專利名稱：具有測量設備的道路攤鋪機的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求I前序部分所述的道路攤鋪機。
背景技術：
實際中已知的道路攤鋪機本質上包括牽引機，其可沿著作業區域在平面上運動，和熨平板，其提供用于鋪設道路路面。熨平板通常這樣安裝，使得其能夠通過牽弓I臂在牽弓I機上樞轉，該牽引臂剛性地連接到熨平板上。牽引臂的高度可以通過操作者控制，以將熨平板升高到相對于道路路面期望的水平上。這樣，可能以這樣的方式根據路基表面條件調節熨平板的位置，使得道路攤鋪機行駛過的路基的不平整得以抵消。這致使生成水平的道路路面層。目前，還采用記錄到基準的 距離的自動測量系統，以對其作出反應，盡可能快地產生用于確定熨平板位置的找平信號。用于這樣的測量系統的可以是例如機械傳感器，其這樣安裝在可移動的熨平板上，使得它們與在新鋪設道路路面前面的平面的表面接觸，以根據其及時地記錄不平整。然而這樣不利的是，機械傳感器只能夠記錄硬的路基上的不平整，因為這樣的傳感器不能夠對軟的，例如沙質的路基的不平整作出響應。而且，對于機械傳感器可能的是，其滑過平面，撞到位于周圍的物體，從而使傳感器受到損壞。機械傳感器同樣必須周期性地維護，且它們對污物和濕度敏感。作為機械式、接觸測量設備的替代，實際中也采用了非接觸式測量系統，以記錄到平面的距離。這樣的測量系統例如包括光學和聲學傳感器系統。根據筑路中的其他技術，基準繩沿著鋪設段用作距離測量的基準。測量頭和基準繩之間的距離由此記錄，以使得推斷道路表面上的不平整并相應地進行熨平板的找平成為可能。然而沿著鋪設段附接基準繩非常費力并要求大量時間。而且可能的是，通常為普通繩子的基準繩由于吸收濕氣而在橫跨的段上下垂很多，使得記錄用于找平的距離值不準確。為對熨平板找平，實際中還采用了旋轉激光器，它們這樣作為外部基準放置，在熨平板合適的高度調節的情形下，使得它們橫跨的激光旋轉場能夠通過設置在道路攤鋪機上的接收器接收。如果在道路攤鋪機上的接收器不再接收到旋轉激光器的旋轉激光場，則調節熨平板的高度。然而這里不利的是，旋轉激光器必須沿著鋪設段重復地重新放置，為此需要額外的操作人員。

發明內容
在前面所述的用于距離測量的系統的情形下，平面不平整的記錄可能只是在有限的程度內。因此本發明基于改進道路攤鋪機的目的，以簡單、建設性的技術手段實現鋪設改進的道路路面層的效果。該目的通過權利要求I的技術特征而實現。本發明改進的其他發展通過從屬權利要求的技術特征而給出。本發明涉及道路攤鋪機，其具有可在平面上沿著作業區域運動的牽引機，還具有提供用于鋪設道路路面的熨平板。根據本發明的道路攤鋪機還包括測量設備，其這樣構建，使得其記錄表面并產生表示該表面的虛擬點云(virtual point cloud)。記錄的表面可以米用點云描述，由此點云相對于測量設備在三個空間維度上延伸，以描述表面的空間表不。點云由此包括多個點，每個點通過3D坐標限定。為了表面的空間描述，本發明提出，點云的至少一對點對齊在第一方向上，優選地是在行進方向上，而點云的至少另外一對點設置為與第一方向成角度，優選地是與行進方向成角度。通過以點云的形式記錄表面條件，可能的是，采集有價值的信息，這些信息可以用于產生不同的運行設置。本發明提供了必要的技術優點，使得不平整，例如道路輪廓中的橫向和縱向傾斜，能夠得到有意義地和精確地記錄。結果，不同運行參數的設置，例如找平信號，可以反應于攤鋪機在其上運動的路基而得以改進。本發明同樣不受惡劣天氣的影響，并為現在已知的該類設備提供了經濟、低維護的選擇。此外，該測量設備操作簡單，可以無需付出大的努力就安裝到道路攤鋪機上。而且，由于本發明，可能的是，免除了形成用于記錄道路行進中橫向傾斜的其他測量裝備。 在本發明有利的實施方式中，點云限定出平面區域和/或道路路面的表面條件。區域的測量由此可以延伸跨過變化的長度和變化的寬度，從而使得記錄的表面部分具有不同的尺寸。還可能的是，調節區域的測量到期待的平面的表面條件，從而使得例如在不平整的鋪設區域的情形下可能選擇區域的測量，用于這樣提前確定表面條件，結果是可能描繪出足夠大的點云。另一方面，可能有利的是，尤其是在彎曲的鋪設運行的情形下，選擇較小的區域測量，以確定表面條件。在本發明的其他實施方式中，測量設備包括過濾單元，其構建用于從點云中過濾出極端3D坐標。這樣可能的是，丟棄不期望的物體的記錄。當產生的點云記錄牽引機或熨平板的部分時，這可能尤其有利。這樣同樣可能的是，過濾出突出到點云內的組件。最后，可能的是，可以將在點云的記錄范圍中的操作人員過濾出測量結果。為了點云尤其可靠的記錄，測量設備包括3D掃描器。這優選地包括至少一個光學傳感器，其提供用于記錄到記錄表面的距離。在本發明改進的實施方式中，3D掃描器是具有至少一個激光傳感器的激光掃描器。激光掃描器適合用于甚至惡劣天氣下，并確保點云的精確記錄。3D掃描器優選地包括至少一個可移動的反射鏡，以反射至少一個光學傳感器的光束。由此可想到的是，可移動的反射鏡可以通過預定的運動順序得到控制，從而使得反射的光束，優選地是激光束，運行跨過表示點云的預定區域。為了更快地記錄點云，可以提供多個可移動的反射鏡，以這樣反射不同的激光束，使得點云能夠得以描述。點云的區域優選地可以通過至少300個激光掃描點限定出。由于該激光掃描點的數量，可能的是，產生有意義的表面圖像，即點云，以檢測記錄表面上的不平整。作為3D掃描器的替代，通過可移動的反射鏡，為測量設備配備多個激光傳感器，它們這樣設置在矩陣中，即在傳感器支撐中，使得它們發射跨過預定區域的激光束，以產生點云。同樣可能有利的是，測量設備可移動地設置，從而使得其通過預定的運動順序將激光束引導跨過用于產生點云的區域。測量設備的運動由此能夠確保激光傳感器的激光束按順序線性地撞擊需要記錄的表面，平行地對齊，或測量設備可這樣運動，使得激光束從外面向內地或從里面向外地記錄該區域。
在本發明的其他實施方式中，道路攤鋪機包括控制器，其連接到測量設備。控制器優選地構建用于將通過測量設備記錄的點云轉換為相應的信號，以通過其控制道路攤鋪機的特定運行功能。然而，控制器優選地構建用于將通過測量設備記錄的點云轉換為至少一個找平信號。該找平信號可以用于作動道路攤鋪機的找平缸，從而使得熨平板的運動能夠得以開展。通過點云空間地記錄的不平整因此影響找平信號的產生，以運動熨平板。結果可能的是，尤其在不平整的道路上鋪設平整的道路路面。在其他實施方式中，測量設備包括保持元件，通過其，測量設備能夠安裝到道路攤鋪機上。為了通過不同尺寸的點云使記錄成為可能，保持元件可以這樣形成，使得其能夠例如這樣調節高度，使得其可伸縮地延伸，以將測量設備設置在不同高度。對于點云區域尤其有用的測量可以通過在平面之上多至10米距離處設置測量設備。在尤其有利的實施中，測量設備構建用于調節點云和通過實時記錄從其獲得的參數設置。如果參數設置這里涉及找平信號的產生，那么這可以在沒有時間延遲的情況下對路基中的不平整作出反應。
而且可能的是，在本發明的實施方式中，在行進方向上看，至少一個測量設備提供在道路攤鋪機的左側和/或右側。這樣可能的是，產生多個點云，通過其，平面的或道路路面的表面條件可以得以描繪。然而有利的，測量設備這樣構建，使得其為在沿著作業區域的左側和/右側的區域產生點云。例如，有利地，可以在熨平板的短距離內在作業區域中記錄點云。還可能的是，采用一個或多個記錄的點云，平均值可以通過控制器產生，以采用該產生的平均值產生信號，用于道路攤鋪機的進一步的運行功能。這提供了技術優點，即在準備運行參數時，多個表面部分被考慮在內。測量設備還可以這樣構建，使得其為與作業區域的部分部分重疊的區域產生點云。由此不管點云是否重疊熨平板的區域，牽引機的區域，或者出現在道路攤鋪機上的其他技術裝置。結果，測量設備可以尤其靈活地用于道路攤鋪機上。然而，測量設備優選地設置在可移動的熨平板上，尤其是在支撐熨平板的牽引臂上。然而，另一方面，測量設備還可以設置在道路攤鋪機的牽引機上。為了記錄尤其大的區域上的不平整，測量設備可以這樣構建，使得其在包圍道路攤鋪機的區域上產生點云。因為可能掩蔽出(mask out)極端3D坐標，即在該情形下的牽引機和熨平板，可能的是，通過在道路攤鋪機的左或右或前面或后面的點云的表面部分描繪有意義的結果，由此該結果表示出作業區域的表面條件。根據本發明有利的實施方式，測量設備形成用于通過脈沖持續時間、與基準相比的相位差或通過光束的三角測量而記錄表面的3D坐標。這樣，測量設備和表面之間精確的距離測量成為可能。


根據本發明的實施方式基于附圖而描述。其中圖I表示根據本發明具有測量設備的道路攤鋪機；圖2表示用于根據本發明的道路攤鋪機的測量設備；和圖3表不描述表面條件的點云。
具體實施例方式圖I表示根據本發明在行進方向F上的道路攤鋪機I。該道路攤鋪機I包括具有底盤3的牽引機2，其在平面4上運動。該道路攤鋪機I還包括通過牽引臂6以可移動的方式連接到道路攤鋪機I的牽引機2上的熨平板5。新的道路路面7通過熨平板7鋪設在平面4上。平面4，即路基表面，即使在圖I中描述為平整的，但在實際中存在不平整。道路路面7具有平整的表面，即使位于其下面的平面4是不平整的。這可以通過熨平板5合適的找平而實現，如同將在下面描述的。測量設備8安裝到道路攤鋪機I的牽引臂6上。該測量設備8構建用于記錄平面4的三維表面部分9 (參見圖2)。測量設備8在距熨平板5短距離處安裝在牽引臂6上。測量設備8形成用于通過記錄的三維表面部分9而記錄平面4的不平整，以便從其確定鋪設過程中道路攤鋪機的特定運行參數。例如，可能的是，采用三維記錄的表面部分9，找平信號可以通過測量設備8產生以用于控制熨平板5，由此找平信號能夠導致熨平板5的位置重新定位。圖2表示測量設備8，其安裝在圖I所示的道路攤鋪機I的牽引臂6上。圖2的測量設備8構建用于記錄平面4的表面部分9。該表面部分9限定出各部分中平面4的表面條件。表面部分9通過長度a和寬度b限定出。測量設備8形成用于改變表面部分9的尺寸。為此，可以在測量設備8上進行設置，以建立長度尺寸a和/或寬度尺寸b。虛線光束10還在圖2中示意性地示出，由此這些光束從測量設備8指向表面部分9的角點。光束10在它們之間圍出角度α和β，由此根據測量設備8相對于平面4的高度位置，可以為表面部分9記錄期望的尺寸。如圖2所示，角度α可以是30°，而角度β可以是40°。測量設備8，其主要形成激光掃描器14，構建用于記錄平面4在表面部分9內的三維擴展，以確保表面的空間描述。圖2還表示測量設備8設置在平面4之上高度A處。高度A是可變的，由此測量設備8可以支撐到路基上方多至10米處。測量設備8例如可以通過未示出的保持器設置在10米高度處。為了示意性地再現平面4上的不平整，圖2表示立方體形狀的物體11，其放置在表面部分9上。該測量設備8構建用于記錄物品11。盡管圖2中的不平整示出為立方體形狀，平面4上的不平整可以具有任何形狀。平面4上的不平整可以例如包括道路攤鋪機I在其上移動的路基的縱向或橫向傾斜。同樣地，壺穴(potholes)或長形地面下沉或地面隆起可以得到記錄。
測量設備8構建用于產生虛擬的、網狀的點云12，其在圖3中示出。該點云12描述了三維條件下的表面部分9。點云12相對于測量設備8在三個空間維度中延伸，以確保平面4表面的空間描述。為此，點云12包括多個點13，其通過3D坐標相對于測量設備8限定出。為了確保表面的空間描述，點云12的至少一對點在任意第一方向上，優選地在行進方向F上對齊，且點云12的至少另外一對點與第一方向成角度地對齊，優選地與行進方向F成角度。測量設備8形成用于通過點云12記錄在表面部分9內的不平整，以建立道路攤鋪機I的專門的運行參數，例如用于控制熨平板5的位置的找平信號。
權利要求
1.道路攤鋪機(I)，其具有可在平面(4)上沿著作業區域運動的牽引機(2)，具有提供用于鋪設道路路面(7)的熨平板(5)和具有構建用于記錄表面的至少ー個測量設備(8)，其特征在于 所述表面能夠通過測量設備(8)描述為點云(12)，其中所述點云(12)相對于測量設備(8)在三個空間維度上延伸，以確保表面的空間描述，還包括多個點(13)，每個點通過3D坐標限定出，其中點云(12)的至少ー對點對齊在第一方向上，且點云(12)的至少另外ー對點與第一方向成角度地設置。
2.根據權利要求I所述的道路攤鋪機，其特征在于，所述點云(12)限定出平面(4)和/或道路路面(7)的區域的表面條件。
3.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在干所述測量設備(8)構建用于從點云(12)中過濾出極端3D坐標。
4.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在干所述測量設備(8)包括3D掃描器(14)，以記錄點云(12)。
5.根據權利要求4所述的道路攤鋪機，其特征在于所述3D掃描器(14)包括至少ー個光學傳感器(15)。
6.根據權利要求4或5所述的道路攤鋪機，其特征在于所述3D掃描器(14)是具有至少ー個激光傳感器的激光掃描器。
7.根據權利要求4-6中任一項所述的道路攤鋪機，其特征在于所述3D掃描器(14)包括至少ー個可移動的反射鏡。
8.根據權利要求4-6中任一項所述的道路攤鋪機，其特征在于所述測量設備(8)包括設置在矩陣中的多個激光傳感器。
9.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在于控制器(16)，該控制器連接到測量設備(8)上。
10.根據權利要求9所述的道路攤鋪機，其特征在干所述控制器(16)構建用于將通過測量設備(8)產生的點云(12)轉換為至少ー個找平信號。
11.根據權利要求10所述的道路攤鋪機，其特征在于所述找平信號提供用于控制熨平板(5)的運動。
12.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在于在行進方向(F)中看，一個測量設備(8)設置在道路攤鋪機(I)的每側、左側和/或右側上。
13.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在于所述測量設備(8)構建為使得其在沿著作業區域的左側和/或右側為區域(9)生成點云(12)。
14.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在于所述測量設備(8)構建為使得其為與作業區域的部分部分重疊的區域(9)生成點云(12)。
15.根據在前任ー權利要求所述的道路攤鋪機，其特征在于所述測量設備(8)形成用于通過脈沖持續時間、與基準相比的相位差或通過光束的三角測量而記錄表面的3D坐標。
全文摘要
道路攤鋪機(1)，其具有可在平面(4)上沿著作業區域運動的牽引機(2)，具有提供用于鋪設道路路面(7)的熨平板(5)，還具有構建用于產生點云(12)的至少一個測量設備(8)，所述點云(12)描述了平面(4)的表面的三維條件。
文檔編號E01C23/01GK102953312SQ20121029971
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月21日 優先權日2011年8月22日
發明者阿希姆·奧伊爾 申請人:約瑟夫福格勒公司