识别设备的系统和方法与流程

本公开涉及一种识别设备的系统和方法。具体地，但非排他地，本发明涉及一种识别挖掘环境中的卡车的系统和方法。

背景技术：

1、本文对背景技术的引用不应被解释为承认此类技术构成澳大利亚或其他地方的公知常识。

2、采矿现场上的挖掘机移动挖掘材料(例如土材料、矿石等)形式的有效载荷。挖掘出的材料利用挖掘机的铲斗运送到卡车、输送机料斗或其他类似机械。卡车将挖掘出的材料运送到采矿现场的其他目的地，如果是矿石，则进行加工；如果是非含矿材料，则将其运送到废物堆放场。

3、期望矿场上的所有重型设备具有高利用率，但特别期望优化挖掘机的利用率。因此，当挖掘机在土料上作业时，通常会有多辆卡车排队接收来自挖掘机铲斗的土料有效负载，这样，一旦卡车装满，它就可以离开，并且可以立即装填下一辆卡车。这样，挖掘机的利用率就可以得到优化。

4、在卡车装载过程中还需要考虑效率问题。在挖掘和倾倒循环期间，挖掘机将土料装满其铲斗，并将有效载荷倾倒到卡车托盘中。然而，在特定的矿场上随时都有各种具有不同托盘容量的不同卡车在运行，因此确保挖掘机将卡车托盘装满至其容量非常重要。卡车托盘装不满的效率很低，因为托盘中运送到目的地的有效载荷不是最佳的。此外，将卡车托盘装得过多超出卡车托盘的容量是危险的，可能会损坏卡车并可能导致事故。

5、因此，存在已知系统，这些系统促进卡车和挖掘机之间的通信，以确保挖掘机铲斗运送正确量的有效载荷，以满足卡车托盘的容量。这些系统通常使用位于卡车上的rfid标签或类似的通信技术，将卡车识别数据传送到挖掘机上的接收器。然后，挖掘机上的有效载荷管理系统使用卡车识别数据来确定卡车的有效载荷容量。

6、此外，挖掘机上的有效载荷管理系统能够在铲斗完成每次挖掘/倾倒过程时实时计算挖掘机铲斗运送的有效载荷。这样，当有效载荷管理系统确定卡车需要更多有效载荷来将其装填至等于或小于挖掘机铲斗的有效载荷容量的容量时，有效载荷管理系统向挖掘机操作员提供反馈，以确保在最后一次挖掘/倾倒过程中仅收集足够的有效载荷，以将卡车托盘装满，不能少也不能多。同样，有效载荷管理系统向挖掘机操作员实时提供放置到卡车中的所有载荷的反馈，还有卡车的容量以及将卡车装满的剩余有效载荷的运行更新，以允许操作员根据挖掘机和卡车工作的具体条件，以更优化的方式规划用于卡车装填的铲斗载荷大小。装填后，卡车将土料移动到其目的地，然后，下一辆卡车从等待队列被驾驶到挖掘机的装载位置，以能够将其托盘装满。

7、因此，挖掘机的有效载荷管理系统准确地识别挖掘机当前正在装填的卡车是至关重要的。如前所述，众所周知，使用rfid标签将卡车识别数据从卡车传送到挖掘机上的接收器，以供挖掘机的有效载荷管理系统使用。然而，由于挖掘机接收器的范围内有许多卡车，因此有效载荷管理系统需要确定接收到的卡车识别信号中的哪些信号与挖掘机当前正在装载的卡车相关联，而不是与等待装载的队列中的卡车相关联。

8、在尝试克服这些问题时，已知有效载荷管理系统使用从卡车发送器接收的信号的信号强度来尝试识别当前正在装载的卡车。这些系统的工作原理是，挖掘机接收器接收到的最强信号很可能是当前正在装填的卡车，因为该卡车距离挖掘机最近。然而，这些系统仍然容易出错，特别是当卡车队列相距挖掘机的距离与正在被装填但是位于挖掘机的不同侧的卡车等距时。

9、已知其他系统使用从卡车接收的识别信号的信号强度以及来自有效载荷管理系统的与挖掘机的行为相关的数据。例如，挖掘机可以在挖掘机的两侧各有一个接收器，并且有效载荷系统只会在挖掘机将土料倾倒到卡车托盘中之前不久确定在挖掘/倾倒循环中的点处的最强信号强度。

10、虽然相对于单独使用信号强度有所改进，但这些系统实施起来很复杂，并且仍然容易出错，因为环境特征会影响准确确定信号强度的能力。

11、此外，已知的系统仍然难以一致地准确地识别正在装载的卡车，特别是考虑到矿场上在工作挖掘机附近的恶劣环境。

12、目的是要克服或至少改善上述现有技术的一个或多个缺陷和/或为消费者提供有用的商业选择。

技术实现思路

1、在一种形式中，尽管其不必是唯一的形式或者实际上是最广泛的形式，本发明涉及一种设备识别系统，该设备呈卡车的形式，该系统包括：

2、位于卡车上的传感器，该传感器被配置为感测卡车的运动并生成与卡车相关联的运动数据；

3、发送器，该发送器被配置为发送与卡车相关联的卡车识别数据和运动数据；

4、与发送器通信的接收器，该接收器被配置为从发送器接收卡车识别数据和运动数据；和

5、与接收器通信的管理系统，该管理系统被配置为识别卡车并且还基于卡车识别数据和运动数据确定卡车当前是否正在由挖掘机装载。

6、优选地，所述传感器采用加速度计的形式，并且所述运动数据采用由加速度计观测到的加速度、减速度和振动数据的形式。

7、适当地，接收器和管理系统位于挖掘机上。

8、优选地，管理系统与数据存储器进行通信，该数据存储器包含与卡车识别数据相关联的卡车的托盘的有效载荷信息。适当地，有效载荷信息包括卡车的托盘的有效载荷容量。

9、或者，与卡车识别数据相关联的卡车托盘的有效载荷信息由发送器发送。有效载荷信息可以形成卡车识别数据的一部分。适当地，有效载荷信息包括卡车的托盘的有效载荷容量。发送器和传感器可以位于托盘本身上，使得当托盘在卡车之间移动时，与托盘容量相关联的有效载荷信息也被传送到新卡车。

10、优选地，管理系统包括能够计算在挖掘机的铲斗中承载的有效载荷的有效载荷管理系统。适当地，当挖掘机在挖掘阶段和倾倒阶段之间移动时，有效载荷管理系统能够动态地计算在挖掘机的铲斗中承载的有效载荷。

11、可选地，管理系统还被配置为接收与挖掘机的行为相关联的数据并且能够确定挖掘机处于挖掘/倾倒循环中的当前阶段。适当地，管理系统被配置为识别卡车，并且还基于卡车识别数据和在每个挖掘/倾倒循环期间的运动数据来确定卡车当前是否正在由挖掘机装载。适当地，管理系统连续地确定卡车当前是否正在被装载。

12、或者，管理系统被配置成仅在第一挖掘/倾倒循环中识别卡车并且还确定卡车当前是否正在被装载。

13、管理系统还可以是非有效载荷相关的形式，其执行计算或提供对正在装载的载具的身份感兴趣的输出。在更优选的形式中，管理系统检测来自挖掘机的部件(例如齿等)的丢失，并且还唯一地识别卡车、料斗或其他装载载具，其具有在丢失发生的时间点由挖掘机运送给它的有效载荷。

14、可选地，管理系统计算从发送器传送并在接收器处接收的携带卡车识别数据和运动数据的信号的强度。适当地，管理系统被配置为识别卡车并且还基于卡车识别数据、运动数据和从发送器传送到接收器的信号的强度来确定卡车当前是否正在由挖掘机装载。

15、优选地，接收器与两个或更多个发送器通信，每个发送器与相应的卡车相关联并且被配置为发送与卡车相关联的卡车识别数据和运动数据。

16、适当地，管理系统将与卡车的卡车识别数据相关联的每辆卡车的运动数据和与由卡车上的传感器获取运动数据的时间相关联的时间数据一起存储。时间数据可以从发送器传送到接收器。或者，时间数据可以由管理系统确定。在一种形式中，时间数据可以由管理系统基于接收通信的时间来确定。适当地，管理系统与数据存储器通信，并且被配置为存储与卡车识别数据相关联的运动数据和时间数据。

17、在另一种形式中，尽管不一定是最广泛的或实际上唯一的形式，本发明提供一种识别设备的方法，该设备是卡车的形式，该方法包括以下步骤：

18、接收与卡车相关联的卡车识别数据和与卡车相关联的运动数据；

19、基于卡车识别数据识别卡车；和

20、基于运动数据确定卡车当前是否正在被装载。

21、优选地，运动数据采用加速度、减速度和振动数据和/或运动角速率变化的形式，以确定由位于卡车和/或卡车托盘上的传感器观测到的旋转。

22、适当地，该方法还包括如下步骤：验证先前已被确定为正在由挖掘机装载的卡车的卡车是否仍然是当前正在装载的卡车，并且如果是，则在挖掘机随后的挖掘/倾倒过程中再次进行确定步骤。

23、在又一形式中，本发明涉及一种设备识别系统，该系统包括：

24、传感器，位于设备上，该传感器被配置为感测设备的运动并生成与设备相关联的运动数据；

25、发送器，被配置为发送与设备相关联的设备识别数据和运动数据；

26、接收器，与发送器通信，该接收器被配置为从发送器接收设备识别数据和运动数据；和

27、管理系统，与接收器通信，该管理系统被配置为识别设备并基于运动数据确定设备的当前状态。

28、优选地，运动数据指示设备已经被移动，并且管理系统然后能够确定设备的库存状态。

29、通过以下描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。