用于确定到操作铣刨机或开垦机的覆盖有植被的地面的距离的系统、装置和方法与流程

1.本发明的主题的实施例涉及用于确定到覆盖有植被的地面的距离的系统、装置和方法，特别是与铣刨机或开垦机有关的系统、装置和方法。


背景技术：

2.道路铣刨和道路开垦装备通常用于(部分或全部)覆盖有植被的地面(例如道路、田野等)。操作员可能需要准确测量到地面的距离，以确保在正确的深度进行切割。然而，植被可能会干扰试图到达地面的距离传感器的信号。这种干扰可能导致地面距离测量不准确，甚至无法获得地面距离测量值。
3.美国专利第5,060,205号(
“‘
205专利”)描述了一种距离测量系统，该系统包括超声波换能器、收发器和基于微控制器的信号处理单元。
‘
205专利描述了从超过最小幅度的第一回波的前沿时间推导出的近距离值和确定为最后一个幅度超过一定值的回波信号的后沿时间的远距离值。根据
‘
205专利，多重回波时间和幅度值是从最大幅度回波推导出来的，这些值用于防止在多重回波时间之后出现的小于某个幅度的回波被用于确定远距离值。
‘
205专利还描述了远距离值代表到地面的距离，较弱的、来自垃圾或农作物的较早回波以及稍迟的多重回波可能被忽略。然而，至少
‘
205专利不被理解为描述修改距离测量系统输出的波的输出模式以确定到地面的距离。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面，本发明公开或实现一种方法。该方法可以基于其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质来执行，当由一个或多个处理器执行这些指令时，使一个或多个处理器执行该方法，该方法可以包括：调谐超声波传感器过滤来自覆盖地面的植被层的不想要的反射，以有利于来自地面的反射。所述调谐包括调节由超声波传感器输出的超声波的宽度；利用超声波传感器在调节后的宽度处输出的超声波的反射，确定超声波传感器到植被层下方的地面的距离。
5.在另一方面，本发明公开或实现一种关于适于在至少部分地覆盖有植被层的地面上操作的铣刨机或开垦机的方法。该机器可以具有声波传感器，以向被植被层覆盖的地面部分向下输出锥形图案的声波，并接收从该地面部分和植被层反射的声波的相应反射。该方法可以包括：在处理电路的控制下，减小从声波传感器输出的声波的锥形图案的宽度，直到确定声波传感器感测到的声波的反射来自地面；确定反射的声波来自地面，包括比较与感测到的声波相关的各个幅度值并选择对应于地面的最高幅度值；以及使用处理电路，使用具有最高幅度值的声波的反射而不是较低幅度值的声波的反射来确定从声波传感器到植被层下方的地面部分的距离。
6.并且在另一方面，本发明公开或提供了一种适于在至少部分覆盖有植被层的地面上操作的铣刨机或开垦机。该机器可以包括：框架；切割系统，安装在框架上，该切割系统包
括旋转切割工具，用于切割地面；多个可调参数超声波传感器，安装在机器上，每个可调参数超声波传感器配置为向被植被层覆盖的地面部分向下输出锥形图案的声波并接收从该地面部分和植被层反射的超声波的相应回波；以及控制器，可操作地耦接到多个可调参数超声波传感器和切割系统。该控制器可以被配置为对每个可调参数超声波传感器执行闭环控制，包括将超声波的锥形图案的宽度从初始宽度减小到最终宽度，在最终宽度处，控制器基于对对应于接收到的回波的各个强度的电压幅度的分析，根据至少一个预定标准重复识别接收到的回波中最强的回波，并针对具有设置为最终宽度的锥形图案的宽度的多个可调参数超声传感器中的每一个，基于最强回波而不是其他强度较小的回波，确定从可调参数超声波传感器到植被层下方的地面部分的距离。
7.本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图中变得显而易见。
附图说明
8.图1是根据本发明主题的一个或多个实施例的工作机器的示意图。
9.图2是根据本发明主题的一个或多个实施例的图1的工作机的控制系统图。
10.图3是根据本发明主题的一个或多个实施例的距离传感器的框图。
11.图4是根据本发明主题的一个或多个实施例的距离传感器的示例性锥形输出模式的示意图。
12.图5是根据本发明主题的一个或多个实施例的控制方法的流程图。
具体实施方式
13.本发明的主题的实施例涉及用于确定到覆盖有植被的地面的距离的系统、装置和方法，特别是与铣刨机或开垦机有关的系统、装置和方法。
14.根据本发明主题的实施例的铣刨机或开垦机可以包括冷刨机、路面铣刨机、松土机、回转式搅拌机等。然而，本发明主题的实施例不限于铣刨机或开垦机，并且可以包括其他可能需要获取(完全或部分)覆盖有植被或类似中间表层的地面的距离地面信息的工作(例如，建筑、采矿等)机器。
15.图1示出了根据本发明主题的实施例的示例性工作机器，特别是冷刨机10。冷刨机10可以包括由牵引设备16支撑的框架14、具有可旋转地支撑在框架14下方的切削工具12(例如，铣刨轮)的切削系统，以及安装到框架14并被配置以驱动切割工具12和/或牵引设备16的发动机18。
16.牵引设备16可以包括连接到致动器20的轮子或履带，致动器20适于相对于地面100可控地升高和降低框架14。地面100可以被称为或描述为参考表面或平面。在一些实施例中，如果需要，相同或不同的致动器20也可用于操纵冷刨机10和/或调节牵引设备16的行进速度(例如，加速或制动牵引设备16)。应当注意，框架14的升高和降低也可以起到改变切削工具12进入地面100的切削深度的作用。因此，切割工具12的高度以及切割工具12的切割深度也可以通过相应的一个或多个可操作地耦接到切割工具12以升高和降低切割工具12的致动器而独立于框架14的高度来控制。输送系统22可以在前端连接到框架14并配置为运输材料离开切割工具12并进入容器，例如等待运输车辆。
17.框架14还可以支撑操作员站26。操作员站26可以容纳用于控制冷刨机10的任何数
量的操作员界面设备28。操作员界面设备28可以包括一个或多个显示器、仪表、控制面板、控制输入设备(例如，转向控制设备、油门控制、制动控制、输送系统控制、切割系统控制等)等来控制冷刨机10及其特定系统。图2示出了根据本发明主题的一个或多个实施例的操作员界面设备28的示例。另外或可选地，操作员站26或其功能中的一些或全部可以在冷刨机10之外。可选地，根据一个或多个实施例，冷刨机10可以是自动的或半自动的。
18.冷刨机10还可以具有一个或多个距离传感器30和控制器40。控制器40可以可操作地耦接到致动器20、牵引设备16和切割系统以分别控制致动器20、牵引设备16、和切割系统。如上所述，框架14的高度可以在控制器40的控制下通过致动器20来控制，牵引设备16的移动速度和/或方向可以由控制器40控制，并且切割系统的高度(例如，切割工具12的切割高度)可以由控制器40控制。
19.控制器40还可以操作地耦接到一个或多个距离传感器30中的每一个。在这方面，每个距离传感器30可以向控制器40发送距离相关信号。这种距离相关信号可以对应于距离传感器30相对于地面100和覆盖植被层150输出和感测的反射信号的强度，下文将更详细地讨论这一点。控制器40可以根据距离传感器30的反馈调节距离传感器30的至少一个参数，下文也将更详细地讨论这一点。控制器40和距离传感器30之间的信号可以通过例如无线通信接口42有线和/或无线通信。
20.控制器40，其可以被称为或描述为电子控制模块或单元(ecm/ecu)，可以包括一个或多个处理器(例如，微处理器)，用于执行可以控制和/或监控与冷刨机10或其系统的操作相关的各种功能的特定程序，例如切割系统(例如，切割工具12的高度)、牵引设备16(例如，其致动器20以调节冷刨机10的高度)，以及一个或多个距离传感器30。控制器40可以包括存储器，例如可以存储一个或多个程序的只读存储器(rom)，以及一个随机存取存储器(ram)，其可以用作工作存储器区域，用于执行存储在存储器中的程序。控制器40还可以具有或以其他方式可操作地连接到输入/输出接口(例如，软件实现的逻辑或输入/输出电路，例如输出驱动器)以从冷刨机10的各个组件接收信号和/或向其发送信号。如上所述，控制器40可以控制和/或监控与冷刨机10或其系统的操作相关的各种功能，例如切割系统(例如，切割工具12的高度)、牵引设备16(例如，其致动器20以调节冷刨机10的高度)，以及一个或多个距离传感器30。
21.控制器40或其部分(例如，处理器)可以使用电路来实现。如本文所用，术语“电路”可以指以下任何或全部：(a)仅硬件电路实现(例如仅在模拟和/或数字电路中的实现)；(b)电路和软件(和/或固件)的组合，例如(如适用)：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器)、一起工作以使装置执行各种功能的软件和存储器的一部分)；(c)需要软件或固件才能运行的电路，例如微处理器或微处理器的一部分，即使该软件或固件实际上并不存在。
22.每个距离传感器30可以安装在冷刨机10上，例如安装到框架14或输送系统22的一部分。例如，图1和图2显示了安装到输送系统22的输送部分的距离传感器30，在切削工具12的前面，然而，本发明主题的实施例不限于此，并且距离传感器30可以另外或可选地设置在切削工具12的后面。根据一个或多个实施例，可以实现多个距离传感器30，例如，一个距离传感器30安装在冷刨机10的框架14的左侧，而另一个距离传感器30可以安装在冷刨机10的框架14的右侧(并且可选地，又一个距离传感器30可以安装在冷刨机10的框架14的左侧和
右侧的距离传感器30之间)。
23.在任何情况下，一个或多个距离传感器30中的每一个都可以用于确定到地面100的距离。因此，距离传感器30可以朝向地面100向下定向，例如，直接垂直或基本上垂直(即，y轴方向大于x轴方向)。在这方面，一个或多个距离传感器30中的每一个可以向地面100输出距离测量信号并且接收来自地面100(以及覆盖的干扰层，例如植被层150，如果有的话)的反射信号。根据本发明主题的实施例，距离传感器30可以输出声波200并接收从地面100(和覆盖的植被层150)反射的相应声波或回波。因此，距离传感器30可以是或描述为声波或超声波传感器30并且向地面100输出相应的声波/超声波200并接收来自地面100(和植被层150)的反射波。
24.图3是根据本发明主题的一个或多个实施例的示例性距离传感器30的框图。距离传感器30可以具有可操作地彼此耦接的收发器32和处理器36。通常，可以具有感测元件的收发器32可以发射来自距离传感器30的声波200并且接收从地面100和/或植被层150反射的声波。基于在收发器32处接收到的反射声波的信号可以被发送到处理器36进行处理。这种处理可以包括将来自收发器32的感测元件的回波或反射强度信号(例如，幅度信号)转换成对应的电压强度信号(例如，电压幅度信号)，并将这种转换后的信号发送到控制器40以进行进一步处理。
25.控制器40还可以向处理器36发送控制信号，以控制距离传感器30的操作。例如，可以控制一个或多个距离传感器30中的每一个，使得其参数是可调节的。因此，距离传感器30可以被描述为参数可调的距离传感器30。
26.根据一个或多个实施例，距离传感器30可以以锥形图案250输出声波，如图4所示。或者，锥形图案可以具有椭圆形或方形底面。值得注意的是，锥形图案250的宽度可以在控制器40的控制下使用处理器36来调节，例如，取决于下面的地面100的特征，特别是其上是否提供植被层150的情况下。在这方面，地面100和植被层150可以产生具有不同特征的声波反射或回波。例如，距离传感器30输出的声波，从地面100反的射声波比从植被层150反射的声波强。也就是说，从地面100反射的声波的强度可以大于从植被层150反射的声波的强度。因此，距离传感器30从地面100接收的声波的幅度可以大于距离传感器30从植被层150接收的声波的幅度。
27.锥形图案250的宽度可以从初始宽度调节到最终宽度，在最终宽度处，锥形图案250可以被设置用于进一步的操作，例如在设置宽度的锥形图案250处确定到地面100的距离(下文将详述)。这种调节可以称为调谐或校准距离传感器30。因此，控制系统可以监控当前的调节状态和距离传感器30接收到的数据，并调节距离传感器30输出的声波的锥形图案250以提高距离传感器30的测量性能，从而更可靠地获得来自地面100的声波反射，从而能够识别接收到的声波。
28.例如，如图4中的两个虚线箭头所示，锥形图案250的宽度可以从初始宽度减小到最终宽度。可选地，可以控制锥形图案250的宽度以便从初始宽度到最终宽度不断减小(即，在任何时候都不会增加)。这种控制可以相对快速地实现锥形图案250的最终宽度。或者，锥形图案250的从初始宽度到最终宽度的宽度可以围绕最终宽度摆动并且最终汇聚于最终宽度。这种控制可以相对准确地识别来自地面100而不是植被层150的反射。
29.根据一个或多个实施例，锥形图案250的宽度可以被均匀地调节，例如，在所有侧
面上均匀地或等量地调节。或者，可以不均匀地调节锥形图案250的宽度，例如，仅在相反方向上或更快速地在相反位置上。因此，在一个或多个实施例中，锥形图案250的宽度的减小可以改变其底部的几何形状，例如，从圆形变为椭圆形(或一些其他几何形状)。
30.可选地，至少在调节从距离传感器30输出的声波的锥形图案250的宽度时，距离传感器30的一个或多个参数可以是恒定的或不被调节。例如，至少在调节从距离传感器30输出的声波的锥形图案250的宽度时，距离传感器30的圆锥长度、声波强度、声波方向、圆锥方向和/或取向中的一项或多项可以保持不变或恒定。
31.前述最终宽度可以是距离传感器30感测到的声波的反射被确定为来自地面100的宽度。即，本发明主题的实施例可以调谐或校准从距离传感器30输出的声波的锥形图案250的宽度，以减少由植被(和/或其他介入物体)的反射引起的干扰(例如，噪声)并可靠地接收来自地面100的反射。这种调谐或校准可以包括调节距离传感器30的灵敏度。
32.本发明主题的实施例可以实现闭环控制以将锥形图案250的宽度从初始宽度控制到最终宽度。此处，如上所述，控制器40可以从距离传感器30接收与反射相对应的信号并且基于对接收信号的分析来控制锥形图案250的宽度。根据关于闭环控制的公开主题的一个或多个实施例，可以处理来自距离传感器30的信号，直到根据一个或多个预定标准识别距离传感器30处的传入声波的最强回波。通常，这样的处理可以涉及比较与感测到的反射相关联的各个强度值(例如，幅度值)并选择与来自地面100的反射相对应的最高幅度。例如，根据一个或多个实施例，距离传感器图30可以将对应于传入反射声波的强度信号转换成对应于距离传感器30处接收到的反射的强度(例如幅度)的电压信号，并且将这样的电压信号发送到控制器40以确定哪个(如果有的话)电压信号对应于来自地面100的反射。可选地，可以根据一个或多个预定标准来识别对应于地面100的一个或多个回波(例如，最强回波)。
33.例如，控制器40可以比较与距离传感器30接收到的反射幅度相对应的电压信号的电压幅度，并选择最高电压幅度作为对应于来自地面100的反射。因此，为控制器40分析以确定最高电压幅度是否对应于地面100的反射的一个标准可以是最高电压幅度是否高于预定阈值。如果是这样，这可能意味着距离传感器30接收到的反射对应于地面100，否则反射对应于植被层150。作为附加或替代标准，当最高电压的幅度比次高电压的幅度大出预定量时，可以确定最高电压幅度对应于来自地面100(而不是植被层150)的反射。也就是说，当最大幅度与一个或多个其他电压幅度之间的差值超过预定量时，电压幅度的比较可以识别出一个幅度对应于地面100。除了比较最高电压幅度是否超过上述预定阈值之外，还可以进行这种比较。
34.附加或替代标准可以包括相对强信号与相对弱信号的比率(例如，相对强信号与预定数量或更少的相对弱信号的比率)、多个连续相同的强信号在对应的多个发射声波上没有遗漏，和/或预定时间段内的多个相同的强信号。可选地，这样的标准可以不包括相对强信号和弱信号之间的相对时间。示例性实施例可以调节(例如，减小)锥形图案250的宽度，同时监测多达五个反射回波及其各自的电压(幅度)，但本发明主题的实施例不限于此。该实施例可以允许多达五个反射回波，例如，如果任何或所有回波满足用于测量的最小电压阈值(或幅度)水平。因此，本发明主题的实施例可以表现出固有的灵活性，例如在正常操作期间接收和处理一到五个回波。
35.因此，根据一个或多个实施例，对应于来自地面100的反射的信号可以根据一个或
多个预定标准(例如上面讨论的那些标准)来识别。此外，根据一个或多个实施例，可以根据一个或多个预定标准分析多个信号以确定具有一个或多个特征的反射对应于来自地面100(而不是植被层150)的反射。本发明主题的实施例因此可以接收多个反射并且处理这样的反射以确定反射是否对应于地面100。此外，控制器40可以基于来自距离传感器30的信号，将距离传感器30输出的声波的锥形图案250的最终宽度(即，停止调节)设置为距离传感器30能够可靠地接收来自地面100的反射而且这样的反射可以被识别为来自地面100的反射的宽度。在这方面，控制器40可以控制距离传感器30不断调节(例如，减小)从距离传感器30输出的锥形图案250的宽度，直到控制器40确定来自距离传感器30的信号对应于来自地面的反射100。
36.根据一个或多个实施例，锥形图案250的初始宽度可以是为未被植被覆盖的地面设置的锥形图案。或者，锥形图案250的初始宽度可以是从部分或完全覆盖有植被层并预先由冷刨机10处理的工作表面设置的预先设置的宽度。因此，锥形图案250的宽度可以根据冷刨机10从先前切割操作和/或地面的先前设置从不同的起点进行调节。此外，在一些实施例中，在冷刨机10的切割操作完成时(例如，每个切割道次、切割段或整个切割项目)，锥形图案250的宽度可以自动恢复到非植被覆盖的地面的初始锥形图案宽度。或者，锥形图案250的宽度可以保持在从冷刨机10的紧接之前的切割操作开始的最近设定的宽度。
37.可选地，在距离传感器30的调谐或校准之前，当覆盖在地面100上的植被层150显而易见时，锥形图案250的初始宽度可以设置(例如，由操作员通过界面设备28，例如)为植被层的初始宽度。具有植被层150的地面100的锥形图案250的这种初始宽度可以比没有植被层150的地面100的锥形图案250的初始宽度相对更窄。因此，与从没有植被层的地表的锥形图案的初始宽度开始时相比，从最初设置为特定于植被层(或类似物)的初始宽度的锥形图案250的初始宽度开始到锥形图案250的最终宽度，可以相对更快地调谐或校准本发明主题的实施例。
38.根据一个或多个实施例，可以使用所谓的粗略宽度设置来设置锥形图案250的初始宽度，例如，由操作员使用界面设备28设置，然后控制器40结合距离传感器30的反馈，可以微调距离传感器30输出的锥形图案250的宽度，以达到并设置在如上所述的最终宽度。这种粗略宽度设置阶段的初始宽度设置可以构成后续最终调谐阶段的初始宽度。可选地，即使在自动调谐已经完成之后，微调可以包括由操作员使用界面设备28进行的手动调谐。
39.根据一个或多个实施例，冷刨机10可以是静止的，以设置距离传感器30的锥形图案250的宽度。另外或替代地，当冷刨机10以预定速度或更低速度行进时，可以执行这种设置。距离传感器30的锥形图案250的宽度的调节可以在冷刨机10以预定速度或更低速度行进时周期性地或连续地进行。这种调节可以被称为或描述为滚动调谐。如上所述，可以从先前执行的从初始宽度到最终宽度的调节循环的最终宽度开始执行对锥形图案250的宽度的调节。
40.一旦距离传感器30输出的声波的锥形图案250的宽度被设置为最终宽度以接收来自地面100的声波反射，就可以使用距离传感器30的控制器40和/或处理器36来执行控制操作，以过滤不对应于来自地面100的反射的一些或所有信号(例如，较小强度的信号)。此处，距离传感器30的灵敏度可以被调节以基于它们各自的强度(例如，幅度)过滤回波，主要或完全集中在与来自面100的反射相对应的信号上。因此，本发明的实施例的主题可以有效地
消除由植被层150产生的噪声，以有利于来自下面的地面100的信号。尽管上面将本发明主题的实施例描述为控制器40确定距离传感器30接收到的反射声波是否对应对于地面100，本发明主题的实施例不限于此，距离传感器30本身，特别是其处理器36，可以做出确定。
41.一旦设置了距离传感器30输出的声波的锥形图案250的宽度(或为多个距离传感器30设置了所有锥形图案宽度)，例如，可以通过控制器40和/或距离传感器30确定从一个或多个距离传感器30中的每一个到地表面100的距离。可以使用由距离传感器30感测的反射信号来执行这种距离确定，如上所述，该反射信号先前被确定为对应于来自地面100的反射。此处，距离可以由控制器40和/或距离传感器30确定，因为距离传感器30接收从其输出的对应于地面100的信号的飞行时间是已知的并且可以用于基于该信息计算距离。也就是说，由于地面100给出了更强的信号，控制器40和/或距离传感器30可以从地面100读取更强的幅度或电压，并且控制器40和/或距离传感器30知道输出信号返回距离传感器30所需的时间，控制器40和/或距离传感器30可以计算距离传感器30到地面100的距离。
42.根据一个或多个实施例，从地面100到多个距离传感器30中的每一个的确定距离可以有所变化。因此，根据本发明主题的实施例，控制器40可以基于所有距离传感器30的距离确定来计算到地面100的平均距离。
43.例如，在冷刨机10在至少还具有植被层150的地面100的特定部分上执行切割操作之前，该距离确定(或多个距离确定)可用作冷刨机10的地面150的参考点(或多个参考点)。这样的参考点(或多个参考)可用于设置或调节冷刨机10的操作参数。例如，基于距一个或多个距离传感器30的距离(或多个距离)，控制器40可以将冷刨机10的一个或多个操作高度设置为操作参数。这样的操作高度可以是或包括通过调节一个或多个致动器20和/或切割系统的一个或多个部分的操作高度的冷刨机10本身的高度，例如切割工具12的切割高度以切入具有上覆植被层150的地面100。因此这样的处理可以涉及基于从一个或多个距离传感器30到具有覆盖植被层150的地面100的距离的确定来确定冷刨床10和/或切割系统的高度的距离。
44.另外或替代地，如上所述的初始距离确定和/或一个或多个后续距离确定可用于在冷刨机10的工作操作(例如，切割操作)之前、在冷刨机10的工作操作期间和/或在冷刨机10的工作操作结束时的冷刨机10的进一步操作。例如，距离确定可用于用于自动控制框架14到地面的距离和切割工具12进出地面的深度的特征(例如，软件特征)。
45.可选地，控制器40可以使用从距离传感器30的信号获得的距离数据来创建虚拟接地平面。该虚拟地平面与冷刨机10上的其他测量系统(例如用于升高/降低转子的位置传感圆柱体)相结合，可以产生非常准确的切削深度。或者，距离传感器30之间的虚拟地线可以由控制器40基于从距离传感器30的信号获得的距离数据计算的距离信息来确定。
46.根据一个或多个实施例，确定从距离传感器30到地面100的距离的过程可以在冷刨机10静止时和/或当冷刨机10沿着地面100移动时执行。例如，冷刨机10可以以10-100英尺/分钟的速度移动或低于12公里/小时。在静止方面，确定距离传感器30到地面100的距离的过程(包括前面的距离传感器调节)可以作为冷刨机10的初始设置操作的一部分来执行，例如，设置开始操作。
47.因此，本发明主题的实施例可以连续或周期性地获得到具有植被层150的地面100的距离测量值，并相应地调节冷刨机10和/或切割系统的高度。在这方面，冷刨机10或其部
分的操作高度可以基于距离确定的频率实时地例如连续地或周期性地调节。
48.此处，甚至可以连续地执行调节和/或距离确定，然而，机器操作参数的调节(即，再次设置)例如冷刨机10和/或切割系统的一个或多个操作高度可以只能定期执行。即，冷刨机10和/或切割系统的一个或多个系统的操作高度可以仅周期性地依赖于到地面100的距离确定。在这方面，距离确定可以作为每个距离传感器30的滚动平均距离量的基础。
49.根据一个或多个实施例，与到地面100的距离确定相对应的数据可以例如通过无线通信接口42发送到工地的一个或多个其他冷刨机10，该冷刨机10可能未被配置为通过植被层150检测地表100。因此可以设置一个或多个其他冷刨机10的一个或多个高度，即使这样的冷刨机10不能通过植被层150检测到地面100。
50.工业适用性
51.如上所述，本发明主题的实施例涉及用于确定到覆盖有植被的地面的距离的系统、装置和方法。
52.首先，值得注意的是，了解工作机器的框架(或其他组件)相对于地面的位置是有价值的。这种确定的从框架到地面的距离(或多个距离)可以被称为或描述为参考距离，可用于设置工作机器的一个或多个操作参数，例如工作机器的操作高度和/或工作机器的切割系统的操作高度(或多个高度)。
53.在这方面，操作员和/或工作机器可能需要准确测量到地面的距离，以确保在正确的深度进行切割。然而，植被可能会干扰来自试图到达地面的距离传感器(或多个距离传感器)的信号。这种干扰可能导致地面距离测量不准确，甚至无法获得地面距离测量值。
54.因此，本发明主题的实施例可以涉及用于测量从作业机械(例如道路铣刨、道路开垦)上的参考点到地面的距离的声波/超声波传感器。传感器或可操作地耦接到其上的组件(例如，控制器40)可以被配置为测量到地面的距离，即使在地面上存在可能引起干扰的植被的情况下。该传感器可以包括一个传感器声锥，可以对其进行调节以使来自不想要的反射的干扰最小化。该传感器可以被配置为向机器控制系统提供调谐的距离测量，机器控制系统可以在一个或多个控制算法和/或操作员界面中使用距离测量，用于设置和控制工作机器的工作操作，例如工作机器的切割操作。
55.可以调节传感器灵敏度以过滤通过不需要的反射幅度传入的回波并读取最大幅度。结果，传感器可以向机器控制系统提供准确的、调谐的距离测量值，机器控制系统可以在控制算法和/或操作界面中使用距离测量值。
56.图5是根据本发明主题的一个或多个实施例的控制方法500的基本流程图。控制方法500可以通过其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质来实现，当由一个或多个处理器或控制器执行这些指令时，使一个或多个处理器或控制器执行控制方法500。上面讨论的控制器40和/或距离传感器30可以执行方法500的一些或所有操作。
57.通常，如上所述，方法500可以包括在操作s502调节一个或多个距离传感器，例如距离传感器30中的每一个的输出。输出可以是或包括距离传感器30输出的锥形图案的尺寸，例如锥形图案250。锥形图案250的初始尺寸可以是初始尺寸，例如，如上所述锥形图案250的初始宽度。如本文所述，锥形图案250的初始宽度可以被调节(例如，减小)到锥形图案250的最终宽度。
58.基于距离传感器30从具有覆盖植被层150的地面100反射的声波而产生的信号，在
操作s504，方法500可以确定反射的声波何时对应于从地面100(而不是植被层150)反射的声波。该控制可以返回到操作s502以继续调节(例如，减小)从距离传感器30输出的声波的锥形图案250的尺寸(例如，宽度)，直到确定反射来自地面100。如本文所述，控制器40和/或距离传感器30可以确定反射来自地面100。可选地，操作s502和s504可以是粗调和微调策略的一部分，由此可以根据粗调阶段设置锥形图案250的初始尺寸，并且可以根据微调阶段来识别锥形图案250的最终尺寸。
59.在操作s506，可以设置从距离传感器30输出的声波的锥形图案250的最终尺寸(例如，宽度)。可选地，操作s506可以是前述微调阶段的一部分。
60.在操作s508，方法500可以包括基于从如上所述的距离传感器30以设定的锥形图案250的最终尺寸输出声波来确定从距离传感器30到地面100的距离。如果涉及多个距离传感器30，则操作s508可以包括基于用于距离传感器30的锥形图案250(可以相同或不同)的相应设置的最终尺寸来确定从每个距离传感器30到地面100的距离。因此，方法500不是估计到地表面100的距离，而是可以确定到地表面100的实际距离。
61.在操作s510，方法500可以包括设置工作机器(例如，冷刨机10)的一个或多个操作参数。根据本发明主题的实施例的操作参数可以包括冷刨机10的框架14的高度(或多个高度)和/或冷刨机10的切割系统的高度(或多个高度)，例如，其切削工具12的切削高度。
62.在s512，冷刨机10可以使用设置的参数例如，冷刨机10的横切和切割操作执行工作操作，以在具有覆盖植被层150的地面100上执行切割操作。可选地，方法500可以连续或周期性地返回到s502，例如，当冷刨机10横切每个道次时或在开始穿过地面100的新通道时。或者，控制可以改为进行到s508，其中到地面100的距离可以连续地或周期性地确定，例如，当冷刨机10横穿每道次时或在开始穿过地面100的新通道时。
63.尽管已经参照上述实施例具体地示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员应该理解，在不背离本发明内容的精神和范围的情况下，可以通过对本发明的机器、组件、系统和方法的修改来设想各种附加实施例。此类实施例应理解为落入基于权利要求及其任何等同物确定的本发明的范围内。