JPH09508991A - ワークサイトで使用される圧縮成形用機械の操作のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ゴミ処理地、地面又はアスファルト用の圧縮成形機のような、ワークサイトに関して、サイトの材料を目標値まで圧縮成形する圧縮成形機械の操作のための方法と装置である。サイト(12)の圧縮成形の目標値を表わす第１モデル(420)とサイト(12)の圧縮成形の実際値目標値を表わす第２モデル(430)が、デジタルデータ格納用設備(126)に格納される。機械(10)は、サイト(12)に関して機械(10)の圧縮成形用部分の位置を３次元空間で判定する位置受信機を備えている。ダイナミックなデータベース(124)が、機械位置情報を受信し、第１及び第２のサイトモデル(420,430)の圧縮成形の程度の差異を判定し、更に、サイト(12)の圧縮成形の程度の実際値を目標値と一致させるように機械の操作を指示するためのその差異を表す信号を生成する。一実施形態において、機械の位置と第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異を表す信号は、機械(10)がサイト(12)上を作業しているときに、リアルタイムで更新されるオペレータディスプレイを生成するために使用される。また、第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異を表す信号は、機械(10)の全自動又は半自動の操作のために、送信されるものであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 ワークサイトで使用される圧縮成形用機械の操作のための方法と装置 技術分野 本発明は、ワークサイトの表面を圧縮成形する(compacting)ための機械の操作 に係わり、特に、その機械により目標値に向かって変更されるようなワークサイ トの圧縮成形の程度をまとめて表すデジタルデータの生成と使用に関する。この 明細書において使用されている“圧縮成形用機械”及び他の類似した語は、ゴミ 処理地、地面及びアルファルト用の圧縮成形機のような車輪を備えた自走式移動 機械を意味している。なお、この機械は、(1)フレーム上にエンジンのような原 動機を備えてワークサイト上を移動し、このエンジンがフレームを支持している 車輪を駆動し、更に(2)車体の支持及び圧縮成形用ツールとして機能する車輪又 はローラーのフレームを設けた結果ワークサイト上を圧縮成形する能力を有する 。 背景技術 優れた且つ強力な圧縮成形用機械が開発されているが、ゴミ処理地、建設現場 道路のようなワークサイトでゴミ、地面又はアスファルトのような材料を適当に 圧縮成形する場合には、依然として時間がかかり大きな労力が必要であった。例 えば、ゴミ処理地のゴミや廃棄物のような圧縮成形されるべき材料は、典型的に は、非圧縮状態でサイト上に広がっているため、圧縮成形の程度が所定の目標値 となるまで、圧縮成形機により繰り返し横切られなくてはならない。通常の圧縮 成形機は、１以上の重い圧縮成形用の車輪又はローラーを備えており、それらの 経路内の材料を圧縮成形している。材料が目標の圧縮成形状態に達したか否かは 、圧縮成形用車輪がその領域上を通過した回数又は未圧縮形成のレベルからの標 高の変化により判定される。 今日まで、圧縮成形作業は、機械のオペレータ及び監督者の直観的なベースに よりほとんどモニターされ且つ制御されており、更に、圧縮成形の操作及びサイ トの全体の地形の測定とモニターは、静的に実測と物理的なマーカーを用いて行 われている。例えば、目標値に対してサイトの材料を圧縮形成するために必要な 通過回数を経験的に決定した後、オペレータは、サイト上を圧縮成形機を前後方 向に駆動させ、圧縮成形の程度が目標値に到達したときに、記憶、感覚、目視に よる観察及び色付きの支柱や同様な物理的目印により、測定を行う。このような プロセスは、サイトに新たな未圧縮形成材料が頻繁に追加された場合には、複雑 となる。新しい材料が、サイト上に追加される度に、その領域のその前の圧縮成 形作業は消され、オペレータは、圧縮形成されたその領域で作業を開始しなけれ ばならない。オペレータが圧縮成形作業中に、新しい材料が追加される前にサイ トが均一に圧縮成形されていなかったり、材料がサイトの一部にのみ追加された ような場合には、圧縮成形作業が均一に且つ効果的にモニターされて終了するこ とが困難となる。 未圧縮成形材料とサイトが、圧縮成形の目標値と目標となるサイトの地形とど の程度一致しているかをより正確に知るために、監督者や実測作業者が、ときど き、圧縮成形及び作業されたサイトの量を確かめ、その後、サイトの支柱や目印 及びサイトモデルをマニュアルにより更新する。圧縮成形機のオペレータや監督 者は、これらの確認を行って時間の間では、作業のリアルタイムの進展状況をモ ニターし測定する真の正確な方法を有さないのである。 従って、最も熟練し経験のあるオペレータでさえも、広いランドサイトを圧縮 成形する際には、効率の上で限度があり、効率的に行うことが困難であった。こ のような困難性は、サイトの圧縮成形作業においてリアルタイムの進展が成され ているかについての大規模且つ詳細な情報がないことにその一部が起因している 。 発明の開示 本発明は、ワークサイト上の材料を目標値に向けて正確且つ効率的に圧縮成形 するために、圧縮成形用機械を操作する際の長く存在していた問題を解決するよ うなしたものである。本発明は、オペレータにサイト上の物理的なマーカーで示 す必要性がなく、燃料補給のような必要性によりのみにより作業が中断し、さら に、作業者に最低限の必要性しかないような圧縮成形作業を達成する。 一般的に、本発明は、デジタルデータの格納／検索／処理の設備により達成さ れる。ここで、この設備自体は、圧縮成形用機械に搭載されているか又は機械か ら離れて配置されており、また、サイトの圧縮成形の目標と共に与えられたいか なる時刻のサイトのデジタルモデルを格納し、実際に生成し、修正するために、 例えば、無線リンクにより圧縮成形用機械に接続されている。 本発明は、圧縮成形用機械即ちその圧縮形成用の車輪やローラーの３次元空間 における正確な位置を、例えば、機械がサイト上を移動し圧縮成形する際に、そ のデジタルモデルを機械がサイトを横切るときに１地点毎にまたリアルタイムで 更新するために、リアルタイムで正確に判定することができる機構を更に有する 。後述するように、本発明の好適な実施形態は、目標物を３次元の空間において センチメートルの精度で正確に見つけ出すことができる位相差ＧＰＳ（世界的位 置検出用システム）(global positioning system)受信システムを使用している 。 本発明は、目標サイトモデルを連続的に更新される実サイトモデルと比較し且 つ実サイトモデルを目標サイトモデルと一致させるためにサイト上の多数の座標 の各々で必要な圧縮形成の程度を表す信号を生成する手段を更に有する。これら の信号は、その瞬間において、圧縮成形用機械上で又は機械から離れた位置で、 サイト全体の少なくともその実体的部分に関する情報を伝達する座標軸内且つリ アルタイムで、機械の実際の進展状況に関してオペレータに知らせるためにリア ルタイム表示を提供する。後述する他の実施形態において、目標サイトモデルと 実サイトモデルとの差異を表す信号が、機械自身のリアルタイム自動制御装置即 ちその一部分又はその両者に対して適用される。 好適な実施形態において、位置判定用機構であるシステムの少なくとも一部分 は、圧縮形成用機械がサイトを横切るときにその圧縮形成用機械上で搬送される 。 本発明の他の観点によれば、本発明は、移動式サイト圧縮成形機械の作業を指 示する方法であって、この方法が、サイトの圧縮成形の程度の目標値を表す第１ サイトモデルとサイトの圧縮成形の程度の実際の値を表す第２サイトモデルとを 生成してデジタルデータ格納及び検索手段に格納する工程と、その後、圧縮成形 機械がサイトを横切って圧縮成形するときにこの機械の３次元空間内の瞬間の位 置をリアルタイムで表すデジタル信号を生成する工程と、第１モデルと更新され た第２モデルとの差異を判定する工程と、更新された第２モデル第１モデルと一 致するようにこの差異により機械の操作を指示する工程と、を含む。 一実施形態において、機械の操作を支持する工程は、ワークサイトに関するそ の圧縮成形用機械の瞬間位置、サイトの圧縮成形の実際の程度を第１モデルに一 致させるために必要な変更、第１モデルの実現に向かって成されている進展をオ ペレータに表示することにより、実行される。 他の実施形態において、機械の操作を支持する工程は、機械の動作位置や方向 を制御するための電子式油圧アクチュエータを介した動作により、全自動又は半 自動により、実行される。 一実施形態において、位置判定用手段の少なくとも一部は、機械がサイトを横 切るときに圧縮成形用機械自身上で搬送される。以降でより詳細に説明するよう に、本発明の装置及び方法は、種々の形態により達成され得る。デジタルデータ 格納及び検索設備は、更新及び差分手段と同様に、一体的な包括的オンボード機 械システムの一部として機械に搭載され搬送されるものでもよい。または、これ らの手段は、ビジュアルディスプレイ信号又は機械への自動制御信号を発信し且 つ作業中に機械からの位置及びサイト情報を受信する設備の近く即ちサイトから 離れた位置に配置されるものであってもよい。 以降で詳細に説明するように、圧縮成形用機械は、ゴミ処理地、地面又はアス ファルトを圧縮成形するために用いられるような車輪付き又はローラータイプの ものでもよい。 好適な実施形態において、本発明の方法及び装置は、位相差ＧＰＳ受信システ ムを用いる世界的位置検出用人工衛星から得られた３次元位置情報を利用するこ とにより実現される。このようなＧＰＳ受信機は、世界的位置検出用人工衛星か らの信号と既知の位置座標のローカルな基準受信機からの差分信号とを利用して いる。従って、本発明の実施形態において使用される装置は、ＧＰＳとローカル の両方の信号を受信する能力を備えたＧＰＳ受信機を有し、更に、測地学的に実 測されたサイトでのローカルな基準信号が利用できない場合は、ローカルデータ 処理装置に修正信号を供給する一時的に測定された差分用受信機／送信機を有し ている。または、機械に搭載された受信機からの情報との比較及び補正のために 、生の位置信号を基準受信機からローカルデータ・プロセッサに送信することも 可能である。 本発明の他の観点によれば、ゴミ処理地、建設サイト及び道路のようなサイト 上の圧縮成形作業を実行する際に使用されるディスプレイを正確に生成して制御 するための手段が提供される。ここで、このディスプレイは、ディスプレイのユ ニット（単位）領域がＧＰＳ受信機とデジタル処理システムのサンプリング速度 と対応している場合又はしていない場合に増分（インクリメント）ベースで圧縮 成形用機械により成された進展状況を正確に表示するためのものである。後述し るように、サイト即ちサイトの実際的に表示可能な部分は、ユニット領域の連続 的なマトリックスにさらに分割される。このユニット領域のサイズは、圧縮成形 用機械がＧＰＳ受信機とデータ処理設備のサンプリング速度より大きい速度でこ れらのユニット領域を横切ることができるようなサイズである。圧縮成形用車輪 やローラの物理的なパラメータと寸法、及びそれらと機械及びそれらの移動経路 との関係を考慮したアルゴリズムが提供される。ディスプレイのユニット領域は 、後述するデジタル処理設備内にあるアルゴリズムに従って、ＧＰＳ受信機又は 他の位置検出用システム及びデジタル処理設備から得られた進展情報に基づいて 、充填され、色付けされ、修正又は他の方法により変更される。 本発明の一実施形態において、サイトに関する表示位置(position readings) の間で圧縮成形用機械のリアルタイム経路が、実際の幅以下の圧縮成形用車輪の 有効幅を判定し、且つその有効幅が横切るサイトモデルの各部分を更新する差分 用アルゴリズムを用いて判定される。好適な実施形態において、サイトを横切る ときの機械の瞬間位置は、サイトモデル上の一連の座標点として追跡される。座 標点が追跡される速度が、ユニット領域即ちグリッド要素上を機械が移動する速 度と同期していない場合には、差分用アルゴリズムが、座標点の間で機械の圧縮 成形用車輪により横切られるユニット領域を判定する。圧縮成形用車輪の有効パ ラメータは、実際のパラメータより少なく設定されることが好ましく、これによ り、車輪によりある程度まで実際に横切られたサイトのこれらの部分のみが、圧 縮成形用通過及び実サイトモデルと目標サイトモデルとの間の圧縮成形の程度に おける現在の差異を反映させるために、充填され、色付けされ、修正又は他の方 法により変更され、またはマークされる。 一実施形態において、第１サイトモデルは、サイト地形の所定の圧縮成形標準 であり、未圧縮成形状態の地形即ち材料を圧縮成形の目標値とするのに必要な圧 縮成形作業を表している。一実施形態における方法では、未圧縮成形材料を圧縮 成形の目標値とするために、所定の圧縮成形のための通過回数のような通過回数 の標準値を使用している。若しくは、この圧縮成形標準値は、未圧縮成形状態の レベから圧縮成形の目標値を示す所定のサイト面の標高の変化を含むものであっ てもよい。本発明のシステム及び方法は、新しい材料が追加され圧縮成形作業が 繰り返し行われることによりサイトが建設され即ち充填される際にも、サイトの 全地形をモニターし更新することができる。 一実施形態において、第２の即ち実サイトモデルが、標準的な従来のサイト実 測方法を用いてサイト面の実際の標高即ち地形を記録することにより最初に作ら れ、その後、特定のデジタル化データ処理システムの物理的なデータ処理要求に よりデジタル化されたそのような実測値のデータとなるようなものでもよい。若 しくは、実サイトモデルは、圧縮成形機械自身がサイト上を移動することにより 作られたものでもよく、又は、条件に適合する特別な機械及び／又は車両を使用 して作成されたものでもよい。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による圧縮成形用機械の位置検出及び制御を示す概略図である 。 図２は、本発明を実施するために、ＧＰＳ信号の受信及び処理に関連して使用 される装置を示す概略図である。 図３は、ＧＰＳ位置検出を用いる図２のシステムの一実施形態を示す詳細な概 要図である。 図４は、ワークサイト、圧縮成形用機械、及び本発明の一実施形態による位置 検出及び制御システムを示す概要図である。 図５Ａ−５Ｂは、本発明で使用されるような地形的なゴミ処理値のサイトモデ ルの例を示すグラフである。 図６Ａ−６Ｂは、ゴミ処理地の圧縮成形作業のために、本発明により生成され たリアルタイムのオペレータディスプレイを示している。 図７Ａ−７Ｉは、本発明によるダイナミックなデータベースを表すフローチャ ートである。 図８は、閉ループの自動機械制御システムを含む本発明のシステムを示す概要 図である。 発明の実施の形態 図１には、圧縮成形作業に用いられる本発明の方法が概略が示されている。既 知の３次元位置検出システム、例えば（これらには限定されない）、３−Ｄレー ーザー、ＧＰＳ、ＧＰＳとレーザーの組み合わせ、又はレーダーなどを使用して 、圧縮成形の位置座標が、機械がそのサイトを移動しているときに、ブロック１ ００で判定される。これらの座標が、一連の別個のポイントとして同時に１０２ の差分用アルゴリズムに供給される。この差分用アルゴリズムは、リアルタイム で、機械の位置と経路を計算する。そのサイトの地形の実際的で且つ望ましい程 度の圧縮成形のディジタル化されたモデルが、ブロック１０４でロードされ又は 格納される。なお、このブロック１０４は、アクセス可能なディジタル格納及び 検索設備、例えば、その場所の（ローカルな）ディジタルコンピュータである。 差分用アルゴリズム１０２は、１０４からのサイトのモデルを検索し、操作し、 更新し、さらに、新しい位置情報をブロック１００から受信したとき、リアルタ イムで実際のサイトのモデルを更新しながら、実際のサイトと望ましいサイトの モデルとの差異に関する動的なサイトのデータベースを１０６で生成する。この 動的に更新されるサイトのモデルは、この後、表示ステップ１０８においてオペ レータが使用可能となる。なお、この表示ステップ１０８は、人間が読み易いフ ォームでリアルタイムの位置、方向、及び地形／圧縮成形の更新値を提供する。 この表示からの情報を用いて、オペレータは、効率良くモニターでき、さらに、 １０９で、圧縮成形用機械のマニュアル制御を指示する。 付加的に又は代わりに、ダイナミックな更新情報が、１１０で、機械自動制御 システムに提供可能である。この機械自動制御システムの例としては、キャタピ ラー・インクが開発した電子式油圧制御システムがあり、このシステムは、種々 のポンプ、バルブ、油圧シリンダ、モーター／ステアリング機構、及び圧縮成形 用機械に使用される他の制御機器を操作するのに使用される。この電子式油圧制 御は、オペレータの提案した動作が例えば機械のオーバーロードであった場合に は、機械作業を最小限にし且つマニュアルによる制御を制限するように、オペレ ータを補助することが可能である。又は、ダイナミックなデータベースからのサ イトの更新情報を使用して、１又はそれ以上の機械操作システムの完全な自動制 御を行うことが可能である。 上述したことから明らかであるが、本発明の方法によれば、初期の実際のサイ トの地形を、それ以前に実測されていない地面上の圧縮成形用機械それ自身によ り、生成することができる。通常のパターンで提案されたサイト上を単に機械を 移動させることにより、現在の地形を判定することができる。サイトの初期の地 形が初期の３次元の基準としてひとたび確立されれば、実際の目標サイトモデル が、１０４でロードできる。目標サイトモデルは、サイト面上の材料の圧縮成形 の程度の目標値を意味している。実際のサイトモデル（実サイトモデル）は、圧 縮されていない状態と圧縮成形の目標値との間の、サイト材料の圧縮成形の程度 の実際の値を意味している。機械が圧縮成形動作の際にサイトを横切ったとき、 実サイトモデルがモニターされ、実サイトモデルが目標サイトモデルと一致する ように、１０６でリアルタイムで更新される。 図２には、本発明を実施するためにＧＰＳ信号の受信と処理との関係で使用さ れる装置が、ブロック図として示されている。この装置は、ローカル用の基準ア ンテナと人工衛星用のアンテナを備えたＧＰＳ受信装置１２０と、１２０からの 位置信号を受信するように結合されさらに差分用アルゴリズムを用いるデジタル プロセッサ１２４と、このプロセッサ１２４によりアクセスされ且つ更新される デジタル格納・検索用の設備１２６と、プロセッサ１２４からの信号を受信する オペレータ表示及び／又は自動機械制御１２８と、を有する。 ＧＰＳ受信システム１２０は、世界的な位置検出用人工衛星からの信号を受信 する人工衛星用アンテナと、ローカル用の基準アンテナを備えている。このＧＰ Ｓ受信システム１２０は、人工衛星用アンテナからの信号とローカル用の基準ア ンテナからの差分修正用信号を用いて、移動物体に対してセンチメートルの精度 で３次元の位置座標データを生成する。若しくは、ローカル用の基準アンテナか らの生データが、プロセッサ１２４に送信され、そこで、差分修正がその場所で 判定される。 この位置情報は、ＧＰＳ受信機１２０のが座標サンプル速度が許容するので、 リアルタイムベースでデジタルプロセッサ１２４に提供される。デジタル格納設 備１２６は、例えば、所定の圧縮成形の基準のようなサイトの圧縮成形の目標値 （目標となる程度）である第１サイトモデル（目標サイトモデル）と、例えば、 初期に実測された非圧縮成形されていないようなサイトの圧縮成形の実際の程度 である第２サイトモデル（実サイトモデル）を格納する。この実サイトモデルは 、ＧＰＳ受信機１２０からの新しい位置検出用情報を受信するとリアルタイムで アクセスされ更新されることが可能である。 デジタルプロセッサ１２４は、更に、連続的に更新される実サイトモデルと目 標サイトモデルとの差異を表す信号を生成する。これらの信号は、オペレータ表 示及び／又は自動機械制御１２８に供給され、実サイトモデルを目標サイトモデ ルと一致させるように、サイト上を動作中の機械に指示を与える。オペレータ表 示１２８により、実サイトモデルと目標サイトモデルとの差異を視覚的に１又は それ以上の方法により表し、これにより、必要な圧縮成形動作のために機械を走 行させる際にオペレータをガイドしている。 図３には、位置検出用基準信号のために動的ＧＰＳを使用する図２に示された システムの概略が示されている。ベース基準モジュール４０と位置検出用モジュ ール５０の両者が、サイトに関する圧縮成形用機械の３次元座標を判定し、一方 、更新／制御モジュール６０がこの位置情報をサイトのリアルタイム表示に変換 し、これが、機械を正確にモニターし制御するために使用可能である。 ベース基準モジュール４０は、静止ＧＰＳ受信機１６、この受信機１６から入 力を受信するコンピュータ４２、このコンピュータ４２に一時的又は永久的に格 納される基準受信機ＧＰＳソフトウエア４２、標準のコンピュータ・モニター・ スクリーン４６、及び、コンピュータ４２に接続されデジタルデータ流れを送信 可能なデジタル・トンランシーバタイプの無線機４８を備えている。図示の実施 形態では、ベース基準受信機１６は高精度のダイナミックなＧＰＳ受信機であり 、コンピュータ４２は、例えば、ハード駆動、８メガバイトＲＡＭ、２つの直列 通信ポート、プリンターポート、外部モニターポート及び外部キーボードポート を備えた４８６ＤＸのコンピュータであり、モニター・スクリーン４６は、受動 型マトリックス・カラーＬＣＤであり、さらに、無線機４８は、商業的に利用可 能なデジタル・データ・トランシーバである。 位置検出用モジュール５０は、マッチング・ダイナミックＧＰＳ受信機１８、 この受信機１８からの入力を受信するマッチング・コンピュータ５２、このコン ピュータ５２に永久的に又は一時的に格納されるダイナミックＧＰＳソフトウエ ア５４、標準のコンピュータ・モニター・スクリーン５６、及び、ベース基準モ ジュール４０の無線機４８から信号を受信するマッチング・トランシーバタイプ のデジタル無線機５８を備えている。図示された実施形態において、位置検出用 モジュール５０は、ワークサイト上を移動する圧縮成形用機械に搭載されている 。 更新／制御用モジュール６０は、図示された実施形態において同様に圧縮成形 用機械に搭載されており、位置検出用モジュール５０からの入力を受信する追加 のコンピュータ６２、コンピュータメモリーにデジタルで格納されロードされる １以上のサイトモジュール６４、同様にコンピュータメモリーに格納されロード されるダイナミック・データベース・更新モジュール６６、コンピュータ６２に 接続されるカラー・オペレータ・表示スクリーン２２を備えている。オペレータ 表示２２の代わりに若しくはこれに追加して、自動機械制御７０が、コンピュー タに接続可能であり、これにより、既知の全自動又は半自動の方法により機械を 操作する信号を受信する。 更新／制御用モジュール６０は、ここでは圧縮成形用機械に搭載されているが 、それらの一部又は全部の部分を遠隔地に配置させるようにしてもよい。例えば 、コンピュータ６２、サイトモデル６４、及びダイナミック・データベース６６ は、位置検出用モジュール５０とオペレータ表示２２又は機械制御用インターフ ェイス７０に、無線データリンクを介して接続可能である。位置決め及びサイト の更新情報は、表示又は機械に搭乗若しくは非搭乗のオペレータや監督者の使用 のために、機械へ又は機械から放送することが可能である。 ベース基準ステーション４０は、ワークサイトに関して知られている３次元座 標のある点に固定されている。受信機１６を介して、ベース基準ステーション４ ０は、ＧＰＳ人工衛星からの位置情報を受信し、基準ＧＰＳソフトウエア４４を 用いて既知の方法によりその時の誤差量である補正要素を得る。この補正要素は 、ベースステーション４０から無線リンク４８，５８を介して圧縮成形用機械の 位置検出用ステーション５０へ放送される。又は、生の位置データが、ベースス テーション４０から無線リンク４８，５８を介して位置検出用ステーション ５０へ送信され、さらに、コンピュータ５２により処理される。 機械に搭載された受信機１８は、人工衛星から位置情報を受信し、一方、動的 ＧＰＳソフトウエア５４は、受信機１８からのこの信号をベース基準４０からの 補正要素と組み合わせて、数センチメートル以内で、ベース基準４０とワークサ イトに関して受信機１８と圧縮成形用機械の位置を判定する。この位置情報は、 ３次元（例えば、緯度、経度、標高）であり、ＧＰＳシステムのサンプリング速 度に応じて１点毎のベースで利用可能である。 更新／制御用モジュール６０については、デジタル化された図面であるサイト のモジュールがひとたびコンピュータ６２にロードされれば、ダイナミックなデ ータベース６６がサイトの圧縮成形の実際の値（程度）と目標値（程度）との誤 差を表す信号を生成し、サイト地形に関してオペレータ表示スクリーン２２上に この差異を図示的に表示する。 位置モジュール５０から受信した位置情報を用いて、データベース６６は、サ イト上の機械の実際の位置と方向に対応して、ディスプレイ２２上に、サイト地 形上に重ね合わされた圧縮成形用機械の図示的アイコンを生成する。 位置検出用モジュール５０は、圧縮成形用機械がサイト上を移動する際に位置 座標点の間の時間／距離表示に帰着するので、本発明のダイナミックなデータベ ース６６は、区別用アルゴリズムを用いて機械の経路をリアルタイムで判定して 更新する。 サイトに関して圧縮成形用機械の正確な位置、サイトの圧縮成形の程度及び機 械の圧縮成形に関する進行度を知ることにより、オペレータは、直観的な感覚、 記憶や物理的なサイトのマークに頼ることなく、サイト上で圧縮成形用機械を操 作して圧縮成形することができる。さらに、オペレータがサイト上で機械を移動 させているとき、ダイナミックなデータベース６６は、モジュール５０から入っ て来る位置情報を連続して読み取り且つ操作して、サイトに関する機械の位置、 サイト上の機械の経路、及び機械の経路により影響を受ける圧縮成形の程度にお けるあらゆる変化を、ダイナミックに更新する。この更新された情報は、サイト の表示を生成するために使用され、さらに、圧縮成形用機械のオペレータに実際 の更新されたサイトモデルを目標サイトモデルと一致させるように指示する。 産業上の利用の可能性 図４には、建設サイト１２にある圧縮成形用機械１０が示されている。この図 ４に示された実施形態において、機械は、車輪付きゴミ処理地用圧縮成形機であ る。しかしながら、本発明は、サイト上を移動して原材料を圧縮成形することが できる全ての圧縮成形用機械に適用される。 圧縮成形機１０は、既知の油圧即ち電子油圧制御装置（図示せず）を備えてい る。図４に示す実施形態において、これらの制御装置は、例えば、ステアリング 及びモーターを制御する。圧縮成形機１０は、圧縮成形機の進行方向を制御する ２つの離れた前輪２６と、圧縮成形機１０の車体即ちフレームに関して固定され ている２つの離れた後輪２８を備えている。これらの圧縮成形機の車輪２６，２ ８は、幅広でスタッド付きの表面を有し、この表面により、既知の方法によりゴ ミ処理地の廃棄物や破片を圧縮成形することができる。圧縮成形機１０は、重く 、さらに、横切るときに車輪により原材料上に作用する圧縮成形力を増大させる ために、荷重をかけるようにすることもできる。 圧縮成形機１０は、機械の位置及び／又はその圧縮成形用の車輪の位置を高精 度で判定することができる位置決めシステムを備えている。この位置決めシステ ムは、図４の実施形態において、位相差ＧＰＳ受信機１８であり、これは、サイ トとの接触部分である車輪の踏み跡に関して固定された既知の座標で、機械上に 配置されている。機械に搭載された受信機１８は、図３に示すように、ＧＰＳ１ ８から位置信号を受信し、無線リンク４８，５８を介してベース基準１６から誤 差／補正信号を受信する。機械に搭載された受信機１８は、人工衛星からの信号 とベース基準１６からの誤差／補正信号の両方を用いて、３次元空間でその位置 を正確に判定する。他の方法として、生の位置データをベース基準１６から送信 し、これを機械搭載の受信システムにより既知の方法により処理し、同様な結果 を得ることもできる。動的ＧＰＳの情報及び本発明の使用に適したシステムが、 例えば、ハッチ(Hatch)に付与され1989年 3月14日に発行された米国特許第 4,81 2,991号明細書及び1990年10月16日に発行された米国特許第 4,963,889号明細書 に開示されている。ダイナミックＧＰＳや他の外部基準からの適した３次元 位置信号を用いて、受信機１８及び圧縮成形機１０の位置が、圧縮成形機１０が サイト１２上を移動する際、数センチメートル以内で１点毎のベースで正確に判 定される。図示の位置検出用システムを用いる座標点のサンプリング速度は、ほ ぼ１秒毎に１点である。 ベース受信機１６の座標は、ＧＰＳによる位置決めや従来の実測方法のような 既知の方法により決定可能である。さらに、米国や他の諸国において、空港のよ うな固定され国により実測されたサイトにＧＰＳ基準を設置するための手段が取 られる。サイト１２がこのような国により実測されたサイト及びそのローカルＧ ＰＳ受信機の領域（最近では約２０マイル）以内の場合、そのローカル受信機は 、ベース基準として使用可能である。選択的に、三脚に取り付けられたＧＰＳ受 信機１６のようなポータブル受信機及び再放送送信器が使用可能である。ポータ ブル受信機は、上述したように、その場所がサイト１２またはその付近で実測さ れる。 図４に示すように、圧縮成形機１０には、オンボード・デジタル・コンピュー タ２０が搭載され、これには、ダイナミック・データベースとカラー・グラフィ ック・オペレータ・ディスプレイ２２が備えられている。このコンピュータ２０ は、圧縮成形用位置検出情報を連続的に受信できるように、受信機１８に接続さ れている。ここで、コンピュータ２０、ダイナミック・データベース及びカラー ・グラフィック・オペレータ・ディスプレイは、必ずしも図示のように圧縮成形 機１０に搭載する必要はない。 図４の実施形態において、機械に搭載された受信機１８は、地面と接触する部 分である車輪の踏み跡から固定の既知の距離だけ離れた圧縮成形機１０の運転室 上に配置されている。実際にサイトの地形と接触しているのは車輪であるため、 受信機１８は、この標高差を考慮に入れて較正される。要するに、運転室に搭載 された受信機１８は、圧縮成形機が操作されるサイトの地形と同一のレベルにあ るとシステムにより感知されるのである。 圧縮成形機のサイトと接触する車輪から固定距離離れた位置で単一の位置検出 用受信機１８を使用することにより、効果的で且つ強固な取付構造となる。しか しながら、特定の用途においては、位置検出用受信機のために別の異なる取付構 造を採用することが好ましい。例えば、図６Ａのアイコン８２と方向指示器１８ によりディスプレイ２２上に示されたサイト面に関する圧縮成形機の今の方向は 、受信機１８のサンプリング速度と機械の方向変化に基づく少しのタイムラグ・ ベクトルによりズレでいる可能性がある。１つの位置検出用受信機１８がトラク ター（圧縮成形機）に搭載されている場合、機械が効果的に１つの受信機の回り を旋回するので、１つの点における機械の方向は、判定できない。この問題は、 機械上に第２の位置検出用受信機を方向基準点のために第１の受信機から離して 配置することにより解決される。 さらに、図４における車輪２６，２８と運転室に搭載されたＧＰＳ受信機１８ との距離により、車輪がサイトを圧縮成形しているとき、車輪の位置を分析する 際に少しのリアルタイムのズレが生じる。ほとんどの場合、この遅れは、ＧＰＳ の位置が車輪に近接して先行するか追従しており、さらに圧縮成形作業がほぼ一 致しているので、無視できる。しかしながら、より大型の機械では、図４で仮想 線で示したように、１以上の車輪と直接的に整合する１以上の受信機１８ａを設 けることが好ましい。 図５Ａと図５Ｂに示すように、図示されたゴミ処理サイトは、事前に実測され 、平面的に所期のゴミ処理サイトの地形を示す詳細な地形の青写真（図示せず） が提供される。このように光学的実測及び他の技術を用いてゴミ処理サイトや建 設サイトのようなサイトの地形の青写真を製作することは、周知技術である。複 数の基準点がサイト上のグリッドの上にプロットされ、さらに、その後、青写真 上にサイトの輪郭線を生成するためにこれらの基準点が接続され且つ充填される 。基準点の数が多いほど、詳細なマップになる。 地形的なサイトのデジタル化された２次元又は３次元のマップを作るために、 システムやソフトウエアが現在利用可能である。例えば、地形的な青写真を、図 ５Ａの３６により示す最初に実測されたゴミ処理の地形の３次元のデジタル化モ デルに変換することができ、また、同様に、例えば、図５Ｂの３８により示す埋 め立てゴミが十分に充填された後のようなその後のサイトの地形の３次元のデジ タル化モデルに変換することができる。このサイトの輪郭線は、既知の方法によ り、均一なグリッド要素３７の基準グリッドにより上からかぶせられる。デジタ ル化されたサイト面を、種々の角度（例えば、平面やプロフィール）から２次元 的又は３次元的に見て、重ね合わせ、さらに、充填即ち圧縮成形される必要があ るサイトの領域を示すためにカラー符合化することも可能である。 しかしながら、サイトが実測され、さらに、機械のオペレータ及び彼らの監督 者が紙の青写真又はデジタル化サイトの図を見て作業をしているが、従来のやり 方では、単にゴミ処理地に材料を加えて、感覚的、記憶により及び／又は物理的 な目印により、圧縮成形作業をモニターしている。このプロセスの間、オペレー タの進行具合は、均一な満足すべき圧縮成形が達成されるまで、定期的にチック され、静的でステップバイステップな方法により圧縮成形作業が調整される。こ のようなマニュアルによる定期的な更新とチェックを行うことにより、多くの労 働力が必要で、多くの時間がかかり、目標とするものより劣る結果を得ることな る。 しかしながら、日数が立ち作業が進行することにより青写真やデジタル化サイ トモデルを訂正する必要があるときには、サイトを、再び、静的に実測し、青写 真やデジタル化サイトモデルを非リアルタイムでそのズレをマニュアルにより修 正しなければならない。 このような従来技術は、モニターし、静的実測を行い、方法を更新するため問 題があるが、本発明は、正確な３次元位置決め及びデジタル化されたサイトの地 図作成を、ダイナミックに更新されるデータベース及びリアルタイムのモニター とサイト１２と圧縮成形機１０の制御と、統合させたものである。このダイナミ ックなサイトのデータベースは、サイトの地形の圧縮成形の程度に関して実サイ トモデルと目標サイトモデルとの差を判定し、位置検出用受信機１８からサイト １２に関してコンピュータ１０のために動的ＧＰＳ位置検出情報を受信し、ディ スプレイ２２上にオペレータに対してサイトモデルと現在の機械位置の両者を表 示し、さらに、センチメートルのレベルで測定された精度でリアルタイムで実際 のサイトモデル、機械位置及び表示を更新する。従って、オペレータは、現場で 、リアルタイムの圧縮成形作業を行う上で先例のない知識と制御を達成し、さら に、実質的に中断、又はチッェクやサイトを再実測の必要性なく、業務を終了さ せることができる。 次に、図６Ａ−６Ｂ及び図７Ａ−７Ｉには、ゴミ処理地の圧縮成形作業に適用 された本発明が示されている。 例えば、ゴミ処理、地面、又は生アスファルトなどを機械により圧縮成形する 際には、圧縮成形作業は、典型的には圧縮成形されるべき表面上を圧縮成形機が 通過した回数の関数に基づいて完了する。この圧縮成形の目標となる程度は、例 えば、未圧縮成形材料のテスト領域上を圧縮成形機を走らせて、適当な通過回数 の標準値を経験的に決定することにより、決定することができる。図示した例に よるゴミ処理地の圧縮成形作業においては、スタッド付きのローラーや車輪を備 えた大型で大重量の圧縮成形機のような機械が、ゴミ処理地の一部分上を通過し て、その地方の圧縮成形規則又は正常な圧縮成形の実務に基づいて、ある程度ま で新しい廃棄物を圧縮成形する。そのため、圧縮成形機のオペレータは、以下の 事項を知ることが重要である。即ち、オペレータがゴミ処理地のサイトの与えら れたユニット領域であるグリッド要素の上にいるか否か、圧縮成形機がサイト上 の与えられたグリッド要素の上を何回通過したか、サイト上のグリッド要素内で 連続的に材料が圧縮成形された広さ、さらに、最後の圧縮成形機の通過以降に非 圧縮成形の材料が特定のグリッド要素に加えられたか否かである。 圧縮成形作業の開始時には、実サイトモデルは、最初に非圧縮成形状態のサイ ト地形の３次元の実測値であるマップ、例えば、ごみ処理地に適用された図５Ａ のデジタル化された３次元のサイトモデルを有している。圧縮成形作業が進行す るにつれて、実サイトモデルは、サイトの面上の材料の圧縮成形の実際の程度を より具体的に有するものとなる。ここで、圧縮成形の実際の程度は、例えば、圧 縮成形機の通過回数及び／又は標高の変化により測定される。実サイトモデルは 、新しい材料が加えられたとき又は古い材料がさらに以前の状態から圧縮成形さ らたとき毎に変化するようなダイナミックさを持っている。 目標サイトモデルは、サイトの面上の材料に対する圧縮成形の程度を示す所定 の目標値を有している。例えば、圧縮成形の程度の目標値は未圧縮成形領域を圧 縮成形機が合計５回通過した場合であると予め決定されている場合には、目標サ イトモデルは、未圧縮成形領域上を５回通過する通過回数となる。その通過回数 となったとき、目標サイトモデルが、達成される。サイト上のいかなる地点にお ける実サイトモデルと目標サイトモデルとの差異は、その地点における圧縮成形 の実際の程度と目標値との差異を有する。 従って、実サイトモデルは、サイト材料の非圧縮成形状態と圧縮成形の目標値 との間を変動する。新しい未圧縮成形材料がそれ以前はサイトの圧縮成形領域で 検出されたときにはいつでも、実サイトモデルは、その領域の未圧縮成形状態に 戻って減少する。 本発明の方法及び装置を使用することにより、この情報の全てが、オペレータ にユーザーフレンドリーな表示を用いて、高精度でリアルタイムで判定され且つ 更新される。 図６Ａは、本発明による圧縮成形作業用のサンプルのオペレータ・ディスプレ イ２２を示している。重ね合わされたセットのグリッド要素を持つゴミ処理サイ トのデジタル化モデルと、図３に示す位置検出用モジュール５０と更新／制御モ ジュール６０を備えた圧縮成形機を用いて、オペレータは、最初に、典型的にゴ ミ処理サイトに入るときに、オペレータ・ディスプレイ２２を初期化する。ゴミ 処理地の圧縮成形において、１日の行動領域は数百又は数千平方メートルのオー ダで通常は小さい。図６Ａには、任意に設定された約３０メートル×４０メート ルのサイトのデータベースが示されている。この領域の大きさは、特定の圧縮成 形作業の性質に基づいている。これは、典型的な圧縮成形の全面積より小さいが 、圧縮成形機のオペレータが圧縮成形を行う予定であるゴミ処理地の一部のため に必要なデータベースの１日分である。 広いゴミ処理地では、個々のサイトのデータベースが１日の開始時に各オペレ ータに分配され、その日の終了時にゴミ処理地の各部分の更新されたデータベー スが集められ、さらに、それらのデータベースは翌日の作業のために全てのゴミ 処理地に関して再度関連付けられる。 図示の実施形態においては、システムは、スタートに初期化する際、圧縮成形 機は、一定面積の正方形例えば１平方メートルのグリッドに分割されたサイトに 中心に位置していると任意に想定する。オペレータは、指定中心マークまで運転 するか又はＧＰＳか類似の位置決め技術により、指定されたサイトに関して圧縮 成形機を中心に配置する。 圧縮成形機がサイトの中心に到達すると、オペレータは、ディスプレイを初期 化し、スクリーン２２には、図６Ａに示されたような平面ウインドウ７０にサイ トのデータベースが表示される。このスクリーン２２は、グリッドのパターン要 素７１に区画され、サイト上を一度も通過していないことを示すために、最初は それらの全てが１色例えば黒色になっている。位置座標ウインドウ７２は、圧縮 成形機の現在の位置を、緯度、経度、標高及び時間で示している。メニューウイ ンドウ７３は表示ソフトウエアにおけるズーム選択を示し、この表示ソフトウエ アにより、平面ウインドウ７０に表示されるサイトの広さをオペレータが拡大し たり縮小したりすることができる。圧縮成形機の位置は、方向指示器８４を有す るアイコン８２により表示される。 サイト上での作業が開始される前に、サイトの圧縮成形の程度の目標値を表示 するために、圧縮成形標準値（ここでは通過回数）がセットされる。例えば、適 切に圧縮成形するためにその１つのグリッド要素に対しては圧縮成形機が未圧縮 成形材料の上を５回通過する必要があると判定される場合である。オペレータが サイトを横切るとき、グリッド要素上を圧縮成形機の車輪が１度通過する毎に、 リアルタイムでデータベースが更新される。サイト表示のグリッド要素を、実際 の圧縮成形の程度と目標の圧縮成形の程度との差異を種々の方法により視覚的に 更新することができる。例えば、濃淡、斜めのハッチング、色付け（カラーディ スプレが使用されているとき）、又は他の既知の方法により、オペレータにグリ ッド要素の圧縮成形の状態を示すことができる。図６Ａの実施形態においては、 グリッドは、色を変化させて、何回通過したかという点に関して実際の圧縮成形 の程度を表示する。例えば、図６Ａにおけるグリッド要素７１の濃淡（最も濃い ものから最も淡いものまで）は、通過無しが黒色、１回通過が黄色、２回通過が 緑色、３回通過が赤色、４回通過が青色、５回通過で満足すべき圧縮成形のもの が白色をそれぞれ示している。オペレータディスプレイが各グリッド要素を通過 する回数を表示してリアルタイムで更新されるにしたがって、目的物によりスク リーン全面が白色となる。 オペレータへの更なる支援として、座標サンプルにより測定された圧縮成形機 の近似経路を、図６Ａに示すように、各位置の読み込みが行われた一連のドット ８３によりディスプレイ２２上に表示することもできる。 図６Ｂは、ディスプレイの他の例であり、図６Ａにおいて２次元面で示されて いたサイトと圧縮成形機がウインドウ７０内で３次元で示されている。 また、あるプロトコルが必要であるが、これは、圧縮成形機の車輪がそのグリ ッド要素の十分な部分を通過することにより、グリッド要素の状態の更新を保証 し更にオペレータディスプレイ上に圧縮成形の通過を登録できるようになったと きを判定するためのものである。２個又はそれ以上の離間した車輪を備えた図示 の圧縮成形機に対して、以下の方法が使用できる。デジタル化されたサイト面上 の各グリッド要素のサイズを、圧縮成形機の車輪の幅と一致させることが好まし い。この場合、例えば、１メートルの幅の車輪に対して、グリッド要素は、１平 方メートルにセットすることになる。従って、車輪の中央がいかなる点でグリッ ド要素を横切っても、少なくともグリッド要素の半分が圧縮成形されたと想定さ れ、ディスプレイ上に更新される。これらの寸法とマージンは、変更可能である 。 固定された後輪の地面との接触面（踏み跡）の座標は、圧縮成形機上の位置検 出用受信機との関係で知られている。従って、位置検出用システムによる各座標 サンプリングが、その点における各車輪の中心の正確な位置を判定するために使 用される。 図示の実施形態において、典型的な圧縮成形機では後輪が運転室と位置検出用 受信機１８に対して一定の距離離れているため、後輪の踏み跡の位置が追跡可能 である。更に、圧縮成形機は、既に圧縮成形された材料を乱すことになる急旋回 を行うことなく、ほぼ直線的に前進と後退を行う。等しく離間した前輪と後輪の 経路は、ほぼ重複するため、前輪の圧縮成形の経路は固定された後輪の経路によ り正確に推定できる。 圧縮成形機が幾つかのグリッド要素上を移動するときの座標サンプリング間の タイムラグを考慮して、圧縮成形機の全体のリアルタイム経路を正確に判定する ようにしている。車輪の幅がサイトモデルのグリッド要素の幅とほぼ一致する圧 縮成形機において、本発明の実施形態に示された好適な方法は、良く知られたＢ ｒｅｓｅｎｈａｍのアルゴリズムを用いて、座標サンプリング間のグリッド要素 上の各車輪の経路を近似する連続的な線を生成する。その後、サンプリング速 度が、３個又は４個のグリッド要素毎に座標点を提供するのみであれば、近似線 は、それらの３個又は４個のグリッド要素（車輪の中心と対応している）上の車 輪の経路として作成され、さらに、この線に沿う全てのグリッド要素は、それら の状態が更新され、オペレータディスプレイ上で視覚的に変化する。 図７Ａには、ごみ処理地の圧縮成形に適用された本発明による方法が示されて いる。ステップ５００で、オペレータがコンピュータ・オペレーティング・シス テムから開始する。ステップ５０２で、データベース・メモリーを割り当て、さ らに、初期化する。ステップ５０４で、種々の表示を初期化する。ステップ５０ ６で、位置検出用モジュールと更新／制御モジュールの間の直列の通信ポートを 初期化する。ステップ５０８で、例えばコンピュータ・キーボードのようなユー ザー・インターフェイス・デバイスからそのプログラムを終了させる旨のオペレ ター要求があったか否かをシステムが判定する。この選択は、いつでもオペレー タは可能である。システムがこのような終了の要求があったと判定すると、ステ ップ５９２に進み、その時点のファイル内のサイドのデータベースをディスクの ような適当な記憶デバイスに格納する。ステップ５９４，５９６で、オペレータ をコンピュータ・オペレーティング・システムに戻す。 しかしながら、ステップ５０８で、システムがプログラムを終了させる要求が なかったと判定した場合には、ステップ５１０に進み、図３に示す位置検出用モ ジュール５０と更新／制御モジュール６０の間の直列通信ポートから位置座標を 読み取る。この位置座標は、図示の実施形態では、３次元のＧＰＳにより判定さ れた座標点である。ステップ５１２で、圧縮成形機の位置を、オペレータ・ディ スプレイ・スクリーン２２上のウインドウ７２（図６Ａ参照）内に、ベース基準 １６に関して３次元座標として、表示する。 ステップ５１４では、第１システムループのために、圧縮成形機の位置を、平 面ディスプレイ７０の中央のアイコン８２によりオペレータ・スクリーン２２上 に最初に表示する。図６Ａの実施形態では、７０に表示されたサイトのデータベ ースは、約３０メートル×約４０メートルであり、圧縮成形機は２個の離間した 後輪を有し、各後輪は、１メートルの幅であり、さらに、グリッド要素のサイズ は、１平方メートルに固定した。 ステップ５１４では、サブルーチンが図７Ｂ−７Ｃに示されており、表示とア イコンを描き、圧縮成形機の位置及び踏み跡と中心の部分即ち後輪の地面に接触 する部分を判定し、サイトのデータベース上で後輪の経路を追跡し、さらに、圧 縮成形機の経路内のグリッド要素の圧縮成形の状態を更新する。 図７Ｂに示すように、ステップ５１６では、システムが、第１プログラムルー プが実行されたか否かを判定する。判定されていなければ、ステップ５１８で、 サイトのデータベースと表示ウインドウ座標システムを初期化してオペレータ・ スクリーン２２上に表示する。第１プログラムループを初期化し、さらに、サイ トのデータベース初期化してオペレータ・スクリーン上に表示すた後、システム は、ステップ５２０にて、アイコン８２が描かれているか否かをチェックする。 アイコンが描かれていれば、ステップ５２２で、それ以前のアイコン８２をディ スプレイから消去する。アイコンがまだ描かれていなければ、ステップ５２４で 、システムが、第１ループが実行されたか否かを判定する。実行されていなけれ ば、ステップ５２６で圧縮成形機の方位を初期化し、さらに、システムは、図７ Ａの全体のプロブラムループを終了させる。ステップ５２４で、第１ループが実 行されていると判定した場合には、システムは、図７Ｂのステップ５２８に進み 、すぐ前のプログラムループ以降に圧縮成形機が移動したか否かを判定する。機 械が移動していなければ、システムは、図７Ｂのサブルーチンを出て、図７Ａの 全体のプロブラムループを終了させるために、ステップ５１４から戻る。 すぐ前のループ以降にサイトのデータベースに関して機械が移動していれば、 システムは、図７Ｂのステップ５３０に進み、後輪の踏み跡の中心部分を計算し 、さらに、これらから圧縮成形機の方位を計算する。図７Ｃのステップ５３２で は、その前の位置測定の間に右後輪が占拠していたグリッド要素から右後輪の位 置が外れたか否かをシステムが判定する。もし外れていれば、ステップ５３４で 、ディスプレイ２２上でグリッド要素の上を通る右後輪の連続線の経路を近似す るために、周知のＢｒｅｓｅｎｈａｍのアルゴリズムを用いて、その前と今の座 標サンプリングの間の右後輪の経路を判定する。その上を右後輪が通過するサイ トのデータベースのグリッド要素を、その後更新して、圧縮成形機の通過を示し 、さらに、グリッド要素を、色を変化させると共に他の視覚的指示器により、ビ ィジ ュアル・ディスプレイ・ウインドウ７０上で更新する。 ステップ５３２で右後輪がその前の位置測定以降に移動していないと場合、若 しくはステップ５３４で右後輪の移動が追跡され且つサイトのデータベースが更 新された場合、圧縮成形機の左後輪に対してこのプロセスをステップ５３６，５ ３８において繰り返す。ステップ５９１にて、更新された圧縮成形機のアイコン をその後にディスプレイ上で再び描いてその現在の位置と方向を示す。図７Ｂ− ７Ｃのステップ５１４のサブルーチンは、その後に終了し、さらに、システムは 、図７Ａのプログラムループに戻り、他のＧＰＳ座標サンプリングのためにステ ップ５１０に進むか若しくはオペレータの要求に応答して終了する。 図７Ｄは、車輪の追跡と作業の更新を行うステップ５３４と５３８のサブルー チンを示している。ステップ５４０において、その経路が判定されている車輪の ための開始グリッドセル（要素）と終了グリッドセル（要素）を、ＧＰＳ又は他 の位置決め技術により行われた現在の車輪の位置測定とその前の車輪の位置測定 とにより、画定する。Ｂｒｅｓｅｎｈａｍのアルゴリズムを使用して、開始及び 終了グリッドセルの間の経路に沿って位置するグリッドセルを判定し、さらに、 システムは、ステップ５４４，５４６，５４８に進み、開始グリッド要素の後の 第１グリッド要素から始めて、それらの間の各グリッド要素の状態を評価／更新 する。ステップ５４２では、システムが終了グリッド要素が評価されたか否かを 判定し、判定していなければ、ステップ５４４に進む。ステップ５４４では、評 価されているグリッド要素を図７Ｅのサブルーチンに従って更新する。現在のグ リッド要素の圧縮成形状態をステップ５４４でいったん更新すれば、その更新さ れたグリッド要素をステップ５４６でオペレータ・スクリーン２２上に表示し、 さらに、ステップ５６０で、システムは進み開始グリッド要素と終了グリッド要 素の間の経路中の次のグリッド要素を評価する。このループは、終了グリッド要 素を評価し更新するまで、それ自身を繰り返すのであるが、この終了グリッド要 素の地点で、図７Ｄのサブルーチンのサブルーチンを実行し、さらに、プログラ ムを図７Ｃのステップ５９１まで戻し、ディスプレイ上に更新された圧縮成形機 のアイコンを描く。 図７Ｅには、図７Ｄのサイトのデータベースの更新のステップ５４４のサブル ーチンが示されている。図７Ｅに示すように、ステップ５５０で、システムが、 現在のグリッド要素の標高が初期化されているか否かを判定する。初期化されて いなければ、標高即ちそのグリッド要素のｚ軸座標を、その地点で現在測定され た圧縮成形機の車輪の標高と等しくなるように、初期化する。グリッド要素の標 高が既に初期化されていれば、システムは、ステップ５５４に進み、そのグリッ ド要素のために現在測定された車輪の標高とその前に測定された車輪の標高とを 比較する。そのグリッド要素上の現在測定された車輪の標高が、その前に測定さ れた車輪の標高より大きくない場合には、システムは、次の事項を判定する。即 ち、システムは、新しい材料が加えられておらず、さらに、そのグリッド要素の ために圧縮成形の通過を登録し且つ通過回数を増加させるためにステップ５５８ でグリッド要素を増加させることが可能であることを、判定する。ステップ５５ ４で、現在測定された車輪の標高がその前に測定された車輪の標高より大きい場 合（ユーザーにより決定された限界内で、例えば、その前の通過で圧縮された材 料の少しの弾性膨張などを割り引きして考える）には、システムは、ステップ５ ５６で、アスファルト、土又は廃棄物材料の新しい持ち上がりがそのグリッド要 素に対して検出されたことを判定し、全く新しい一連の圧縮成形のための通過回 数を示すために、そのグリッド要素の通過回数の状態を再びゼロとする。ステッ プ５６０で、現在のグリッド要素の標高を、その後に、ステップ５５４での比較 のために、圧縮成形機がそのグリッド要素上を次に通過する際に、現在の圧縮成 形機の車輪の標高と等しく設定する。図７Ｅのサブルーチンは、図７Ｄのサブル ーチンのループを終了させるために、その後に出ていく。 図７Ｅ−７Ｇは、図７Ｄのステップ５４６のサブルーチンを示している。現在 のグリッド要素が通過回数が、図７Ｅのサブルーチンを使って図７Ｄのステップ ５４４で更新されると、システムは、ステップ５４６で、図７Ｅ−７Ｇのサブル ーチンに入り、さらに、ステップ５６２で、オペレータ・スクリーン２２上の平 面ウインドウ７０内に表示されたサイトのデータベース上の現在のグリッド要素 の位置とサイズを最初に判定する。ステップ５６４で、そのグリッド要素での通 過回数が０回であれば、ステップ５６６で、そのグリッド要素を、例えば、ディ スプレイ上で黒色に設定する。ステップ５６８でそのグリッド要素での通過回数 が１回と判定されれば、ステップ５７０で、そのグリッド要素を、例えば、黄色 に設定する。ステップ５７２でそのグリッド要素での通過回数が２回と判定され れば、ステップ５７４で、そのグリッド要素を、例えば、緑色に設定する。ステ ップ５７６でそのグリッド要素での通過回数が３回と判定されれば、ステップ５ ７８で、そのグリッド要素を、例えば、赤色に設定する。ステップ５８０でその グリッド要素での通過回数が４回と判定されれば、ステップ５８２で、そのグリ ッド要素を、例えば、青色に設定する。ステップ５８４でそのグリッド要素での 通過回数が５回（この実施形態においては、圧縮成形作業を完了するための通過 回数は５回である）と判定されれば、ステップ５８６で、そのグリッド要素を、 例えば、白色に設定する。その領域での通過回数が圧縮成形作業を完了するため の最少の通過回数より多ければ、ステップ５８８で、そのグリッド要素を、白色 に設定する。 そのグリッド要素が現在の通過回数により更新されれば、そのグリッド要素を 、ステップ５９０で、オペレータ・ディスプレイ・スクリーン２２上に描いて色 付けする。このグリッド要素のスクリーン２２上での更新は、色付け以外に、斜 めのハッチング、濃淡、又は他の視覚的表示により行うことができる。 図７Ａ−７Ｇには、サイトのグリッド要素の幅とほぼ同じ幅を有する２個又は それ以上の圧縮成形用の車輪を備えた圧縮成形機における追跡及び更新方法が示 されている。しかしながら、この方法は、当業者には容易に理解できるように、 単一の車輪やローラーを備えた圧縮成形機にも適用可能である。この図７Ａ−７ Ｇに示された方法は、圧縮成形用車輪やローラーの幅がサイトモデルのグリッド 要素の幅と一致しない場合でも使用可能である。しかしながら、圧縮成形用車輪 やローラーの幅が１つのグリッド要素の幅とより相当大きい場合には、例えば、 それが一度に数個のグリッド要素をカバーするような場合には、他の方法により 圧縮成形用の車輪やローラーを追跡することもできる。 この他の方法は、図７Ｂのステップ５３０を図７Ｈのステップ５３０’に、ま た、図７Ｄのサブルーチンを図７Ｉのサブルーチンにそれぞれ置き換えることに より達成される。図７Ｈのステップ５３０’に示すように、システムは、実際の 端部より内側の“有効”車輪又はローラー端部を示す。この実施形態では、この 有効端部は、区別用アルゴリズムにより、実際の端部から１グリッド要素のほぼ 半分の幅の距離だけ内側であると認識される。例えば、実際の車輪幅が5.0フィ ートで、５個の1.0フィート×1.0フィートのグリッド要素が対応している場合、 有効な車輪端部の位置は、実際の各端部から0.5フィート内側と計算できる。圧 縮成形機の有効（実際とは異なる）車輪端部がデジタル化されたサイトモデル上 のグリッド要素のどの部分を通過しても、そのグリッド要素の少なくとも半分の 上を実際に車輪が通過しているので、そのグリッド要素は、区別用アルゴリズム により読み取られ操作される。勿論、車輪端部のオフセット量は、グリッド要素 のサイズと、車輪が１グリッド要素上を通過したか否かを判定する際の誤差の目 標限界値に基づき、変化させることができる。 図７Ｈのステップ５３０’のアルゴリズムが、圧縮成形用車輪又はローラーの 幅と車輪又はローラーにより完全に横切られるグリッド要素の数とが完全に対応 していないことを補償するが、その補償している間、ＧＰＳの位置を読み取って いる間に車輪の位置と方向が変化し、これにより、圧縮成形機の移動部分上のリ アルタイム更新情報にロスが生じる。これは、圧縮成形機の移動速度がサイト面 のグリッド要素に関して高い場合に顕著となる。例えば、グリッド要素が１平方 メートルで、位置検出用システムのサンプリング速度が１秒あたり１個の座標サ ンプルの場合、毎時１８ｋｍで移動する機械は、位置検出用サンプリングの間に ほぼ５メートル即ち５個のグリッド要素を移動する。従って、機械によりカバー される５個のグリッド要素の内少なくとも中間部の３個に関しては、リアルタイ ムの情報は存在しない。この問題を解決するために、図７Ｉに示す“多角形内の 充填(fill in the polygon)”アルゴリズムを、座標サンプリング間に機械によ り横切られた経路を推定するために使用する。図７Ｉに示すように、ステップ５ ４０’で、アリゴリズムは、位置（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₂，ｙ₂）及び座標（ｘ₀， ｙ₀）で表された位置で、圧縮成形機の車輪の有効端部により設定されたサイト 面のグリット表面上で矩形を見つける。ステップ５４２’，５４３’５４８’で 、サーチ用アルゴリズムが、この矩形の境界内で、２つの車輪の位置の間で設定 される多角形内のこれらのグリッド要素、例えば、車輪の有効端部の間の車輪に より横切られたこれらのクリッド要素、をサーチする。 ステップ５４４’，５４６’において、データベースと表示は、図７Ｄ−７Ｆ のステップ５４４，５４６でそれぞれ説明したように、更新される。 上述したように本発明を圧縮成形に適用した実施形態は、通過回数をベースと したシステムである。しかしながら、他の更新用プロトコルも適用可能である。 例えば、グリッド要素の上を１回通過したときの圧縮成形量の変化をその前の通 過以降の標高の変化を調べることにより判定することも可能であり、さらに、特 定の通過の際の標高の変化が所定値より低い場合（ゴミがほぼ目標圧縮成形密度 となったことを示している）、そのグリッド要素は、完了したとしてスクリーン 上で更新される。他の方法は、絶対的な圧縮成形標準値を用いるものであり、特 定のグリッド要素上の材料が未圧縮成形状態である初期の状態から所定の低い標 高まで圧縮成形されたときに完了したとしてその特定のグリッド要素を更新する ようにする。 図８には、本発明の他のシステムの概要が示されている。このシステムは、圧 縮成形機に関して１以上のオペレーティング・システムを閉ループで自動制御す るためのものである。図８に示す実施形態は、上述したような補助のオペレータ ・ディスプレイを備えても備えなくてもよいが、ここでは、自動機械制御のみを 示す。本発明のダイナミックなデータベースのアルゴリズムを含む適当なデジタ ル・プロセッシング用の設備、例えば、上述した実施形態において説明したよう なコンピュータが、４００に示されている。ダイナミックなデータベース４００ は、ＰＧＳ受信システム４１０からの３−Ｄ瞬間位置情報を受信する。目標サイ トモデル４２０が、適当な方法により、例えば適当なディスク・メモリー上でコ ンピュータ４００のデータベース内にロードされ又は格納される。自動機械制御 用モジュール４７０は、例えば圧縮成形機のステアリング及び駆動システム４７ ４，４７６，４７８を操作するように接続された電子油圧式機械制御装置４７２ を含んでいる。この自動機械制御装置４７２は、コンピュータ４００内のダイナ ミックなデータベースから信号を受信することができる。この信号は、実サイト モデル４３０と目標サイトモデルとの差異を表しており、自動機械制御装置４７ ２は、この信号により、実サイトモデルを目標サイトモデルに一致させる方法で 圧縮成形機がサイトを横切るように、圧縮成形機のステアリングシステム と駆動システムを操作する。自動機械制御装置４７２が機械のステアリングシス テムと駆動システムを操作している間に、４００のダイナミックなデータベース によりサイトの圧縮成形及び圧縮成形機の現在の位置と方向が受信され、読み取 られ、さらに操作され、これにより、実サイトモデルが更新される。実サイト更 新情報は、データベース４００により受信され、このデータベース４００は、圧 縮成形機のステアリングと駆動のシステムを操作のために機械制御装置４７２に 送信される信号を更新する。このとき、機械制御装置４７２は、実サイトモデル が目標サイトモデルと一致するようにサイト上を通過させて圧縮成形する。 本発明の方法とシステムが、機械が作業サイト上を移動してリアルタイムでサ イトの地形を圧縮成形するようなほぼ全ての圧縮成形作業のモニターと制御に適 用できることは、当業者であれば明白である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 全自動又は半自動の操作のために、送信されるものであ ってもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動式サイト圧縮成形機械(10)の作業を指示する装置(120,124,126,128)で あって、この装置が： (a) サイト(12)の圧縮成形の程度の目標値を表す第１サイトモデル(420)とサ イト(12)の圧縮成形の程度の実際の値を表す第２サイトモデル(430)とを格納す るデジタルデータ格納及び検索手段(126)と； (b) 上記圧縮成形機械(10)がサイト(12)を横切るときにこの機械(10)の少なく とも一部の３次元空間内の瞬間の位置をリアルタイムで表すデジタル信号を生成 する手段(120)と； (c) 上記信号を受信し且つこの信号により上記第２サイトモデル(430)を更新 する手段(124)と； (d) リアルタイムで上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異を判定す る手段(124)と； 及び (e) 上記更新された第２モデル(430)が上記第１モデル(420)と一致するように 、上記差異により上記圧縮成形機械(10)の操作を指示する手段(128)と； を有することを特徴とする装置。 ２．上記３次元位置信号を生成する手段(120)が、ＧＰＳ受信機(120)を有する請 求項１記載の装置(120,124,126,128)。 ３．上記３次元位置信号を生成する手段(120)が、上記圧縮成形機械(10)に搭載 される請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 ４．上記圧縮成形機械(10)の操作を指示する手段(128)が、オペレータ・ディス プレイ(22)を有する請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 ５．上記オペレータ・ディスプレイ(22)が、上記第１及び第２サイトモデル(420 ,430)及びそれらの上記差異の平面図を含む請求項４記載の装置(120,124,126,12 8)。 ６．上記オペレータ・ディスプレイ(22)が、上記第１及び第２サイトモデル(420 ,430)に関する上記圧縮成形機械(10)の位置のリアルタイム表示を含む請求項４ 記載の装置(120,124,126,128)。 ７．上記オペレータ・ディスプレイ(22)が、上記圧縮成形機械(10)に搭載される 請求項４記載の装置(120,124,126,128)。 ８．上記オペレータ・ディスプレイ(22)が、上記移動式圧縮成形機械(10)から離 れて配置されている請求項４記載の装置(120,124,126,128)。 ９．上記位置信号を受信し且つ上記第２サイトモデル(430)を更新する手段(124) 及び上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異を判定する手段(50,60)が、 上記圧縮成形機械(10)に搭載される請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 10．上記位置信号を受信し且つ上記第２サイトモデル(430)を更新する手段(124) 及び上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異(124)を判定する手段が、上 記圧縮成形機械(10)から離れて配置されている請求項１記載の装置(120,124,126 ,128)。 11．上記圧縮成形機械(10)の操作を指示する手段(128)が、上記機械(10)に搭載 された１以上のオペレーティング・システムを動作させるように接続された閉ル ープの自動制御手段(470)を有する請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 12．更に、位置表示の間のサイト(12)に関する上記機械(10)の経路をリアルタイ ムで判定する差分手段(124)を有する請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 13．上記差分手段(124)が、その実際の幅以下の大きさである上記機械(10)の圧 縮成形用部分(26,28)の有効幅(530')を判定する手段を有する請求項12記載の装 置(120,124,126,128)。 14．上記差分手段(124)が、位置読取値の間で上記機械(10)の圧縮成形用部分に より横切られたサイトの領域を判定する手段(540')、及び、上記圧縮成形用部分 (26,28)の有効幅により横切られる上記第２サイトモデル(430)の領域を更新する 手段(538)を有する請求項13記載の装置(120,124,126,128)。 15．上記第１サイトモデル(420)が、未圧縮成形状態に対するサイト(12)の圧縮 成形の程度の所定の目標値を有し、更に、上記第１及び第２サイトモデル(420,4 30)の差異(124)が、サイト(12)の圧縮成形の程度の実際値と目標値との差異を有 する請求項１記載の装置(120,124,126,128)。 16．上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異は、サイト(12)の未圧縮成 形状態と圧縮成形の程度の目標値との間で増加され、上記第１及び第２サイトモ デル(420,430)の差異を判定する手段(124)が、サイト(12)に対する未圧縮 成形状態の材料の追加を検出し且つこの未圧縮成形状態の材料の追加が検出され た場合に上記第１及び第２サイトモデル(420,430)と未圧縮成形状態との差異を 減少させる手段(554,556,578)を有する請求項15記載の装置(120,124,126,128)。 17．上記圧縮成形の程度は、上記サイト(12)上を機械(10)が圧縮成形のために通 過する１以上の回数の関数であり、更に、上記第１及び第２サイトモデル(420,4 30)の差異を判定する手段(124)が、上記サイト(12)上での機械(10)の圧縮成形の ための通過(562-590)の回数を判定する手段を有する請求項15記載の装置(120,12 4,126,128)。 18．上記圧縮成形の程度は、上記サイト(12)の標高の変化の関数であり、更に、 上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異を判定する手段(124)が、上記サ イト(12)の標高の変化を判定する手段(550-560)を有する請求項15記載の装置(12 0,124,126,128)。 19．上記機械(10)が、ゴミ処理地の圧縮成形機を含む請求項１記載の装置(120,1 24,126,128)。 20．上記機械(10)が、アルファルト舗装用機械を含む請求項１記載の装置(120,1 24,126,128)。 21．上記機械(10)が、地面の圧縮成形機を含む請求項１記載の装置(120,124,126 ,128)。 22．移動式サイト圧縮成形機械(10)の作業を指示する方法であって、この方法が ： (a) サイト(12)の圧縮成形の程度の目標値を表す第１サイトモデル(420)とサ イト(12)の圧縮成形の程度の実際の値を表す第２サイトモデル(430)とを生成し てデジタルデータ格納及び検索手段に格納する工程(126)と； (b) 上記圧縮成形機械(10)がサイト(12)を横切るときにこの機械(10)の少なく とも一部の３次元空間内の瞬間の位置をリアルタイムで表すデジタル信号を生成 する工程(120)と； (c) 上記３次元位置信号により上記第２サイトモデル(430)を更新する工程と ； (d) リアルタイムで上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異を判定す る工程(124)と； 及び (e) 上記更新された第２モデル(430)が上記第１モデル(420)と一致するように 、上記差異により上記圧縮成形機械(10)の操作を指示する工程(128)と； を有することを特徴とする方法。 23．上記３次元位置信号は、ＧＰＳ受信機(120)により生成される請求項22記載 の方法。 24．上記３次元位置信号が、上記圧縮成形機械(10)に搭載された手段(50)により 生成される請求項22記載の方法。 25．上記第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異により上記圧縮成形機械( 10)の操作を指示する工程が、上記第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異 のオペレータ・ディスプレイ(22)を提供する工程を含む請求項24記載の方法。 26．更に、上記第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異を表示する工程を 有する請求項25記載の方法。 27．更に、上記第１及び第２サイトモデル(420,430)に関する上記圧縮成形機械( 10)のリアルタイム位置を表示する工程を有する請求項25記載の方法。 28．更に、上記圧縮成形機械(10)に搭載されるオペレータ・ディスプレイ(108) を提供する工程を有する請求項25記載の方法。 29．更に、上記圧縮成形機械(10)から離れたオペレータ・ディスプレイ(22)を提 供する工程を有する請求項25記載の方法。 30．上記第２サイトモデル(430)を更新する工程及び上記第１及び第２サイトモ デル(420,430)の差異を判定する工程が、上記圧縮成形機械(10)に搭載される手 段(124)により実行される請求項22記載の方法。 31．上記第２サイトモデル(430)を更新する工程及び上記第１及び第２サイトモ デル(420,430)の差異を判定する工程が、上記圧縮成形機械(10)から離れて配置 されている手段(124)により実行される請求項22記載の方法。 32．上記第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異により上記圧縮成形機械( 10)の操作を指示する工程が、上記第２モデル(430)が上記第１モデル(420)と一 致するように上記圧縮成形機械(10)の操作を制御する信号を送信する工程を有す る請求項22記載の方法。 33．上記第１サイトモデル(420)が、未圧縮成形状態に対するサイト(12)の圧縮 成形の程度の所定の目標値を有し、更に、上記第１及び第２サイトモデル(420,4 30)の差異(124)が、サイト(12)の圧縮成形の程度の実際値と目標値との差異とし て判定される請求項22記載の方法。 34．上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異は、サイト(12)の未圧縮成 形状態と圧縮成形の程度の目標値との間で増加され、上記第１及び第２サイトモ デル(420,430)の差異を判定する工程が、サイト(12)に対する未圧縮成形状態の 材料の追加を検出し且つこの未圧縮成形状態の材料の追加が検出された場合に上 記第１及び第２サイトモデル(420,430)と未圧縮成形状態との差異を減少させる 工程(554,556)を有する請求項33記載の方法。 35．上記圧縮成形の程度が、上記サイト(12)上を機械(10)が圧縮成形のために通 過する通過(552-590)の回数の関数として判定される請求項33記載の方法。 36．上記圧縮成形の程度が、上記サイト(12)の標高(550-560)の変化の関数とし て判定される請求項33記載の方法。 37．上記機械(10)の位置により上記第２サイトモデル(430)を更新する工程が、 位置表示の間のサイト(12)に関する上記機械(10)の経路をリアルタイムで判定す る工程を有する請求項22記載の方法。 38．上記圧縮成形機械(10)は、サイトと接触する踏み跡を持つ２個の離間した圧 縮成形用車輪(26,28)を有し、更に、上記機械(10)の経路をリアルタイムで判定 する工程が、位置表示の間の離間した踏み跡の経路をリアルタイムで判定する工 程を有する請求項22記載の方法。 39．上記位置表示の間の踏み跡の経路をリアルタイムで判定する工程(40)が、位 置表示の間の踏み跡の中心(540')のラインの経路を追跡する工程(514-591)を有 する請求項38記載の方法。 40．更に、その実際の幅以下の大きさである上記機械(10)の圧縮成形用部分の有 効幅(530)を判定する工程を有する請求項37記載の方法。 41．更に、位置表示の間に機械(10)の圧縮成形用部分により横切られるサイトの 領域を判定する工程(540'-548')を有する請求項40記載の方法。 42．更に、ゴミ処理地の圧縮成形用の上記機械(10)の操作を指示する工程(60)を 有する請求項22記載の方法。 43．更に、地面の圧縮成形用の上記機械(10)の操作を指示する工程(128)を有す る請求項22記載の方法。 44．ワークサイト(12)の圧縮成形及びワークサイト上で操作される圧縮成形機械 (10)を正確にモニターし且つ制御する(128)システムであって、このシステムが ： サイト(12)を圧縮成形する移動式圧縮成形機械(10)であって、この機械(10) が、サイト(12)に関して移動する際に機械(10)の少なくとも一部の３次元の瞬間 の位置をリアルタイムで正確に判定する位置検出手段(50)を備えている機械と； 上記機械(10)の位置検出手段(50)と通信するデジタルデータ格納用設備(126 )と； サイトの圧縮成形の程度の目標値を表す第１サイトモデル(420)及びサイト の圧縮成形の程度の実際の値を表す第２サイトモデル(430)であって、これらの 第１及び第２のサイトモデルが上記デジタルデータ格納用設備(126)に格納され ている第１及び第２のサイトモデルと； 上記デジタルデータ格納用設備(126)及び位置検出手段(120)と通信するダイ ナミックなデータベース手段(124)であって、このダイナミックなデータベース 手段(124)が、機械がサイト(12)を横切っているときに、サイト(12)に関して機 械(10)の位置をリアルタイムでモニターし且つこのモニターされた機械(10)の位 置に応答して上記第２サイトモデル(430)をリアルタイムで更新し、更に、この ダイナミックなデータベース手段(124)が、この更新された第２サイトモデル(43 0)を第１サイトモデル(420)と一致させるように上記機械(10)の操作を指示する ために、第１及び第２のサイトモデル(420,430)の圧縮成形の程度における差異 を表す信号を生成するダイナミックなデータベース手段と； を有することを特徴とするシステム。 45．更に、上記信号を上記ダイナミックなデータベース手段(124)に通信し且つ 上記第１及び第２のサイトモデル(420,430)の差異及びサイト(12)に関する機械( 10)の位置を表示するオペレータ・ディスプレイ手段(22)を有する請求項44 記載のシステム。 46．オペレータ・ディスプレイ手段(22)が、上記機械(10)に搭載されている請求 項45記載のシステム。 47．オペレータ・ディスプレイ手段(22)が、上記機械(10)から離れて配置されて いる請求項45記載のシステム。 48．上記ダイナミックなデータベース手段(124)が、上記機械(10)に搭載されて いる請求項44記載のシステム。 49．上記ダイナミックなデータベース手段(124)が、上記機械(10)から離れて配 置されている請求項44記載のシステム。 50．更に、上記ダイナミックなデータベース手段(124)と通信する上記機械(10) に搭載された自動制御手段(470)を有し、上記第１及び第２のサイトモデル(420, 430)の差異を表す信号が、この自動制御手段(470)を操作して上記第２サイトモ デル(430)を第１サイトモデル(420)と一致させる請求項44記載のシステム。 51．上記位置検出手段(120)が、ＧＰＳ受信機を有する請求項44記載のシステム 。 52．上記位置検出手段(120)が、サイト面(12)と接触する機械(10)の一部に関し て既知の位置で機械(10)上に搭載されている請求項44記載のシステム。 53．上記機械(10)が、機械(10)上の第１及び第２の離間した位置に配置された位 置検出手段(18,18a)を備え、この第２の位置に配置された位置検出手段(18a)が 第１の位置(18)の位置検出手段に関する方向の基準を提供する請求項44記載のシ ステム。 54．上記ダイナミックなデータベースが、位置表示の間のサイト(12)に関して機 械(10)の経路をリアルタイムで判定する差分手段(102)を有する請求項44記載の システム。 55．上記機械(10)が、上記位置検出手段(18,18a)に関して既知の固定位置でサイ トと接触する踏み跡を持つ２個の離間した圧縮成形用車輪(26,28)を備え、更に 、上記差分手段(124)が、位置表示の間のサイト(12)に関して上記踏み跡の経路 をリアルタイムで判定する請求項54記載のシステム。 56．上記差分手段(102)が、位置表示の間の上記圧縮成形機械(10)の圧縮成形用 車輪の踏み跡(26,28)の中心のラインの経路を判定するＢｒｅｓｅｎｈａｍのア ルゴリズムを含む請求項55記載のシステム。 57．上記機械(10)が、連続幅の圧縮成形用部分(26,28)を備え、更に、上記ダイ ナミックなデータベース手段(400)が、その実際の幅以下の大きさの圧縮成形用 部分(26,28)の有効幅を判定する手段(530')を有する請求項52記載のシステム。 58．上記差分手段(102)が、位置表示の間の機械(10)の圧縮成形用部分(26,28)の 有効幅により横切られる経路を判定する“多角形内の充填(fill-in-the-polygon )”アルゴリズム(540')を含む請求項57記載のシステム。 59．上記ダイナミックなデータベース手段(400)が、更に、上記機械(10)の圧縮 成形用部分(26,28)により横切られる第２サイトモデル(430)の領域(538)を更新 する手段を含む請求項57記載のシステム。 60．ワークサイト(12)上の移動式圧縮成形機械(10)の経路をリアルタイムで判定 する方法であって、この方法が： ユニット領域(71)の連続マトリックスにさらに分割されたサイト(12)のモデ ル(104)を提供する工程と； 上記機械(12)がサイト(12)を横切る際に機械(12)の少なくとも一部の３次元 空間の位置を判定する手段を上記移動式機械(10)に備える工程と； 上記機械がサイト(12)を横切る際に上記サイトモデル(104)の一連の座標点 として上記機械の位置(100)を追跡する工程と； 上記サイトモデル(104)のユニット領域(71)に関して機械(10)の圧縮成形用 部分(26,28)の幅を判定する工程と；及び 上記座標点が追跡される速度が機械(10)のサイト(12)のユニット領域上での 移動の速度と同期していない場合、座標点の間で機械(10)の圧縮成形用部分によ り横切られるサイトモデルのユニット領域を含むサイトに関してリアルタイムで 機械の経路を判定する工程と； を有する方法。 61．上記圧縮成形機械(10)は、サイトと接触する踏み跡を持つ２個の離間した圧 縮成形用車輪(26,28)を備え、更に、上記機械(10)の経路をリアルタイムで判 定する工程が、位置表示の間で上記離間した踏み跡の経路をリアルタイムで判定 する工程を含む請求項60記載の方法。 62．位置表示の間で上記踏み跡のリアルタイム経路を判定する上記工程が、位置 表示の間で上記踏み跡の中心(540)のラインの経路を追跡する工程(514,591)を含 む請求項61記載の方法。 63．上記機械(10)の圧縮成形用部分の幅(530)は、その実際の幅以下の有効幅と して判定され、更に、サイトモデル上で表されるサイト(12)上の機械(10)の経路 は、圧縮成形部分の有効幅の経路により判定される請求項60記載の方法。 64．上記有効幅は、各実際の端部から機械(10)の機能する部分の各有効端部を見 つけることにより判定され、距離は、サイトモデル(12)上の１つのユニット領域 の分数に相当する請求項63記載の方法。 65．上記機械(10)の圧縮成形部分(26,28)が、複数の地形の変わる部分を含む請 求項63記載の方法。 66．更に、上記圧縮成形部分(26,28)がその上を通過したと判定されるサイトモ デル(106)の各ユニット領域の圧縮成形の程度を更新する工程を有する請求項60 記載の方法。 67．３次元の位置信号とデジタル化されたサイトのモデルを用いて、サイト(12) に関して３次元の空間で圧縮成形機械(10)の位置を正確に判定する方法であって 、この方法が： (a) 上記圧縮成形機械(10)に位置信号を受信する位置検出手段を備える工程と ； (b) デジタルデータ格納設備(50)内で、サイトの圧縮成形の程度を表すサイト モデル(106)を生成して格納する工程と； (c) サイト(12)に関して機械(10)の少なくとも一部分の３次元の位置に従って 、格納設備(126)内のサイトモデルをリアルタイムで更新しながら、サイト(12) 上の圧縮成形機械(10)を操作する工程と； を有する方法。 68．上記サイトモデル(106)は、サイト(12)の圧縮成形の程度の実際の値を表す 実サイトモデルである請求項67記載の方法。 69．更に、上記デジタルデータ格納用設備(126)内にサイト(12)の圧縮成形の程 度の目標値を表す目標サイトモデル(420)を生成して格納する工程と、及び、実 サイトモデル(430)が更新されたときに実サイトモデル(430)と目標サイトモデル (420)との差異をリアルタイムで判定する工程と、を有する請求項68記載の方法 。 70．上記機械(10)は、位置検出手段(18)に関して既知の固定位置でサイトと接触 する踏み跡を持つ２個の離間した圧縮成形用車輪(26,28)を有し、更に、上記差 分手段(102)が、位置表示の間のサイト(12)に関して踏み跡の経路をリアルタイ ムで判定する請求項69記載の方法。 71．上記差分手段(102)が、位置表示の間の上記圧縮成形機械(10)の圧縮成形用 車輪の踏み跡の中心のラインの経路を判定するＢｒｅｓｅｎｈａｍのアルゴリズ ムを含む請求項70記載の方法。 72．上記サイト(12)の圧縮成形の程度は、サイト表面の標高の関数である請求項 67記載の方法。 73．上記サイト(12)の圧縮成形の程度は、サイト(12)上の圧縮成形機械の通過の 回数の関数である請求項67記載の方法。 74．上記目標サイトモデル(420)が、未圧縮成形状態に対するサイトの圧縮成形 の程度の所定の目標値を有し、更に、上記第１及び第２サイトモデル(420,430) の差異が、サイト(12)の圧縮成形の程度の実際値と目標値との差異を有する請求 項69記載の方法。 75．上記第１及び第２サイトモデル(420,430)の差異は、サイト(12)の未圧縮成 形状態と圧縮成形の程度の目標値との間で増加され、上記第１及び第２サイトモ デル(420,430)の差異を判定する工程が、サイト(12)に対する未圧縮成形状態の 材料の追加を判定し且つこの未圧縮成形状態の材料の追加が判定された場合に上 記第１及び第２サイトモデル(420,430)と未圧縮成形状態との差異を減少させる 工程を含む請求項74記載の方法。 76．更に、リアルタイムで機械(10)のオペレータに対してサイトモデル(70)を表 示して更新する工程を有する請求項67記載の方法。 77．３次元の位置信号とデジタル化されたサイトのモデルを用いて、サイト(12) に関して３次元の空間で圧縮成形機械(10)の位置を正確に判定する装置であっ て、この装置が： (a) 機械(10)がサイト(12)を横切っているときに位置信号を受信し且つ機械の 少なくとも圧縮成形用部分(26,28)の３次元の瞬間の位置を判定する手段(124)を 備えている移動式機械(10)と； (b) デジタルデータ格納設備(120)内に格納されサイトの圧縮成形の程度を表 すモデル(430)と； (c) 機械の位置(120)を判定する上記手段及び上記デジタルデータ格納設備(12 6)と通信するダイナミックなデータベース手段(124)であって、このダイナミッ クなデータベース手段(124)が、サイト(12)に関して機械(10)の少なくとも圧縮 成形用部分(26,28)の３次元の位置に従って、格納設備(126)内のサイトモデルを リアルタイムで更新する手段を含むダイナミックなデータベース手段(124)と； を有する装置。 78．上記サイトモデルは、サイトの圧縮成形の程度の実際の値を表す実サイトモ デルである請求項77記載の装置(120,124,126,128)。 79．上記デジタルデータ格納用設備(126)内にサイトの圧縮成形の程度の目標値 を表す目標サイトモデル(420)が格納され、更に、上記ダイナミックなデータベ ース手段(124)が、上記実サイトモデル(430)が更新されたときに実サイトモデル (430)と目標サイトモデル(420)との差異をリアルタイムで判定する手段(102)を 有する請求項79記載の装置(120,124,126,128)。 80．上記目標サイトモデル(420)が、未圧縮成形状態に対するサイトの圧縮成形 の程度の所定の目標値を有し、更に、上記実サイトモデル及び目標サイトモデル (420,430)の差異が、サイト(12)の圧縮成形の実際の程度とサイト(12)の圧縮成 形の目標となる程度との差異を含む請求項77記載の装置。 81．上記実サイトモデル及び目標サイトモデル(420,430)の差異は、未圧縮成形 状態と圧縮成形の程度の目標値との間で増加され、上記実サイトモデル及び目標 サイトモデル(420,430)の差異を判定する手段(124)が、サイト(12)に対する未圧 縮成形状態の材料の追加を検出し且つこの未圧縮成形状態の材料が検出された場 合に上記実サイトモデル及び目標サイトモデル(420,430)と未圧縮成 形状態との差異を減少させる手段を有する請求項80記載の装置(120,124,126,128 )。 82．更に、リアルタイムで機械(10)のオペレータに対して更新されたサイトモデ ル(430)を表示する手段(22)を有する請求項77記載の装置(120,124,126,128)。 83．上記オペレータディスプレイ手段(22)は、機械(10)に搭載されている請求項 82記載の装置(120,124,126,128)。 84．上記オペレータディスプレイ手段(22)は、機械(10)から離れて配置されてい る請求項82記載の装置(120,124,126,128)。 85．上記ダイナミックなデータベース手段(124)は、機械(10)に搭載されている 請求項77記載の装置(120,124,126,128)。 86．上記ダイナミックなデータベース手段(124)は、機械(10)から離れて配置さ れ、更に、更新されたサイトモデルを、機械から離れている上記ダイナミックな データベース手段(124)から機械(10)に搭載されているオペレータディスプレイ 手段(22)へ、送信する手段と、機械の位置を上記ダイナミックなデータベース手 段(124)へ送信する手段を有する請求項83記載の装置(120,124,126,128)。