用于控制改变表面的机械的方法

专利名称：用于控制改变表面的机械的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于按照权利要求1的前段部分所述的控制改变表面的机械的方法及一种按照权利要求及所述的计算机程序产品。
为数很多的改变表面的机械设备或方法被用于处理表面，其中，下面概念“工程机械”在不限定到一种特殊的机器式样的情况下被应用。这样的机械被理解成所有的用于直接的—例如通过平整—或间接的—例如通过爆破—处理或构形表面或地貌的设备。发明的方法原则上涉及也在封闭的空间内，比如在井下矿山中或在遂道构筑中，对任意的表面的处理和变更。其中，对平面的变更可通过挖掘和充填，但也可通过其它的适宜的方法，如爆破、钻孔或水力充填法进行。届时存在在遵守经济的和技术的判据的情况下得到作为工作的最终结果待达到的额定状态的愿望。
对这些方法的评定是通过预先给定待改变的表面的一个额定模型来控制一个工程机械，作为用于控制指令的基础的这种差别被相对于上述额定模型连续地或离散地(diskret)推导。一个这样的额定模型在一般情况下作为计算机辅助设计方法的结果以电子的形式被提供。
如果该工程机械现在知道其当前的地点和额定状态和实际状态之间在其当前的位置上的或者在位于下个或以后的工作范围中的差别，则可进行相应地优化了的、用于减少该差别的控制。
US5,631,658比如公开了一种用于控制一个上方处理机械的装置和方法，其中，两个三维的模型被存储。所述的第一模型描述一个待处理的表面的额定状态，而所述的第二模型模拟当时的实际状态。该第二模型不断地被更新，具体做法是，该工程机械的三维的位置被检测。被处理的表面的地貌可由工程机械的和/或其工具的位置被断定。对该工程机械的控制通过对第一模型和第二模型之间的差别的分析进行，其中，该差别应被减少。
该评定因此采用两个原则上同样的，用于表示工地的，其间存在的差别应被减少的额定状态和实际状态的模型。这两个模型具有离散(diskreten)位置的两维的布局，所述的、离散的位置分别配属有一个作为高度的垂直值，使垂直量和水平位置之间的一对一关系接踵而来。对于所述的实际模型，测绘通过确定工程机械本身进行。
这样的模型具有多个缺点，其一，当前的模型须如此地被设计，使该模型的更新可通过对工程机械的位置确定进行。这特别是禁止对可变形的范围的或其支承能力对于用一个机械行驶来说太小的范围的任何的、非接触的测量或测绘。虽然这样的范围有时可不通过一个工程机械被处理，但是其当时的表面分布比如在一个待机械处理的段应被适配到一个松散的，并据此不稳定的表面上的情况下是重要的。
此外，呈现有提供原始的第二模型的困难。由于该第二模型在现有技术中须通过工程机械的位置被更新，所以比如其它的，大地测量的，比如通过扫描测量的信息不能没有事先转换地被采用。特别是通过工程机械用以往的方法不能对这样的，被扫描的信息进行更新。
WO 01/04576公开了一种用于控制一个上方机械的方法，在该方法中，实际状态通过用一个扫描器对表面的扫描被得到。为了控制所述的工程机械，如此得到的点云(Punktwolke)的各个点的高度值被与额定状态的模型的相应的额定值比较并且控制指令从得到的差别中被推导。
该评定采用一个用于表示实际状态的点云，但是，控制指令的推导通过选择和对离散的点的随后的比较进行，其中，描述实际状态和额定状态的分布的点的配属须被进行。此外，在处理过程中对点云不进行更新。
在现有技术的两个评定中，模型的或者点云的信息内容通过一对一关系在利用方面有所减少，这是因为表面的变更只随离散的、水平的定位的解除进行。高度的更细的结构或者变更在对控制指令的推导中不被考虑。这比如在复杂构造的表面中，如草地或树林地区中可导致原则上的问题，这是因为或者是土地的平面，或者是植被的尖的平面须被配属于每个位置。其他的信息在现有技术的这样的评定中被分别丢失。经常强锯齿状的、多岩石的表面同样不能被检测。因此，现有技术的评定不许可利用在指出一个其只部分地符合实际情况或者以某种偶然性被检测的高度的那边的信息。
本发明的任务在于提供一种方法，该方法许可使用涉及待处理的面的实际状态的，没区别了的信息，这就是说，把被额定模型和实际模型转换的信息不加入到表面的一个显明的模型中或加入到各个点的相应的配属中。
本发明的另一任务在于使一种这样的信息库或数据库的更新成为可能。
本发明的另一任务在于扩大可使用的，特别是关于待处理的表面的信息量。
本发明的另一任务在于使用出自不被工程机械直接可达的范围的信息。
按照发明，上述任务通过具有权利要求1的特征的或具有从属权利要求的特征的实施形式被解决及通过这些解决方案被改进。
本发明涉及一种用于控制一个改变表面的工程机械的或另一用于面向目标的变更表面或工作体积的机械的方法。其中放弃对其中每个水平位置恰好配属有一个垂直的值的表面的实际状态的显明的模拟。
为了表示实际状态，一个由许多个点组成的点云被采用，其中，这些点分别符合被探讨的表面上的一个点。表面在这里应被理解为一个对工作过程重要的交界层。这比如也包含两个或两个以上的相互重叠的交界层。比如一个用水覆盖的砂面可为这种情况。如果在这里无论是水面，还是砂的表面均是已知的，则对工作过程有利。有植被的或严重龟裂的地貌是另一举例在这些地貌中，既知道植被的高度，又知道位于其下的面则会是有利的。
按照发明，现在不进行出自实际状态和额定状态的图示的分别各个点的配属，而是额定模型的一个位置被与实际状态的点的多数关联，其中，可改变对于待关联的点选择。
一个描述实际状态的点云的提供比如通过一个空中辅助的或地上辅助的扫描过程进行，如也在WO 01/04576中对于地上辅助的测绘的情况所描述的那样。为此，特别是有扫描的、测距的系统，例如利达(LIDAR、激光探测和测距)系统供支配。一个点云通过这些系统从对各个表面点的距离测量中被生成。如此，一种地上辅助的方法比如在WO 97/40342中被描述，该方法通过位置固定地安装的扫描器系统测绘地貌。为了这些系统，一个固定的、用作通过马达造成的扫描过程的基极的安装点被选择。当时的表面点的三维的方位信息是可经由至待测的点的距离，测量的时刻中的角度位置和扫描装置的已知位置推导的。
虽然如同样在WO 97/40342中描述的那样，一个三维的模型可从一个点云中被推导，但这在信息损失的同时导致时间上的浪费。如此，比如在模型形成的范畴中通过把分别处于最近的表面点配属于一个空间的，被用于控制机械的点信息的一部分被放弃，在该例中表面点和空间的点之间的距离被放弃。
通过一个扫描过程更新点云是可能的，比如该扫描过程在扫描器的位置方面可以是车辆辅助的扫描过程。届时，或者完整的范围，或是只有部分范围可被测绘。部分范围的配合比如可在采用图像处理的或者图形识别的方法的情况下或通过对扫描器的固定点的测量进行。据此，在没有模型形成的中间步骤的情况下，特别是在水平位置对高度的一对一对应的意义上进行更新，使点云的全部信息内容得以保持变得可能。此外，放弃模型形成的步骤减少所需的计算时间。
为了推导控制指令，在发明的方法中进行额定状态和点云之间的比较，其中，该额定状态原则上也可作为点云被表示，但在通常情况下将作为三维的模型存在。对表面的处理的其在这里配属有纯典范地离散的、水平的位置的工作步骤的粒度进行，其中，分解能是固定的构形或也能是可变的构形。比如一个较粗的帧可在扁平的区域中被选择，而水平的位置的较细的分解在陡坡的范围中是有利的。一个垂直的位置同样可替代离散的、水平的、用于规定控制指令的位置地比如在隧道构筑中被使用或者也可进行连续的或者伪连接的控制。
对每个所使用的空间位置或者水平位置进行额定状态和实际状态间的比较，其中，出自点云的表面点分别配属于一个水平位置。在最简单的情况下，几个在空间上处于最近地方的点被选择并且其位置信息被聚集地接收。假如该为每个水平位置的配属被进行和被存储，则作为存储的结果会得出实际状态的一个三维的模型。
但是出自点云的多个表面点在发明的评定中有利地被配属于一个位置，而通过形成模型的中间步骤不出现信息损失。多数的点许可为被考虑的位置推导不同的信息。一个可能性在于比如用一个权函数对聚合体的计算。如此，多个表面点的位置值比如可根据距一个用于解出一个控制指令的点阵点的水平位置的距离被加权并被总计，使高度信息表示关于多个值的平均值。现有技术的一对一对应与发明的方法相比在原则上是有误差的或不完整的，这是因为分别为每个位置所测绘的值也能是一个极限值，而为此没有提供一个相应的，据其可进行评定和至多可进行修正的信息。
利用多个点的另一可能性在于比如用最小误差平方法生成直线或平面。与现有技术的方法相反，局部的斜度或较高的，用于被考虑的位置的推导也可被得到。为了发明可能的利用多个点的信息，最佳化的，图形识别的或图像处理的范围中的大量本来公开的方法供支配。如此，平面也可借助模糊量(模糊逻辑)理论、神经元的点阵或探试的评定被确定。点云中的，其处理计划用探试的方法被确定的表面形状比如可通过具有神经元的图形识别被识别。比如关于土壤性质或材料性质、水含量或表面粗糙度的信息可流入这些探试的方法中。用于机械的控制指示，因此不再在额定高度和实际高度之间的局部比较的基础上发生，而是在利用被扫描的表面的全部信息的情况下发生，其中，恰恰也可采用智能的、放弃模型形成的方法。其中，通过控制指示被造成的过程一般涉及表面的有任意的取向的变化。这特别是涉及对场地部分的平整、对坑的填高、斜坡的构成，比如在露天矿或井下矿山中被采用的，机械辅助的爆破也表示其它的例子。控制指示可直接电子地或机械地被转换，但也可比如导致与使用者对话。一个发明的控制指示如此比如也包含对以后被钻的炮眼位置的可眼见的投影。
在特殊情况下水平位置的表面点的配置可包含点云的分离的划分或也包含对用于多个位置的点的重叠的并据此共同的利用。如此，比如表面的展平在配属于每个位置的表面点数超过配属于每个位置的表面点的平均值的情况下可被达到。相邻的位置的点的信息现在被用于每个位置。
对一个位置还存在能从点的竖直散布中推导多数可能的高度水平的取舍。如此，植被和土地或水表面和水底的差别可从被测量的表面点的散布中被确定。
另一可能性在于对竖直散布的时间判读。如此，高度差也可通过同一个目标在一个扫描过程的时刻内或在两个相继的扫描过程之间的时刻内的运动产生。因此可从竖直散布中被追溯到表面。
其中，如果点云比如是由表面点的可区别的分量合成的，点云的附加信息也可被利用。特别是当时的分量配属有一个表示特性的数值时就是这种情况，其中，该表示特性的数值比如存在在测绘的一个不同的光谱范围中。如此，两个测量可在存储时被标识在不同的光谱范围中。借助目标的不同的反射特性现在可发生一个较简单的，比如对多个可能的平面之一的配属。如果相同的地貌短时地相继被测绘并且在标识测绘时刻的情况下集成地被存储在一个共同的点云中，则时间区别也能是有利的。分量现在可借助时标为每个位置被分离，这比如简化了识别和对被运动元素的配属。这些元素比如能是通过风被运动的树叶或液体表面，使比如地面和植被的分离借助于时间符号被简化。
竖直散布也可有的放矢地被用于处理过程的细控制。如此，一个其高度可同时切除凸起处并可同时充填凹处的切边可为一个由松散的材料构成的堆被推导。
按照发明，评定之一的使用不可自动地被应用到整个的、待处理的范围上。相反，对各个区域或也对各个位置可进行一个分别变化的评定。如此，比如在浅的区域中，对当时的位置上的斜度的确定可被放弃，而在多处有凸起或多有变化的区域中为每个位置计算斜度。
发明的方法也可用于表面变更的非连续的过程。这些过程由在时间上被分离的或被交错的工作步骤组成，例如在顺序挖掘—测量—比较或钻孔—爆破—测量—比较中。
对点云的测绘用扫描的方法通过不同的系统是可能的。地上辅助的或空中辅助的激光扫描器大多被采用。在地上辅助的系统中，扫描从一个或多个固定的位置出发进行。这些位置能是已知的或不知的。在一个空中辅助的系统中，位置是不断地变化的，但其中，被扫描的表面点不断地被与一个已知的、三维的位置的点关联。如此，在这两种情况中存在一个具有已知的绝对位置的基准点，与该基准点相关，查明所有的、被测量的表面点和据此查明这些表面点的空间的对应是可能的。因此，在点云内的空间的排序是确定的。
在一个点云中，如此被测绘的表面点的数目大于控制指令由其中被推导的位置的数目，其中，表面点的分布基于测绘过程关系到位置是不均匀的。表面点的密度根据扫描过程的具体的几何条件波动并在部分范围中，即在面对扫描系统被遮蔽的区域中也可少于空间的位置的数目。表面点的数目平均大多比所需的或者预先给定的、空间的位置的数目大很多。
为了得到对被处理的范围的更新，一个周期的或事件控制的扫描过程比如可通过一个相宜地名列前茅的扫描器进行，据此，被比如多个工程机械共用的数据库被更新。一个扫描器，比如一个新扫描器也可替代地或补充地被安置在工程机械本身上，使每次被处理的段被工程机械本身检测。点云的应用现在提供了把每次被检测的范围用图形识别方法配合到全部的点云中的可能性。如此，可清楚地识别的结构，例如街道边界、斜坡、管线、轨道等等，可有利地被用作基准结构。与模型的应用相反，现在不是一个表面点的绝对值的位置须被确定。被测绘的表面点的全部作为整体被配合到点云中。为了减少或排除万一出现的无常性，一个完全的，对整个工地或者表面的扫描过程可周期地被进行。
其中，发明的方法在不限制到可通过机械直接处理的或行驶的表面的情况下许可对数据的应用和更新。由于更新不需要机械在当时的、待检测的点上的定位，所以处于可行驶的范围之外的结构或表面也可被使用和被更新。
下面借助在附图中示意示出的实施例纯粹举例地详细说明发明的方法。附图所示为

图1为用于按现有技术模拟实际状态的模型的示图；图2为按现有技术推导控制指令的示图；图3为用于按现有技术处理表面的方法的示图；图为4a－图4d实际状态和额定状态的不同的代表的示图；图为5出自多个被配属的表面点的，用于发明的方法的信息的推导示图；图6为用于发明方法的表面点的，可变配属的示图；图7为用于发明方法的控制指令的推导示图；图8为用于发明方法的，出自多个配属的表面点的竖直散布的不同平面的推导示图；图9为一个用于空中辅助地被测绘的点云的实例示图；图10为用于一个地上辅助地被测绘的点云的一个第一实例的示意图；图11为在用于一个地上辅助地被测绘的点云的一个第二实例中的结构的可识别性；图12为用于测绘根据发明使用的点云的不同系统的示图。
在图1中示出了一个用于按现有技术模拟实际状态1a的模型。一个待处理的场地的表面在实际状态1a中通过一个由许多分别包含一个高度信息并且是配属于一个水平的位置P的第一点2a构成的模型被描述。因此，发生了通过高度信息的点阵对实际状态1a的表面的代表，其中，对于每个点阵点被指定一个高度值。作为模型，额定状态也可能以模拟的方式被图示。
图2说明按现有技术的方法推导控制指令。为了平整场地的一部分，一台工程机械3在该例中被使用。额定状态1b因此表示一个在此用划影线示出的，通过作为第二点2b的点阵结点被描述的平面，实际状态1a点阵形设置的第一点2a被描述，其中，实际状态1a的和额定状态2a的水平位置的点阵是重合的。用于工程机械3的局部控制指令从第一点2a和第二点2b的差别D中被推导。在这里被探讨的例子中，从该差别D中得出的结果在于，须在该配置的位置上进行对一个凹处的充填。
用于按照现有技术处理表面的方法的全过程在图3中示意地被说明。工程机械3在多次沿待处理的表面4的通过中行驶，届时，待处理的表面借助实际状态的和额定状态的模型被处理。在工程机械3的运作中，工程机械3的位置连续地被确定，并且被由于更新实际状态1a的模型。一个计算机比较两个模型并借助差别生成控制指令。因此，更新需要工程机械3在待更新的点上的定位。实际状态1a和额定状态1b的模型的差别在一定数目量的通过或者处理循环之后或者是有所消失，或者是下降到预先给定的阈之下，使工作过程被视为结束。在这样的方法中，比如没有不可行驶的实际信息或没被行驶的范围的实际信息可被用于控制工程机械3。
图4a至图4d示出了实际状态和额定状态不同的代表的图示。在图4a中，由点阵形设置的高度信息构成的实际状态的一个模型被示出，该模型配属有具有相同结构的额定状态的一个在图4b中所示的模型。对作为基础的点阵的每个点存在一个比较可能性，使一个控制指令可从出现的差别中被推导。在图4c中，通过许多表面点5取代第一点2a被示意地示出，其中，表面点5比如可通过一个光学的扫描过程，如利达(LIDAR)或也可通过摄影测量的方法被获得。如果全部的、待代表的表面通过这样的表面点现在被取代，随之而来的是在图4d中示意地示出的点云1c。在现有技术的方法中，各个表面点5被与额定模型的各个点比较并且控制指令从高度差别中被推导。按照发明，各个表面点不是显明地配属于各个用于推导控制指令的点阵位置的，而是具有一个空间的，比如通过扫描过程的固定点B给出的布局关系。在该例子中与固定点B的水平角度和垂直角度以及与固定点B的距离对每个表面点而言是已知的，使表面点5的当时的位置在知道固定点B的绝对位置的情况下也是可确定的。按照发明，点云1c的一个分量现可为每个点阵点被拉过来，以便得到用于推导控制指令的信息。与图4a和图4b的模型相反，点云1c的信息内容不通过模型形成有所减少，使实际状态关系到水平位置，虽然离散地(分立地)在点阵的基础上被描述，但是其中，每个水平的位置配属有一定数目的表面点，这些表面点关于所有的水平位置的平均值大于1或者在通常的情况下将大于1。
发明可使用的模型和座标系统不是限制到卡笛儿的图示的，相反，所有的适宜的图示法原则上可被使用，其中，被选择的座标系统往往将与被处理的表面的几何形状有关。如此，比如为隧道构筑提供了极座标图示法。
在图5中示意地示出了对出自多个被配属的表面点的，用于发明的方法的信息的推导，其中，出于纯直观原因，现有技术的一个模型的点也被示出。为了充填和切除一个待处理表面上的凸处或凸起处，在现有技术的模型中，只有额定状态和实际状态间的和必要时相对于相邻的点阵点的高度差别被观察，其中，对空间的差别—在该例子中对各个点之间的高度差别分别进行比较。在一个发明的方法中，一条曲线或一个面可通过许多个表面点5被铺设，该铺设的面使更好的近似到表面和据此使优化的推导控制指令可从其中被生成的变更信息成为可能。这样的面或曲线可用许多公开的方法被推导并且特别是也包含对推导的考虑。在图5中，一条第一直线6a和一条第二直线6b插入一个点云的一个分量的表面点5中被纯粹举例地示出。一条曲线或者一条直线的生成比如可用最小误差平方法进行，其中，模糊量方法(模糊逻辑)、图像处理法或图形识别法以及不同的探试法比如也是其它的相宜的方法。
该评定中的一个重要的步骤多半是对可考虑的表面点的选择，该选择可按一个简单的选择方法，比如考虑涉及一个水平位置处于最近的表面点5或通过图形识别进行。届时，比如所有的属于一个被识别的结构的表面点5被考虑用于推导面。而在图6中示意地示出了用于发明的方法的表面点的可变的配属。所有处在位置的一个预先给定的半径之内的表面点被配属于水平位置的作为基础的点阵的每个位置P。因此，重要的包括范围T覆盖点云的一个分量。如此被包括的并据此被配属于水平位置的表面点5可特别是通过采用一个权函数被聚集，使比如一个平均值被配属于该位置。其中，包括范围可能是如此选择的，即所有分量之和小于全部的点云。但是，较大的、造成与相邻的位置P重叠的覆盖范围广可替代地被选择，使几个表面点5是包含在多个分量中的。据此，实际状态的至少两个水平位置为额定状态的每个水平位置被考虑。每个位置待考虑的表面点5的量可特别是也可变地和与当时的表面结构有关地被成形。
图7示意地示出了用于发明的方法的控制指令的推导，其中一个松散的，其横截面通过表面点5的踪迹被代表的料堆在该出自地下工程的例子中被观察。一个点云的许多表面点许可其此外在可变形的表面的该式样中原则上不能被工程机械无变形地行驶的和据此不能被检测的表面的比现有技术的方法更好地被识别的分布。此外，在一种发明的方法中，材料的粒度和据此对凸起处D1的可达到的切除和对凹处D2的充填可从表面点5的竖直散布中被推导。实现在工程机械上的系统现可从点云或者踪迹中推导用于一个被用于处理表面的推土板8的切割刀的最佳高度H，使所需的处理过程的次数与现有技术的方法相比被减少。
图8以从多个被配属的表面点5的竖直散布中推导不同的平面的示意图的形式示出了点云的没被减少的信息内容的使用的另一实施例。如果一个待处理的或在处理中待考虑的面生长有植物9，则一个扫描过程大都提供一定量的既起因于土地的反射，也起因于植物9的，特别是起因于植物9的尖的反射的表面点。两个分量可比如从一个点云的表面点5中被选择，其中，一个第一分量A1包含对土地的测量并且一个第二分量A2包含对植物9的尖的测量。土地和植被的和不可接近的，应在水平面上或倾斜面上进行向其上拟合的范围的土地比如通过该评定被得到。因此，用于工程机械的控制指令借助对被植被的范围的土地颁的知晓被推导。除借助竖直散布或者高度值分离表面点外，一个附加的，表示特性的数值e可在测绘点云时被引入，使点云分离成分量借助该表示特性的数值变为可能。在不同的时刻或在不同的光谱范围中被接收的扫描或者扫描过程是这方面的例子，在所述的扫描过程中，时刻或光谱范围用作表示特性的数值。随后，配属于植物的表面点比如可根据其在光谱方面与土地不同的特性被分离。每个表面点5可通过该表示特性的数值的应用附加地被修饰。
图9示出了用于一个空中辅助地被测绘的点云的一个例子，为此，一个待处理的表面用一架飞机被飞越并借助利达被扫描。如此被测绘的点云随后可被用作原始实际状态。随后的更新或者是可通过重新的飞行或者是可通过处理的或辅助的器械在地上进行。以这种方式地上辅助地被得到的更新大部将只涉及点云的部分，使配合到全部的点云中是必要的。这样的配合可比如经由图形识别进行或也可在知晓每个表面点的绝对位置的或每个表面点的相对于一个基准点的相对位置的情况下直接进行。
在图10中示出了用于一个地上辅助地被测绘的点云的一个第一实例。视图覆盖一个具有多条钢轨和所属的架空线的轨道设施。在右部可识别出浓密的覆被。根据实际情况，用现有技术的方法检测轨道以下的或植被以下的土地会是不可能的，这是因为工程机械不能直接地被定位在轨道以下的或植被以下的土地上。此外，比如出于安全原因往往禁止与地基直接的和不断的接触。
图11说明了结构的可识别性和不用于空中辅助地被测绘的点云的一个第二实例中对控制指令的推导。一个具有路基10和一个左方邻接的斜坡11的有轨路段被示出，所述的斜坡11接有一个缓倾斜的，有结构的场地。在该实例中，一个行驶路径12应与有轨路段平行地被铺设，其中，该行驶路径12其高度分布应定位在路基10上。关系到部分有植被的斜坡11的最高点，一个侧方的最小间距须被遵守并且从行驶路径到斜坡11的过渡斜度应连续地被适配。届时，斜坡11的几个部位在铺设行驶路径12的同时被填实或者被修正。出于安全原因不能在有轨设施和斜坡11上行驶。
与现有技术的方法不同，推导使遵守这些额外条件成为可能的控制指令可借助被测绘的，也可在不可行驶的范围中更新的点云进行。如此，有轨设施的路基10比如被确定，具体的做法在于，所有可被配属于轨道的表面点先借助图形识别在考虑中被排除。相应的，近似于路基10的平面可通过点云的其余的分量被铺设。
按照发明，不同的，用于分离点云中的分量的评定法可相互结合，特别是在重复各个步骤的情况下相互结合。如此，轨道在图11中也可借助于其通过被金属造成的光谱的反射特性被分离或者所有推导路基10时的，处于一定的高度范围之外的表面点不被考虑。斜坡11可以相同的方式被与位于其上的覆被分离。用于分离的评定法特别是可在多个具有不同的分离能力或者阈值的通过流程中被应用，使逐步地选择和分离得以进行。
图12示出了不同的，用于测绘或更新可按发明使用的点云1c的系统。一个待处理的表面为推导控制指令以在其上要求和希望有一个控制指令的水平位置P的一个点阵网被覆盖。这些水平的位置P叠加有一个用作关于实际状态的信息载体的点云1c。该点云1c可通过一架飞机13或一个地上辅助的扫描器14被测绘或者被更新。如果存在一个代表实际状态的点云1c，则更新特别是在变更主要通过处理步骤有进展的情况下也可通过处理的器械或工程机械3进行。把一个行扫描器15安置在工程机械3的后部是一个有利的解决方案，其中，行扫描器15可沿垂直的方向或也可沿倾斜的方向扫描。据此，被工程机械本身变更的范围通过工程机械3被测绘并且为了更新被配合到点云1c中。然而，起先的点云1c也可原则上用一个如此装备的工程机械3被测绘，具体的做法在于，全部的、重要的范围被扫描和/或行扫描器15相应地被运动。
在附图中，模型、点云、表面和不同的器械是纯示意地表示的。大小比例或测绘的、存储的和分析的以及图象处理的或图形识别的细节不能从图示中被得出。只是举例地示出的表面点或现有技术的模型的点也代表复杂的结构或者点云中的表面点的较大的数量。
权利要求
1.用于控制一个变更表面的机械(3)的方法该方法具有步骤·提供关于一个待处理的表面的额定状态的信息，·通过一个作为空间的分布的离散离散的表面点(5)的点云(1c)提供关于该表面的实际状态的信息，·通过比较额定状态和实际状态推导用于机械(3)的控制指示，·按照被推导的控制指示控制机械(3)，其特征在于，在推导控制指示时，对于一个空间的位置(P)，额定状态和实际状态的比较考虑所述的点云(1c)的至少两个表面点(5)，特别是将所述的点云(1c)的至少两个表面点(5)相互关联。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，关于所述的空间的位置(P)的实际状态离散地被描述，其中，数个其关于所有空间位置平均大于1的表面点(5)是配属于每个空间的位置的。
3.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在推导控制指示时，对于额定状态的每个空间的位置(P)，额定状态和实际状态的比较考虑实际状态的至少两个空间的位置(P)的表面点(5)。
4.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少一个表面，特别是一个代表或近似实际状态的一个可能的、现实的表面的平面被配属于至少两个表面点(5)。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的，被配属的表面通过以下方法的至少之一被推导，·最小误差平方法，·模糊量法；·图象处理法，·图形识别法，·探试法。
6.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在推导控制指示时，至少两个被配属的表面点(5)的空间的差别被考虑，特别是，对于实际状态的每个空间的位置，高度差别被考虑。
7.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，提供关于所述的表面的实际状态的信息包含在上述方法的进行期间，特别是通过优选地作为利达扫描对一个被处理的表面段的扫描检测来更新所述的点云(1c)。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，提供信息时，把所述的、被处理的表面段配合到所述的点云(1c)中是通过以下方法进行的·图像处理方法和/或·图形识别方法和/或·扫描一固定点的绝对引用。
9.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的点云(1c)是由表面点(5)的不同的分量合成的，特别是其中，一个表示特性的数值，比如一个时标或一个光谱范围是配属于当时的分量的。
10.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，表面点(5)的被配属于空间的位置(P)的数量特别是在时间方面或在位置方面是可变的。
11.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的、被配属于空间的位置(P)的表面点(5)特别是通过一个权函数的应用被聚集。
12.作为在一个数据载体上记录的或以一个用于进行按照权利要求1至11之一所述的方法的数据信号的形式表现的计算机程序产品。
全文摘要
为了控制一台变更表面的机械，关于一个待处理的场地的额定状态和实际状态的信息被提供，为了所述的机械，控制指示从上述信息中通过对额定状态和实际状态的比较被推导。其中，关于实际状态的信息通过一个作为离散离散的表面点的空间分布的点云被体现。为了推导控制指令，对于每个水平的位置，点云中的分别至少两个表面点被考虑，使没被区别的信息被推导，比如也允许识别不同的平面的信息被推导。
文档编号G06T17/05GK1957145SQ200580016832
公开日2007年5月2日 申请日期2005年5月24日 优先权日2004年5月24日
发明者克莱门特·伍恩, 彼得·A·斯特格马尔, 克劳斯·施奈德, 马丁·尼克斯 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司