自驱动土木工程机械系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种自驱动土木工程机械系统，其包括：土木工程机械；作业单元；驱动单元；机械控制单元；以及现场漫游器，所述现场漫游器包括漫游器控制单元，所述漫游器控制单元包括漫游器位置数据确定组件，所述漫游器位置数据确定组件构造成确定位置数据以便限定现场漫游器相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置；其中，在机械控制单元和漫游器控制单元中的至少一个内包括下述组件中的每一个：形状选择组件；曲线数据确定组件；以及驱动控制组件。
【专利说明】自驱动土木工程机械系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自驱动土木工程机械，尤其是路面铣刨机、路面摊铺机或滑模摊铺机，以及一种控制自驱动土木工程机械尤其是路面铣刨机、路面摊铺机或滑模摊铺机的方法。
【背景技术】
[0002]存在多种已知型式的自驱动土木工程机械。具体地，这些机械包括已知的滑模摊铺机、路面摊铺机和路面铣刨机。这些自驱动土木工程机械的特征在于它们具有作业单元，所述作业单元包括用于在地面上产生构造或用于对地面做出改变的作业装置。
[0003]在已知的滑模摊铺机中，作业单元包括用于模压可流动材料尤其是混凝土的装置，该装置下文被称为混凝土模具。利用混凝土模具可以造出不同型式的构造，例如防撞护栏或路沟。例如在EP I 103 659 BI (U.S.6,481,924)中描述了滑模摊铺机。
[0004]已知的路面摊铺机通常具有熨平板作为其作业单元。熨平板在路面摊铺机从摊铺方向看处于后部的那一端部布置成由下滑板支承在铺设的路面覆盖材料上并由此形成对材料的预压实。
[0005]已知的路面铣刨机的作业单元是铣刨装置，其具有装有铣刨工具的铣刨鼓，材料可通过该铣刨鼓在预定作业宽度上被从地面上铣除。
[0006]已知的自驱动土木工程机械还具有驱动单元和控制单元，驱动单元具有可以执行平移和/或旋转运动的驱动装置，控制单元用于以土木工程机械在地面上执行平移和/或旋转运动的方式控制驱动单元。
[0007]当自驱动土木工程机械得到自动控制时，引发的问题是在土木工程机械上的预设基准点必须沿地面上的预设曲线精确移动，从而例如使预设形状的构造能够在地面上的准确位置和准确方向上形成。
[0008]控制滑模摊铺机的已知方法以使用沿所需曲线铺设的导向金属线或导向线为前提，土木工程机械上的基准点沿所述线移动。通过采用导向金属线或导向线可以有效形成细长目标例如防撞隔离墩或路沟。然而，当要形成小尺寸的构造例如雪茄形交通岛(通过延伸一小段距离并具有严格半径来区别)时，使用导向金属线或导向线被发现存在缺陷。
[0009]还已知通过采用全球卫星定位系统(GPS)控制自驱动土木工程机械。例如从USA5, 612，864中了解到具有GPS接收器的土木工程机械。
[0010]缺陷在于采用主测量系统标定目标位置以控制土木工程机械因工程项目非常复杂并且目标必须安装在其中而导致需要很大的技术成本和很高的复杂性。尤其耗费成本和复杂的是必须在测量系统中对多个基准点的位置实施定位。高成本和复杂性仅对较大目标才合理。另一方面对于较小目标来说，成本和复杂性高的不成比例。
[0011]安装在复杂建筑项目中的目标的另一缺陷在于实践中，对于较小目标，经常必须为固定点例如现有的水龙头或现场的排水管留出余量，这样可能无法准确定位在它们在计划中的位置。如果项目数据与实际局部情况不相符，则项目数据必须离开现场在办公室里以相对较高的成本得到修改，并且随后必须在现场再次读取修改后的项目数据。
[0012]EP 2 336 424 A2描述了一种自驱动土木工程机械，尤其是滑模摊铺机、路面摊铺机或路面铣刨机，以及控制自驱动土木工程机械的方法。土木工程机械具有控制单元，其具有用于确定数据的装置，所述数据限定土木工程机械上的基准点R相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系(X，Y，Z)的位置和/或方向。独立于与机械相关的参考系(X，y,z)的参考系(X，Y，Z)可根据需要选定，因此无需在地面上绘制多个基准点的位置。土木工程机械移动到在地面上可自由选择的预设起点。在该预设起点处，土木工程机械在预设方向上对准。因此规定了目标的位置和方向。从而，目标可总是最佳地布置于地面上，对可行的固定点留有适当余量。与此同时，土木工程机械还具有用于在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系(X，Y，Ζ)中确定限定所需曲线的数据的装置以及用于根据限定所需曲线数据控制驱动单元的装置，以这样的方式使得土木工程机械上的基准点R从预设起点开始沿着所需曲线移动，在预设起点处土木工程机械在地面上处于预设的位置和方向。
实用新型内容
[0013]本实用新型的目的是提供一种自驱动土木工程机械，尤其是路面铣刨机、路面摊铺机或滑模摊铺机，其在定位方面无需任何特别大的成本或复杂性就可以以高精度沿所需曲线自动移动，所述曲线延伸相对较短行进距离并具有严格半径。另一目的是限定一种使自驱动土木工程机械在定位方面无需任何特别大的成本或复杂性就可以以高精度沿所需曲线自动移动的方法，所述曲线延伸相对较短行进距离并具有严格半径。
[0014]依照本实用新型一方面的自驱动土木工程机械系统，包括:土木工程机械，所述土木工程机械包括机械底盘；作业单元，所述作业单元布置于底盘上且构造成制造地面上的构造或对地面做出变化；驱动单元，所述驱动单元构造成执行土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动；机械控制单元，所述机械控制单元构造成控制土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动；以及现场漫游器，所述现场漫游器包括漫游器控制单元，所述漫游器控制单元包括漫游器位置数据确定组件，所述漫游器位置数据确定组件构造成确定位置数据以便限定现场漫游器相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置；其中，在机械控制单元和漫游器控制单元中的至少一个内包括下述组件中的每一个:形状选择组件，所述形状选择组件构造成预设适于待制造的构造或适于将要发生变化的地面的几何形状；机械位置数据确定组件，所述机械位置确定组件构造成确定位置数据以限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置和/或方向；曲线数据确定组件，所述曲线数据确定组件构造成确定曲线数据以基于待制造的构造或将要发生变化的地面的预设几何形状以及基于预设几何形状在独立于土木工程机械位置和方向的参考系中的所需位置和方向来限定所需曲线，所需曲线是土木工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中移动所沿的曲线；以及驱动控制组件，所述驱动控制组件构造成根据限定所需曲线的曲线数据来控制所述驱动单元，以这样的方式使得土木工程机械上的基准点沿所需曲线移动。依照本实用新型另一方面的自驱动土木工程机械系统，包括:土木工程机械，所述土木工程机械包括机械底盘；作业单元，所述作业单元布置于底盘上且构造成制造地面上的构造或对地面做出变化；驱动单元，所述驱动单元构造成执行土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动；以及机械控制单元，所述机械控制单元构造成控制土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动，所述机械控制单元包括:机械位置数据确定组件，所述机械位置数据确定组件构造成确定位置数据以便限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置和/或方向，所述机械位置数据确定组件包括安装于土木工程机械上的现场漫游器，现场漫游器能够从土木工程机械移除，以便独立于土木工程机械来使用现场漫游器以便在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中对位置进行测量。根据本实用新型，提供现场漫游器(field rover)，其可用于在独立的参考系(X，Y，Z)中确定某些或所有的曲线数据。现场漫游器可包括漫游器控制单元，其具有漫游器形状选择组件、漫游器位置数据确定组件、以及漫游器曲线数据确定组件。
[0015]根据本实用新型，提供控制自驱动土木工程机械的方法，其中利用漫游器确定预设几何形状的至少一个识别点在独立于土木工程机械位置和方向的参考系中的位置。然后部分地基于如由漫游器所确定的预设几何形状的至少一个识别点的位置来确定限定所需曲线的曲线数据。
[0016]根据本实用新型的自驱动土木工程机械系统包括土木工程机械和现场漫游器。土木工程机械可包括机械底盘、布置于底盘上的作业单元、驱动单元、以及机械控制单元。现场漫游器可包括漫游器控制单元，其包括漫游器形状选择组件。在机械控制单元和漫游器控制单元中的至少一个内包括下述组件中的每一个:
[0017]形状选择组件，其可操作成预设适于待制造的构造或适于将要发生变化的地面的几何形状；
[0018]机械位置数据确定组件，其可操作成确定位置数据以便限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的坐标系的位置和/或方向；
[0019]曲线数据确定组件，其可操作成确定曲线数据以便基于待制造的构造或将要发生变化的地面的预设几何形状以及基于预设几何形状在独立于土木工程机械位置和方向的坐标系中的所需位置和方向来限定所需曲线，其中所需曲线是土木工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中移动所沿的曲线；以及
[0020]驱动控制组件，其可操作成根据限定所需曲线的曲线数据来控制所述驱动单元，以如此的方式使得土木工程机械上的基准点沿所需曲线移动。
[0021]在另一个实施方式中，自驱动土木工程机械系统包括土木工程机械，其包括机械底盘和布置于底盘上的作业单元。驱动单元驱动机械。机械控制单元可操作成控制机械的运动。机械控制单元包括机械数据确定组件和驱动控制组件。机械数据确定组件可包括安装于土木工程机械上的现场漫游器，现场漫游器可从土木工程机械移除，这样现场漫游器可单独用于测量地面上的位置。
[0022]根据本实用新型的自驱动土木工程机械和/或现场漫游器具有控制单元，其具有用于预设待制造的构造或将发生变化的地面的给定几何形状的装置。所述给定的几何形状例如可以是雪茄形的交通岛。该所述给定的几何形状可由机械操作人员输入或选定。
[0023]本实用新型的自驱动土木工程机械和/或现场漫游器还具有用于确定数据的装置，所述数据限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置和/或方向。独立于与机械相关的参考系(X，y, ζ)的参考系(X，Y, Ζ)可根据需要选定，因此无需在地面上绘制多个基准点的位置。[0024]在控制系统的一种运行方式中，土木工程机械移动到可在地面上自由选择的预设起点。在该预设起点处，土木工程机械在预设方向上对准。因此规定了目标的位置和方向。从而，目标可一直最佳地布置在地面上，对任何可行的固定点留有适当余量。起点可以例如位于已存在于地面上的沟的拐角处，其位置无需与规划施工图完全一致。
[0025]与此同时，土木工程机械和/或现场漫游器的控制单元还具有用于确定限定所需曲线的数据的装置，所需曲线是土木工程机械上的基准点-(R)在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系(X，Y，Z)中移动所沿的曲线。用于确定限定所需曲线的数据的装置被设计成使得限定所需曲线的数据基于待制造的构造或要发生变化的地面的预设几何形状以及基于土木工程机械上的基准点(R)在独立于土木工程机械的参考系(Χ，Υ，Ζ)中的位置和方向得到确定。
[0026]限定所需曲线的数据可以是由所需曲线覆盖的距离和/或其曲率。该数据取决于目标的形状。
[0027]在优选实施方式中，用于控制驱动单元的装置被设计成驱动单元依据基准点在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中的位置和方向得到控制，从而在由所需曲线限定的土木工程机械的所需位置与其实际位置之间的距离和/或由所需曲线限定的所需方向与实际方向之间的方向差最小。为此所需的控制算法是本领域技术人员众所周知的。
[0028]本实用新型尤其优选的实施方式设置成使用全球卫星定位系统(GPS)确定土木工程机械上的基准点的位置和/或方向。因此独立于土木工程机械的位置和方向的参考系(Χ，Υ，Ζ)是全球卫星定位系统的坐标系，其相对于与机械相关的参考系(x，y，z)的位置和方向随着土木工程机械在地面上的移动而经常改变。土木工程机械具有用于解码来自全球卫星定位系统的GPS卫星信号以及修正来自基站的信号以确定土木工程机械的位置和方向的第一和第二 DGPS接收器，第一和第二 DGPS接收器布置于土木工程机械的不同位置。
[0029]然而，还可以利用非卫星测量系统代替全球卫星定位系统确定基准点的位置和/或方向。控制单元的唯一关键任务是接收限定在独立于土木工程机械的参考系(x，Y，z)中的基准点的位置和方向的数据。
[0030]在另一优选实施方式中，控制单元具有输入单元，其具有用于对限定待制造的构造或要发生变化的地面的几何形状的参数进行输入的装置(7Β)。所述参数可以是限定直线长度和/或圆弧半径的参数。在这种情况下假定目标可以被分解为直线和弧线。这一点例如对于雪茄形交通岛是可行的。然而，也可以通过所述参数限定其他几何图形。
[0031]在另一优选实施方式中，控制单元具有输入单元，其具有用于从多个几何形状中选定一个几何形状的装置，所述多个几何形状存储在与输入单元配合的存储单元中。这一方案的优点在于限定几何形状不必重新制成并且可以依赖于已经形成的数据集。可以例如在作为目标的圆形和雪茄形之间做出选择。
[0032]尤其优选的实施方式提供用于修改预设几何形状的装置。这一方案的优点在于可以选择例如雪茄形的形状并可以随后调节雪茄的尺寸以适应现场的实际需要。
[0033]在另一个实施方式中，当现场漫游器远离土木工程机械定位时，执行预设几何形状的方法步骤。
[0034]在另一个实施方式中，完全独立于现场漫游器的任何动作来执行确定限定基准点位置和/或方向的数据的方法步骤。[0035]在另一个实施方式中，机械控制单元包括形状选择组件、机械位置数据确定组件、曲线数据确定组件以及驱动控制组件。
[0036]在另一个实施方式中，漫游器控制单元还包括形状选择组件和曲线数据确定组件。
[0037]在另一个实施方式中，机械控制单元和漫游器控制单元均包括形状选择组件。
[0038]在另一个实施方式中，机械控制单元和漫游器控制单元中只有其中之一包括形状选择组件。
[0039]在另一个实施方式中，机械控制单元和漫游器控制单元均包括曲线数据确定组件。
[0040]在另一个实施方式中，机械控制单元和漫游器控制单元中只有其中之一包括曲线数据确定组件。
[0041]在另一个实施方式中，漫游器控制单元具有存储单元，其与输入单元合作，且多个预先限定的几何形状存储于其中。
[0042]在另一个实施方式中，手持式现场漫游器装置包括控制单元，其具有位置数据确定组件、形状拟合组件和形状存储组件。形状拟合组件配置成限定与一系列测量位置相对应的限定形状，形状拟合组件配置成使得用户可针对测量位置中的至少一些选择成所述位置是限定形状的直线部分的一部分还是曲线部分的一部分。
[0043]在另一个实施方式中，形状拟合组件可包括形状平滑组件，其配置成使得用户可以选择性地使用限定限定形状的位置数据。形状平滑组件可配置成使得用户可针对每个测量位置选择使用仅与限定形状的高度位置或水平位置相关的位置数据。形状平滑组件可配置成使得用户可以针对每个测量位置选择成不包括限定限定形状的位置数据。可响应于形状拟合组件提出的询问来确定位置数据的用途。
[0044]在另一个实施方式中，手持式现场漫游器测量装置包括控制单元，其包括形状选择组件、位置数据确定组件和曲线数据确定组件。
[0045]在另一个实施方式中，提供使用手持式现场漫游器的测量方法。现场漫游器包括具有适于接合地表面的下端部的支承杆以及安装于支承杆上的位置传感器。现场漫游器用于确定适于待制造的构造或将要发生变化的地面的几何形状的一系列测量位置。对于至少一些测量位置而言，对位置是几何形状的直线部分的一部分还是曲线部分的一部分做出选择。然后限定与一系列测量位置相对应的限定形状。
[0046]下文参照附图详细地解释说明本实用新型的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图中:
[0048]图1是滑模摊铺机的实施方式的侧视图。
[0049]图2是路面铣刨机的实施方式的侧视图。
[0050]图3表示与土木工程机械相关的机械参考系以及仅被简略示出的土木工程机械。
[0051]图4表示独立于土木工程机械的位置和方向的测量参考系(X，Y，Z)以及图3中示出的机械相关参考系(X，y，ζ)和土木工程机械。
[0052]图5表示雪茄形目标的曲率和方向的曲线图。[0053]图6是在被输送到测量参考系(X，Y，Z)之前，限定用于控制压模土木工程机械的雪茄型目标的几何形状图。
[0054]图7是在已经被输送到测量参考系(X，Y，Z)之后，限定用于控制土木工程机械的雪茄形目标的所需曲线图，。
[0055]图8表示由所需曲线限定的土木工程机械的所需位置与其实际位置之间的距离。
[0056]图9表示由所需曲线限定的土木工程机械的所需方向与其实际方向之间的方向差。
[0057]图10是根据本实用新型的包括GPS现场漫游器的土木工程机械系统的示意性视图。
[0058]图11是类似于图7的示意性视图，示出如何通过形状的一个点的位置外加形状的方向或通过形状的两个点的位置来在独立参考系中限定预设形状的位置。
[0059]图12是表示现场漫游器控制单元的形状拟合组件的示意性流程图。
[0060]图13是示出测量点和输入屏幕的显示的现场漫游器的屏幕截图。在图13中测量
第一点。
[0061]图14是类似于图13的另一幅屏幕截图，其中测量第二点并显示限定形状的直线部分。
[0062]图15是另一幅屏幕截图，示出添加限定第二条直线部分和曲线部分的四个另外的测量点。
[0063]图16是另一幅屏幕截图，示出添加限定第三直线部分的第七个测量点。
[0064]图17是类似于图10的示出替代实施方案的示意性视图，其中现场漫游器可安装于土木工程机械上而用作土木工程机械的接收器之一。
[0065]图18是类似于图17的示出另一个替代实施方式的示意性视图，其中现场漫游器的漫游器控制单元用作土木工程机械的机械控制单元。
【具体实施方式】
[0066]图1是作为自驱动土木工程机械实例的在EP I 103 659 BI (U.S.6，481，924)中详细描述的滑模摊铺机的侧视图。由于滑模摊铺机同样是现有技术的一部分，因此在此描述的所有内容都是土木工程机械的对本实用新型具有重要作用的那些部件。
[0067]滑模摊铺机I具有由行走机构3承载的底盘2。行走机构3具有紧固在前提升柱5A上的两个前履带行走机构单元4A和紧固在后提升柱5B上的两个后履带行走机构单元4B。滑模摊铺机的作业方向(行进方向)由箭头A指示。
[0068]履带行走机构单元4A、4B和提升柱5A、5B是滑模摊铺机的驱动单元的一部分，该驱动单元具有驱动装置以使土木工程机械可以在地面上进行平移和/或旋转运动。通过升高和降低提升柱5A、5B，机械的底盘2可以相对于地面移动以调节其高度和倾斜度。土木工程机械可以通过履带行走机构单元4A、4B向后和向前移动。土木工程机械由此在平移方向具有三个自由度且在旋转方向上具有三个自由度。
[0069]滑模摊铺机I具有仅被简略示出用于模压混凝土的装置6，下文中称作混凝土压模。混凝土压模是作业单元的一部分，所述作业单元具有用于在地面上生产预设形状的构造10的作业装置。[0070]图2是作为自驱动土木工程机械另一实例的路面铣刨机的侧视图。同样，路面铣刨机I也具有由行走机构3承载的底盘2。行走机构3具有紧固在前提升柱5A上的两个前履带行走机构单元4A和紧固在后提升柱5B上的两个后履带行走机构单元4B。路面铣刨机具有作业单元，所述作业单元带有作业装置以使地面发生变化。作业单元是铣刨装置6，所述铣刨装置具有装有铣刨工具的铣刨鼓6A。
[0071]图3表示处于机械相关笛卡尔坐标系(x，y，z)中的自驱动土木工程机械。土木工程机械可以是滑模摊铺机、路面铣刨机或其他任何具有适当作业的土木工程机械。本实施方式为具有混凝土压模6的滑模摊铺机I。仅简略示出滑模摊铺机I和混凝土压模6。其具有带履带行走机构单元4A、4B的底盘2和混凝土压模6。
[0072]机械坐标系的原点是滑模摊铺机I上的基准点R，作为基准点R布设于混凝土压模6在行进方向内侧和后部的那一边缘。该边缘与待制成的构造10的外边界相对应。在机械坐标系中，基准点R按如下方式确定:
[0073]R = xR，yR，zR = O，O，O
[0074]机械坐标系由包括限定平移移动的行进长度dx、dy、dz和限定旋转移动的角度ω、Φ、K在内的六自由度明确限定。
[0075]为简化起见，假定土木工程机械处于平地上并且不倾斜。因此旋转角度ω和K均为零。机械坐标系和土木工程机械以旋转角度Φ同样为零的方式相互校正。
[0076]还假定混凝土压模6的下边缘压在地面上。这样规定基准点R的高度ZR不会随着土木工程机械在平地上的移动而改变。
[0077]图4表示机械坐标系以及独立于机械坐标系(X，y,ζ)的笛卡尔基准系统，下文被称为测量坐标系(X，Y，Ζ)。测量坐标系(X，Y, Ζ)可以自由选择。当土木工程机械的移动时，测量坐标系(x，Y，z)保留在同一位置和方向上。
[0078]为了控制驱动单元，土木工程机械具有仅简略示出的控制单元7。控制单元7以土木工程机械在地面上完成所需平移和/或旋转移动的方式控制驱动单元的驱动装置，以使其制成构造10或使地面发生变化。控制单元7包括完成计算操作和产生驱动单元的驱动装置的控制信号所需的全部部件。其可以构成独立的单元或者可以是土木工程机械的中心控制系统的一部分。
[0079]为了使驱动单元能够得以控制，土木工程机械在机械坐标系(X，y, ζ)中的基准点R的位置和/或方向被转换到独立于土木工程机械移动的测量坐标系(Χ，Υ，Ζ)内。
[0080]在本实施方式中，基准点R的位置和方向采用仅在图4中简略示出的全球卫星定位系统(GPS)确定。然而还可以采用非卫星地面测量系统(总站)代替卫星定位系统。由于确定位置和方向的精度要求严格，因此优选采用称作差分全球定位系统(DGPS)的全球卫星定位系统。在这种情况下，确定方向的基于GPS的方法基于通过布置在土木工程机械上的不同点S1、S2处的两个DGPS接收器获得的位置测量。
[0081]在图3和4中仅简略示出两个DPGS接收器SI和S2。假定的更普遍的情况是DGPS接收器SI和DGPS接收器S2位于基准点R所处的机械坐标系原点附近，基准点R的位置和方向在测量坐标系中得以确定。
[0082]在机械坐标系(X，y，ζ)中通过坐标SI = xsl, ysl, zsl 和 S2 = xs2, ys2, zs2 确定DGPS接收器SI和S2的位置。在测量坐标系(X，Y，Z)中，通过SI = XSl，YSl，ZSl和S2=XS2，YS2, ZS2确定DGPS接收器SI和S2的位置。
[0083]通过采用两个DGPS接收器SI和S2，控制单元7采用GPS系统确定限定DGPS接收器位置的数据。控制单元I随后根据有关位置的这一数据计算在土木工程机械上的基准点R的位置和方向，两个DGPS接收器位于所述基准点R附近。为此，控制单元7利用旋转矩阵R进行转换以对由DGPS接收器SI和S2在测量坐标系(X，Y, Z)中测量的点SI和S2处的坐标进行转换，给出基准点R:
【权利要求】
1.一种自驱动土木工程机械系统，其特征在于包括: 土木工程机械(I)，所述土木工程机械(I)包括机械底盘(2)； 作业单元(6)，所述作业单元(6)布置于底盘上且构造成制造地面上的构造或对地面做出变化； 驱动单元(4A，4B ;5A，5B)，所述驱动单元(4A，4B ;5A，5B)构造成执行土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动； 机械控制单元(7)，所述机械控制单元(7)构造成控制土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动；以及 现场漫游器(100)，所述现场漫游器包括漫游器控制单元(107)，所述漫游器控制单元(107)包括漫游器位置数据确定组件，所述漫游器位置数据确定组件构造成确定位置数据以便限定现场漫游器相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置； 其中，在机械控制单元(7)和漫游器控制单元(107)中的至少一个内包括下述组件中的每一个: 形状选择组件，所述形状选择组件构造成预设适于待制造的构造或适于将要发生变化的地面的几何形状； 机械位置数据确定组件，所述机械位置确定组件构造成确定位置数据以限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置和/或方向；曲线数据确定组件，所述曲线数据确定组件构造成确定曲线数据以基于待制造的构造或将要发生变化的地面的预设几何形状以及基于预设几何形状在独立于土木工程机械位置和方向的参考系中的所需位置和方向来限定所需曲线，所需曲线是土木工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中移动所沿的曲线；以及 驱动控制组件，所述驱动控制组件构造成根据限定所需曲线的曲线数据来控制所述驱动单元，以这样的方式使得土木工程机械上的基准点沿所需曲线移动。
2.根据权利要求1所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 土木工程机械(I)包括对接站(160)，所述对接站(160)用于接收漫游器(100)并将漫游器控制单元(107)与机械控制单元(7)接口连接；以及 当与土木工程机械对接时，漫游器位置数据确定组件包括机械位置数据确定组件的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 漫游器位置数据确定组件包括用于解码来自基于卫星的全球定位系统的GPS卫星信号以及校正来自参考站的信号以便确定现场漫游器的位置的接收器(S100)，或者漫游器位置数据确定组件包括属于用于确定现场漫游器位置的非卫星测量系统的接收器。
4.根据权利要求1所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 形状选择组件包括输入单元(108)，所述输入单元(108)构造成输入参数以便限定待制造的构造或将要发生变化的地面的几何形状，或形状选择组件包括输入单元(108)，所述输入单元(108)构造成从多种预先限定的几何形状选择出一种几何形状。
5.根据权利要求4所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于所述输入单元(108)构造成修改预先确定的几何形状。
6.根据权利要求1至5任一项所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于:驱动控制组件配置成控制驱动单元(4A，4B ;5A，5B)，以便当基准点最初处于所需曲线上时引导土木工程机械(1)上的基准点到达所需曲线上的点。
7.根据权利要求3所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 所述接收器(SlOO)是用于解码DGPS或DGNSS卫星信号的DGPS或DGNSS接收器。
8.一种自驱动土木工程机械系统，其特征在于包括: 土木工程机械(1)，所述土木工程机械(1)包括机械底盘(2)； 作业单元(6)，所述作业单元(6)布置于底盘上且构造成制造地面上的构造或对地面做出变化； 驱动单元(4A，4B;5A，5B)，所述驱动单元(4A，4B ;5A，5B)构造成执行土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动；以及 机械控制单元(7 ; 107)，所述机械控制单元(7 ；107)构造成控制土木工程机械在地面上的平移和/或旋转运动，所述机械控制单元(7 ；107)包括: 机械位置数据确定组件，所述机械位置数据确定组件构造成确定位置数据以便限定土木工程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和方向的参考系的位置和/或方向，所述机械位置数据确定组件包括安装于土木工程机械(1)上的现场漫游器(100)，现场漫游器(100)能够从土木工程机械(1)移除，以便独立于土木工程机械来使用现场漫游器以便在独立于土木工程机械的位置和方向的参考系中对位置进行测量。
9.根据权利要求8所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 机械控制单元(107)包括在现场漫游器(100)内，且包括现场漫游器控制单元。
10.根据权利要求8所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 所述机械控制单元(7，107)还包括机械形状选择组件，所述机械形状选择组件构造成预设适于待制造构造或适于将要发生变化的地面的几何形状。
11.根据权利要求10所述的自驱动土木工程机械系统，其特征在于: 机械控制单元(7，107)还包括机械曲线数据确定组件，所述机械曲线数据确定组件构造成确定曲线数据以便基于适于待制造的构造或将要发生变化的地面的预设几何形状以及基于预设几何形状在独立于土木工程机械(1)的位置和方向的参考系中的所需位置和方向来限定所需曲线。
【文档编号】E01C19/00GK203602991SQ201320630434
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2012年10月12日
【发明者】M·弗里茨, C·巴里马尼, G·亨, C·贝尔宁 申请人:维特根有限公司