tempo este em que a máquina não está operacional.

[008] Para o trator de esteiras, motoniveladora, ou outros veículos de trabalho que incluem uma lâmina para controle de nivelamento, com o tempo e uso do veículo, as esteiras se desgastam, o que, se não levado em consideração, afetará a elevação da ponta da lâmina. À medida que a elevação muda, então a ponta da lâmina precisa ser recalibrada para manter a exatidão desejada. O operador tem que repetir este processo regularmente para recalibrar a ponta da lâmina para manter uma exatidão desejada. Durante cada um desses períodos de recalibração, o veículo de trabalho não fica operacional, o que cria tempo de parada para o operador e perdas de lucros.

[009] O que é necessário, portanto, é um sistema, aparelho e método para mais facilmente, frequentemente e precisamente determinar a localização precisa da ponta da lâmina com o tempo.

SUMÁRIO

[0010] De acordo com uma modalidade da presente descrição, um método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, compreendendo prover um veículo de trabalho tendo um controlador operativamente conectado a uma câmera, o veículo de trabalho tendo um cilindro de elevação, um cilindro de inclinação, e um cilindro de angulação, operativamente conectados a uma lâmina, a lâmina tendo uma face traseira com um primeiro marcador de lâmina na mesma; mover um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação para uma configuração predeterminada correspondente; capturar uma primeira imagem do primeiro marcador de lâmina com a câmera; medir, com o controlador, uma primeira localização do primeiro marcador de lâmina usando a primeira imagem; e calibrar, com o controlador, o sistema de controle de nivelamento com base na primeira localização do primeiro marcador de lâmina substituindo uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina com a primeira localização do primeiro marcador de lâmina.

[0011] Em um exemplo desta modalidade, compreendendo adicionalmente em que a face traseira da lâmina inclui um segundo marcador de lâmina na mesma; capturar uma segunda imagem do segundo marcador de lâmina com a câmera; medir, com o controlador, uma segunda localização do segundo marcador de lâmina usando a segunda imagem; e em que calibrar o sistema de controle de nivelamento inclui, com base na segunda localização do segundo marcador de lâmina, substituir uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina com a segunda localização do segundo marcador de lâmina.

[0012] Em um outro exemplo, a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina inclui uma primeira localização de calibração inicial e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina inclui uma segunda localização de calibração inicial.

[0013] Em um outro exemplo, a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina inclui uma primeira localização de calibração e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina inclui uma segunda localização de calibração.

[0014] Em um exemplo, a configuração predeterminada é 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.

[0015] Em um outro exemplo, a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.

[0016] Em um exemplo, a câmera é montada no veículo de trabalho.

[0017] Em um outro exemplo, compreendendo adicionalmente: mover o veículo de trabalho durante o movimento de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.

[0018] De acordo com uma outra modalidade da presente descrição, um veículo de trabalho, compreendendo: uma lâmina operativamente afixada ao veículo de trabalho, a lâmina tendo uma face traseira com um primeiro marcador de lâmina e um segundo marcador de lâmina na mesma; um cilindro de elevação, um cilindro de inclinação, e um cilindro de angulação operativamente conectados à lâmina, ao cilindro de elevação, ao cilindro de inclinação, e o cilindro de angulação configurado para mover para uma configuração predeterminada correspondente; um sistema de sensor acoplado ao cilindro de elevação, ao cilindro de inclinação e ao cilindro de angulação, o sistema de sensor configurado para identificar a configuração predeterminada correspondente do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação e do cilindro de angulação; uma câmera montada no veículo de trabalho, a câmera configurada para capturar uma primeira imagem do primeiro marcador de lâmina e capturar uma segunda imagem do segundo marcador de lâmina quando qualquer uma da configuração predeterminada correspondente do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação e do cilindro de angulação for satisfeita; um sistema de controle de nivelamento montado no veículo de trabalho; e um controlador operativamente conectado ao sistema de sensor, à câmera e ao sistema de controle de nivelamento, em que o controlador determina adicionalmente uma primeira localização do primeiro marcador de lâmina usando a primeira imagem e uma segunda localização do segundo marcador de lâmina usando a segunda imagem, e o controlador calibra o sistema de controle de nivelamento com base na primeira localização e na segunda localização substituindo uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina com a primeira localização e substituindo uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina com a segunda localização.

[0019] Em um exemplo desta modalidade, a configuração predeterminada é 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.

[0020] Em um outro exemplo desta modalidade, a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.

[0021] Em um exemplo, o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são posicionados próximos a uma aresta superior da lâmina.

[0022] Em um outro exemplo, o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são posicionados equidistantes de uma linha de centro da lâmina.

[0023] Em um exemplo, cada um do primeiro marcador de lâmina e do segundo marcador de lâmina inclui um sensor que interage com a câmera.

[0024] Em um outro exemplo, o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são usinados na traseira face.

[0025] De acordo com uma outra modalidade da presente descrição, um método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, o método compreendendo: prover um veículo de trabalho tendo um controlador operativamente conectado a uma câmera, o veículo de trabalho tendo uma pluralidade de cilindros operativamente conectado a uma lâmina, a lâmina tendo uma traseira face com um ou mais marcadores de lâmina na mesma; mover um da pluralidade de cilindros para uma configuração predeterminada correspondente; obter uma imagem correspondente de um ou mais marcadores de lâmina com a câmera; medir, com o controlador, uma localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina usando a imagem correspondente: calibrar, com o controlador, o sistema de controle de nivelamento com base na localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina pela substituição de uma localização correspondente armazenada de um ou mais marcadores de lâmina com a localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina.

[0026] Em um exemplo desta modalidade, a localização correspondente armazenada inclui uma localização de calibração correspondente inicial.

[0027] Em um outro exemplo desta modalidade, a localização correspondente armazenada inclui uma localização de calibração correspondente.

[0028] Em um exemplo, a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de um da pluralidade de cilindros.

[0029] Em um outro exemplo, compreendendo adicionalmente mover o veículo de trabalho durante o movimento de um da pluralidade de cilindros.

[0030] Objetivos, formas, modalidades, benefícios, vantagens, recursos e aspectos adicionais do presente pedido devem ficar aparentes a partir da descrição e desenhos contidos aqui.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0031] A fim de que as vantagens da matéria objeto possam ser mais facilmente entendidas, uma descrição mais particular da matéria objeto resumidamente aqui descrita será disponibilizada pela referência a certas modalidades que são ilustradas nos desenhos anexos. O entendimento desses desenhos representa apenas modalidades típicas da matéria objeto e portanto não devem ser considerados limitantes de seu escopo, a matéria objeto será descrita e explicada com especificidade adicional e detalhe pelo uso dos desenhos, em que:
a FIG. 1 é uma vista em perspectiva de topo de um veículo de trabalho, e mais especificamente, de um empurrador de terra tal como um trator de esteiras incluindo uma lâmina;
a FIG. 2 é um vista traseira da lâmina do veículo da FIG. 1;
a FIG. 3 é um diagrama esquemático do veículo de trabalho da FIG. 1 e um sistema de controle de nivelamento de veículo no mesmo; e
a FIG. 4 é um fluxograma de um processo de calibração do sistema de controle de nivelamento de veículo do veículo de trabalho da FIG. 1.

[0032] Números de referência correspondentes são usados para indicar partes correspondentes nas diversas vistas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0033] As modalidades da presente descrição descritas a seguir não devem ser exaustivas ou limitar a descrição às formas precisas na descrição detalhada seguinte. Em vez disso, as modalidades são escolhidas e descritas de forma que outros versados na técnica possam perceber e entender os princípios e práticas da presente descrição.

[0034] No geral, a presente descrição é direcionada para um sistema de câmera de visão de olho de pássaro em um trator de esteiras que interage com alvos, marcadores, ou sensores em uma face traseira de uma lâmina. Em uma forma, à medida que um ou mais dos cilindros de elevação, cilindro de inclinação e/ou cilindros de angulação associados com a lâmina atinge uma posição para cima ou para baixo vertical da lâmina total, uma posição de inclinação de lâmina total e/ou uma posição angular de lâmina total, então o sistema de câmera faz uma medição dos alvos, marcadores, ou sensores na face traseira da lâmina. Em uma outra forma, um ou mais dos cilindros de elevação, cilindro de inclinação e/ou cilindros de angulação atinge uma configuração predeterminada que é menos que um curso máximo ou mínimo dos cilindros, então o sistema de câmera faz uma medição dos alvos, marcadores ou sensores na face traseira da lâmina. A distância da câmera de visão de olho de pássaro aos alvos, marcadores ou sensores é um valor conhecido, entretanto, com o tempo, a localização dos alvos pode mudar à medida que o veículo de trabalho desgasta. Pela medição da localização dos alvos na configuração máxima, mínima e/ou predeterminada de um ou mais de cilindros de elevação, cilindro de inclinação e/ou cilindros de angulação, o sistema de nivelamento de veículo pode ser calibrado em tempo real. O veículo de trabalho continua a ser usado ou operado enquanto o sistema de câmera faz medições, portanto, não há tempo de parada, ou existe um tempo de parada muito limitado, quando o veículo de trabalho não está operacional. Além disso, o sistema de controle de nivelamento é constantemente atualizado ou revisado para levar em conta o desgaste do veículo de trabalho, ainda permitindo que o operador consiga controle de nivelamento ou inclinação precisa com a lâmina.

[0035] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de veículo de trabalho 100. O veículo de trabalho 100 é ilustrado como um trator de esteiras empurrador, que pode também ser referido como um trator de esteiras, mas pode ser qualquer veículo de trabalho com uma lâmina de engate no terreno ou implemento de trabalho tais como uma carregadeira de esteira compacta, motoniveladora, raspador, minicarregadeira, trator, retroescavadeira, e escavador, para citar alguns exemplos. O veículo de trabalho 100 pode ser operado para engatar o chão e cortar e mover material para obter recursos simples ou complexos no chão. Na forma aqui usada, direções com relação ao veículo de trabalho 100 podem ser referidas da perspectiva de um operador assentado na estação do operador 136: a esquerda do veículo de trabalho 100 é para a esquerda de um operador como esse, a direita do veículo de trabalho 100 é para a direita de um operador como esse, a frente ou dianteira do veículo de trabalho 100 é a direção para a qual um operador como esse fica voltado, a traseira ou atrás de veículo de trabalho 100 é detrás de um operador como esse, o topo do veículo de trabalho 100 é acima de um operador como esse, e a base do veículo de trabalho 100 é abaixo de um operador como esse. Durante operação, o veículo de trabalho 100 pode experimentar movimento em três direções e rotação em três direções. A direção para o veículo de trabalho 100 pode também ser referida com relação à longitude 102 ou a direção longitudinal, latitude 106 ou a direção lateral, e vertical 110 ou a direção vertical. Rotação para o veículo de trabalho 100 pode ser referida como rolamento 104 ou a direção de rolamento, passo 108 ou a direção de passo, e guinada 112 ou a direção de guinada ou de condução.

[0036] O veículo de trabalho 100 é suportado no chão pela subestrutura 114. A subestrutura 114 inclui esteira esquerda 116 e esteira direita 118, que engatam o chão e fornecem força tratora para o veículo de trabalho 100. A esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 podem ser compreendidas de sapatas com garras que afundam no chão para aumentar a tração, e componentes de interconexão que permitem que as esteiras girem em torno de rodas loucas dianteiras 120, roletes de esteira 122, rodas dentadas traseiras 124 e rodas loucas superiores 126. Tais componentes de interconexão podem incluir elos, pinos, embuchamentos e guias, para citar alguns componentes. Rodas loucas dianteiras 120, roletes de esteira 122, e rodas dentadas traseiras 124, tanto nos lados esquerdo quanto direito do veículo de trabalho 100, fornecem suporte para o veículo de trabalho 100 no chão. Rodas loucas dianteiras 120, roletes de esteira 122, rodas dentadas traseiras 124, e rodas loucas superiores 126 são todos conectados a pivô ao restante do veículo de trabalho 100 e acoplados rotacionalmente às suas respectivas esteiras de maneira a girar com essas esteiras. A armação da esteira 128 provê suporte ou resistência estrutural a esses componentes e ao restante da subestrutura 114.

[0037] As rodas loucas dianteiras 120 são posicionadas na frente longitudinal da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 e fornecem uma superfície rotatória para as esteiras girarem em torno da mesma e um ponto de apoio para transferir força entre o veículo de trabalho 100 e o chão. A esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 giram em torno das rodas loucas dianteiras 120 à medida que elas transicionam entre suas porções verticalmente inferior e verticalmente superior paralelas ao chão, e assim aproximadamente metade do diâmetro externo de cada uma das rodas loucas dianteiras 120 é engatado com a esteira esquerda 116 ou a esteira direita 118. Este engate pode ser por meio de um arranjo de roda dentada e pino, onde os pinos incluídos na esteira esquerda 116 e na esteira direita 118 são engatados por recessos na roda louca dianteira 120 de maneira a transferir força. Este engate também faz com que a altura vertical da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 seja apenas ligeiramente maior que o diâmetro externo de cada uma das rodas loucas dianteiras 120 na dianteira longitudinal da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118. O ponto de engate mais dianteiro 130 da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 pode ser aproximado como o ponto em cada esteira verticalmente abaixo do centro das rodas loucas dianteiras 120, que é o ponto mais dianteiro da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 que engata o chão. Quando o veículo de trabalho 100 encontra um recurso no chão durante deslocamento em uma direção para a frente, a esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 podem primeiro encontrá-lo no ponto de engate mais dianteiro 130.

[0038] Roletes de esteira 122 são longitudinalmente posicionados entre a roda louca dianteira 120 e a roda dentada traseira 124 ao longo dos lados esquerdo inferior e direito inferior do veículo de trabalho 100. Cada um dos roletes de esteira 122 pode ser rotacionalmente acoplado à esteira esquerda 116 ou esteira direita 118 pelo engate entre uma superfície superior das esteiras e uma superfície inferior dos roletes de esteira 122. Esta configuração pode permitir que os roletes de esteira 122 forneçam apoio ao veículo de trabalho 100 e, em particular, pode permitir a transferência de forças na direção vertical entre o veículo de trabalho 100 e o chão. Esta configuração também resiste à deflexão para cima da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 à medida que elas atravessam um recurso do chão para cima cujo comprimento longitudinal é menor que a distância entre a roda louca dianteira 120 e a roda dentada traseira 124.

[0039] As rodas dentadas traseiras 124 podem ser posicionadas na traseira longitudinal da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 e, similar às rodas loucas dianteiras 120, provêm uma superfície rotatória para as esteiras girarem em torno da mesma e um ponto de apoio para transferir força entre o veículo de trabalho 100 e o chão. A esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 giram em torno das rodas dentadas traseiras 124 à medida que elas transicionam entre suas porções verticalmente inferior e verticalmente superior paralelas ao chão, assim aproximadamente a metade do diâmetro externo de cada uma das rodas dentadas traseiras 124 é engatado com a esteira esquerda 116 ou a esteira direita 118. Este engate pode ser por meio de um arranjo de roda dentada e pino, onde pinos incluídos na esteira esquerda 116 e na esteira direita 118 são engatados por recessos em rodas dentadas traseiras 124 de maneira a transferir força. Este engate também resulta na altura vertical da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 sendo apenas ligeiramente maior que o diâmetro externo de cada uma das rodas dentadas traseiras 124 na parte de trás ou traseira longitudinal da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118. O ponto de engate mais traseiro 132 da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 pode ser aproximado como o ponto em cada esteira verticalmente abaixo do centro das rodas dentadas traseiras 124, que é o ponto mais traseiro da esteira esquerda 116 e esteira direita 118 que engata o chão. Quando o veículo de trabalho 100 encontra um recurso do chão durante deslocamento em uma direção inversa ou para trás, a esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 podem primeiro encontrá-la no ponto de engate mais traseiro 132.

[0040] Nesta modalidade, cada uma das rodas dentadas traseiras 124 pode ser potencializada por um motor hidráulico rotacionalmente acoplado de maneira a acionar a esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 e por meio disso controlar a propulsão e tração para o veículo de trabalho 100. Cada um dos motores hidráulicos esquerdo e direito pode receber fluido hidráulico pressurizado de uma bomba hidrostática cuja direção de fluxo e deslocamento controla a direção de rotação e velocidade de rotação para os motores hidráulicos esquerdo e direito. Cada bomba hidrostática pode ser acionada pelo motor 134 do veículo de trabalho 100, e pode ser controlada por um operador na estação do operador 136 emitindo comandos que podem ser recebidos pelo controlador 138 e comunicados às bombas hidrostáticas esquerda e direita pelo controlador 138. Em modalidades alternativas, cada uma das rodas dentadas traseiras 124 pode ser acionada por um motor elétrico rotacionalmente acoplado ou um sistema mecânico que transmite potência do motor 134.

[0041] As rodas loucas superiores 126 são longitudinalmente posicionadas entre as rodas loucas dianteiras 120 e as rodas dentadas traseiras 124 ao longo dos lados esquerdo e direito do veículo de trabalho 100 acima dos roletes da esteira 122. Similar aos roletes da esteira 122, cada um das rodas loucas superiores 126 pode ser rotacionalmente acoplada à esteira esquerda 116 ou esteira direita 118 pelo engate entre uma superfície inferior das esteiras e uma superfície superior de rodas loucas superiores 126. Esta configuração pode permitir que as rodas loucas superiores 126 suporte a esteira esquerda 116 e a esteira direita 118 no vão longitudinal entre a roda louca dianteira 120 e a roda dentada traseira 124, e impeçam deflexão para baixo da porção superior da esteira esquerda 116 e da esteira direita 118 paralela ao chão entre a roda louca dianteira 120 e a roda dentada traseira 124.

[0042] A subestrutura 114 é afixada, e provê suporte e esforço trator para, o chassi 140 do veículo de trabalho 100. O chassi 140 é a armação que provê suporte e rigidez estrutural ao veículo de trabalho 100, permitindo a transferência de força entre a lâmina 142 e a esteira esquerda 116 e a esteira direita 118. Nesta modalidade, o chassi 140 é uma soldagem compreendida de múltiplos membros de aço formados e unidos, mas, em modalidades alternativas, pode ser compreendido de qualquer número de diferentes materiais ou configurações. O sensor 144 é afixado ao chassi 140 do veículo de trabalho 100 e configurado para prover um sinal indicativo do movimento e orientação do chassi 140. Em modalidades alternativas, o sensor 144 pode não ser afixado diretamente ao chassi 140, mas pode, em vez disso, ser conectado ao chassi 140 por meio de componentes ou estruturas intermediárias, tais como suportes emborrachados. Nessas modalidades alternativas, o sensor 144 não é diretamente afixado ao chassi 140, mas é ainda conectado ao chassi 140 em uma posição relativa fixa de maneira a experimentar o mesmo movimento que o chassi 140.

[0043] O sensor 144 é configurado para prover um sinal indicativo da inclinação do chassi 140 em relação à direção da gravidade, uma medição angular na direção de passo 108. Este sinal pode ser referido como um sinal de inclinação do chassi. O controlador 138 pode atuar a lâmina 142 com base neste sinal de inclinação do chassi. Na forma aqui usada, “com base em” significa “baseado pelo menos em parte em” e não significa “baseado apenas em” de maneira que ela nem exclui nem exige fatores adicionais. O sensor 144 pode também ser configurado para prover um sinal ou sinais indicativos de outras posições ou velocidades de chassi 140, incluindo sua posição, velocidade ou aceleração angular em uma direção tal como a direção de rolamento 104, passo 108, guinada 112, ou sua aceleração linear em uma direção tal como a direção de longitude 102, latitude 106 e vertical 110. O sensor 144 pode ser configurado para medir diretamente a inclinação, medir a velocidade angular e integrar para chegar à inclinação, ou medir a inclinação e derivar para chegar à velocidade angular. A colocação do sensor 144 no chassi 140, e não na lâmina 142 ou articulação, 146, pode permitir que o sensor 144 fique mais bem protegido de dano, mais firmemente afixado ao veículo de trabalho 100, mais facilmente empacotado, ou mais facilmente integrado em um outro componente de veículo de trabalho 100 tal como o controlador 138. Esta colocação pode permitir que o sensor 144 seja mais barato, durável, confiável, ou preciso do que se o sensor 144 fosse colocado na lâmina 142 ou articulação 146, mesmo que a colocação do sensor 144 diretamente na lâmina 142 ou articulação 146 (tal como o sensor 149) possa permitir uma leitura mais direta de uma posição, velocidade, ou aceleração desses componentes.

[0044] A lâmina 142 é um implemento de trabalho que pode engatar o chão ou material para movê-lo ou modelá-lo. A lâmina 142 pode ser usada para mover material de uma localização para uma outra e criar recursos no chão, incluindo áreas planas, níveis, morros, estradas, ou mais recursos complexamente modelados. Nesta modalidade, a lâmina 142 do veículo de trabalho 100 pode ser referida como uma lâmina de seis vias, lâmina ajustável de seis vias, ou lâmina de poder-ângulo-inclinação (PAT). A lâmina 142 pode ser hidraulicamente acionada para mover verticalmente para cima ou verticalmente para baixo (que pode também ser referida como elevação da lâmina, ou subida e descida), rolamento esquerdo ou rolamento direito (que pode ser referido como inclinação da lâmina, ou inclinação esquerda e inclinação direita), e guinada esquerda ou guinada direita (que pode ser referida como ângulo de lâmina, ou angulação esquerda e angulação direita). Modalidades alternativas podem utilizar uma lâmina com menos graus de liberdade hidraulicamente controlados tal como uma lâmina de 4 vias que não pode ser angulada, ou atuada na direção da guinada 112.

[0045] A lâmina 142 é movelmente conectada ao chassi 140 do veículo de trabalho 100 através da articulação 146, que suporta e atua a lâmina 142 e é configurada para permitir que a lâmina 142 seja levantada ou abaixada em relação ao chassi 140 (isto é, movimentada na direção da vertical 110). Na FIG. 2, uma face traseira 143 da lâmina 142 inclui um primeiro marcador ou alvo 147 posicionado próximo a um canto esquerdo superior da face traseira 143. A face traseira 143 da lâmina 142 inclui um segundo marcador ou alvo 151 posicionado próximo a um canto direito superior da face traseira 143. Como um exemplo, o primeiro marcador 147 e o segundo marcador 151 são cada um posicionados equidistantemente de uma linha de centro 153 da lâmina 142. Alternativamente, a face traseira 143 pode incluir apenas um marcador posicionado na ou próximo à linha de centro 153. Em uma outra configuração, a face traseira 143 inclui uma pluralidade de marcadores posicionados ao longo de ou próximos a uma aresta superior 155 da lâmina 142. Em uma forma, os primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são usinados ou estampados em uma superfície externa da face traseira 143 da lâmina 142. Em outras formas, os primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são afixados à face traseira 143 da lâmina. Os primeiro e segundo marcadores 147 e 151 podem também incluir sensores que interagem com um sistema de câmera 232. De qualquer maneira, os primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são posicionados ou localizados na face traseira 143 da lâmina 142 de maneira tal que um sistema de câmera 232 posicionado no veículo de trabalho 100 possa capturar uma primeira imagem do primeiro marcador 147 e uma segunda imagem do segundo marcador 151 da maneira descrita em mais detalhe a seguir. O veículo de trabalho 100 pode estar em (i) um orientação de trabalho ou de movimento ou (ii) uma orientação de descanso ou de não movimento quando o sistema de câmera 232 captura imagens dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151.

[0046] A articulação 146 pode incluir múltiplos membros estruturais para suportar forças entre a lâmina 142 e o restante do veículo de trabalho 100 e pode prover pontos de fixação para cilindros hidráulicos que podem atuar a lâmina 142 nas direções de elevação, inclinação e angulação. A articulação 146 inclui armação-c 148, um membro estrutural com um formato de C posicionado para trás da lâmina 142, com o formato de C aberto para a traseira do veículo de trabalho 100. Cada extremidade para trás da armação-c 148 é conectada a pivô ao chassi 140 do veículo de trabalho 100, tal como por meio de uma junta pino-embuchamento, que permite que a frente da armação-c 148 seja levantada ou abaixada em relação ao veículo de trabalho 100 em torno de conexões pivôs na traseira da armação-c 148. A porção dianteira da armação-c 148, que é aproximadamente posicionada no centro lateral do veículo de trabalho 100, conecta à lâmina 142 através de uma junta esfera-soquete. Isto permite à lâmina 142 três graus de liberdade em sua orientação em relação à armação-c 148 (elevação-inclinação-angulação) ainda assim transferindo forças para trás na lâmina 142 para o restante do veículo de trabalho 100.

[0047] O sensor 149 é afixado à lâmina 142 acima da junta esfera-soquete que conecta a lâmina 142 à armação-c 148. O sensor 149, como o sensor 144, pode ser configurado para medir a posição angular (inclinação ou orientação), velocidade, ou aceleração, ou aceleração linear. O sensor 149 pode prover um sinal de inclinação da lâmina, que indica o ângulo da lâmina 142 em relação à gravidade. Em modalidades alternativas, um sensor pode ser configurado para em vez disso medir um ângulo da articulação 146, tal como um ângulo entre a articulação 146 e o chassi 140, a fim de determinar uma posição da lâmina 142. Em outras modalidades alternativas, o sensor 149 pode ser configurado para medir uma posição da lâmina 142 pela medição de um ângulo diferente, tal como entre a articulação 146 e a lâmina 142, ou o deslocamento linear de um cilindro afixado à articulação 146 ou à lâmina 142. Em modalidades alternativas, o sensor 149 pode não ser afixado diretamente à lâmina 142, mas pode, em vez disso, ser conectado à lâmina 142 através de componentes ou estruturas intermediários, tal como suportes emborrachados. Nessas modalidades alternativas, o sensor 149 não é diretamente afixado à lâmina 142, mas é ainda conectado à lâmina 142 em uma posição relativa fixa de maneira a experimentar o mesmo movimento da lâmina 142.

[0048] Como descrito em mais detalhe a seguir, O sensor 149 pode ser configurado para identificar a configuração predeterminada correspondente dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 quando qualquer um desses cilindros mover para uma configuração predeterminada que é então comunicada do sensor 149 à ECU 250 que, por sua vez, comunica ao sistema de câmera 232 para capturar imagens dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 como descrito a seguir. A configuração predeterminada dos cilindros de elevação 150, cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 pode ser qualquer porcentagem do curso operável para esses cilindros. Por exemplo, em uma forma, a configuração predeterminada é 100% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154. Quando um dos cilindros 150, 152 e 154 atinge 100% do curso máximo, os dois cilindros restantes podem estar a qualquer porcentagem do curso máximo de 0% a 100% quando as imagens dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são capturadas e as localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são medidas. Em uma outra forma, a configuração predeterminada é 25% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154. Quando um dos cilindros 150, 152 e 154 atinge 25% do curso máximo, os dois cilindros restantes podem ser posicionados a qualquer porcentagem do curso máximo de 0% a 100% quando as imagens dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 são capturadas. Em outras formas, a configuração predeterminada pode ser 30, 50, 75 ou 90% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154 para citar apenas alguns exemplos. Além disso, a configuração predeterminada pode ser ajustada com o tempo à medida que o veículo de trabalho 100 se desgasta. Para um veículo de trabalho novo 100 que não foi usado em condições operacionais de campo, um sistema de controle de nivelamento de veículo 270 provê informação de nivelamento precisa. Entretanto, à medida que o veículo de trabalho 100 se desgasta com o tempo pelo uso no campo, o sistema de controle de nivelamento de veículo 270 não provê informação de nivelamento precisa, a menos que o sistema de controle de nivelamento 270 seja recalibrado. À medida que qualquer um dos cilindros 150, 152 e 154 atinge a configuração predeterminada, o sistema de câmera 232 captura imagens dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 e comunica esta informação à ECU 250. A ECU 250 determina as localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 e então comunica a informação ao sistema de controle de nivelamento de veículo 270 que é então calibrado.

[0049] A lâmina 142 pode ser levantada ou abaixada em relação ao veículo de trabalho 100 pela atuação dos cilindros de elevação 150, que podem levantar e abaixar a armação-c 148 e dessa forma levantar e abaixar a lâmina 142, que pode também ser referido como elevação da lâmina. Embora apenas um dos cilindros de elevação 150 esteja ilustrado, a presente descrição inclui dois dos cilindros de elevação 150. Para cada um dos cilindros de elevação 150, a extremidade da haste é conectada a pivô a uma manilha que se projeta para cima da armação-c 148 e a extremidade da cabeça é conectada pivô ao restante do veículo de trabalho 100 logo abaixo e à frente da estação do operador 136. A configuração da articulação 146 e o posicionamento das conexões pivôs para a extremidade da cabeça e a extremidade da haste dos cilindros de elevação 150 resulta na extensão dos cilindros de elevação 150 que abaixam a lâmina 142 e a retração dos cilindros de elevação 150 que elevam a lâmina 142. Em modalidades alternativas, a lâmina 142 pode ser levantada ou abaixada por um mecanismo diferente, ou os cilindros de elevação 150 podem ser configurados diferentemente, tal como uma configuração na qual a extensão dos cilindros de elevação 150 levanta a lâmina 142 e a retração dos cilindros de elevação 150 abaixa a lâmina 142.

[0050] A lâmina 142 pode ser inclinada em relação ao veículo de trabalho 100 pela atuação do cilindro de inclinação 152, que pode também ser referida como lâmina móvel 142 na direção de rolamento 104. Para o cilindro de inclinação 152, a extremidade da haste é conectada pivô a uma manilha posicionada nos lados de trás e esquerdo da lâmina 142 acima da junta esfera-soquete entre a lâmina 142 e a armação-c 148 e a extremidade da cabeça é conectada a pivô a uma porção que se projeta para cima da articulação 146. O posicionamento das conexões pivô para a extremidade da cabeça e a extremidade da haste de cilindro de inclinação 152 resulta na extensão do cilindro de inclinação 152 que inclina a lâmina 142 para a esquerda ou no sentido anti-horário quando vista a partir da estação do operador 136 e a retração do cilindro de inclinação 152 que inclina a lâmina 142 para a direita ou no sentido horário quando vista a partir da estação do operador 136. Em modalidades alternativas, a lâmina 142 pode ser inclinada por um mecanismo diferente (por exemplo, um motor elétrico ou hidráulico) ou o cilindro de inclinação 152 pode ser configurado diferentemente, tal como uma configuração na qual ele é montado verticalmente e posicionado no lado esquerdo ou direito da lâmina 142, ou uma configuração com dois cilindros de inclinação.

[0051] A lâmina 142 pode ser angulada em relação ao veículo de trabalho 100 pela atuação dos cilindros de angulação 154, que pode também ser referida como lâmina móvel 142 na direção de guinada 112. Para cada um dos cilindros de angulação 154, a extremidade da haste é conectada a pivô a uma manilha da lâmina 142 enquanto a extremidade da cabeça é conectada a pivô a uma manilha da armação-c 148. Um dos cilindros de angulação 154 é posicionado no lado esquerdo do veículo de trabalho 100, esquerdo da junta esfera-soquete entre a lâmina 142 e a armação-c 148, e o outro dos cilindros de angulação 154 é posicionado no lado direito do veículo de trabalho 100, direito da junta esfera-soquete entre a lâmina 142 e a armação-c 148. Este posicionamento resulta na extensão da esquerda dos cilindros de angulação 154 e na retração da direita dos cilindros de angulação 154 que angulam a lâmina 142 para a direita, ou que promovem guinada da lâmina 142 no sentido horário quando vista de cima, e a retração da esquerda do cilindro de angulação 150 e na extensão da direita dos cilindros de angulação 154 que angulam a lâmina 142 para a esquerda, ou promovem guinada da lâmina 142 no sentido anti-horário quando vista de cima. Em modalidades alternativas, a lâmina 142 pode ser angulada por um mecanismo diferente, ou os cilindros de angulação 154 podem ser configurados diferentemente.

[0052] Cada um dos cilindros de elevação 150, cilindro de inclinação 152 e cilindros de angulação 154 é um cilindro hidráulico de dupla ação. Uma extremidade de cada cilindro pode ser referida como uma extremidade da cabeça, e a extremidade de cada cilindro oposta à extremidade da cabeça pode ser referida como uma extremidade da haste. Cada uma da extremidade da cabeça e da extremidade da haste pode ser fixamente conectada a um outro componente ou, como nesta modalidade, conectada a pivô a um outro componente, tal como por meio de um acoplamento de pino-embuchamento ou pino-mancal, para citar apenas dois exemplos de conexões pivôs. Como um cilindro hidráulico de dupla ação, cada qual pode exercer uma força na direção de extensão ou retração. Direcionar fluido hidráulico pressurizado para uma câmara de cabeça dos cilindros tenderá a exercer uma força na direção de extensão, enquanto direcionar fluido hidráulico pressurizado para uma câmara da haste dos cilindros tenderá a exercer uma força na direção de retração. A câmara de cabeça e a câmara da haste podem ambas ser localizadas dentro de um tambor do cilindro hidráulico, e pode ser tanto parte de uma cavidade maior que é separada por um pistão móvel conectado a uma haste do cilindro hidráulico. Os volumes de cada uma da câmara de cabeça e da câmara da haste mudam com movimento do pistão, enquanto o movimento do pistão resulta em extensão ou retração do cilindro hidráulico. O movimento do pistão se refere a um comprimento de curso em que cada um dos cilindros de elevação 150, cilindro de inclinação 152 e cilindros de angulação 154 pode mover de 0% a 100% do curso máximo.

[0053] Referindo-se agora à FIG. 3, uma modalidade de um sistema de controle 200 é mostrado para o veículo de trabalho 100. O sistema 200 pode ser parte da máquina de trabalho 100 da FIG. 1, que inclui a estação ou cabina do operador 136 tendo uma pluralidade de controles 110. A pluralidade de controles 110 pode incluir um dispositivo de controle de entrada 202, um controle de estrangulamento 204, e um controle do modo operacional do usuário 206. O dispositivo de controle de entrada 202 pode incluir um volante, um controle de freio, um controle de direção, uma barra de direção, alavanca ou outro dispositivo de controle para controlar a máquina 100. O ajuste da lâmina 142 é feito pelo operador usando a pluralidade de controles 110 que são operacionalmente acoplados a um controlador 138 que é operativamente acoplado ao cilindro de inclinação 152, cilindros de angulação 154 e aos cilindros de elevação 150. Os ajustes da lâmina 142 podem também ser feitos por mecanismos de atuação configurados para mover a lâmina 142 em resposta a um sinal de controle provido por um operador ou em resposta a um sinal de controle provido por um sistema de controle de máquina incluindo sistemas sônicos 254, sistemas laser 256, sistemas de posicionamento global (GPS) 258, e um sistema de controle de nivelamento 270. O sistema de controle de nivelamento 270 é no geral conhecido na indústria. Alguns exemplos de sistemas de controle de nivelamento 270 incluem sistemas de controle convencionais ou nivelamento 2D e/ou sistemas sônicos 254, sistemas laser 256, e sistemas de posicionamento global (GPS) 258. Outros sistemas de controle de nivelamento 270 incluem sensores sônicos ou um transmissor laser e sensor junto com sensores de posição de máquina para exibir o corte e preenchimento necessários para manter o nivelamento em um monitor. Altemativamente, o sistema de controle de nivelamentos 270 pode incluir um sistema de controle de nivelamento 3D.

[0054] O controlador 138 em uma ou mais modalidades inclui um processador operativamente conectado a uma memória. Em ainda outras modalidades, o controlador 138 é um controlador distribuído tendo controladores individuais separados distribuídos em diferentes localizações no veículo 100. Além do mais, embora o controlador seja no geral ligado por fio por fiação ou cabeamento elétrico em componentes relacionados, em outras modalidades o controlador 138 inclui um transmissor e/ou receptor sem fio para comunicar com um componente ou dispositivo controlada ou de sensoreamento que tanto provê informação ao controlador quanto transmite informação do controlador aos dispositivos controlados.

[0055] Na FIG. 3, o controlador 138 é configurado como uma unidade eletrônica de controle (ECU) 250 que recebe dados de sensor de múltiplas fontes e é operativamente conectado a essas fontes. Essas fontes incluem, mas não se limitando ao sensor de posição da lâmina 149, um sistema de câmera 232, um sistema de controle de nivelamento 270, e sensor 144 que são operativamente conectados à ECU 250. A ECU 250 também recebe entradas relacionadas a comandos do operador. A ECU 250 é operativamente conectada a uma ou mais interfaces de usuário e envia informação à interface de usuário e também envia sinais de controle aos acionadores incluindo os cilindros de elevação 1502, cilindros de angulação 154 e os cilindros de inclinação 152.

[0056] A ECU 250, em diferentes modalidades, inclui um computador, sistema de computador, ou outros dispositivos programáveis. Em outras modalidades, a ECU 150 pode incluir um ou mais processadores (por exemplo, microprocessadores), e uma memória associada, que pode ser interna ao processador ou externa ao processador. A memória pode incluir dispositivos de memória de acesso aleatório (RAM) compreendendo o armazenamento de memória da ECU 250, bem como qualquer outro tipo de memória, por exemplo, memórias cache, memórias não voláteis ou de reserva, memórias programáveis, ou memórias flash, e memórias apenas de leitura. Além do mais, a memória pode incluir um armazenamento de memória fisicamente localizado em qualquer lugar dos dispositivos de processamento e pode incluir qualquer memória cache em um dispositivo de processamento, bem como qualquer capacidade de armazenamento usada como uma memória virtual, por exemplo, armazenado em um dispositivo de armazenamento de massa ou um outro computador acoplado à ECU 250. O dispositivo de armazenamento de massa pode incluir um cache ou outro espaço de dados que pode incluir bases de dados. O armazenamento de memória, em outras modalidades, é localizado nas “nuvens”, onde a memória é localizada em uma localização distante, que provê a informação armazenada de forma sem fio à ECU 250.

[0057] A ECU 250 executa ou senão se baseia em aplicações de software de computador, componentes, programas, objetos, módulos, ou estruturas de dados, etc. Rotinas de software residentes na memória incluída da ECU 250 ou outra memória são executadas em resposta aos sinais recebidos. As aplicações de software de computador, em outras modalidades, são localizadas nas nuvens. O software executado inclui uma ou mais aplicações específicas, componentes, programas, objetos, módulos ou sequências de instruções tipicamente referidas como “código de programa”. O código de programa inclui uma ou mais instruções localizadas em memória e outros dispositivos de armazenamento que executam as instruções que são residentes em memória, que são responsivas a outras instruções geradas pelo sistema, ou que são providas em uma interface de usuário operada pelo usuário. A ECU 250 é configurada para executar as instruções de programa armazenadas.

[0058] Um sistema de câmera 232 incluindo um sensor de imagem é fixamente montado na estação ou cabina do operador 136 em uma localização no geral desobstruída por qualquer parte do veículo 100. Outras localizações do sistema de câmera 232 montado no veículo de trabalho 100 são contempladas para prover uma visão relativamente desobstruída da face traseira 143 da lâmina 142 e, em particular, dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 ou qualquer marcador adicional na lâmina 147. O sistema de câmera 232 inclui um ou mais de um sensor de imagem, transmissor, receptor, ou um transceptor direcionado para a face traseira 143 da lâmina 142. Em diferentes modalidades, o sistema de câmera 232 inclui um ou mais de uma câmera bidimensional, uma câmera tridimensional, uma câmera estéreo, uma câmera monocular, um dispositivo de radar, e um dispositivo de varredura laser, um sensor ultrassônico, e um dispositivo de varredura de detecção e alcance óptico (LIDAR). Em diferentes modalidades, o sistema de câmera 232 é um de um sensor de escala cinza, um sensor em cores, ou uma combinação dos mesmos.

[0059] O sistema de câmera 232 é configurado para capturar uma primeira imagem do primeiro marcador 147 e uma segunda imagem do segundo marcador 151, que são então transmitidas à ECU 250 da FIG. 3. As primeira e segunda imagens providas pelo sistema de câmera 232 são usadas pela ECU 250 para determinar as distâncias aos primeiro e segundo marcadores 147 e 151, e a ECU 250 por meio disso determina as primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151. Por exemplo, as primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 podem incluir coordenadas XYZ que se correlacionam à direção longitudinal 102, à direção lateral 108 e à direção vertical 110. A ECU 250 calibra o sistema de controle de nivelamento 270 com base nas primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151. O sistema de controle de nivelamento 270 é calibrado em tempo real à medida que uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina 147 é substituída com a primeira localização do primeiro marcador de lâmina 147. Similarmente, o sistema de controle de nivelamento 270 é calibrado à medida que uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 é substituída com a segunda localização do segundo marcador de lâmina 151. As medições para as primeira e segunda localizações armazenadas podem ser obtidas na construção inicial do veículo de trabalho 100 na qual a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina 147 inclui uma primeira localização de calibração inicial e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 inclui uma segunda localização de calibração inicial. Essas medições para as primeira e segunda localizações armazenadas podem ser feitas podem também ser feitas após o uso do veículo de trabalho 100 em que a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina 147 inclui uma primeira localização de calibração e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 inclui uma segunda localização de calibração. Em uma ou mais modalidades, os dados determinados pela ECU 250 com base no sistema de câmera 232 são providos como um sinal de realimentação que é usado durante ajuste do sistema de controle de nivelamento de veículo 408.

[0060] O veículo de trabalho 100 pode estar movimentando quando qualquer um dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 estiver operando, o sistema de câmera 232 estiver capturando imagens dos primeiro e segundo marcadores de lâmina 147 e 151, e/ou a ECU 250 estiver calibrando o sistema de controle de nivelamento 270.

[0061] A ECU 250 é também operativamente conectada ao sensor de posição de lâmina 149 que, por sua vez, está operativamente conectado aos cilindros de elevação 150, ao cilindro de inclinação 152 e aos cilindros de angulação 154. O sensor de posição de lâmina 149 é configurado para identificar a configuração predeterminada correspondente dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 e transmitir ou enviar esta informação à ECU 250. A ECU 250 também responde à informação de estado de nivelamento, provida pelo sistema de controle de nivelamento 270, o sistema sônico 154, o sistema laser 156 e/ou o GPS 158, e ajusta a localização da lâmina 132 através do sensor de posição de controle da lâmina 149, e correspondentemente os cilindros de elevação 150, o cilindro de inclinação 152 e os cilindros de angulação 154.

[0062] De volta agora à FIG. 4 é um fluxograma de um processo de controle 400 para calibrar o sistema de controle de nivelamento 270. Neste processo de controle 400, uma pluralidade de blocos ou etapas pode ser realizada. O bloco 402 inclui determinar se um dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 movimentou para uma configuração predeterminada. Como aqui discutido, existem diferentes maneiras de determinar se o bloco 402 é satisfeito. Por exemplo, o sensor 149 pode ser configurado para determinar quando qualquer um ou mais dos cilindros de elevação 150, cilindro de inclinação 152 e cilindros de angulação 154 atingem uma configuração predeterminada ou uma porcentagem do curso máximo. Alternativamente, a configuração predeterminada de qualquer dos cilindros 150, 152 e 154 pode ser o curso máximo ou 100% do comprimento de curso ou o mínimo ou 0% do comprimento de curso do cilindro. A configuração predeterminada dos cilindros de elevação 150, cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 pode ser qualquer porcentagem de curso operável para esses cilindros. Por exemplo, em uma forma, a configuração predeterminada é 100% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154. Quando um dos cilindros 150, 152 e 154 atinge 100% do curso máximo, os dois cilindros restantes podem estar em qualquer porcentagem do curso máximo de 0% a 100%. Em uma outra forma, a configuração predeterminada é 25% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154. Quando um dos cilindros 150, 152 e 154 atinge 25% do curso máximo, os dois cilindros restantes podem ser posicionados em qualquer porcentagem do curso máximo de 0% a 100%. Em outras formas, a configuração predeterminada pode ser 0, 30, 50, 75 ou 90% do curso máximo de um dos cilindros 150, 152 e 154, para citar apenas alguns exemplos. Dois ou mais dos comprimentos de curso dos cilindros 150, 152 e 154 podem atingir a configuração predeterminada para satisfazer o bloco 402.

[0063] No bloco 404, se um dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154 não tiver movimentado para a configuração predeterminada, então o operador continua o uso e o movimento da lâmina 142 e dos cilindros de elevação 150, do cilindro de inclinação 152 e dos cilindros de angulação 154.

[0064] No bloco 406, o sistema de câmera 232 interage com os primeiro e segundo marcadores 147 e 151 para capturar uma primeira imagem do primeiro marcador 147 e uma segunda imagem do segundo marcador 151. Se existirem marcadores adicionais ou apenas um marcador, o sistema de câmera 232 capturará as imagens correspondentes. O sistema de câmera 232 comunica as primeira e segunda imagens, e qualquer imagem adicional, à ECU 250.

[0065] No bloco 408, a ECU 250 determina uma primeira localização do primeiro marcador 147 e uma segunda localização do segundo marcador 151 com base na primeira imagem e na segunda imagem. As primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 podem incluir uma posição vertical da lâmina ou elevação da lâmina, rolamento esquerdo ou rolamento direito (que pode ser referida como inclinação da lâmina, ou inclinação esquerda e inclinação direita), e guinada esquerda ou guinada direita (que pode ser referida como ângulo da lâmina, ou ângulo esquerdo e ângulo direito). Alternativamente, as primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 podem cada uma incluir coordenadas XYZ medidas em relação à direção longitudinal 102, a latitude 106 ou a direção lateral, e a vertical 110 ou a direção vertical. No geral, as distâncias XYZ entre o sistema de câmera 232 e o primeiro e o segundo marcadores 147 e 151 são medidas usando as primeira e segunda imagens no bloco 408.

[0066] No bloco 410, o sistema de controle de nivelamento de veículo 270 é calibrado com as primeira e segunda localizações dos primeiro e segundo marcadores 147 e 151 da lâmina 142. Em particular, uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina é substituída com a primeira localização do primeiro marcador de lâmina e uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 é substituída com a segunda localização do segundo marcador de lâmina 151. A primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina 147 inclui uma primeira localização de calibração inicial e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 inclui uma segunda localização de calibração inicial em que as primeira e segunda localizações de calibração correspondem com medições na construção inicial do veículo de trabalho 100 na qual o veículo de trabalho 100 não estava operacional no campo. As primeira e segunda localizações armazenadas podem alternativamente incluir uma primeira localização de calibração e uma segunda localização de calibração que correspondem com medições após uso operacional do veículo de trabalho 100 e/ou da lâmina 142. Os dados determinados pela ECU 250 com base no sistema de câmera 232 são providos como um sinal de realimentação que é usado durante ajuste do sistema de controle de nivelamento de veículo 408.

[0067] No bloco 410, a ECU 250 calibra o sistema de controle de nivelamento 270 com base na primeira localização do primeiro marcador de lâmina pela substituição de uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina 147 com a primeira localização do primeiro marcador de lâmina 147. A ECU 250 também calibra o sistema de controle de nivelamento 270 com base na segunda localização do segundo marcador de lâmina 151 pela substituição de uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina 151 com a segunda localização do segundo marcador de lâmina 151.

[0068] No bloco 412, o processo de controle 400 determina se o veículo de trabalho 100 está operacional. Se o veículo de trabalho 100 não estiver operacional, então o processo de controle 400 termina no bloco 412. Se o veículo de trabalho 100 estiver operacional, então o processo de controle 400 continua no bloco 402. Pelo uso continuado do veículo de trabalho 100 e/ou da lâmina 142, o sistema de controle de nivelamento 270 é recalibrado. Também beneficamente, enquanto o sistema de controle de nivelamento 270 é calibrado, o veículo de trabalho 100 pode estar operacional.

[0069] Embora modalidades exemplares incorporando os princípios da presente descrição tenham sido descritos aqui, a presente descrição não é limitada às modalidades descritas. Certamente, este pedido visa cobrir quaisquer variações, usos ou adaptações da descrição usando seus princípios gerais. Adicionalmente, este pedido visa cobrir tais desvios da presente descrição que se enquadrem na prática conhecida ou usual na técnica à qual esta descrição diz respeito e se enquadrem nos limites das reivindicações anexas.

Claims

Método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
prover um veículo de trabalho tendo um controlador operativamente conectado a uma câmera, o veículo de trabalho tendo um cilindro de elevação, um cilindro de inclinação, e um cilindro de angulação, operativamente conectados a uma lâmina, a lâmina tendo uma face traseira com um primeiro marcador de lâmina na mesma;
mover um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação para uma configuração predeterminada correspondente;
capturar uma primeira imagem do primeiro marcador de lâmina com a câmera;
medir, com o controlador, uma primeira localização do primeiro marcador de lâmina usando a primeira imagem; e
calibrar, com o controlador comunicando com a câmera, o sistema de controle de nivelamento com base na primeira localização do primeiro marcador de lâmina pela substituição de uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina com a primeira localização do primeiro marcador de lâmina.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
em que a face traseira da lâmina inclui um segundo marcador de lâmina na mesma;
capturar uma segunda imagem do segundo marcador de lâmina com a câmera;
medir, com o controlador, uma segunda localização do segundo marcador de lâmina usando a segunda imagem; e
em que a calibração do sistema de controle de nivelamento inclui, com base na segunda localização do segundo marcador de lâmina, substituir uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina com a segunda localização do segundo marcador de lâmina.
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina inclui uma primeira localização de calibração inicial e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina inclui uma segunda localização de calibração inicial.
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina inclui uma primeira localização de calibração e a segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina inclui uma segunda localização de calibração.
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a configuração predeterminada é 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmera é montada no veículo de trabalho.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
mover o veículo de trabalho durante o movimento de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.
Veículo de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma lâmina operativamente afixada ao veículo de trabalho, a lâmina tendo uma face traseira com um primeiro marcador de lâmina e um segundo marcador de lâmina na mesma;
um cilindro de elevação, um cilindro de inclinação e um cilindro de angulação operativamente conectados à lâmina, o cilindro de elevação, o cilindro de inclinação e o cilindro de angulação configurados para mover para uma configuração predeterminada correspondente;
um sistema de sensor acoplado ao cilindro de elevação, ao cilindro de inclinação e ao cilindro de angulação, o sistema de sensor configurado para identificar a configuração predeterminada correspondente do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação e do cilindro de angulação;
uma câmera montada no veículo de trabalho, a câmera configurada para capturar uma primeira imagem do primeiro marcador de lâmina e capturar uma segunda imagem do segundo marcador de lâmina quando qualquer das configurações predeterminadas correspondentes do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação e do cilindro de angulação for satisfeita;
um sistema de controle de nivelamento montado no veículo de trabalho; e
um controlador operativamente conectado ao sistema de sensor, à câmera e ao sistema de controle de nivelamento, em que o controlador determina adicionalmente uma primeira localização do primeiro marcador de lâmina usando a primeira imagem e uma segunda localização do segundo marcador de lâmina usando a segunda imagem, e o controlador calibra o sistema de controle de nivelamento com base na primeira localização e na segunda localização pela substituição de uma primeira localização armazenada do primeiro marcador de lâmina com a primeira localização e substituição de uma segunda localização armazenada do segundo marcador de lâmina com a segunda localização.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a configuração predeterminada é 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de um do cilindro de elevação, do cilindro de inclinação ou do cilindro de angulação.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são posicionados próximos a uma aresta superior da lâmina.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são posicionados equidistantemente de uma linha de centro da lâmina.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada um do primeiro marcador de lâmina e do segundo marcador de lâmina inclui um sensor que interage com a câmera.
Veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro marcador de lâmina e o segundo marcador de lâmina são usinados na face traseira.
Método para calibrar um sistema de controle de nivelamento de um veículo de trabalho, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
prover um veículo de trabalho tendo um controlador operativamente conectado a uma câmera, o veículo de trabalho tendo uma pluralidade de cilindros operativamente conectados a uma lâmina, a lâmina tendo uma face traseira com um ou mais marcadores de lâmina na mesma;
mover um da pluralidade de cilindros para uma configuração predeterminada correspondente;
capturar uma imagem correspondente de um ou mais marcadores de lâmina com a câmera;
medir, com o controlador, uma localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina usando a imagem correspondente; e
calibrar, com o controlador comunicando com a câmera, o sistema de controle de nivelamento com base na localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina pela substituição de uma localização correspondente armazenada de um ou mais marcadores de lâmina com a localização correspondente de um ou mais marcadores de lâmina.
Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a localização correspondente armazenada inclui uma localização de calibração correspondente inicial.
Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a localização correspondente armazenada inclui uma localização de calibração correspondente.
Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a configuração predeterminada é entre 0% e 100% de um comprimento de curso máximo de uma da pluralidade de cilindros.
Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
mover o veículo de trabalho durante o movimento de um da pluralidade de cilindros.