SE2350465A1 - Kontextkänsligt styrsystem för en fjärrstyrd arbetsmaskin - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till ett kontextkänsligt styrsystem, innefattande en genom fjärrstyrning styrbar arbetsmaskin (1), en fjärrstyrningsenhet (3) med ett operatörsgränssnitt (22) som gör det möjligt för en operatör (2) som vandrar bredvid arbetsmaskinen att styra arbetsmaskinen via operatörskommandon, ett projektionsorgan (50) som möjliggör projicering av information för operatören; en kommunikatör (130) som är konfigurerad att ta emot kontextkänslig information som svar på signaldata från givare och sensorer (S1-Sn) hos arbetsmaskinen och att kommunicera nämnda information till projektionsorganet (50) vilket är konfigurerat att projicera kontextkänslig information (150) på en projektionsyta (52) på ett sådant sätt att informationen blir visuellt synlig för operatören (2).

Description

1 KONTEXTKÄNSLIGT STYRSYSTEM FÖR EN FJÄRRSTYRD ARBETSMASKIN Tekniskt område Föreliggande uppfinning hänför sig till ett kontextkänsligt styrsystem för en fjärrstyrd arbetsma- skin som medelst en fjärrstyrningsenhet styrs och kontrolleras av en operatör som vandrar bred- vid maskinen enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser även en fjärrstyrd demole- ringsrobot enligt patentkravet 16. Uppfinningen avser även ett förfarande för styrning och kontroll av en fjärrstyrd arbetsmaskin enligt patentkravet 17 och användande av en fjärrstyrningsenhet enligt patentkravet Bakgrund En fjärrstyrd på band eller hjul körbar arbetsmaskin, exempelvis i form av en elektriskt driven demoleringsrobot eller liknandefjärrstyrt med ett verktygsbärande rörlig armsystem utrustat ma- nipulatorfordon, fjärrstyrs trådlöst medelst en fjärrstyrningsenhet av en operatör som vandrar bredvid arbetsmaskinen. Arbetsmaskinens rörelser styrs och kontrolleras genom operatörens påverkan av ett användargränssnitt på fjärrkontrollen som innefattar spakar och kontroller på fjärrstyrningsenheten som via kommandon styr olika hydrauliskt verksamma funktioner hos ar- betsmaskinen. I huvudsak erhåller operatören idag all sin operatörsstödjande information via användargränssnittet på fjärrkontrollen.

Operatören utsätts för en mängd information, yttre störningsmoment och stimuli medan opera- tören styr och kontrollerar arbetsmaskinens arbete. En del av denna stimuli hänför sig till den mängd kontrollampor, visarinstrument och liknande indikatorer som fjärrstyrningsenhetens ope- ratörsgränssnitt innehåller och som operatören måste hålla en blick på samtidigt som operatören måste styra och övervaka arbetsmaskinens rörelser. Genom att operatören rör sig omkring ar- betsmaskinen samtidigt som den utför en rad olika arbetsuppgifter under övervakning av opera- tören, exempelvis rivnings- och demoleringsarbetet med en bilningshammare kommer operatö- rens relativa position i förhållande till arbetsmaskinen att variera.

Det föreligger sålunda ett behov att åstadkomma styrsystem vid fjärrstyrda arbetsmaskiner som kan erbjuda en operatör som vandrar bredvid arbetsmaskinen förbättrade möjligheter att foku- sera på arbetsuppgiften, minimera distraktioner och säkerställa operatörens förmåga att assimi- lera och använda i ett operatörsgränssnitt presenterad information från styrsystemet. Det före- ligger också behov att rikta om en distraherad operatörs uppmärksamhet från icke kritiska akti- viteter till sådana uppgifter som är nödvändiga för att bibehålla säker och effektiv manövrering av arbetsmaskinen. Det finns även behov att tillhandahålla återkoppling till operatören hänförligttill prestanda hos arbetsmaskinen och att tillhandahålla ytterligare återkoppling som kan hjälpa operatören att förbättra sin egen och därmed också arbetsmaskinens prestanda.

Modern informationsteknologi har försett oss med möjlighet att samla in data (diagnosdata)från de elektroniska styrenheter och datanätverk som ingår i ett styrsystemen vid arbetsmaskiner, exempelvis data vid diagnostisering av uppträdande fel eller vid maskinskada och beträffande hur och när en arbetsmaskin körs. För ändamålet innefattar moderna styrsystemen ett flertal givare, gyro, vinkelgivare och sensorer med vilka en mängd olika värden och parametrar hos arbetsmaskinen kan avkännas. I de datorbaserad kontrollenheter som ingåri moderna styrsy- stem kan även kumulativa förändringar som beror på aktuella mätvärden och som bedöms på- verka den operativa driften av densamma minneslagras och efter datorbearbetning presenteras för operatören i ett användargränssnitt. Med kumulativa effekter avses den resulterande effekt som uppstår när flera olika effekter samverkar med varandra och som exempelvis kan omfatta både tillstånds- och styrningsdata. lnformationsteknologin kan således användas operatörsstöd- jande genom att via ett maskin-människa-gränssnitt (HMI - Human-Machine-Interface) fortlö- pande ge operatören återkoppling avseende momentant uppträdande maskinstatus. Emedan en rad olika sätt att samla datorbearbeta och presentera operativa arbetsmaskindriftsdata och operatörsaktivitetsdata vid arbetsmaskiner på bildskärm eller liknande operatörsgränssnitt se- dan länge är kända kommer de inte att beskrivas närmare.

Modern mobil radioteknik har även gjort det möjligt att med hjälp av LORAN (Location Radio Based Navigation), triangulering och eller andra liknande system för positionsbestämning, loka- lisera, riktningsbestämma och identifiera objekt i fiktiva rum som avgränsas av spontana radio- baserade nätverk. Beroende på om det i rummet lokaliserade objektet är ett godkänt objekt eller inte kan objektet ges tillträde till kontextuell information så länge objektet befinner sig i rummet eller beroende på positionsmässigt var objektet rent geografiskt befinner sig i rummet. För god- kännande måste objektet såsom en operatör eller liknande kunna identifieras vilket innebär att objektet måste vara associerat med någon typ av radiobaserad platssensor.

Associerat med en platssensor som fungerar vid kortdistansradiofrekvenser, såsom en RFID- tagg eller en ID-transponder, bildar ett objekt en så kallad "nod", som kan följas i ett kortdistans- radiobaserat system. En sändare/mottagare som fungerar på kortdistansradiofrekvenser och som har utplacerats på ett lämpligt sätt kan bilda en basstation (BS) för ett spontant trådlöst persondatornätverk. Med hjälp av en eller flera antenner dvs, sändare/mottagare som fungerar som lokalisatorer kan platssensorn som finns i nätet inom en serviceregion identifieras och geo- grafiskt lokaliseras. Med spontant nätverk eller adhocnätverk avses ett tillfälligt trådlöst nätverk, bestående av noder som finns inom räckhåll för varandra. Termen "kortdistansradiosystem"kommer att användas i det följande för att beteckna vad som är känt som ett "trådlöst personal- områdesnätverk" (förkortat "WPAN") enligt IEEE 802.11 eller liknande standard. Termen "ser- viceregion" används för att beteckna ett landskap eller en region vars areautbredning är i förväg bestämd, det vill säga i praktiken ett cellområde eller definierade geografiska zoner som kan begränsas mellan flera samverkande sändare/mottagare och som har förmågan att vidarebe- fordra (länka) radiokommunikation mellan varandra. För att möjliggöra extern kommunikation med det personliga nätverket kan en s.k. master (basstation) dedikeras bland någon av anten- nerna (sändarna/mottagarna) som är komponenter i ett system för att medge anslutning av det spontana trådlösa nätverket till ett fast nätverk exempelvis över Ethernet.

För uppskattning av den geografiska positionen för en platssensor i ett spontant nätverk kan metoder användas som mäter de tidsskillnader (TD) som uppstår mellan en platssensor som har associerats med ett objekt. Andra varianter kan använda dopplereffekt för positionsbestäm- ning av okända objekt med avsaknad av associerad platssensor i ett spontant nätverk genom de störningar och skillnader i frekvenser och våglängder som uppstår i nätverket på grund av objektets rörelser inom nätverket.

På begäran från en antenn kan platssensorns position inom ett definierat cellområde bestämmas med hög noggrannhet. Uppskattningen av position och lokaliseringen av en positionssensor ba- seras normalt på radioförhållandena mellan majoriteten av minst tre samverkande antenner, varvid den exakta geografiska positionen för varje antenn är känd. Geografisk position och rikt- ning kan bestämmas genom triangulering genom att mäta avstånd och vinklar till ett objekt i nätverket. Vid trilateration mäts den relativa eller absoluta skillnaden i den tid som det tar för en signal från en platssensor, som svar på en begäran, att fortplanta sig från platssensorn för att slutligen nå varje sändare/mottagare. En fördel med trilatering framför triangulering är att fri sikt inte är nödvändig. "Ankomsttidsskillnaden" (förkortat "TdoA") beräknas från utbredningstiden för signalerna i det relevanta mediet. Radiovågor utbreder sig med en känd hastighet genom ett trådlöst medium. Under trilateration kan signalstyrkan eller tidsinformationen från flera access- punkter användas i kombination för att bilda en täckningscirkel och delningspunkter, varvid av- ståndet från minst tre olika positioner kan beräknas. Emedan mobila cellnätverk och liknande telekommunikationssystem som medger positionsbestämning sedan länge är väl känd kommer tekniken inte att beskrivas närmare.

Det är vidare sedan länge känt att åstadkomma olika informativt stödjande människa-maskin- gränssnitt genom att projicera olika typ av operatörsstödjande information. Vanligen projiceras på detta sätt olika typ stödjande teckeninformation, bildinformation, etc som hämtas från en da- tabas. Vanligt förekommande inom tekniken är DLP-projektorer (Digital Light Processing) eller flytande kristallprojektorer. Med hjälp av tekniken kan bilder och liknande information projiceraspå såväl platta skärmar, krökta ytor som på en godtyckligt vald projektionsyta hos olika objekt även på dubbelkrökta eller liknande ej plana ytor. Det är även väl känt att på olika typ av farkos- ter, särskilt flygplan, projicera information i form av bild och/eller text samt att därtill arrangera mellanliggande reflektorer eller speglar, för att genom reflektion förmå informationen att visas på önskad plats. En stor fördel härvid är att visning av information kan ske bara när den av sammanhanget bedöms vara behövlig som stöd för operatören, alternativt kan information vid behov påkallas manuellt av operatören exempelvis via ett operatörsgränssnitt på fjärrstyrnings- enheten. Bedömning kan ske genom jämförelse av informationen med databaslagrad referens- data.

Det föreligger således behov av att tillhandahålla information för den bredvid arbetsmaskinen vandrande operatören som synkront med arbetsuppgiften kan hjälpa operatören att förbättra sin prestanda. Ett generellt mål vid design av människa-maskin-gränssnitt är användarbekvämlighet vilket innebär att presenterad operatörsstödjande information skall vara lätt att följa utan att ope- ratören behöver släppa blicken från arbetsmaskinen. Med andra ord är önskvärt att operatören i möjligaste kan minimera växling mellan fjärrsyn för maskinövervakning och närsyn på fjärrstyr- ningsenheten gränssnitt. Det är med andra ord önskvärt med ett visningssystem för operatörs- information som medger så ackomoderingsfri avläsning som möjligt för ett vid fjärrsyn inställt öga. Den presenterade informationen skall dessutom vara kontextuell, dvs. representativ för det sammanhang, omständighet, situation eller den omgivning som operatören och/eller arbetsma- skinen för tillfället befinner sig i. Kontext betyder i sammanhanget inte bara operatörens (objek- tets) geografiska position utan även operatörens preferenser, den aktivitet och arbetsuppgift som operatören genomför med arbetsmaskinen i varje situation och sammanhang. Informat- ionen måste vara anpassad till operatörens aktuella kontext och omgivande miljö. Om operatö- ren/arbetsmaskinen byter kontext måste tjänsten anpassa sig och vara adaptiv till den nya situ- ationen.

Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett styrsystem för en fjärrstyrd arbetsmaskin som medelst en fjärrstyrenhet styrs och kontrolleras av en operatör som vandrar bredvid maskinen och som på ett återkopplat sätt gör det möjligt att presentera opera- törsstödjande kontextuell information som visuellt ligger inom synfältet för operatören i riktning mot arbetsmaskinen och där denna information kan bidra till att öka operatörens och därmed också arbetsmaskinens prestanda.

Ett andra syfte med uppfinningen är att i än högre grad visuellt synliggöra informationen inom operatörens synfält med ledning av operatörens relativa geografiska position i förhållande till arbetsmaskinen.Ett tredje syfte med uppfinningen är att åstadkomma styrsystem varvid operatörsstödjande in- formation på ett enkelt visuellt och dynamiskt sätt kan åskådliggöras för operatören utan att nämnvärt störa vederbörande under arbete med arbetsmaskinen.

Ett fjärde syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en fjärrstyrd arbetsmaskin, särskilt i form av en fjärrstyrd demoleringsrobot som erbjuder kontextuell presentation av operatörsstödjande information visuellt synligt ligger inom synfältet för operatören i riktning mot arbetsmaskinen.

Det första syftet med uppfinningen löses genom ett kontextkänsligt styrsystem för en fjärrstyrd arbetsmaskin som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1. Det andra syftet med uppfinningen löses genom en arbetsmaskin, särskilt en fjärrstyrd elektriskt driven demoleringsrobot som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 16. Det tredje och fjärde syftet med uppfinningen åstadkommes genom ett sätt att styra och kontrollera en fjärrstyrd arbetsmaskin som anges i patentkravet 17. Uppfinningen hänför sig också till ett sätt att använda en fjärrstyrningsenhet med integrerad platssensor enligt patentkravet 20. Ytter- ligare fördelar och särdrag hos uppfinningen framgår av underkraven. lnsikten som ligger till grund för uppfinningen är att förbättrade möjligheter att fokusera på ar- betsuppgiften kan erhållas genom att visuellt för operatören, som fjärrstyrande arbetsmaskinen vandrar bredvid densamma, projicera operatörsstödjande kontextkänslig information som visu- ellt synligt ligger inom synfältet för operatören i riktning mot arbetsmaskinen och/eller dess ar- betsområde. l det kontextuella sammanhanget kan ingå parametrar som är associerade med operatörens position i förhållande till arbetsmaskinen för att därvid uppnå ett i högre grad för- bättrat visuellt synliggörande av informationen. I den kontextuella information ingår parametrar som hänför sig driftsdata omfattande signaldata från givare och sensorer hos arbetsmaskinen. Tack vare att informationen projiceras på eller i nära anslutning till arbetsmaskinen uppnås en rad fördelar, inte minst att operatören kan fokusera på arbetsmaskinens operativa arbete sam- tidigt som vederbörande kan erhålla information som beror på det aktuella sammanhanget. Ope- ratören behöver således aldrig släppa blicken från arbetsmaskinen under det operativa arbetet. lett alternativt utförande av uppfinningen används en skillnadsåterkopplingsfunktion som är kon- figurerad att generera kumulativa mätdata baserat på emottagna signaldata från givare och sen- sorer hos arbetsmaskinen vilka kumulativa mätdata på ett operatörsstödjande sätt kan present- eras för operatören tillsammans med annan tillhörande kontextkänslig information.

Positionsbestämning av operatören i förhållande till arbetsmaskinen sker medelst allmänt till- gänglig teknik som medger relativ positionering som exempelvis LORAN (Location Radio Based Navigation), triangulering och eller andra liknande system för positionsbestämning, samt an- vänds allmänt tillgänglig teknik som medger projicering av operatörsstödjande information föroperatören som exempelvis kan vara baserad på DLP-teknik (Digital Light Processing) i kombi- nation med DMD-teknik (Digital Micromirror Device) eller liknande.

Enligt ett utförande av uppfinningen är en platssensorn integrerad i fjärrstyrningsenheten för att på så sätt vara associerat med objektet i ett elektromagnetiskt radiofält omkring arbetsmaskinen.

Kort beskrivning av ritninqarna I det följande beskrivs ett utföringsexempel av uppfinningen med hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka; Fig.1 visar en perspektivvy av en fjärrstyrd arbetsmaskin i form av en demoleringsrobot utrustad med ett kontextkänsligt styrsystem enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt en planvy av den fjärrstyrda arbetsmaskinen i fig. 1 med ett för arbets- maskinen antytt elektromagnetiskt serviceområde definierat av en antennenhet. Fig. 3 visar schematiskt arkitekturen vid ett kontextkänsligt styrsystem enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar ett blockdiagram för en platssensor eller en nod som är identifierbar i antennenhetens elektromagnetiskt fält och vilken platssensor är associerad med ett objekt.

Fig. 5 visar ett blockdiagram för en antenn (basenhet) med sändare/mottagare som fungerar med korthållsradiofrekvens och som tillsammans med åtminstone ytterligare ett par av liknande antenner ingår i en antennenhet vid en fjärrstyrd arbetsmaskin enligt uppfinningen. flgj visar ett blockdiagram för principfunktionen hos en kommunikator som ingår i ett styrsy- stem hos en arbetsmaskin enligt uppfinningen och med vilket även kumulativa förändringar och trender som beror på aktuella givar- och sensormätvärden och som bedöms påverka arbetsma- skinens operativa drift kan minneslagras och efter datorbearbetning presenteras i ett användar- gränssnitt som kontexturkänslig information.

Fig. 7 visar schematiskt ett första exempel på presentation av en kontexturkänslig information varvid information om objektets (operatörens) position och riktning mot arbetsmaskinen utnyttjas för att effektivt åskådliggöra informationen.

Fig. 8 visar schematiskt ett andra exempel på presentation av en kontexturkänslig information varvid information om objektets (operatörens) position och riktning iförhållande till arbetsmaski- nen utnyttjas för att effektivt åskådliggöra informationen.

Detaljerad beskrivninglfig. 1 visas i en fjärrstyrd arbetsmaskin 1 iform av en demoleringsrobot, i det följande benämnd arbetsmaskin. En operatör 2 vandrar bredvid arbetsmaskinen och fjärrstyr densamma trådlöst medelst en bärbarfjärrstyrningsenhet 3 som via radiosignaler står i förbindelse med en i arbets- maskinen ingående styrenhet 4 (se fig. 6). Med 5 betecknas allmänt ett chassi med en vagn som uppvisar en övervagn 6 och en undervagn 7. Övervagnen 6 är vridbart lagrad på undervagnen 7 för svängning av övervagnen i ett horisontalplan. Undervagnen 7 är försedd med en framdriv- ningsanordning 8 som omfattar höger respektive vänster larvband. Med 10 betecknas stödben som manövreras av tillhörande hydraulcylindrar och med 11 ett manövrerbart armsystem som, bestående av ett antal efter varandra ledbart förenade armdelar, är uppburet på övervagnen 6 och manövrerbart medelst ett antal mellan armdelarna verksamma hydraulcylindrar 15. Med 12 betecknas en kabel avsedd att anslutas till ett stationärt elektriskt linjenät för att förse demole- ringsroboten 1 med elektrisk kraft. Armsystemet 11 är i sin fria ände försett med ett verktygsfäste 13 i vilket olika typer av verktyg 14 lösgörbart kan anbringas och i förekommande fall även an- slutas för hydraulisk drift.

Som bäst framgår av arbetsmaskinen 1 i det delvis avklädda utförandet i fig. 6 innefattar ett i arbetsmaskinen ingående drivsystem en elektrisk motor som driver en hydraulpump som via ventilblock styr hydraulflöde till förbrukare (ej visat). Arbetsmaskinens 1 funktioner styrs av en eller flera i styrenheten 4 ingående datorbaserade kontrollenheter med minnesmoduler för lag- ring av data och instruktioner som när de exekveras av processorn styr olika funktioner hos arbetsmaskinen 1. Med 18 betecknas en radiomodul vilken kommunicerar med en fjärrstyrnings- enheten 3 för att ta emot kommandon som ska utföras av styrenheten I fig. 4 visas delvis den fjärrstyrningsenhet 3 som ingåri arbetsmaskinen 1 närmare. Fjärrstyr- ningsenheten 3 innefattar ett gränssnitt för människa-maskin (HMl) 22. I gränssnittet ingår även kontrollerna B1, B2 som inkluderar ett par styrspakar (joysticks), en vänster styrspak B1 och en höger styrspak B2 vilka vid påverkan tolkas av styrenheten 4 och får arbetsmaskinen 1 att arbeta i enlighet med operatörens 2 kommandon. En primär driftlägesväljaromkopplare 23a står i för- bindelse med styrenheten 4 och används för att välja ett av flera olika alternativa driftlägen i styrenheten 4 för arbetsmaskinen 1 varvid, som illustreras med grafiska symboler i detaljförsto- ringen i fig. 4, varje respektive valt driftläge bestämmer vilken styringång som motsvarar ett ak- tuell operatörskommando med avseende på styrspakarnas B1, B2 funktion. Ånyo med hänvisning till fig. 1 visas allmänt med 30 ett exempel på implementering av ett kon- textkänsligt styrsystem enligt föreliggande uppfinning. En lokaliseringsanordning 30 innefattar en antennenhet 32 med en första antenn 33, en andra antenn 34 och en tredje antenn 35 vilka är rumsligt är inbördes åtskilda från varandra och placerade på i förväg bestämda geometriska inbördes positioner på arbetsmaskinen för genererande av ett flertal elektromagnetiska fält 36,37, 38. Den första 33 och andra antennen 34 är placerade framtill på arbetsmaskinens 1 roter- bara överbyggnad 6 som uppbär armsystemet 11 medan den tredje antennen 35 är placerad baktill på underbyggnaden 7. En platssensor 40 som samtidigt utgör ett identifieringselement som är identifierbar i antennenhetens 32 elektromagnetiskt fält är associerat med det första ob- jektet 2. I det här beskrivna utförandet av uppfinningen är platssensorn 40 integrerad i fjärrstyr- ningsenheten 3 för att på så sätt vara associerat med objektet 2 (operatören), jämför även fig. 4. Med hjälp av identifieringselementets identifierare avgörs om operatören 2 är behörig och därmed godkänd för kommunikation med det kontextkänsliga styrsystemet.

Som illustreras i fig. 2 övervakar antennenheten 32 ett serviceområde 41 omkring arbetsmaski- nen 1, här visat med punkt-streckad konturlinje. De tre antennerna 33, 34, 35 spänner över ett antal sfäriska radiofält vilket schematiskt illustreras av de olika cirklarna i fig. 2. I detta utfö- ringsexempel avgränsas serviceområdet 41 av ett underområde av de olika radiofälten där de överlappar varandra. Serviceområdet 41 har en framskjutande sektion som sträcker sig i det rörliga armsystemets 11 riktning och två sidosektioner och en bakre sektion. Tack vare att den första 33 och andra antennen 34 är placerade på arbetsmaskinens roterbara överbyggnad 6 som uppbär armsystemet 11 kommer radiofälten från dessa båda antenner att följa med armsy- stemet 11 vid överbyggnadens 6 rotation på underbyggnaden 7. Som nämnts ovan är objektet 2 associerad med platssensorn 40 via fjärrstyrningsenheten 3 och så länge fjärrstyrningsen- heten 3 befinner sig inom radioräckvidd för alla tre antennerna kan en platsparameter i form av geometrisk position P och riktning R mot antennenheten 32 och därmed arbetsmaskinen 1 de- tekteras för objektet 2 inom serviceområdet Som visas i fig. 5 kan varje platssensor 40 innefatta en radiomodul 40a, en kommunikationsmo- dul 40b, en CPU-enhet med en minnesdel 40c och en strömförsörjningsenhet 40d. Platssen- sorns kommunikationsmodul 40b kan tillåta delning vad gäller drift- och styrdata med fjärrstyr- ningsenhetens 3 driftselektronik.

Som visas i fig. 6 kan varje antenn 33-35 (sändare/mottagare) innefatta en radiomodul 33a, en kommunikationsmodul 33b, en CPU-enhet med en minnesdel 33c och en strömförsörjningsen- het 33d. Antennens kommunikationsmodul 33b, åtminstone vad avser den antenn som är dedi- kerad att fungera som bas, är via ett in- och utgränssnitt 33e konfigurerad för delning vad gäller drift- och styr-data med motsvarande in-utgränssnitt styrenhetens 4 driftselektronik med minnes- moduler och databas.

På arbetsmaskinen 1 kan med fördel vara anordnad en LED-projektionsanordning omfattande en eller ett flertal LED-projektionsorgan 50. Som visas i figurerna 7 och 8 kan varje sådant pro- jektionsorgan 50 vara integrerat i ett första ytparti 51 av en första arbetsmaskindel 1a som ingåri arbetsmaskinen och vara konfigurerat att visuellt åskådliggöra kontextuell information från kom- munikatorn 130 genom projektion på ett mötande andra ytparti 52 hos en andra arbetsmaskindel 1b som ingår arbetsmaskinen, eller på ett parti 53 av en markyta omgivande arbetsmaskinen och inom servicezonen. Varje sådan LED-projektionsanordning kan omfatta projektionsorgan av den typ som uppvisar grupper av mycket små lysdioder (m-LED, lysdioder). Med DLP-teknik (Digital Light Processing) med vilka ljuset kan projiceras på valbar projektionsyta via DMD ("Di- gital Micromirror Device"), (micro LEDs), omfattande chip på vilket upp till 2,2 miljoner mikrosko- piskt mindre, rätvinkliga arrayer är arrangerade likt speglar. Dessa speglar bildar ett slags pro- jektionsstyrorgan med vilka projektionen kan flyttas med hjälp av en liten elektrod under respek- tive spegel. Varje spegel är monterad på ett gångjärn och kan således vridas mot eller bort från ljuskällan. Som visas ifig. 8 kan projektionsorganet 50 således indirekt, via en mellanliggande reflektor eller en reflekterande yta, projicera den kontextkänsliga informationen 150 på en öns- kad projektionsyta För att generera färgade representationer behandlas spegeluppsättningen sekventiellt med de tre primära färgerna R, G och B (röd, grön, blå) upplysta och de resulterande bilderna överlag- rade på projektionsobjektet. Andra typer än de projektionsorgan som beskrivits här ovan är gi- vetvis också tänkbara att användas inom ramen för uppfinningen.

Som visas i blockschemat i fig. 3 innefattar det uppfinningsenliga styrsystemet en datorbaserad styranordning 100 ett flertal olika informationskällor vilka i huvudsak utgörs av givar- och sensor- data 110 från arbetsmaskinen 1, geometriska objektdata från antennenheten 32 och en databas med kontexturkänslig information 120. Mellan en styrsystemet ingående kommunikator 130 och databasen med kontexturkänslig information 120 används dubbelriktade kommunikationsvägar. I enlighet med uppfinningen tillhandahåller kommunikatorn 130 kontexturkänslig information till i styrsystemet 100 ingående projektionsstyrorgan 51 och tillhörande projektionsorgan 50 för pre- sentation av nämnda i ett kontext valda information för operatören. En i styrsystemet ingående platssensor 160 används för att upprätta ett geografiskt sammanhang eller kontext baserat på information om såväl operatörens 2 som arbetsmaskinens 1 inbördes positioner och orientering inom antennenhetens 32 serviceområde Med hänvisning även till fig. 7 innefattar styranordningen 100 vidare en skillnadsåterkopplings- funktion 170 som via dubbelriktade kommunikationsvägar står i förbindelse med kommunikatorn 130. Skillnadsåterkopplingsfunktionen 170 har till uppgift att från kommunikatorn 130 ta emot information från de olika källorna såsom givar- och sensordata från arbetsmaskinen 1 och ge- nom datorbearbetning av dessa generera kumulativa mätvärden AX som adresseras tillbaka till kommunikatorn 130. Med kumulativa mätvärden AX avses den typ av trendbaserade föränd- ringar som kan förväntas uppträda när ett flertal olika händelser samverkar med varandra. Tack vare generering kumulativa mätdata AX1-AXn av emottagna signaldata från givare och sensorer S1-Sn hos arbetsmaskinen och på basis av dessa kumulativa mätdata variera den av projice- ringsorganet 50 projicerade kontextkänsliga informationens 150 karaktär för att skapa en infor- mativ illustration av ett rådande sammanhang för operatören 2 som på ett dynamiskt återkopplat sätt kan förbättra operatörens 2 prestation.

Ett exempel på en sådan kumulativ effekt är om armsystemet 11 befinner sig omställt i ett av operatören 2 mindre väl valt eller direkt ogynnsamt geometriskt läge samtidigt som operatören genom spakpåverkan beordrar så hög hastighet (effekt) på armsystemets 11 ställ- och manö- verdon att skada på armsystemet riskerar att uppstå. Genom lämplig återkoppling kan styrsy- stemet momentant göra operatören uppmärksam på det aktuella sammanhang och omständig- heter som riskerar att skada arbetsmaskinen 1 genom lämplig presentation av information för operatören 2 på den plats som operatören befinner sig i förhållande till arbetsmaskinen via pro- jektionsorganen I ett utförande av uppfinningen är det möjligt att än mer effektivt åskådliggöra informationen genom att inte bara att medelst projektionsstyrorganen 51 välja lämpligt projektionsorgan 50 för att projicera informationen så att den blir visuellt synlig för operatören utan genom projektions- styrorganen 51 aktivt rikta projektionen på en yta hos arbetsmaskinen som bildar del av ett sam- manhang för informationen. Jämför fig. 7 på vilken illustreras hur projektion av kontextkänslig information 150 exempelvis kan riktas mot armsystemet I ett utförande av uppfinningen är projektionsorganet 50 konfigurerat att projicera kontextkänslig information 150 på en projektionsyta på ett sådant sätt att informationen blir visuellt synlig för operatören 2 varvid visning av kontextuell information sker bara när kommunikatorn 130 av sam- manhanget bedömer att informationen behövs som stöd för operatören 2. I ett annat utförande kan visning av kontextuell information 150 påkallas manuellt av operatören 2 exempelvis via ett påverkbart organ 23b som ingår i fjärrstyrningsenhetens 3 operatörsgränssnitt En i fjärrstyrenheten 3 ingående platsenhet 160 står i dubbelriktad förbindelse med antenn- enheten 32 och vilken platsenhet är implementerad att definiera nämnda serviceområde 41 för arbetsmaskinen 1. I platsenheten 160 är även platssensorn 40 integrerad. Platsenheten 160 i fjärrstyrenheten 3 meddelar kommunikatorn 130 ifjärrstyrenheten 3 var platssensorn 40 befin- ner sig geografiskt inom serviceområdet 41. Information om platsparameter P, R i form av plats- sensorn 40 och som en följd därav fjärrstyrningsenhetens 3 och operatörens 2 riktning mot an- tennenheten 32 och därjämte mot arbetsmaskinen 1 kan erhållas därvid. Dessa olika platspara- meterar används enligt uppfinningen för att upprätta ett sammanhang inom vilket styranord- ningen 100 drivs.Som exempel på olika kontext bör det underförstås att styranordningen 100 kan förväntas an- vändas i väsentligen andra sammanhang när i användargränssnittets 22 driftlägesväljaromkopp- lare 23a på fjärrstyrenheten 3 är omställd i driftläge för "transport" och styrning av arbetsmaski- nens 1 framdrivningsorgan (larvband) medelst styrspakarna B1, B2 än om det valda driftläget avser "Armsystem" och operatörens påverkan av styrspakarna B1, B2 styr och kontrollerar arm- systemets 1 1 rörelser.

I det exempel som visas i fig. 7 utnyttjas ett kontextkänsligt styrsystem i enlighet med uppfin- ningen varvid används styranordningar i form av en fjärrstyrningsenhet 3 som är uppburen av operatören 2 och därmed associerad med via den integrerade platssensorn 40, en arbetsmaskin 1 med givar- och sensordata, samt en antennenhet 32 som övervakar ett serviceområde 41 omkring arbetsmaskinen 1. När operatören 2 vandrar omkring arbetsmaskinen inom serviceom- rådet detekterar platsenheten 160 fjärstyrningsenhetens 3 och därmed också sin egen geogra- fiska position iförhållande till arbetsmaskinen 1 inom serviceområdet 41. Placeringenheten 160 meddelar kommunikatorn 130 i styranordningen var den befinner sig i förhållande till arbetsma- skinen 1 (antennenheten 32) och hur den är riktat mot densamma 1. Genom att veta att opera- tören befinner sig inom serviceområdet frågar kommunikatören 130 i styranordningen 100 var och en av de olika informationskällorna, dvs. givar- och sensordata 110 och kommunicerar in- formation till skillnadsåterkopplingsfunktionen 170 som svarar genom att kumulativa mätvärden AX1-AXn adresseras tillbaka till kommunikatorn 130 varvid kompletterande kontexturkänslig in- formation erhålls från databasen 120 för bildande av ett för rådande kontext känsligt informat- ionsmeddelande till operatören.

I detta exempel kan informationskällan givar- och sensordata 110 kommunicera att det verktyg 14 som är infäst i verktygsfästet är olämpligt eller med hänsyn till sin egenvikt för tungt för ar- betsmaskinen att bära. Mer i detalj sker detta genom att kommunikatorn 130 vidarebefordrar genererade kumulativa mätvärden AX som är baserade på nämnda givar- och sensordata till- sammans med kompletterande kontexturkänslig information från databasen 120 till projektions- styrorganet 51, i en form som dels är lämplig att projicera för operatören 2, dels visuellt synlig för operatören med avseende på operatörens position i förhållande till arbetsmaskinen 1. Om kommunikatorn 130 bedömer att armsystemet 11 är kritiskt i fråga om verktygets 14 vikt så kan kommunikatorn 130 välja att via projiceringsstyrorganen 51 och projiceringsorganen 50 visuellt presentera den kontextkänsliga informationen för operatören på det i sammanhanget associe- rade armsystemet 11 som visas i fig. 7, alternativt på verktyget 14 eller någon annan projekt- ionsyta som kommunikatorn 130 med ledning av information från databasen med kontexturkäns- lig information 120 bedömer vara lämplig av sammanhanget. Av sammanhanget är det också väsentligt att kommunikatorn 130 väljer att projicera den kontextkänsliga informationen så attden blir visuellt synlig för operatören med avseende på var operatören 2 rent geografiskt befinner sig i förhållande till arbetsmaskinen 1. Kontexten för en styranordning enligt uppfinningen kan också baseras på andra parametrar.

Som exempel kan sammanhanget kan som nämnts här inledningsvis att en kritisk och för ope- ratören farlig operation kan vara om arbetsmaskinen 1 på sina framdrivningsorgan 8 behöver förflyttas mellan olika positioner. Om arbetsmaskinen 1 befinner sig i på ett lutande underlag eller i övrigt dålig terräng där arbetsmaskinen 1 är svår att manövrera, finns det risk att arbets- maskinen välter på grund av farlig tyngpunktförskjutning och att operatören skadas om veder- börande skulle befinna sig alltför nära arbetsmaskinen. En mindre erfaren operatör2 har många gånger svårt att tidigt förutse riskerna med sådana moment och att vidta lämpliga åtgärder för att förhindra en olycka. Om arbetsmaskinen 1 är utrustad med gyro så kommer data från givare- och sensorer S1-Sn 110, samt data från antennenheten 32 som övervakar serviceområdet 41 omkring arbetsmaskinen att insamlas av kommunikatorn 130. Såväl data från gyro som data som avser de lägesgivare som avkänner det inbördes läge mellan de olika ledbara armdelarna som ingår i armsystemet 11 och därmed armsystemet geometriska position som helhet, armsy- stemets 11 vinkelläge i horisontalplanet i förhållande till arbetsmaskinen 1 och armsystemets 11 uteliggande längd från arbetsmaskinen kommer att överföras till och bearbetas av skillnadsåter- kopplingsfunktionen 170. Med utgångspunkt från den kumulativa mätdata AX1-AXn som kom- municeras tillbaka till kommunikatorn 130 kan kontextkänslig information 150 projiceras på en projektionsyta som är så vald att den blir visuellt synlig för operatören 2 med avseende på ve- derbörandes geometriska position i förhållande till arbetsmaskinen 1. Informationen innehåller sålunda förslag på lämpliga åtgärder för att minimera risk för olycka. Exempelvis skulle projice- ringsorganen 50 kunna projicera kontextkänslig information 150 som varnarför arbetsmaskinens tyngdpunktsförskjutning, på en markyta omkring arbetsmaskinen markerar med en upplyst cir- kelbåge ett gränsområde för operatören till arbetsmaskinen 1, på grund av lutningsvinkel och/el- ler armsystemets position, vinkelläge eller liknande i en rad ytterligare kumulativt sammanställda mätvärden AX i sammanhanget. Jämför fig. 8 i vilken illustreras hur information till operatören projiceras på en markyta visuellt synlig för operatören.

I det exempel som visas i fig. 8 utnyttjas ett kontextkänsligt styrsystem i enlighet uppfinningen varvid används en styranordning 100 som är anordnad i en fjärrstyrningsenhet 3 och uppburen av operatören 2 och därmed associerad med via den integrerade platssensorn 40, en arbets- maskin 1 med givar- och sensordata, samt en antennenhet 32 som övervakar ett ser-viceområde 41 omkring arbetsmaskinen 1. När operatören 2 vandrar bredvid arbetsmaskinen inom service- området 41 detekterar platsenheten 160 fjärstyrningsenhetens och därmed också sin egen geo- grafiska position iförhållande till arbetsmaskinen 1 inom serviceområdet 41. Platsenhetenmeddelar kommunikatorn 130 i styranordningen 100 var den geografiskt befinner sig i förhål- lande till arbetsmaskinen 1 och hur den är riktat mot densamma 1. Genom att veta att operatören befinner sig inom serviceområdet 41 efterfrågar kommunikatorn 130 styranordningen 100 om data från informationskällorna; givar- och sensordata 110, skillnadsåterkopplingsfunktionen 170, och användar-gränssnittet (HMI) 22 om kontrollinformation som är associerad till eller i kontext relaterad till rådande förhållanden.

I detta exempel kan exempelvis informationskällorna givar- och sensordata 110 med hjälp av lämpliga elektriska strömmätare och med utgångspunkt från som den kumulativa mätdata AX1- AXn som kommuniceras tillbaka till kommunikatorn 130 meddela att det råder effektunderskott i det elektriska nät till vilket arbetsmaskinens strömkabel 12 är ansluten. Det vill säga nätet kan inte leverera den elektriska effekt som arbetsmaskinen 1 kräver. Kommunikatorn 130 i styran- ordningen kan välja att projicera den kontextkänsliga informationen till operatören 2 någon yta som är associerad till elleri kontext relaterad till rådande förhållanden.

I fig. 8 visas hur informationen projiceras på en markyta bakom arbetsmaskinen 1 och på del plats där operatören 2 för tillfället befinner sig och således i association till den i sammanhanget berörda strömkabeln 12.

Claims (1)

1. Kontextkänsligt styrsystem, innefattande en genom fjärrstyrning styrbar arbetsmaskin (1 ), en fjärrstyrningsenhet (3) med ett operatörsgränssnitt (22) som gör det möjligt för en operatör (2) som vandrar bredvid arbetsmaskinen att styra arbetsmaskinen via ope- ratörskommandon, ett projektionsorgan (50) som möjliggör projicering av information för operatören; en kommunikator (130) som är konfigurerad att ta emot kontextkänslig information (150) som svar på signaldata från givare och sensorer (S1-Sn) hos arbets- maskinen och att kommunicera nämnda information till projektionsorganet (50) vilket är konfigurerat att projicera den kontextkänsliga informationen (150) på en projektions- yta (52) på ett sådant sätt att informationen blir visuellt synlig för operatören (2). Styrsystem enligt kravet 1, varvid visning av den kontextkänsliga informationen (150) sker bara när kommunikatorn (130) av sammanhanget eller rådande kontext bedömer att informationen behövs som stöd för operatören (2). Styrsystem enligt något av kraven 1 - 2, varvid visning av den kontextkänsliga inform- ationen (150) på projektionsytan (52) kan påkallas manuellt av operatören (2) via ope- ratörsgränssnittet (22), exempelvis via ett av operatören påverkbart organ (23b) som ingår i fjärrstyrningsenheten (3). Styrsystem enligt något av kraven 1 - 3, varvid projektionsorganet (50) är integrerat monterat i en första arbetsmaskindel (1a) och anordnat att projicera den kontextkäns- liga informationen (150) på en av följande projektionsytor (52); en projektionsyta (52) som är integrerad i en andra arbetsmaskindel (1b), en projektionsyta (52) som utgörs av ett parti av en markyta (53) som omger arbetsmaskinen (1 ). Kontextkänsligt styrsystem enligt kravet 1 - 4, varvid projektionsorganet (50) är anord- nat att indirekt via en mellanliggande reflektor (54) eller en reflekterande yta projicera den kontextkänsliga informationen (150) på en projektionsyta (52) av det slag som anges i patentkravet Styrsystem enligt kravet 1 - 5, varvid kommunikatorn (130) vidare är konfigurerad att ta emot en med operatören (2) associerad platsparameter (P, R) i förhållande till ar- betsmaskinen (1) och vilken platsparameter kommuniceras till projektionsorganet (50) vilket är konfigurerat att på nämnda projektionsyta (52) projicera den kontextkänsliga informationen (150) på ett sådant sätt att den är visuellt synlig för operatören med avseende på operatörens (2) associerade platsparametern (P, R) i förhållande till ar- betsmaskinen (1). Styrsystem enligt kravet 6, varvid platsparametern (P, R) är associerad med operatö- ren (2) via en i fjärrstyrningsenheten (3) anordnad platssensor (40). Styrsystem enligt något av kraven 6 - 7, varvid platsparametern (P, R) kommuniceras från fjärrstyrningsenheten (3) till kommunikatorn (130). Styrsystem enligt något av kraven 6 - 8, varvid platsparametern (P, R) innefattar både en plats (P) och en riktning (R) med avseende på fjärrstyrningsenhetens (3) orientering mot arbetsmaskinen (1). Styrsystem enligt något av kraven 6 - 9, varvid platssensorn (40) innefattar en identifi- erare med vilken kommunikatorn (130) kan avgöra om fjärrstyrningsenheten (3) och därmed operatören (2) är behörig och därmed godkänd för kommunikation med styr- systemet. Styrsystem enligt något av kraven 1 - 10, varvid kommunikatorn (130) innefattar en skillnadsåterkopplingsfunktion (170) vilken är konfigurerad att generera kumulativa mätdata (AX1-AXn) av emottagna signaldata från givare och sensorer (S1-Sn) hos arbetsmaskinen och på basis av dessa kumulativa mätdata variera den av projicering- sorganet (50) projicerade kontextkänsliga informationens (150) karaktär för att skapa en informativ illustration av ett rådande sammanhang för operatören (2) som på ett dynamiskt återkopplat sätt kan förbättra operatörens (2) prestation. Styrsystem enligt kravet 11, varvid den projicerade kontextkänsliga informationens (150) karaktär varieras med utgångspunkt från den kumulativa mätdatan (AX1-AXn) och arbetsmaskinens momentana tillstånd på åtminstone ett av följande sätt som är sensoriskt för operatören; a) varierande av projektionens färgsättning genom utnytt- jande av signalerande färger som exempelvis grön, gul, röd; tillfogande projektionen olika signalerande symboler med viss bestämd betydelse eller innebörd för operatören (2); b) utnyttjande av olika grafiska representeradejämförelseri projektionen vilket ku- mulativa mätdatan (AX1-AXn) framgår för operatören (2); c) valda frekvenser hos ett projicerat pulserande ljus som ingående i den projicerade informationen indikerar olikatillstånd; d) tillfogande projektionen grafisk information som är rörlig eller dynamisk va- rierande. Styrsystem enligt något av kraven 11 - 12, innefattande en databas med lagrad refe- rensdata (RD) vilken används för genererande av kumulativa mätdata (AX1-AXn) med utgångspunkt från signaldata från givare och sensorer (S1-Sn) hos arbetsmaskinen. Styrsystem enligt något av kraven 6 - 13, innefattande ett eller ett flertal projektionsor- gan (50) som vart och ett är integrerat monterat i en första arbetsmaskindel och konfi- gurerat att med avseende på operatörens platsparameter (P, R) i förhållande till ar- betsmaskinen (1)visuellt åskådliggöra den kontextkänsliga information på åtminstone ett av följande sätt; e) att grafiskt projicera den kontextkänsliga informationen (150) på ett parti av nämnda andra arbetsmaskindelen (1 b); f) att grafiskt projicera den kontext- känsliga informationen (150) på ett parti av en markyta (53) omkring arbetsmaskinen (1)- Styrsystem enligt något av kraven 1 - 14, varvid ett eller ett flertal av projektionsorga- nen (50) är tillordnade projektionsstyrorgan (51) med vilka projektionen av kontext- känslig information (150) valbart kan styras för projektion på en av kommunikatorn (130) vald projektionsyta (52) beroende på rådande kontext. Fjärrstyrd demoleringsrobot, kännetecknad av att den innefattar ett styrsystem enligt något av kraven 1 - Förfarande för styrning och kontroll av en fjärrstyrd arbetsmaskin (1) av det slag där en operatör (2) vandrande bredvid arbetsmaskinen styr och kontrollerar arbetsmaski- nens rörelser genom operatörskommandon på fjärrkontrollen, innefattande stegen; l) att kontextkänslig information (150) i form av signaldata dels från givare och sensorer (S1-Sn) hos arbetsmaskinen (1) tas emot av en i arbetsmaskinen ingående kommunikator (130), ll) att den kontextkänsliga informationen (150) medelst ett på arbetsmaskinen anordnat projektionsorgan (50) projiceras på ett sådant sätt att informationen blir visu- ellt synlig för operatören (2) Förfarande enligt kravet 17, vidare innefattande stegetlll) att visning av den kontextkänsliga informationen (150) sker bara när kommunika- torn (130) av sammanhanget bedömer att informationen behövs som stöd för opera- tören (2) e||eri det fall visning av den kontextkänsliga informationen (150) på projekt- ionsytan (52) manuellt påkallas av operatören (2). Förfarande enligt något av kraven 17 eller 18, vidare innefattande stegen; IV) att den kontextkänsliga information (150) som tas emot av kommunikatorn (130) även inbegriper en med operatören (2) associerad platsparameter (P, R) i förhållande till arbetsmaskinen (1); V) att den kontextkänsliga informationen (150) projiceras på ett sådant sätt på en pro- jektionsyta (52) arbetsmaskinen eller från arbetsmaskinen på ett parti av en markyta (53) omgivande arbetsmaskinen, att informationen är synlig för operatören med avse- ende på operatörens (2) associerade platsparametern (P, R) i förhållande till arbets- maskinen (1 ). Användande av en fjärrstyrningsenhet (3) med integrerad platssensor (40) vid en fjärr- styrd arbetsmaskin, av den typ där en operatör (2) vandrande bredvid arbetsmaskinen styr och kontrollerar densamma, för att projicera kontextkänslig information (150) på en projektionsyta (52) ett sådant sätt att informationen blir synlig för operatören (2) med avseende på operatörens geometriska position (P, R) i förhållande till arbetsma- skinen.