DE102018220395A1 - Direction-dependent control of a sensor arrangement for monitoring a work area of a work machine - Google Patents
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Abstract
Steuervorrichtung (10, 20, 30) zur Steuerung einer Sensoranordnung (18), um einen Arbeitsbereich (110, 112, 114) einer Arbeitsmaschine (100, 150) zu überwachen, umfassend eine Eingabeschnittstelle (12) zum Eingeben eines Drehrichtungssignals enthaltend eine Drehrichtung (116) eines Arbeitsarms (102) der Arbeitsmaschine (100, 150) relativ zu einem Drehlager (104) der Arbeitsmaschine (100, 150), eine Signalerzeugungseinheit (14) zum Erzeugen eines Steuersignals, um in Abhängigkeit von der Drehrichtung (116) des Arbeitsarms (102) einen aktivierten oder deaktivierten Zustand einer Überwachungsfunktion der Sensoranordnung (18) hinsichtlich zumindest eines Teils des Arbeitsbereichs (110, 112, 114) der Arbeitsmaschine (100, 150) bereitzustellen und eine Ausgabeschnittstelle (16) zum Ausgeben des Steuersignals an die Sensoranordnung (18).Control device (10, 20, 30) for controlling a sensor arrangement (18) to monitor a work area (110, 112, 114) of a work machine (100, 150), comprising an input interface (12) for inputting a direction of rotation signal containing a direction of rotation ( 116) of a working arm (102) of the working machine (100, 150) relative to a rotary bearing (104) of the working machine (100, 150), a signal generating unit (14) for generating a control signal in order depending on the direction of rotation (116) of the working arm (102) to provide an activated or deactivated state of a monitoring function of the sensor arrangement (18) with respect to at least part of the working area (110, 112, 114) of the working machine (100, 150) and an output interface (16) for outputting the control signal to the sensor arrangement ( 18).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Sensoranordnung nach Anspruch 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Arbeitsbereichs einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 17. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer derartigen Steuervorrichtung oder einer derartigen Überwachungseinrichtung in einem Fahrzeug nach Anspruch 18. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerverfahren zur Steuerung einer Sensoranordnung nach Anspruch 19. Schließlich betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Steuerung einer Sensoranordnung nach Anspruch 20.The present invention relates to a control device for controlling a sensor arrangement according to claim 1. The invention also relates to a monitoring device for monitoring a working area of a work machine according to claim 17. The invention further relates to the use of such a control device or monitoring device in a vehicle according to
Die Überwachung von Arbeitsbereichen einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Landmaschine, Baumaschine oder Industriemaschine wie Bagger, die einen Arbeitsarm aufweisen, der um ein Drehlager der Arbeitsmaschine drehbar gelagert ist, ist für die Sicherheit der in der Umgebung der Arbeitsmaschine befindlichen Gegenstände und Personen von hoher Bedeutung. Beim Drehen des Arbeitsarms um das Drehlager kann die Bedienperson der Arbeitsmaschine, die in der Regel in einem Fahrerraum die Arbeitsmaschine steuert, den Arbeitsbereich, der vom Arbeitsarm betreten wird, nur bedingt überwachen. Die Bedienperson kann zwar mit bloßen Augen den Arbeitsbereich unmittelbar vor der Arbeitsmaschine vergleichsweise gut überwachen. Die Bereiche seitlich zum Arbeitsarm sind jedoch oft nicht im Blickfeld der Bedienperson. Dies führt zu erhöhtem Risiko, dass beispielsweise eine Person, die sich seitlich zum Arbeitsarm in der Nähe zu diesem befindet, bei einer Drehbewegung des Arbeitsarms um das Drehlager von der Bedienperson übersehen wird. Eine Kollision mit Personen und Gegenständen kann gravierende Folgen für die betroffenen Personen, Gegenständen, aber auch für die Arbeitsmaschine haben.The monitoring of work areas of a work machine, in particular an agricultural machine, construction machine or industrial machine such as an excavator, which have a work arm which is rotatably mounted about a rotary bearing of the work machine, is of great importance for the safety of the objects and persons in the vicinity of the work machine. When the working arm is rotated around the pivot bearing, the operator of the working machine, who as a rule controls the working machine in a driver's compartment, can only monitor the working area entered by the working arm to a limited extent. The operator can monitor the work area directly in front of the machine relatively well with the naked eye. However, the areas to the side of the working arm are often not in the operator's field of vision. This leads to an increased risk that, for example, a person who is close to the side of the working arm is overlooked by the operator when the working arm rotates about the pivot bearing. A collision with people and objects can have serious consequences for the people, objects, but also for the machine.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Sensoren zur Überwachung des Arbeitsbereichs einzusetzen. Mit der Mehrzahl von Sensoren lässt sich das Umfeld um die Arbeitsmaschine herum zwar besser überwachen. Diese sensorbasierte Überwachung ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass in den Übergangsbereichen der Sichtfelder der verschiedenen Sensoren die Verarbeitung der Sensorsignale erschwert ist. Auch erfordert die Fusionierung der Sensoren höhere Rechenleistung und höheren Stromverbrauch und verursacht dadurch erhöhte Kosten für die zur Signalverarbeitung ausgelegte Recheneinheit.It is known from the prior art to use sensors for monitoring the work area. With the majority of sensors, the environment around the machine can be better monitored. However, this sensor-based monitoring has the disadvantage that it is difficult to process the sensor signals in the transition areas of the fields of view of the various sensors. The fusion of the sensors also requires higher computing power and higher power consumption and thereby causes increased costs for the computing unit designed for signal processing.
Die der Erfindung zugrundliegende Aufgabe besteht darin, die Überwachung des Arbeitsbereichs von Arbeitsmaschinen dahingehend zu verbessern, dass die Signalverarbeitung erleichtert wird, während die Rechenleistung und der Stromverbrauch für die Signalverarbeitung reduziert werden.The object on which the invention is based is to improve the monitoring of the working area of work machines in such a way that the signal processing is facilitated while the computing power and the power consumption for the signal processing are reduced.
Diese Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch die Überwachungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Diese Aufgabe wird außerdem durch die Verwendung einer derartigen Steuervorrichtung oder einer derartigen Überwachungseinrichtung gemäß Anspruch 18 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch das Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. Schließlich wird diese Aufgabe durch das Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.This object is achieved by the control device having the features of claim 1. Furthermore, this object is achieved by the monitoring device with the features of claim 17. This object is also achieved by using such a control device or such a monitoring device according to
Eine Arbeitsmaschine ist beispielsweise eine Landmaschine, eine Baumaschine oder eine Industriemaschine wie Bagger oder Radlader. Die Arbeitsmaschine weist einen Arbeitsarm auf, der beispielsweise ein Anbaugerät, etwa eine Schaufel, des Baggers ist. Die Arbeitsmaschine weist außerdem ein Drehlager auf, relativ zu dem der Arbeitsarm drehbar gelagert ist. Das Drehlager definiert beispielsweise eine Drehachse, um die sich der Arbeitsarm drehen kann. Im Fall eines Baggers ist das Anbaugerät mit einem Fahrerraum mechanisch verbunden, wobei der Fahrerraum drehbar auf dem Drehlager des Baggers angeordnet ist. Der Arbeitsarm ist vorzugsweise in einer horizontalen Drehrichtung drehbar, die im Wesentlichen parallel zu einer Bodenfläche verläuft, auf der die Arbeitsmaschine steht. Somit trägt die Drehrichtung des Arbeitsarms eine horizontale Komponente. Die horizontale Drehrichtung kann, wenn von einer auf der Bodenfläche stehenden Person oder Beobachtungsvorrichtung wie Kamera betrachtet, im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn sein. Wenn die horizontale Drehrichtung im Uhrzeigersinn zeigt, trägt der Drehwinkel, den der Arbeitsarm in der horizontalen Drehrichtung überstreicht, ein positives Vorzeichen. Wenn die horizontale Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn zeigt, trägt der Drehwinkel ein negatives Vorzeichen.A work machine is, for example, an agricultural machine, a construction machine or an industrial machine such as an excavator or wheel loader. The working machine has a working arm, which is, for example, an attachment, such as a shovel, for the excavator. The working machine also has a rotary bearing, relative to which the working arm is rotatably mounted. For example, the pivot bearing defines an axis of rotation about which the working arm can rotate. In the case of an excavator, the attachment is mechanically connected to a driver's compartment, the driver's compartment being rotatably arranged on the pivot bearing of the excavator. The working arm is preferably rotatable in a horizontal direction of rotation, which runs essentially parallel to a floor surface on which the working machine stands. The direction of rotation of the working arm thus carries a horizontal component. The horizontal direction of rotation can be clockwise or counterclockwise when viewed by a person or observation device such as a camera standing on the floor surface. If the horizontal direction of rotation points clockwise, the angle of rotation that the working arm traverses in the horizontal direction of rotation bears a positive sign. If the horizontal direction of rotation points counterclockwise, the angle of rotation has a negative sign.
Alternativ oder zusätzlich kann die Drehrichtung des Arbeitsarms eine vertikale Komponente tragen, die senkrecht zur horizontalen Komponente beziehungsweise im Wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche gerichtet ist.Alternatively or additionally, the direction of rotation of the working arm can carry a vertical component which is directed perpendicular to the horizontal component or essentially perpendicular to the floor surface.
Der Arbeitsbereich, der bei Drehbewegungen des Arbeitsarms relativ zum Drehlager der Arbeitsmaschine zu überwachen ist, befindet sich im unmittelbaren Umfeld der Arbeitsmaschine. Die hierzu verwendete Sensoranordnung kann einen oder mehrere Sensoren, vorzugsweise Light-Detection-and-Ranging-Geräte (Lidare), Radare, Stereokameras und/oder Flugzeit-Kameras (ToF-Kameras), umfassen. Diese Sensoren sind vorzugsweise dazu geeignet, eine Abstandsmessung durchzuführen und/oder einen Rundblick (Englisch: Surround-View) zu erfassen, der das Umfeld in einem Winkelbereich von 0° bis 360° um das Fahrzeug herum wiedergibt. Die Sensoranordnung kann an der Arbeitsmaschine angebracht sein. Außerdem kann die Sensoranordnung zumindest teilweise außerhalb der Arbeitsmaschine, beispielsweise an einer externen Maschine, angeordnet oder in einem externen Überwachungssystem (beispielsweise eines Gebäudes oder einer Baustelle) integriert sein.The working area, which is to be monitored when the working arm rotates relative to the rotating bearing of the working machine, is in the immediate vicinity of the working machine. The sensor arrangement used for this can comprise one or more sensors, preferably light detection and ranging devices (lidars), radars, stereo cameras and / or time-of-flight cameras (ToF cameras). These sensors are preferably for this suitable to carry out a distance measurement and / or to record a panoramic view (English: Surround View) which shows the surroundings in an angular range from 0 ° to 360 ° around the vehicle. The sensor arrangement can be attached to the work machine. In addition, the sensor arrangement can be arranged at least partially outside the working machine, for example on an external machine, or integrated in an external monitoring system (for example a building or a construction site).
Die Eingabeschnittstelle kann das Drehrichtungssignal, welches von einer Drehrichtungserfassungseinheit erzeugt wurde, mittels einer Kabelverbindung oder drahtloser Kommunikation empfangen. Die Drehrichtungserfassungseinheit kann in der Steuervorrichtung enthalten sein. Alternativ kann es sich um eine externe Drehrichtungserfassungseinheit handeln.The input interface can receive the direction of rotation signal generated by a direction of rotation detection unit by means of a cable connection or wireless communication. The direction of rotation detection unit can be contained in the control device. Alternatively, it can be an external direction of rotation detection unit.
Nach dem Empfangen des Drehrichtungssignals, das zumindest die Drehrichtung des Arbeitsarms als Signalinhalt trägt, wird das Drehrichtungssignal von der Eingabeschnittstelle an die Signalerzeugungseinheit weitergeleitet. Die Signalerzeugungseinheit ist dazu ausgebildet, die Drehrichtung aus dem Drehrichtungssignal zu extrahieren und analysieren. Dazu kann die Signalerzeugungseinheit eine Recheneinheit, etwa einen Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, umfassen. Basierend auf der extrahierten Drehrichtung erzeugt die Signalerzeugungseinheit das Steuersignal. Das Steuersignal dient dazu, die Sensoranordnung anzusteuern, sodass die Steueranordnung in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Arbeitsarms die Überwachung des Arbeitsbereichs der Arbeitsmaschine durchführt.After receiving the direction of rotation signal, which carries at least the direction of rotation of the working arm as signal content, the direction of rotation signal is forwarded from the input interface to the signal generation unit. The signal generation unit is designed to extract and analyze the direction of rotation from the direction of rotation signal. For this purpose, the signal generation unit can comprise a computing unit, for example a processor, in particular a microprocessor. The signal generating unit generates the control signal based on the extracted direction of rotation. The control signal serves to control the sensor arrangement, so that the control arrangement carries out the monitoring of the working area of the working machine depending on the direction of rotation of the working arm.
Zu diesem Zweck ist das Steuersignal derart ausgebildet, dass die Sensoranordnung basierend auf Ausführen des Steuersignals den aktivierten Zustand oder den deaktivierten Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich des Arbeitsbereichs oder eines Teils davon bereitstellt.For this purpose, the control signal is designed such that the sensor arrangement provides the activated state or the deactivated state of the monitoring function of the sensor arrangement with respect to the working area or a part thereof based on the execution of the control signal.
Wenn die Überwachungsfunktion der Sensoranordnung zur Überwachung des Arbeitsbereichs beziehungsweise des Teils davon vorher inaktiv war, kann durch das Ausführen des Steuersignals die Überwachungsfunktion neu aktiviert werden, sodass die Überwachungsfunktion in ihren aktivierten Zustand versetzt wird. Wenn die Überwachungsfunktion dagegen vorher bereits aktiv war, kann der aktivierte Zustand der Überwachungsfunktion aufrechterhalten werden. Auf diese Weise wird der aktivierte Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich zumindest eines Teils des Arbeitsbereichs bereitgestellt.If the monitoring function of the sensor arrangement for monitoring the work area or the part thereof was previously inactive, the monitoring function can be reactivated by executing the control signal, so that the monitoring function is brought into its activated state. If, on the other hand, the monitoring function was previously active, the activated state of the monitoring function can be maintained. In this way, the activated state of the monitoring function of the sensor arrangement is provided with respect to at least part of the working area.
Wenn die Überwachungsfunktion der Sensoranordnung zur Überwachung des Arbeitsbereichs beziehungsweise des Teils davon vorher aktiv war, kann durch das Ausführen des Steuersignals die Überwachungsfunktion neu deaktiviert werden, sodass die Überwachungsfunktion in ihren deaktivierten Zustand versetzt wird. Wenn die Überwachungsfunktion dagegen vorher bereits inaktiv war, kann der deaktivierte Zustand der Überwachungsfunktion aufrechterhalten werden. Auf diese Weise wird der deaktivierte Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich zumindest eines Teils des Arbeitsbereichs bereitgestellt.If the monitoring function of the sensor arrangement for monitoring the work area or part thereof was previously active, the monitoring function can be deactivated again by executing the control signal, so that the monitoring function is set to its deactivated state. On the other hand, if the monitoring function was previously inactive, the deactivated state of the monitoring function can be maintained. In this way, the deactivated state of the monitoring function of the sensor arrangement is provided with respect to at least part of the working area.
Die Ausgabeschnittstelle kann das erzeugte Steuersignal mittels einer Kabelverbindung oder drahtloser Kommunikation an die Sensoranordnung ausgeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabeschnittstellt das Steuersignal oder ein anderes Signal an eine andere Entität als die Sensoranordnung ausgeben.The output interface can output the generated control signal to the sensor arrangement by means of a cable connection or wireless communication. Alternatively or additionally, the output interface can output the control signal or another signal to an entity other than the sensor arrangement.
Aufgrund der drehrichtungsabhängigen Steuerbarkeit der Sensoranordnung kann der Arbeitsbereich selektiv überwacht werden. Es kann dadurch erreicht werden, dass die Überwachung eines sicherheitsrelevanten Arbeitsbereichs beziehungsweise eines sicherheitsrelevanten Teils eines Arbeitsbereichs gewährleistet wird, während andere Arbeitsbereiche beziehungsweise andere Teile des Arbeitsbereichs nicht überwacht werden, die sicherheitstechnisch unkritisch sind.Due to the controllability of the sensor arrangement depending on the direction of rotation, the working area can be monitored selectively. It can thereby be achieved that the monitoring of a security-relevant work area or a security-relevant part of a work area is ensured, while other work areas or other parts of the work area are not monitored which are not critical in terms of security.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Arbeitsbereich einen vorderen Arbeitsbereich, der bezüglich einer Längsachse des Arbeitsarms auf einer in der Drehrichtung des Arbeitsarms befindlichen ersten Seite liegt, wobei das Steuersignal dazu dient, den aktivierten Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich des vorderen Arbeitsbereichs bereitzustellen.In a preferred embodiment, the working area comprises a front working area, which lies on a first side in the direction of rotation of the working arm with respect to a longitudinal axis of the working arm, the control signal serving to provide the activated state of the monitoring function of the sensor arrangement with respect to the front working area.
Wenn sich der Arbeitsarm um seine Drehachse relativ zum Drehlager dreht, ergeben sich zwei Seiten bzgl. der Längsachse: die erste Seite in der Drehrichtung des Arbeitsarms und eine zweite Seite entgegen der Drehrichtung des Arbeitsarms. Die erste Seite umfasst einen mit der Längsachse des Arbeitsarms als Nullwinkellage gemessenen ersten Winkelbereich von 0° bis 180°, wobei der Winkel in der Drehrichtung des Arbeitsarms zunimmt. Die zweite Seite umfasst einen zweiten Winkelbereich von 0° bis 180°, der in der der Drehrichtung des Arbeitsarms entgegengesetzten Richtung zunimmt. Der vordere Arbeitsbereich befindet sich auf der ersten Seite. Durch Bereitstellung des aktivierten Zustandes der Überwachungsfunktion für den vorderen Arbeitsbereich wird die Überwachung des vorderen Arbeitsbereichs, der nun aufgrund der Drehbewegung des Arbeitsarms sicherheitsrelevant ist, gewährleistet. Hierdurch kann das Risiko, dass Personen oder Gegenstände, die sich im vorderen Arbeitsbereich befinden, mit dem sich drehenden Arbeitsarm kollidieren und auf diese Weise beschädigt werden. Die Drehrichtung kann im Allgemeinen horizontal und/oder vertikal sein. Beim Drehen des Arbeitsarms ändert sich die Nullwinkellage und somit auch die Lage des vorderen Arbeitsbereichs entsprechend. Es handelt sich daher um eine dynamische Steuerung der Sensoranordnung hinsichtlich ihrer Überwach u ngsfu n ktion.When the working arm rotates about its axis of rotation relative to the pivot bearing, there are two sides with respect to the longitudinal axis: the first side in the direction of rotation of the working arm and a second side against the direction of rotation of the working arm. The first side comprises a first angular range from 0 ° to 180 ° measured with the longitudinal axis of the working arm as the zero angular position, the angle increasing in the direction of rotation of the working arm. The second side comprises a second angular range from 0 ° to 180 °, which increases in the direction opposite to the direction of rotation of the working arm. The front work area is on the first page. By providing the activated state of the monitoring function for the front working area, the monitoring of the front working area, which is now safety-relevant due to the rotating movement of the working arm, is guaranteed. This can increase the risk of people or objects in the front work area colliding with the rotating work arm and being damaged in this way. The direction of rotation can generally be horizontal and / or vertical. When the working arm is turned, the zero angle position and thus also the position of the front working area changes accordingly. It is therefore a dynamic control of the sensor arrangement with regard to its monitoring function.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der vordere Arbeitsbereich durch einen von der Arbeitsmaschine aus entlang einer horizontalen Komponente der Drehrichtung des Arbeitsarms gemessenen ersten Startwinkel und einen vom ersten Startwinkel aus entlang der horizontalen Komponente der Drehrichtung des Arbeitsarms gemessenen ersten Endwinkel begrenzt.In a further preferred embodiment, the front working area is limited by a first starting angle measured from the working machine along a horizontal component of the direction of rotation of the working arm and a first ending angle measured from the first starting angle along the horizontal component of the rotating direction of the working arm.
Der vordere Arbeitsbereich ist somit näher durch einen vorderen Winkelbereich definiert, der in einer horizontalen Ebene (d.h. im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche) von der Lage des ersten Startwinkels (erster Startwinkellage) bis zur Lage des ersten Endwinkels (erster Endwinkellage) geht. Der erste Start- und Endwinkel werden bzgl. eines Punktes der Arbeitsmaschine als virtuellen Kreismittelpunkt, relativ zu einer vorderen Nullwinkellage gemessen. Der virtuelle Mittelpunkt ist beispielsweise die Drehachse des Arbeitsarms für seine horizontale Drehungskomponente oder ein Punkt in der an der Arbeitsmaschine angebrachten Sensoranordnung. Die vordere Nullwinkellage kann entlang der Längsachse des Arbeitsarms selbst oder parallel zu dieser verlaufen. Alternativ kann die vordere Nullwinkellage entlang einer virtuellen Verbindungslinie zwischen dem virtuellen Kreismittelpunkt und einem auf dem Arbeitsarm befindlichen Punkt, beispielsweise dem äußeren Endpunkt des Arbeitsarms, verlaufen. Der vordere Arbeitsbereich ist somit mit höherer Genauigkeit festgelegt, sodass die Überwachung des sicherheitsrelevanten vorderen Arbeitsbereichs verbessert ist.The front working area is thus defined in more detail by a front angular area that extends in a horizontal plane (i.e. essentially parallel to the floor surface) from the position of the first starting angle (first starting angle position) to the position of the first ending angle (first ending angle position). The first start and end angles are measured with respect to a point of the work machine as a virtual circle center, relative to a front zero angle position. The virtual center is, for example, the axis of rotation of the work arm for its horizontal rotation component or a point in the sensor arrangement attached to the work machine. The front zero angle position can run along the longitudinal axis of the working arm itself or parallel to it. Alternatively, the front zero angle position can run along a virtual connecting line between the virtual center of the circle and a point located on the working arm, for example the outer end point of the working arm. The front work area is thus defined with greater accuracy, so that the monitoring of the safety-relevant front work area is improved.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der erste Startwinkel in einem Bereich von 0° bis 90°.In a further preferred embodiment, the first starting angle is in a range from 0 ° to 90 °.
Diese Maßnahme sorgt dafür, dass ein sicherheitskritischer Arbeitsbereich in einem s. g. „toten Winkel“ des Fahrers der Arbeitsmaschine, etwa des Baggers, hinreichend durch die Sensoranordnung überwacht ist. Dies erhöht die Sicherheit der Arbeitsmaschine. Jeder beliebige Wert zwischen 0° und 90° ist für den ersten Startwinkel denkbar.This measure ensures that a safety-critical work area in a s. G. “Blind spot” of the driver of the working machine, such as the excavator, is adequately monitored by the sensor arrangement. This increases the safety of the work machine. Any value between 0 ° and 90 ° is conceivable for the first starting angle.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der erste Endwinkel in einem Bereich von 30° bis 270°.In a further preferred embodiment, the first end angle is in a range from 30 ° to 270 °.
Der erste Endwinkel ist für jeden beliebigen ersten Startwinkel derart gewählt, dass der vordere Winkelbereich komplett auf der ersten Seite bezüglich der Längsachse des Arbeitsarms liegt. Dies bedeutet, dass die Summe aus dem ersten Startwinkel und dem ersten Endwinkel 180° nicht überschreitet, wenn als vordere Nullwinkellage die Längsachse des Arbeitsarms genommen wird. Mit dieser Maßnahme ist die Überwachungsfunktion der Sensoranordnung für einen weiten Winkelbereich der ersten Seite bezüglich der Längsachse des Arbeitsarms aktivierbar, sodass die Sicherheit der Arbeitsmaschine weiter erhöht ist.The first end angle is chosen for any first start angle in such a way that the front angular range lies completely on the first side with respect to the longitudinal axis of the working arm. This means that the sum of the first start angle and the first end angle does not exceed 180 ° if the longitudinal axis of the working arm is taken as the front zero angle position. With this measure, the monitoring function of the sensor arrangement can be activated for a wide angular range of the first side with respect to the longitudinal axis of the working arm, so that the safety of the working machine is further increased.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der vordere Arbeitsbereich zusätzlich durch einen von der Arbeitsmaschine aus gemessenen ersten Radius definiert.In a further preferred embodiment, the front working area is additionally defined by a first radius measured from the working machine.
Der erste Radius erstreckt sich insbesondere vom virtuellen Kreismittelpunkt des vorderen Winkelbereichs aus radial nach außen. Der erste Radius kann im gesamten vorderen Winkelbereich konstant oder variierend sein. Der sicherheitsrelevante vordere Arbeitsbereich ist hierdurch genauer definiert, was die Sicherheit der Arbeitsmaschine weiter erhöht.The first radius extends in particular radially outwards from the virtual center of the circle of the front angular region. The first radius can be constant or varying in the entire front angular range. The safety-relevant front working area is hereby defined more precisely, which further increases the safety of the working machine.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Arbeitsbereich einen hinteren Arbeitsbereich, der bezüglich einer Längsachse des Arbeitsarms auf einer entgegen der Drehrichtung des Arbeitsarms befindlichen zweiten Seite liegt, wobei das Steuersignal dazu dient, den deaktivierten Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich des hinteren Arbeitsbereichs bereitzustellen.In a further preferred embodiment, the work area comprises a rear work area, which is located on a second side opposite the direction of rotation of the work arm with respect to a longitudinal axis of the work arm, the control signal serving to provide the deactivated state of the monitoring function of the sensor arrangement with respect to the rear work area.
Der hintere Arbeitsbereich befindet sich auf der o. g. zweiten Seite bezüglich der Längsachse des Arbeitsarms. Hierdurch wird eine Deaktivierung der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung für den vergleichsweise weniger sicherheitsrelevanten hinteren Arbeitsbereich ermöglicht. Dies reduziert die Rechenleistung und den Stromverbrauch für die mit der Überwachung verbundene Signalverarbeitung, ohne die Überwachung des sicherheitskritischeren vorderen Arbeitsbereichs zu beeinträchtigen. Auch ändert sich der hintere Arbeitsbereich beim Drehen des Arbeitsarms entsprechend dynamisch.The rear work area is on the above. second side with respect to the longitudinal axis of the working arm. This enables the monitoring function of the sensor arrangement to be deactivated for the comparatively less safety-relevant rear working area. This reduces the computing power and power consumption for the signal processing associated with the monitoring, without impairing the monitoring of the more safety-critical front work area. The rear working area changes dynamically when the working arm is rotated.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der hintere Arbeitsbereich durch einen von der Arbeitsmaschine aus entgegen der horizontalen Komponente der Drehrichtung des Arbeitsarms gemessenen zweiten Startwinkel und einen vom zweiten Startwinkel aus entgegen der horizontalen Komponente der Drehrichtung des Arbeitsarms gemessenen zweiten Endwinkel definiert.In a further preferred embodiment, the rear working area is defined by a second starting angle measured from the working machine against the horizontal component of the direction of rotation of the working arm and a second ending angle measured from the second starting angle against the horizontal component of the rotating direction of the working arm.
Der hintere Arbeitsbereich ist somit näher durch einen hinteren Winkelbereich definiert, der in einer horizontalen Ebene (d.h. im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche) von der Lage des zweiten Startwinkels (zweiter Startwinkellage) bis zur Lage des zweiten Endwinkels (zweiter Endwinkellage) geht. Der zweite Start- und Endwinkel werden bzgl. eines Punktes der Arbeitsmaschine als virtuellen Kreismittelpunkt, relativ zu einer hinteren Nullwinkellage gemessen. Der virtuelle Mittelpunkt ist beispielsweise die Drehachse des Arbeitsarms für seine horizontale Drehungskomponente oder ein Punkt in der an der Arbeitsmaschine angebrachten Sensoranordnung. Die hintere Nullwinkellage kann entlang der Längsachse des Arbeitsarms selbst oder parallel zu dieser verlaufen. Alternativ kann die hintere Nullwinkellage entlang einer virtuellen Verbindungslinie zwischen dem virtuellen Kreismittelpunkt und einem auf dem Arbeitsarm befindlichen Punkt, beispielsweise dem äußeren Endpunkt des Arbeitsarms, verlaufen. Der hintere Arbeitsbereich ist somit mit höherer Genauigkeit festgelegt, sodass die Überwachung des sicherheitsrelevanten vorderen Arbeitsbereichs verbessert ist. The rear working area is thus defined in more detail by a rear angular area which extends in a horizontal plane (ie essentially parallel to the floor surface) from the position of the second starting angle (second starting angle position) to the position of the second ending angle (second ending angle position). The second start and end angles are measured with respect to a point of the work machine as a virtual circle center, relative to a rear zero angle position. The virtual center is, for example, the axis of rotation of the work arm for its horizontal rotation component or a point in the sensor arrangement attached to the work machine. The rear zero angle position can run along the longitudinal axis of the working arm itself or parallel to it. Alternatively, the rear zero angle position can run along a virtual connecting line between the virtual center of the circle and a point located on the working arm, for example the outer end point of the working arm. The rear work area is thus defined with greater accuracy, so that the monitoring of the safety-relevant front work area is improved.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der zweite Startwinkel in einem Bereich von 0° bis 90°. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Endwinkel in einem Bereich von 30° bis 270° liegen. Der zweite Endwinkel ist für jeden beliebigen zweiten Startwinkel derart gewählt, dass der hintere Winkelbereich komplett auf der zweiten Seite bezüglich der Längsachse des Arbeitsarms liegt. Mit dieser Maßnahme ist die Überwachungsfunktion der Sensoranordnung für einen weiten Winkelbereich der zweiten Seite bezüglich der Längsachse des Arbeitsarms deaktivierbar, sodass die sensorbasierte Arbeitsbereichsüberwachung bei zumindest gleichbleibendem Sicherheitsniveau energie- und recheneffizienter ist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der hintere Arbeitsbereich zusätzlich durch einen von der Arbeitsmaschine aus gemessenen zweiten Radius definiert. Der zweite Radius erstreckt sich insbesondere vom virtuellen Kreismittelpunkt des hinteren Winkelbereichs aus radial nach außen. Der zweite Radius kann im gesamten hinteren Winkelbereich konstant oder variierend sein.In a further preferred embodiment, the second starting angle is in a range from 0 ° to 90 °. Alternatively or additionally, the first end angle can be in a range from 30 ° to 270 °. The second end angle is selected for any second starting angle in such a way that the rear angular range lies completely on the second side with respect to the longitudinal axis of the working arm. With this measure, the monitoring function of the sensor arrangement can be deactivated for a wide angular range of the second side with respect to the longitudinal axis of the working arm, so that the sensor-based working area monitoring is more energy and computing efficient with at least the same security level. In a further preferred embodiment, the rear working area is additionally defined by a second radius measured from the working machine. The second radius extends in particular radially outward from the virtual center of the circle of the rear angular region. The second radius can be constant or varying in the entire rear angular range.
Vorzugsweise ist der erste Start- und/oder Endwinkel vordefinierbar und/oder durch die Signalerzeugungseinheit ablesbar. Alternativ oder zusätzlich ist der zweite Start- und/oder Endwinkel vordefinierbar und/oder durch die Signalerzeugungseinheit ablesbar. Vorzugsweise ist der erste und/oder der zweite Start- und/oder Endwinkel variabel einstellbar.The first start and / or end angle can preferably be predefined and / or read by the signal generation unit. Alternatively or additionally, the second start and / or end angle can be predefined and / or read by the signal generation unit. The first and / or the second start and / or end angle is preferably variably adjustable.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Signalerzeugungseinheit dazu ausgebildet, das Steuersignal beim Erreichen eines Drehwinkelschwellenwertes zu erzeugen und/oder auszugeben.In a further preferred embodiment, the signal generation unit is designed to generate and / or output the control signal when a rotation angle threshold value is reached.
Die Signalerzeugungseinheit ist dazu ausgebildet, den vom Arbeitsarm in der Drehrichtung überstrichenen Drehwinkel mit dem Drehwinkelschwellenwert zu vergleichen und beim Erreichen des Drehwinkelschwellenwertes das Steuersignal zu erzeugen oder auszugeben. Diese Maßnahme vermeidet die unnötige Erzeugung eines Steuersignals, wenn sich der Arbeitsarm aufgrund ungewollter Signalfehler dreht, was nicht mit einer vom Fahrer der Arbeitsmaschine beabsichtigten Drehbewegung des Arbeitsarms verwechselt werden soll. Der Drehwinkelschwellenwert ist vorzugsweise vordefinierbar und von der Signalerzeugungseinheit ablesbar. Weiter vorzugsweise liegt der Drehwinkelschwellenwert in einem Bereich von 3° bis 45°, beispielsweise von 5° bis 10°. Wenn die Drehung des Arbeitsarms eine horizontale Bewegungskomponente hat, kann der horizontale Drehwinkel, der der auf die horizontale Ebene projizierten Winkelkomponente des Gesamtdrehwinkels entspricht, mit dem Drehwinkelschwellenwert verglichen werden.The signal generation unit is designed to compare the rotation angle swept by the working arm in the direction of rotation with the rotation angle threshold value and to generate or output the control signal when the rotation angle threshold value is reached. This measure avoids the unnecessary generation of a control signal when the working arm rotates due to unwanted signal errors, which should not be confused with a rotational movement of the working arm intended by the driver of the working machine. The angle of rotation threshold value can preferably be predefined and can be read by the signal generation unit. More preferably, the threshold angle of rotation lies in a range from 3 ° to 45 °, for example from 5 ° to 10 °. If the rotation of the working arm has a horizontal movement component, the horizontal rotation angle, which corresponds to the angle component of the total rotation angle projected onto the horizontal plane, can be compared with the rotation angle threshold value.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Drehwinkel ab einem Messungsstartzeitpunkt gemessen, vor dem eine durchgehende Ruhezeit, in der sich der Arbeitsarm nicht dreht, eine vordefinierte Zeitdauer überschritten hat.In a further preferred embodiment, the angle of rotation is measured from a measurement start time, before which a continuous rest period, in which the working arm is not rotating, has exceeded a predefined time period.
Wenn sich der Arbeitsarm für eine gewisse Zeit gedreht hat und danach die Drehung einstellt, bevor eine zweite Drehung aufgenommen wird, ist je nach Länge der Ruhezeit zwischen Ende der ersten Drehung und der Aufnahme der zweiten Drehung der Drehwinkel nur der zweiten Drehung oder sowohl dieser als auch der zweiten Drehung dem Vergleich mit dem Drehwinkelschwellenwert zugrunde zu legen. Wenn die drehungsfreie Ruhezeit länger als die vordefinierte Zeitdauer ist, was beispielsweise der Fall ist, wenn die Arbeitsmaschine ganz ausgeschaltet wird, wird nur die zweite Drehung herangezogen. Andernfalls werden beide Drehungen für die Bestimmung des Drehwinkels berücksichtigt. Auf diese Weise lässt sich der für die Entscheidung über die Signalerzeugung- und/oder -ausgabe relevante Drehwinkel zuverlässiger bestimmen. Die vordefinierte Zeitdauer kann in einem Bereich von 10 Sekunden bis 3 Minuten betragen. Alternativ oder zusätzlich ist die vordefinierte Zeitdauer variabel einstellbar. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Drehwinkel in einem Drehzeitraum gemessen, in dem eine Ruhezeit, in der sich der Arbeitsarm nicht dreht, maximal eine vordefinierte Zeitdauer beträgt.If the working arm has rotated for a certain time and then adjusts the rotation before a second rotation is started, depending on the length of the rest time between the end of the first rotation and the start of the second rotation, the rotation angle is only the second rotation or both to base the second rotation on the comparison with the rotation angle threshold. If the rotation-free rest period is longer than the predefined period of time, which is the case, for example, when the working machine is switched off completely, only the second rotation is used. Otherwise both rotations are taken into account for the determination of the rotation angle. In this way, the angle of rotation relevant for the decision on the signal generation and / or output can be determined more reliably. The predefined time period can range from 10 seconds to 3 minutes. Alternatively or additionally, the predefined time period can be variably set. In a further preferred embodiment, the angle of rotation is measured in a rotation period in which a rest period in which the working arm is not rotating is a maximum of a predefined time period.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Signalerzeugungseinheit dazu ausgebildet, das Steuersignal beim Erreichen eines Drehgeschwindigkeitsschwellenwertes zu erzeugen und/oder auszugeben.In a further preferred embodiment, the signal generation unit is designed to generate and / or output the control signal when a rotational speed threshold value is reached.
Durch diese Maßnahme kann vermieden werden, dass eine ungewollte Drehung als eine vom Fahrer der Arbeitsmaschine beabsichtigte Drehung des Arbeitsarms falsch interpretiert und ein Steuersignal unnötigerweise erzeugt beziehungsweise ausgegeben wird. Der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert kann in einem Bereich von 0,5 bis 2 Grad pro Sekunde betragen. This measure prevents an unwanted rotation from being misinterpreted as a rotation of the working arm intended by the driver of the working machine and a control signal being generated or output unnecessarily. The rotational speed threshold can range from 0.5 to 2 degrees per second.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Steuervorrichtung ferner eine Drehrichtungserfassungseinheit zur Erfassung der Drehrichtung des Arbeitsarms.In a further preferred embodiment, the control device further comprises a direction of rotation detection unit for detecting the direction of rotation of the working arm.
In diesem Fall wird die Drehrichtung des Arbeitsarms durch die steuervorrichtungsinterne Drehrichtungserfassungseinheit ermittelt. Die Steuerung der Sensoranordnung lässt sich dadurch vereinfachen, da eine externe Erfassungseinheit nicht nötig ist. In this case, the direction of rotation of the working arm is determined by the direction of rotation detection unit internal to the control device. The control of the sensor arrangement can be simplified because an external detection unit is not necessary.
Die Drehrichtungserfassungseinheit kann speziell zur Erfassung der horizontalen Drehrichtung des Arbeitsarms ausgebildet sein.The direction of rotation detection unit can be designed specifically for detecting the horizontal direction of rotation of the working arm.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, basierend auf Erfassung eines im Arbeitsbereich der Arbeitsmaschine befindlichen Objektes diesem eine Gefahrstufe zuzuordnen.In a further preferred embodiment, the control device is designed to assign a risk level to the object based on the detection of an object located in the working area of the working machine.
Die Gefahrstufe kann aus mehreren vordefinierten Gefahrstufen ausgewählt werden, die in einer dem Grad der Schwere einer Kollision des Arbeitsarms mit dem Objekt entsprechenden Reihenfolge definiert sind. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise eine Gefahranalyseeinheit umfassen, die aus von der Sensoranordnung erzeugten Sensordaten das Objekt (beispielsweise mittels Bildsegmentierung, etwa semantischer Segmentierung) extrahiert und anschließend mit mehreren vorabgespeicherten Objektklassen vergleicht, wobei den Objektklassen jeweils eine bestimmte Gefahrstufe zugewiesen ist. Die Gefahranalyseeinheit kann dann anhand der Zuweisung der Gefahrstufen zu den Objektklassen die dem erfassten Objekt zuzuordnende Gefahrstufe identifizieren. Basierend auf der dem erfassten Objekt zugeordneten Gefahrstufe kann der Arbeitsarm der Arbeitsmaschine in seiner Bewegung, insbesondere Drehbewegung relativ zum Drehlager, gesteuert werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Gefahranalyseeinheit die identifizierte Gefahrstufe der Signalerzeugungseinheit weiterleitet, die basierend auf der Gefahrstufe ein an den Arbeitsarm gerichtetes, weiteres Steuersignal erzeugt.The danger level can be selected from several predefined danger levels, which are defined in an order corresponding to the degree of severity of a collision of the working arm with the object. The control device can comprise, for example, a hazard analysis unit, which extracts the object (for example by means of image segmentation, for example semantic segmentation) from sensor data generated by the sensor arrangement and then compares it with a number of previously stored object classes, with each object class being assigned a specific risk level. The hazard analysis unit can then use the assignment of the hazard levels to the object classes to identify the hazard level to be assigned to the detected object. Based on the danger level assigned to the detected object, the working arm of the working machine can be controlled in its movement, in particular rotary movement relative to the pivot bearing. This can be done in that the hazard analysis unit forwards the identified hazard level to the signal generation unit, which generates a further control signal directed to the working arm based on the hazard level.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Signalerzeugungseinheit dazu ausgebildet, ein weiteres Steuersignal zu erzeugen, um beim Erreichen einer vordefinierten Gefahrstufe durch das erfasste Objekt eine Drehgeschwindigkeit des Arbeitsarms zu reduzieren und/oder die Drehrichtung des Arbeitsarms zu ändern.In a further preferred embodiment, the signal generation unit is designed to generate a further control signal in order to reduce a rotational speed of the working arm and / or to change the direction of rotation of the working arm when the predefined object reaches a predefined danger level.
Bei höheren Gefahrstufen kann eine Gegenmaßnahme zur Vermeidung von Kollisionen zwischen der Arbeitsmaschine und dem erkannten Objekt erforderlich sein, um Personen- oder Sachschaden zu minimieren. Das weitere Steuersignal dient dazu, den Arbeitsarm hinsichtlich seiner Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung zu steuern. Hierdurch wird die Sicherheit der Arbeitsmaschine erhöht. Bei der Änderung der Drehrichtung kann diese von einer ursprünglich horizontalen Drehrichtung in eine zumindest teilweise vertikale Drehrichtung oder von einer ursprünglich vertikalen Drehrichtung in eine zumindest teilweise horizontale Drehrichtung übergeführt werden.At higher levels of danger, a countermeasure to avoid collisions between the working machine and the detected object may be necessary in order to minimize personal injury or property damage. The further control signal serves to control the working arm with regard to its rotational speed and / or direction of rotation. This increases the safety of the machine. When the direction of rotation is changed, it can be converted from an originally horizontal direction of rotation into an at least partially vertical direction of rotation or from an originally vertical direction of rotation into an at least partially horizontal direction of rotation.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, basierend auf von der Sensoranordnung erzeugten Sensordaten eine Umgebungskarte zu erzeugen und/oder eine bestehende Umgebungskarte zu ändern.In a further preferred embodiment, the control device is designed to generate an environment map and / or to change an existing environment map based on sensor data generated by the sensor arrangement.
Die Umgebungskarte gibt beispielsweise Informationen über die in einer (unmittelbaren) Umgebung der Arbeitsmaschine befindlichen Objekte, etwa Bebauung, Vegatation, Personen, wieder. Beispielsweise handelt es sich bei den Informationen um Objektklassen oder -typen, zwei- oder dreidimensionale Form der Objekte, Position der Objekte. Die Steuervorrichtung kann die Sensordaten über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Karteneinheit übermitteln, die eine Umgebungskarte neu erstellt oder eine bestehende Umgebungskarte um zumindest einem Teil der Informationen über die Objekte ergänzt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung eine interne Karteneinheit umfassen. Die Karteneinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine bestehende Umgebungskarte (etwa aus einem steuervorrichtungsinternen Speichermedium oder einer externen Datenbank) einzulesen, die von der Sensoranordnung erhaltenen Sensordaten mit der eingelesenen Umgebungskarte zu vergleichen, um neue Informationen, die noch nicht in der bestehenden Umgebungskarte enthalten sind, zu identifizieren, und/oder die neuen Informationen in die bestehende Umgebungskarte aufzunehmen. Somit kann mittels der sensorbasierten Überwachung die Umgebungsinformationen generiert beziehungsweise vervollständigt werden.The area map, for example, provides information about the objects located in an (immediate) environment of the work machine, such as buildings, vegetation, people. For example, the information is object classes or types, two- or three-dimensional shape of the objects, position of the objects. The control device can transmit the sensor data via a communication interface to an external map unit, which creates a new environment map or supplements an existing environment map with at least some of the information about the objects. Alternatively or additionally, the control device can comprise an internal card unit. The card unit is preferably designed to read an existing environment map (for example from a control device-internal storage medium or an external database), to compare the sensor data received from the sensor arrangement with the environment map read in, in order to obtain new information that is not yet contained in the existing environment map. to identify and / or include the new information in the existing environment map. This means that the environmental information can be generated or completed using sensor-based monitoring.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Signalerzeugungseinheit dazu ausgebildet, ein Steuersignal zu erzeugen, um basierend auf Analyse einer Umgebungskarte den aktivierten oder deaktivierten Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung hinsichtlich des zumindest einen Teils des Arbeitsbereichs der Arbeitsmaschine bereitzustellen.In a further preferred refinement, the signal generation unit is designed to generate a control signal in order to determine the activated or deactivated state of the monitoring function of the sensor arrangement with respect to the at least one, based on analysis of an environment map To provide part of the work area of the working machine.
Die Umgebungskarte kann beispielsweise durch die interne oder externe Karteneinheit analysiert werden. Das Ergebnis der Analyse wird beispielsweise von der externen Karteneinheit über die Eingabeschnittstelle der Signalerzeugungseinheit übermittelt. Alternativ wird das Ergebnis der Analyse von der internen Karteneinheit der Signalerzeugungseinheit direkt übermittelt. Wenn dem Ergebnis der Analyse zufolge sich ein Hindernis im Arbeitsbereich beziehungsweise in zumindest einem Teil des Arbeitsbereichs befindet, wird der aktivierte Zustand der Überwachungsfunktion der Sensoranordnung mittels des Steuersignals bereitgestellt. Auf diese Weise kann die Sicherheit der Arbeitsmaschine aufgrund Verwendung aktueller Objektinformationen in der Umgebung der Arbeitsmaschine erhöht werden.The area map can be analyzed, for example, by the internal or external map unit. The result of the analysis is transmitted, for example, from the external card unit via the input interface of the signal generation unit. Alternatively, the result of the analysis is transmitted directly from the internal card unit to the signal generation unit. If, according to the result of the analysis, there is an obstacle in the work area or in at least part of the work area, the activated state of the monitoring function of the sensor arrangement is provided by means of the control signal. In this way, the safety of the work machine can be increased due to the use of current object information in the environment of the work machine.
Im Rahmen dieser Erfindung sind unter dem Begriff „Fahrzeug“ ein Landfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, eine Zugmaschine, eine Industriemaschine, eine Arbeitsmaschine wie ein Traktor, ein Schienenfahrzeug und/oder ein Wasserfahrzeug wie zum Beispiel ein Schiff zu verstehen.In the context of this invention, the term “vehicle” includes a land vehicle, for example a passenger car, a utility vehicle, for example a truck, a tractor, an industrial machine, a working machine such as a tractor, a rail vehicle and / or a watercraft such as a ship to understand.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt zur Steuerung einer Sensoranordnung ist ausgeführt, in einen Speicher eines Computers geladen zu werden und umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Sensoranordnung ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer läuft.The computer program product according to the invention for controlling a sensor arrangement is designed to be loaded into a memory of a computer and comprises software code sections with which the method steps of the method according to the invention for controlling the sensor arrangement are carried out when the computer program product runs on the computer.
Ein Programm gehört zur Software eines Daten verarbeitenden Systems, zum Beispiel einer Auswerteeinrichtung oder einem Computer. Software ist ein Sammelbegriff für Programme und zugehörigen Daten. Das Komplement zu Software ist Hardware. Hardware bezeichnet die mechanische und elektronische Ausrichtung eines Daten verarbeitenden Systems. Ein Computer ist eine Auswerteeinrichtung.A program belongs to the software of a data processing system, for example an evaluation device or a computer. Software is a collective term for programs and related data. The complement to software is hardware. Hardware refers to the mechanical and electronic alignment of a data processing system. A computer is an evaluation device.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen technischen Effekt hervor, nämlich zumindest die Überwachung des Arbeitsbereichs von Arbeitsmaschinen dahingehend zu verbessern, dass die Signalverarbeitung erleichtert wird, während die Rechenleistung und der Stromverbrauch für die Signalverarbeitung reduziert werden.Computer program products typically include a sequence of instructions that cause the hardware, when the program is loaded, to perform a specific procedure that leads to a specific result. When the program in question is used on a computer, the computer program product has a technical effect, namely to at least improve the monitoring of the working area of work machines in such a way that signal processing is facilitated while the computing power and the power consumption for signal processing are reduced.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist Plattform unabhängig. Das heißt, es kann auf jeder beliebigen Rechenplattform ausgeführt werden. Bevorzugt wird das Computerprogrammprodukt auf einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung zum Erfassen des Umfelds des Fahrzeugs ausgeführt.The computer program product according to the invention is platform independent. That means it can be run on any computing platform. The computer program product is preferably executed on an evaluation device according to the invention for detecting the surroundings of the vehicle.
Die Softwarecodeabschnitte sind in einer beliebigen Programmiersprache geschrieben, zum Beispiel in Python.The software code sections are written in any programming language, for example in Python.
Die Erfindung wird in den Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
- -
1 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zur Steuerung einer Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel; - -
2 eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine umfassend einen drehbaren Arbeitsarm; - -
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Arbeitsmaschine; - -
4 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Sensoranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; - -
5 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Sensoranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und - -
6 eine schematische Darstellung eines Steuerverfahrens zur Steuerung der Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- -
1 a schematic representation of a control device for controlling a sensor arrangement according to an embodiment; - -
2nd a schematic representation of a work machine comprising a rotatable work arm; - -
3rd a schematic representation of another machine; - -
4th a schematic representation of a control device for controlling the sensor arrangement according to a further embodiment; - -
5 a schematic representation of a control device for controlling the sensor arrangement according to a further embodiment; and - -
6 is a schematic representation of a control method for controlling the sensor arrangement according to an embodiment.
Die Steuervorrichtung
Die Steuervorrichtung
Das Steuersignal dient zur Steuerung der Sensoranordnung
In
Die Längsachse
Der erste Teilarbeitsbereich
Der Radius ist über den vorderen Winkelbereich zwischen der ersten Startwinkellage
Das von der Steuervorrichtung
Der zweite Teilarbeitsbereich
Der Radius ist über den hinteren Winkelbereich zwischen der zweiten Startwinkellage
Das von der Steuervorrichtung
Der vordere und hintere Arbeitsbereich
Wie in
Die Sensordaten aus der Sensoranordnung
Die Steuervorrichtung kann eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen der erstellten und/oder der ergänzten Umgebungskarte aufweisen. In der Anzeige können durch die Sensoranordnung
Alternativ oder zusätzlich kann die Zeitdauer, während derer eine bestimmte Stelle eines Arbeitsbereichs nicht abgetastet worden ist, durch eine steuervorrichtungsinterne oder externe Messeinheit erfasst werden. Diese Zeitdauer kann auf der angezeigten Umgebungskarte markiert werden. Beispielsweise kann eine Farbkodierung der Zeitdauer zugeordnet werden, sodass beispielsweise die Helligkeit und/oder Wellenlänge der Farbe mit der erfassten Zeitdauer zu- oder abnimmt.As an alternative or in addition, the period of time during which a specific location of a work area has not been scanned can be recorded by an internal or external control unit. This period can be marked on the map of the area. For example, color coding can be assigned to the time period, so that, for example, the brightness and / or wavelength of the color increases or decreases with the recorded time period.
Basierend auf der Häufigkeit, dass ein bestimmtes Objekt durch die Sensoranordnung
Die Steuervorrichtung
Die jeweilige in
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 10, 20, 3010, 20, 30
- SteuervorrichtungControl device
- 1111
- DrehrichtungssignalDirection of rotation signal
- 1212
- EingabeschnittstelleInput interface
- 1414
- SignalerzeugungseinheitSignal generation unit
- 1616
- AusgabeschnittstelleOutput interface
- 1818th
- SensoranordnungSensor arrangement
- 22, 24, 26, 2822, 24, 26, 28
- SensorenSensors
- 3232
- DrehbewegungserfassungseinheitRotational motion detection unit
- 3333
- UmgebungskarteArea map
- 3434
- KartenauswerteeinheitCard evaluation unit
- 50, 6050, 60
- ÜberwachungseinrichtungMonitoring device
- 100, 150100, 150
- ArbeitsmaschineWorking machine
- 102102
- ArbeitsarmLabor arm
- 104104
- DrehlagerPivot bearing
- 106106
- DrehkörperRotating body
- 108108
- DrehachseAxis of rotation
- 110110
- ArbeitsbereichWorkspace
- 112112
- erster Teilarbeitsbereichfirst part of work
- 114114
- zweiter Teilarbeitsbereichsecond sub-area
- 115, 116115, 116
- DrehrichtungDirection of rotation
- 118118
- LängsachseLongitudinal axis
- 120120
- erster Mittelpunktfirst center
- 122122
- vorderer Arbeitsbereichfront work area
- 124124
- erste Startwinkellagefirst starting angle position
- 126126
- erste Endwinkellagefirst end angle position
- 128, 144128, 144
- AußenbegrenzungExternal boundary
- 130130
- erster Startwinkelfirst starting angle
- 132132
- erster Endwinkelfirst end angle
- 134134
- zweiter Startwinkelsecond starting angle
- 136136
- zweiter Endwinkelsecond end angle
- 138138
- zweite Endwinkellagesecond end angle position
- 140140
- zweiter Mittelpunktsecond center point
- 142142
- zweite Startwinkellagesecond starting angle position
- 146146
- hinterer Arbeitsbereichrear work area
- S1 bis S3S1 to S3
- VerfahrensschritteProcedural steps
Claims (20)
Priority Applications (2)
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2019
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