集成到门中的显示器的制作方法

1.本公开涉及动力机器。更具体地，本公开涉及包括其中显示器被集成到驾驶室门中的紧凑型装载机的动力机器。


背景技术：

2.为了本公开的目的，动力机器包括生成用于完成特定任务或各种任务目的的动力的任何类型的机器。一种类型的动力机器是作业车辆。作业车辆通常是自行式车辆，所述自行式车辆具有诸如升降臂之类的作业装置(尽管一些作业车辆可以具有其他作业装置)，该作业装置可以被操纵以执行作业功能。举几个示例，作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机。
3.包括紧凑型装载机和微型装载机的装载机可以用于使用行进功能、升降功能、倾斜功能和辅助功能来执行各种任务。通常，装载机用于运输材料和/或通过所附接的机具来执行各种任务，包括挖掘任务和其他任务。通常，由装载机执行的作业本质上是重复性的。例如，使用割草机具对区域进行割草通常需要对装载机进行重复控制，从而控制该机器的行进、割草附件的升起或降下、对割草附件的动力提供等。
4.一些动力机器包括封闭式驾驶室，该封闭式驾驶室具有枢转地安装到驾驶室框架的门。门可以打开以允许进出驾驶室，并且可以关闭以保护操作者免受环境影响。在一些动力机器中，门被定位在驾驶室的前部，并且操作者在操作期间透过门的玻璃查看作业区域。通常，安装在驾驶室的角部处的显示面板向操作者提供操作信息。保持对作业区域和动力机器的态势感知的同时观察显示的信息是重要的。
5.上面的讨论仅是为总体的背景信息而提供的，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。


技术实现要素：

6.公开的实施例包括装载机以及在动力机器上使用的系统，动力机器呈紧凑装载机的形式，所述系统被构造为增强动力机器控制以完成重复性任务。在提供增强控制时，启动学习模式并设置初始位置。然后学习执行作业任务的迭代或循环所需的一系列机器操作或机器操作的集合。随后，可以命令装载机自动执行一系列记录的操作以执行指定次数的任务，从而完成作业项目。
7.还公开了具有带集成显示器的门的动力机器和装载机，该集成显示器允许显示信息(例如，仪表、用户输入、映射的障碍物、边界等)，从而允许机器的操作者以更接近针对作业区域的视线的方式查看所显示的信息。
8.一个总体方面包括一种装载机(100；200；300；900；1000；1200；1300；1400；1500)，该装载机包括：驾驶室(250；1450)；驾驶室门(1410；1510；1710)，该驾驶室门相对于驾驶室能够移动，并被配置成允许操作者进入和离开驾驶室；和显示器(1404；1406；1530；1730)，当透过驾驶室门观察时，所述显示器对操作者是可见的，所述显示器具有显示材料，该显示
材料被构造为允许透过显示材料对驾驶室外部的作业区域的至少部分可见性，所述显示器进一步被配置成向装载机的操作者显示信息。
9.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在所述装载机中，显示器包括具有背投显示装置(1402)的抬头显示系统(1406)，所述背投显示装置被构造为将信息显示在驾驶室中位于操作者前方的透明材料(1404)上。在所述装载机中，显示器包括集成到驾驶室门中的显示材料(1530；1730)。在所述装载机中，显示材料被集成到驾驶室门中的显示器是触摸屏显示器，该触摸屏显示器允许操作者通过显示器提供输入，以控制一个或多个机器功能和/或一个或多个显示参数。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为通过选择待被显示的信息来控制一个或多个显示参数。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为允许操作者重新配置信息的显示。在所述装载机中，所述显示器被构造为显示增强控制信息。在所述装载机中，被构造为显示增强控制信息的显示器包括被构造为显示作业区域的增强现实图像的显示器，该增强现实图像包括障碍(1002；1304；1306)的表示、限定的路径(1202)的表示、虚拟道路(1310)的表示和边界(1302)的表示中的至少一个。在所述装载机中，驾驶室门位于驾驶室的前部。
10.一个总体方面包括一种装载机(100；200；300；900；1000；1200；1300；1400；1500)，该装载机包括：驾驶室(250；1450)；驾驶室门(1410；1510；1710)，该驾驶室门相对于驾驶室能够移动，并被构造为允许操作者进入和离开驾驶室的前部；和集成到驾驶室门中的显示器(1530；1730)，该显示器具有显示材料，所述显示材料被构造为向装载机的操作者显示信息，同时允许透过显示材料对驾驶室外部的作业区域的至少部分可见性。
11.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在所述装载机中，显示材料被集成到驾驶室门中的显示器是触摸屏显示器，所述触摸屏显示器允许操作者通过显示器提供输入，以控制一个或多个机器功能和/或一个或多个显示参数。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为通过响应于操作者触摸屏输入选择待被显示的信息来控制一个或多个显示参数。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为允许操作者重新配置信息的显示。
12.一个总体方面包括一种装载机(100；200；300；900；1000；1200；1300；1400；1500)，所述装载机包括：驾驶室(250；1450)；驾驶室门(1410；1510；1710)，所述驾驶室门相对于驾驶室能够移动，并被构造为允许操作者进入和离开驾驶室的前部；显示器(1404；1406；1530；1730)，当透过驾驶室门观察时，所述显示器对于操作者是可见的，所述显示器具有显示材料，该显示材料被构造为允许透过所述显示材料对驾驶室外部的作业区域的至少部分可见性，所述显示器进一步被构造为向装载机的操作者显示信息；和控制器(370；970；1070；1270；1470；1514；1516)，所述控制器被构造为控制显示器以显示增强现实信息。
13.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在所述装载机中，增强现实信息包括作业区域的增强现实图像。在所述装载机中，增强现实图像包括障碍(1002；1304；1306)的表示。在所述装载机中，增强现实图像包括定义的路径(1202)、虚拟道路(1310)和边界(1302)中的至少一个的表示。在所述装载机中，显示器包括具有背投显示装置(1402)的抬头显示系统(1406)，该背投显示装置被构造为将增强现实信息显示在驾驶室中位于操作者前方的透明材料(1404)上。在所述装载机中，显示器包括集成到驾驶室门中的显示材料(1530；1730)。
14.一个总体方面包括一种装载机(100；200；300；900；1000；1200；1300；1400；1500)，
所述装载机包括：驾驶室(250；1450)；驾驶室门(1410；1510；1710)，所述驾驶室门相对于驾驶室能够移动，并被构造为允许操作者进入和离开驾驶室；和集成到驾驶室门中的触摸屏显示器(1530；1730)，所述触摸屏显示器具有显示材料，所述显示材料被构造为向装载机的操作者显示信息，同时允许透过显示材料对驾驶室外部的作业区域的至少部分可见性，触摸屏显示器被构造为允许操作者通过触摸屏显示器提供输入，以控制一个或多个机器功能和/或一个或多个显示参数。
15.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为通过选择待被显示的信息来控制一个或多个显示参数。在所述装载机中，触摸屏显示器被构造为允许操作者重新配置信息的显示。
16.提供该发明内容和摘要以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中被进一步描述。该发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
17.图1是示出了可以在其上有利地实施本公开的实施例的代表性动力机器的功能系统的框图。
18.图2至图3示出了可以在该其上实施所公开的实施例的呈滑移转向装载机形式的代表性动力机器的透视图。
19.图4是示出诸如图2至图3所示的装载机之类的装载机的动力系统的部件的框图。
20.图5是根据一个示例性实施例的更详细地示出图4的动力系统的部件的框图。
21.图6是用于配置装载机以用于增强控制的套件的框图。
22.图7和图8是根据示例性实施例的被构造为对装载机提供增强控制的系统的框图。
23.图9是示出学习用于对装载机进行增强控制的任务的方法的流程图。
24.图10是示出控制装载机以执行所学习的任务以提供对装载机的增强控制的方法的流程图。
25.图11是示出处于适当位置的装载机将被驱动到坡道上的图示。
26.图12是示出根据一个说明性实施例的控制装载机以将装载机驱动在拖车上的方法的流程图。
27.图13是示出使携式控制器和与该便携式控制器通信的用户输入设备之间的配置的框图。
28.图14是示出包括装载机的系统的图示，该装载机具有增强控制特征以控制装载机，从而避免与障碍物的接触。
29.图15a至图15d示出了障碍物的各种映射的障碍区域的示例。
30.图16示出以允许确定误差校正因子的方式识别装载机的位置的特征。
31.图17是示出对障碍区域进行映射和操作装载机以避免与障碍物的接触的方法的流程图。
32.图18是示出一些公开的实施例的动态围栏特征的图示。
33.图19是示出一些公开的实施例的具有预先限定的虚拟道路特征的作业现场的映射的图示。
34.图20是配置有增强控制系统和抬头显示系统的装载机的示意性侧视图。
35.图21是在一个示例性实施例中具有可以用作抬头显示投射表面的透明门的驾驶室的透视图。
36.图22是类似于图21中所示的门的门的前视图。
37.图23是根据另一说明性实施例的装载机的一部分的示意图，所述装载机具有带集成显示器的门。
38.图24是图23中所示的门的示意图，并且示出了示例显示区域和开放式玻璃区域配置以及所显示的信息配置。
39.图25是图23和图24中所示的门的示意图，进一步示出了诸如映射的障碍物的增强控制信息的显示。
40.图26是图23至图25中所示的门的示意图，进一步示出了所显示的信息位置的重新配置。
41.图27至图28是图23至图26中所示的显示器上的仪表显示的重新配置的示意图。
42.图29是具有集成显示器的装载机门的另一个示例性实施例的示意图，其中所述集成显示器覆盖门的整个玻璃区域。
43.图30是具有集成显示器的装载机门的另一个示例性实施例的示意图，其中所述集成显示器覆盖门的顶部处的条带。
具体实施方式
44.参考示例性实施例来描述和说明在此讨论中公开的概念。然而，这些概念在其应用中不限于说明性实施例中的构造细节和部件的布置，并且能够以各种其他方式被实施或实践。本文中的术语用于描述的目的，并且不应被视为进行限制。如本文所使用的诸如“包括”、“包含”、和“具有”之类的词及其变型旨在涵盖这些词之后所列的项目、所列项目的等同物以及附加项目。此外，被描述为“能够”执行任务或功能的部件应被理解为包括“被构造为”执行任务或功能。
45.公开的实施例包括装载机以及在装载机上使用的系统，该系统被构造为增强装载机控制以完成重复性任务。在提供增强控制中，启动学习模式并且设定初始位置。在学习模式下，学习执行作业任务的迭代所需的一系列机器操作或机器操作的集合。随后，可以命令装载机自动执行一系列记录的操作，以便重复执行被指定次数的任务以完成作业项目。可以被学习的任务的示例包括但不限于拖车装载操作、运载操作和倾卸操作、材料运输(将装载机从一个位置驱动到另一位置)、返回原位、作业组返回到用于升降功能、倾斜功能和辅助功能的位置、以成排的方式执行的机具或附件作业，诸如割草、分级和包装等。
46.公开的实施例还包括驾驶室门，所述驾驶室门以可移除的方式定位在驾驶室前部的开口上，所述驾驶室门允许进出驾驶室。这些驾驶室门包括集成显示面板，所述集成显示面板被定位成向操作者显示信息，以使得与安装在驾驶室的上角部或下角部的传统显示面板相比，信息更加位于操作者的针对作业区域的视线内。
47.这些概念可以在如下文所述的各种动力机器上被实施。在图1中以框图的形式示出了可以实施实施例的代表性动力机器，并且在公开任何实施例之前，在图2至图3中示出并且在下文中描述了这种动力机器的一个示例。为了简洁起见，仅示出和讨论了一种动力
机器作为代表性动力机器。然而，如上所述，下面的实施例可以在包括与图2至图3所示的代表性动力机器不同类型的动力机器的任何数量的动力机器上被实施。为了本讨论的目的，动力机器包括框架、至少一个作业元件、和能够向作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机器是自行式作业车辆。自行式作业车辆是一类包括框架、作业元件和能够向作业元件提供动力的动力源的动力机器。所述作业元件中的至少一个是用于使动力机器在动力下移动的移动系统。
48.图1是示出了动力机器100的基本系统的框图，该动力机器可以是多种不同类型的动力机器中的任一种，在该动力机器上可以有利地结合下文讨论的实施例。图1的框图标识了动力机器100上的各种系统以及各种部件和系统之间的关系。如上所述，在最基本的层面上，用于本讨论的目的的动力机器包括框架、动力源和作业元件。动力机器100具有框架110、动力源120和作业元件130。因为图1中所示的动力机器100是自行式作业车辆，因此所述动力机器100还具有牵引元件140和操作者站150，该牵引元件140本身是被设置成使动力机器在支撑表面上移动的作业元件，该操作者站150提供用于控制动力机器的作业元件的操作位置。控制系统160被设置成与其他系统相互作用，从而至少部分地响应于由操作者提供的控制信号来执行各种作业任务。
49.某些作业车辆具有能够执行专门任务的作业元件。例如，一些作业车辆具有升降臂，诸如铲斗之类的机具例如通过销钉连接装置附接到该升降臂。为了执行任务的目的，作业元件(即，升降臂)可以被操纵以定位机具。在一些情况下，机具可以例如通过使铲斗相对于升降臂旋转而相对于作业元件被定位，从而进一步定位该机具。在这样的作业车辆的正常操作下，铲斗旨在被附接并且处在使用中。通过拆卸机具/作业元件组合并代替原始的铲斗重新组装另一机具，这样的作业车辆能够接受其他机具。然而，其他作业车辆旨在与各种各样的机具一起使用，并且具有诸如图1所示的机具接口170之类的机具接口。最基本地，机具接口170是框架110或作业元件130与机具之间的连接机构，该连接机构可以简单地是用于将机具直接附接到框架110或作业元件130的连接点，或者可以更加复杂，如下文所讨论的。
50.在一些动力机器上，机具接口170可以包括机具承载件，该机具承载件是可移动地附接到作业元件的物理结构。机具承载件具有接合特征和锁定特征，以接受多个机具中的任何一个并将所述多个机具中的任何一个固定到作业元件。这种机具承载件的一个特性是，一旦机具被附接到该机具承载件，该机具承载件便被固定到该机具(即，不能相对于机具移动)，并且当机具承载件相对于作业元件移动时，机具与机具承载件一起移动。如本文中所使用的术语“机具承载件”不仅仅是枢转连接点，而且是特别地用于接受并被同定到各种不同的机具的专用装置。机具承载件本身可安装到诸如升降臂之类的作业元件130或框架110。机具接口170还可以包括一个或多个动力源，所述动力源用于向机具上的一个或多个作业元件提供动力。一些动力机器可以具有带有机具接口的多个作业元件，每个作业元件可以但不必都具有用于接纳机具的机具承载件。一些其他动力机器可以具有带有多个机具接口的作业元件，使得单个作业元件可以同时接受多个机具。这些机具接口中的每一个可以但不必都具有机具承载件。
51.框架110包括物理结构，所述物理结构可以支撑被附接到该框架110或被定位在该框架110上的各种其他部件。框架110可以包括任意数量的单个部件。一些动力机器具有刚
性框架。即，该框架的任何部位都不能相对于该框架的另一部位移动。其他动力机器具有能够相对于框架的另一部分移动的至少一个部分。例如，挖掘机可以具有相对于下框架部分旋转的上框架部分。其他作业车辆具有铰接框架，使得框架的一部分相对于另一部分枢转以实现转向功能。
52.框架110支撑动力源120，该动力源被构造成向包括一个或多个牵引元件140的一个或多个作业元件130提供动力，并且在一些情况下，该动力源经由机具接口170来提供被附接的机具所使用的动力。来自动力源120的动力可以被直接提供至作业元件130、牵引元件140和机具接口170中的任一者。可替代地，来自动力源120的动力可以被提供至控制系统160，该控制系统又选择性地向元件提供动力，所述元件能够使用该动力以执行作业功能。用于动力机器的动力源典型地包括诸如内燃机之类的发动机、和诸如机械变速器或液压系统之类的动力转换系统，该动力转换系统被构造成将来自发动机的输出转换成可被作业元件使用的动力形式。可以将其他类型的动力源结合到动力机器中，所述其他类型的动力源包括电源或通常被称为混合动力源的动力源组合。
53.图1示出了被指定为作业元件130的单个作业元件，但是各种动力机器可以具有任意数量的作业元件。典型地，作业元件附接到动力机器的框架并且在执行作业任务时可相对于框架移动。另外，牵引元件140是作业元件的特殊情况在于，牵引元件的作业功能通常是使动力机器100在支撑表面上移动。牵引元件140被示出为与作业元件130分离，这是因为许多动力机器具有除了牵引元件之外的额外的作业元件，尽管并非总是这种情况。动力机器可以具有任意数量的牵引元件，所述牵引元件中的一些或全部可以从动力源120接收动力以推进该动力机器100。牵引元件可以是例如履带组件、附接到轴的轮、和类似部件。牵引元件可以安装到框架，使得牵引元件的移动被限制为围绕轴的旋转(使得通过滑移动作来实现转向)，或者可替代地，牵引元件枢转地安装到框架以通过使牵引元件相对于框架枢转来完成转向。
54.动力机器100包括操作者站150，所述操作者站包括操作位置，操作者可以从该操作位置控制动力机器的操作。在一些动力机器中，操作者站150由封闭的驾驶室或部分封闭的驾驶室限定。可以实施所公开的实施例的一些动力机器可能没有上述类型的驾驶室或操作者室。例如，机后步行式装载机(walk behind loader)可以没有驾驶室或操作者室，而是具有用作操作者站的操作位置，从该操作者站可以正确操作动力机器。更广泛地，除了作业车辆之外，动力机器可以具有不必类似于上面提到的操作位置和操作者室的操作者站。此外，诸如动力机器100和其他的一些动力机器，不管其是否具有操作者室或操作者位置，都可以作为对位于动力机器上的操作者站或与动力机器相邻的操作者站的替代或附加，而能够被远程操作(即，从远程定位的操作者站)。这可以包括如下应用，在该应用中，动力机器的操作者控制的功能中的至少一些功能可以从与联接至动力机器的机具相关联的操作位置被操作。可替代地，对于一些动力机器，可以设置远程控制装置(即，远离动力机器和与动力机器联接的任何机具两者)，该远程控制装置能够控制动力机器上的操作者控制的功能中至少一些功能。
55.图2至图3示出了装载机200，该装载机是图1中示出的动力机器类型的一个具体示例，其中可以有利地采用下文所讨论的实施例。装载机200是滑移转向装载机，该滑移转向装载机是具有牵引元件(在这种情况下为四个轮)的装载机，该牵引元件经由刚性轴安装至
装载机的框架。此处，术语“刚性轴”是指如下事实：滑移转向装载机200不具有可以旋转或转向以帮助该装载机完成转弯的任何牵引元件。取而代之的是，滑移转向装载机具有驱动系统，该驱动系统独立地为装载机每一侧的一个或多个牵引元件提供动力，使得通过向每一侧提供不同的牵引信号，该机器将往往会在支撑表面上滑移。这些变化的信号甚至可以包括向装载机一侧的牵引元件(一个或多个)提供动力以使装载机在向前的方向上移动、以及向装载机另一侧的牵引元件(一个或多个)提供动力以使装载机在相反的方向上运行，使得该装载机将围绕装载机自身印迹为中心的半径进行转弯。术语“滑移转向”传统上是指具有如上所述的以轮作为牵引元件的滑移转向的装载机。然而，应该说明的是，许多履带式装载机即使没有轮也可以通过滑移来完成转弯，并且在技术上也是滑移转向装载机。出于本讨论的目的，除非另有说明，否则术语“滑移转向”不应视为将讨论的范围限制于以轮作为牵引元件的那些装载机。
56.装载机200是图1中广泛示出并如上所论述的动力机器100的一个具体示例。为此，以下描述的装载机200的特征包括与图1中所使用的附图标记大致类似的附图标记。例如，装载机200被描述为具有框架210，就像动力机器100具有框架110一样。滑移转向装载机200在本文被描述为用于提供对理解在其中可以实施以下所述的与履带组件和将履带组件安装到动力机器的安装元件有关的实施例的环境的参考。装载机200不应被认为尤其是对于装载机200在本文已经描述的特征描述的限制，这些特征对于所公开的实施例不是必不可少的，并因此可以被包括或可以不被包括在除了可以有利地实施下文公开的实施例的装载机200之外的动力机器中。除非另外特别说明，否则下文公开的实施例可以在各种动力机器上被实施，且装载机200仅是这些动力机器中的一个。例如，仅举几个示例，下文讨论的概念中的一些或全部概念可以在诸如各种其他装载机、挖掘机、挖沟机和推上机之类的许多其他类型的作业车辆上被实施。
57.装载机200包括支撑动力系统220的框架210，该动力系统能够生成或以其他方式提供动力以操作该动力机器上的各种功能。动力系统220以框图形式示出，但是该动力系统220位于框架210内。框架210还支撑由动力系统220提供动力并能够执行各种作业任务的呈升降臂组件230形式的作业元件。当装载机200是作业车辆时，框架210还支撑牵引系统240，所述牵引系统240也由动力系统220提供动力并且能够在支撑表面上推进该动力机器。升降臂组件230继而支撑机具接口270，该机具接口270包括机具承载件272和动力联接器274，其中所述机具承载件272能够接纳各种机具并将所述机具固定到装载机200以用于执行各种作业任务，机具可以联接到所述动力联接器274以将动力选择性地提供给可能连接到装载机的机具。动力联接器274可以提供液压动力源或电动力源或液压动力源和电动力源两者。装载机200包括驾驶室250，所述驾驶室是限定操作者站255的结构，其中操作者可以从该操作者站255操纵各种控制装置260以使动力机器执行各种作业功能。驾驶室250可以围绕延伸穿过安装件254的轴线向后枢转，以根据维护和修理的需要来提供对动力系统部件的防问。
58.操作者站255包括操作者座椅258和多个操作输入设备，该操作输入设备包括操作者可以操纵以控制各种机器功能的控制杆260。操作者输入设备可以包括按钮、开关、杆、滑块、踏板、和可以是诸如手动操作杆或脚踏板之类的独立装置或结合到手柄或显示面板中的类似装置，包括可编程输入设备。操作者输入设备的致动可以生成电信号、液压信号和/
或机械信号形式的信号。响应于操作者输入设备而生成的信号被提供至动力机器上的各种部件，以控制动力机器上的各种功能。经由动力机器100上的操作者输入设备被控制的功能中包括对牵引元件219、升降臂组件230、机具承载件272的控制，以及向以能够操作的方式联接至该机具的任何机具提供信号。
59.装载机可以包括人机界面，该人机界面包括设置在驾驶室250中的显示装置，从而以操作者可以感知的形式给出与动力机器的操作相关的信息的指示，例如，声音指示和/或视觉指示。声音指示可以被形成蜂鸣、铃铛等形式或通过口头交流来进行。视觉指示可以被形成图形、灯、图标、仪表、字母数字符号等形式。显示器可以专用于提供专用指示，例如警告灯或仪表；或者可以动态地提供可编程信息，包括诸如各种尺寸和功能的监测器之类的可编程显示装置。显示装置可以提供诊断信息、故障排除信息、指导信息、以及帮助操作者对动力机器或联接至该动力机器的机具进行操作的各种其他类型的信息。还可以提供对操作者可能有用的其他信息。诸如机后步行式装载机之类的其他动力机器可以没有驾驶室、操作者室或座椅。通常相对于操作者最适合操纵操作者输入设备的位置来限定在这样的装载机上的操作者位置。这种机器仍然可以具有将信息提供给操作者的显示面板。
60.能够包括下文讨论的实施例和/或与下文讨论的实施例相互作用的各种动力机器可以具有支撑各种作业元件的各种不同的框架部件。本文讨论的框架210的元件是出于说明性目的而提供的，并且框架210不是可以在其上实施实施例的动力机器可以采用的唯一框架类型。装载机200的框架210包括框架的底架或下部分211和框架的由底架支撑的主框架或上部分212。装载机200的主框架212在一些实施例中例如通过紧固件或通过将底架焊接到主框架而附接到底架211。可选地，主框架和底架可以一体形成。主框架212包括位于主框架的每一侧并且朝向该主框架的后部的一对直立部分214a和214b，所述一对直立部分214a和214b支撑升降臂组件230，并且该升降臂组件230枢转地附接到所述一对直立部分214a和214b。升降臂组件230示例性地销钉连接到直立部分214a和214b中的每一个。出于本讨论的目的，升降臂组件230和直立部分214a和214b上的安装特征以及安装硬件(包括用于将升降臂组件销钉连接到主框架212的销钉)的组合统称为接头216a和216b(一个接头位于每个直立部分214上)。接头216a和216b沿着轴线218对准，使得升降臂组件能够相对于框架210围绕轴线218枢转，如下文所讨论的。其他动力机器可以不包括在框架的每一侧的直立部分，或者可以没有可安装到位于框架的每一侧并朝向框架的后部的直立部分的升降臂组件。例如，一些动力机器可以具有单个臂，该单个臂安装到动力机器的单侧或安装到动力机器的前端部或后端部。其他机器可以具有包括多个升降臂的多个作业元件，所述升降臂中的每一个都以其自身的配置安装至该机器。框架210还支撑位于装载机200的每一侧上的呈轮219a至219d形式的一对牵引元件。
61.图2至图3所示的升降臂组件230是可以附接到动力机器的许多不同类型的升降臂组件的一个示例，其中所述动力机器例如是装载机200或可以在其上实施本讨论的实施例的其他动力机器。升降臂组件230是所谓的竖直升降臂，这意味着升降臂组件230在装载机200的控制下相对于框架210沿着升降路径237可移动(即，升降臂组件可以被升起和降下)，该升降路径237形成大致竖直路径。其他升降臂组件可以具有不同的几何形状，并且可以以各种方式联接到装载机的框架，从而提供与升降臂组件230的径向路径不同的升降路径。例如，其他装载机上的一些升降路径提供径向升降路径。其他升降臂组件可以具有可延伸部
分或伸缩部分。其他动力机器可以具有附接到所述动力机器的框架的多个升降臂组件，其中每个升降臂组件都是彼此独立的。除非另有特别说明，否则本讨论中阐述的发明构思均不受联接至具体动力机器的升降臂组件的类型或数量的限制。
62.升降臂组件230具有设置在框架210的相反侧的一对升降臂234。升降臂234中的每一个的第一端部在接头216处枢转地联接到动力机器，并且升降臂中的每一个的第二端部232b在处于如图2所示的降下位置时定位在框架210的前方。接头216朝向装载机200的后部定位，使得升降臂沿着框架210的侧部延伸。当升降臂组件230在最小高度和最大高度之间移动时，升降路径237由升降臂234的第二端部232b的行进路径限定。
63.升降臂234中的每一个都具有第一部分234a和第二部分234b，每个升降臂234的第一部分234a在所述接头216中的一个接头处枢转地联接到框架210，该第二部分234b从与第一部分234a的连接部延伸到升降臂组件230的第二端部232b。升降臂234中的每一个都联接至横向构件236，该横向构件236附接至第一部分234a。横向构件236为升降臂组件230提供增加的结构稳定性。一对致动器238(所述致动器在装载机200上是被配置成从动力系统220接收加压流体的液压缸)在装载机200的每一侧分别在可枢转接头238a和238b处枢转地联接至框架210和升降臂234两者。致动器238有时被单独统称为升降缸。致动器238的致动(即，伸出和缩回)使升降臂组件230绕接头216枢转，并由此沿着箭头237所示的固定路径被升起和降下。一对控制连杆217中的每一个控制连杆在框架210的每一侧枢转地安装到框架210和升降臂232中的一个升降臂。控制连杆217有助于限定升降臂组件230的固定的升降路径。
64.一些升降臂(最明显的是挖掘机上的升降臂，但也可能是装载机上的升降臂)可以具有以可控制的方式相对于另一段枢转而不是像图2所示的升降臂组件230中的情况那样一致地(即，沿着预定路径)移动的部分。一些动力机器具有带有单个升降臂的升降臂组件，所述升降臂例如在挖掘机，甚至在一些装载机和其他动力机器中是已知的。其他动力机器可以具有多个升降臂组件，每个升降臂组件是彼此独立的。
65.机具接口270被设置成紧邻升降臂组件234的第二端部232b。机具接口270包括机具承载件272，该机具承载件能够接受各种不同的机具并将所述机具同定到升降臂230。这样的机具具有被构造为与机具承载件272接合的互补的机器接口。机具承载件272枢转地安装在臂234的第二端部232b处。机具承载件致动器235以可操作的方式联接升降臂组件230和机具承载件272，并且可操作以使机具承载件相对于升降臂组件旋转。机具承载件致动器235示例性地为液压缸，并且通常被称为倾斜缸。
66.通过具有能够附接到多个不同机具的机具承载件，可以相对容易地完成从一个机具到另一个机具的改变。例如，具有机具承载件的机器可以在机具承载件和升降臂组件之间设置致动器，使得对机具进行移除或附接并不涉及从机具移除或附接致动器，也不涉及从升降臂组件移除或附接机具。机具承载件272提供用于将机具容易地附接到升降臂(或动力机器的其他部分)的安装结构，没有机具承载件的升降臂组件没有该安装结构。
67.一些动力机器可以具有机具或附接到该动力机器的机具类装置，例如通过销钉连接到具有倾斜致动器的升降臂，该倾斜致动器还直接联接到机具或机具类结构。这种以可旋转的方式销钉连接到升降臂的机具的常见示例是铲斗，其中一个或多个倾斜缸附接到托架，所述托架(例如通过焊接或利用紧固件)被直接固定在铲斗上。这样的动力机器没有机
具承载件，而是在升降臂和机具之间具有直接连接。
68.机具接口270还包括机具动力源274，该机具动力源可用于连接至升降臂组件230上的机具。机具动力源274包括加压液压流体端口，机具可以以可移除的方式联接至该加压液压流体端口。该加压液压流体端口选择性地提供加压液压流体以为机具上的一个或多个功能或致动器提供动力。机具动力源还可以包括电源，所述电源用于为机具上的电致动器和/或电子控制器提供动力。机具动力源274还示例性地包括电导管，该电导管与挖掘机200上的数据总线通信，以允许机具上的控制器与装载机200上的电子装置之间的通信。
69.框架210支撑并且大致包围动力系统220，使得动力系统220的各种部件在图2至图3中不可见。除其他事项之外，图4包括动力系统220的各种部件的图示。动力系统220包括一个或多个动力源222，所述动力源能够产生和/或存储用于各种机器功能的动力。在动力机器200上，动力系统220包括内燃机。其他动力机器可以包括发电机、可充电电池、各种其他动力源、或能够为给定的动力机器部件提供动力的动力源的任何组合。动力系统220还包括动力转换系统224，该动力转换系统以可操作的方式联接到动力源222。动力转换系统224继而联接到一个或多个致动器226，所述致动器能够执行动力机器上的功能。各种动力机器中的动力转换系统可以包括各种部件，包括机械变速器、液压系统和类似部件。动力机器200的动力转换系统224包括一对静液压驱动泵224a和224b，所述一对静液压驱动泵可以被选择性地控制，以便向驱动马达226a和226b提供动力信号。驱动马达226a和226b分别又以可操作的方式联接到轴，其中驱动马达226a联接到轴228a和228b，而驱动马达226b联接到轴228c和228d。轴228a至228d又分别联接到诸如轮219a至219d的牵引元件。驱动泵224a和224b可以以机械的方式、以液压的方式和/或电联接到操作者输入设备，以便接收致动信号以用于控制驱动泵。
70.动力机器200中的驱动泵、马达和轴的布置仅仅是这些部件的布置的一个示例。如上文所讨论的，动力机器200是滑移转向装载机，并因此动力机器的每一侧的牵引元件通过单个液压泵的输出、或通过如在动力机器200中的单个驱动马达或通过独立的驱动马达而被一起控制。可能有利的是，可以采用液压驱动泵和马达的各种其他配置和组合。
71.动力机器200的动力转换系统224还包括液压机具泵224c，该液压机具泵也以可操作的方式联接至动力源222。液压机具泵224c以可操作的方式联接至作业致动器回路238c。作业致动器回路238c包括升降缸238和倾斜缸235以及用于控制该作业致动器回路的致动的控制逻辑(例如，一个或多个阀)。控制逻辑响应于操作者输入而选择性地允许致动所述升降缸和/或倾斜缸。在一些机器中，作业致动器回路还包括用于将加压液压流体选择性地提供给所附接的机具的控制逻辑。
72.出于说明性目的，以上提供了对动力机器100和装载机200的描述，以提供可以在其上实施下文讨论的实施例的说明性环境。尽管所讨论的实施例可以在例如总体由图1的框图中所示的动力机器100描述的动力机器上被实施，并且更具体地在诸如履带式装载机200的装载机上被实施，但是除非另外说明或陈述，否则下文讨论的概念并不旨在将其应用限于以上具体描述的环境。
73.图5是动力系统320的简化框图，其示出了参照图4讨论的动力系统220的一般类型的动力机器的代表性动力系统。动力系统320包括动力源322和动力转换系统324，所述动力源322为动力系统320提供动力，所述动力转换系统324联接到动力系统，以转换由动力源
322提供的动力并将转换的动力选择性地提供给动力机器上的作业元件。动力系统控制器302与动力转换系统324通信。动力系统控制器302将控制信号提供给动力转换系统中的部件，以将转换的动力引导至作业元件。动力系统控制器302响应于来自各种源(诸如用户输入设备350或动力机器上的其他控制器)的输入而提供这些控制信号。
74.与图4中的动力源222相对应的动力源322是诸如柴油发动机的内燃机，尽管可以采用其他类型的内燃机和动力源。其他动力源的示例包括电动力存储装置、动力源的组合、或其他类型的发动机。除非另外说明或在特定实施例的讨论中清楚地表明，否则所使用的动力供应的类型不影响本讨论的范围。动力转换系统324包括一对驱动泵(泵组件中的左驱动泵326a和右驱动泵326b)以及机具泵326c。动力源322可以直接驱动泵，可以通过带驱动联接机构间接地驱动泵，或者可以使用任何合适的联接装置驱动泵。动力转换系统324还可以包括补给泵304，该补给泵304泵送来自罐306的液压流体以将加压液压流体提供给驱动泵326a和326b，从而补偿可能通过壳体排放部从驱动泵泄漏出并返回到罐306中的任何流体。执行这类功能的补给泵在本领域中是众所周知的。
75.动力系统320的驱动系统是静液压系统。在各种实施例中，每个驱动泵326a和326b都可以联接到一个或多个马达。在图5所示的示例中，每个驱动泵都是联接到一个马达的可变排量泵，其中左驱动泵326a将液压流体提供给左驱动马达328a，而右驱动泵328b将液压流体提供给右驱动马达328b。泵326a和326b中的每一个的排量由来自动力系统控制器302的控制信号控制，并且排量可以在任一方向上被控制，从而控制动力机器的向前移动和向后移动。驱动马达328a和328b是双速马达，这意味着驱动马达328a和328b可以以两个不同的排量被操作，其中每个排量在某些操作情况下是有利的。适于在各种这类机器上使用的其他驱动马达可以是恒定排量马达或无级可变排量马达。图5示出了动力系统控制器302与左驱动马达328a和右驱动马达328b之间的由虚线表示的关系。在左驱动马达和右驱动马达具有多个可选择的排量(或在一些实施例中，具有无级可变的排量)的那些机器中，动力系统控制器302与左驱动马达328a和右驱动马达328b通信以便控制所述左驱动马达328a的排量和所述右驱动马达328b的排量。动力系统320是可以在诸如装载机200的滑移转向装载机上找到的动力系统类型。其他类型的装载机和动力机器可以在驱动系统中具有不同的特征，包括可转向轴、铰接式接头、不同的驱动马达配置、机械变速器等。
76.机具泵326c将恒定排量的加压液压流体提供至作业致动器回路338c的控制阀340，该作业致动器回路338c对应于图4中所示的作业致动器回路238c。在其他实施例中，机具泵326c可以是可变排量泵，该可变排量泵可以使用各种技术被控制，以仅提供操作与机具泵326c液压连通的负载所需的排量。图5中所示的控制阀340是具有三个阀轴的中央开口的串联阀，所述三个阀轴是：可操作以将液压流体选择性地提供给一个或多个升降致动器238的升降阀轴340a；可操作以将液压流体选择性地提供给一个或多个倾斜致动器235的倾斜阀轴340b；以及可操作以通过辅助端口342为辅助功能选择性地提供液压流体的辅助液压阀轴340c，所述辅助功能例如是位于所附接的机具上的作业致动器的辅助功能。液压阀轴在接收恒定供应的液压流体方面具有以所示顺序的优先级(例如，升降阀轴优先于倾斜阀轴和辅助阀轴，而倾斜阀轴优先于辅助阀轴)。动力系统控制器302提供信号以控制该控制阀340的阀轴的位置，例如通过提供电信号以控制电磁阀，该电磁阀可以有利于阀轴的移动(电磁阀未示出)。动力系统控制器302在一些实施例中是独立控制器，该独立控制器被构
造为仅控制与动力系统有关的功能。在其他实施例中，动力系统控制器302可以被结合到动力机器上的执行其他功能的控制器中。当阀轴通过动力系统控制器302被通电时，流经各个阀轴以及相应致动器(例如，升降致动器(一个或多个)238、倾斜致动器(一个或多个)235等)的液压流体离开控制阀340并返回到罐306。控制阀340是用于将液压流体从机具泵324c选择性地提供给各种致动器的系统的一个实施例。在本讨论范围内的其他实施例可以采用不同的系统。
77.驱动泵326a与驱动马达328a之间的液压回路以及驱动泵326b与驱动马达328b之间的液压回路可以是闭环回路。如上所述，典型地，在泵中将会有液压流体的一些泄漏，并且壳体排放管线(统称示为管线308)提供从每个泵泄露返回到罐306的液压流体。在一些实施例中，这种液压流体泄漏也可以被设置成在返回到罐306之前通过冷却器(未示出)，以用于冷却系统中的液压流体的目的。补给泵304提供补充流体以抵消驱动泵中的液压流体泄漏。当控制动力机器的驱动功能时，动力系统控制器302提供电子信号以使两个驱动泵326a和326b具有彼此独立的冲程，从而将液压流体提供给液压驱动马达328a和328b，以使机器以所希望的速度和所希望的方向行进。
78.如上所指出的，由装载机执行的作业本质上可以是重复性的，从而要求操作者重复地操纵操作杆或其他用户输入，以完成每次都被重复的任务。重复性任务要求操作者反复地执行相同的任务或一组任务。基于任务的复杂性或一组任务的复杂性，大多数操作者将不能以高效的方式执行任务，从而延长执行任务所需的时间段。在一些情况下，可能希望使装载机自主地操作重复性任务，即，无需操作者实时控制该装载机。一些公开的实施例包括装载机以及在装载机上使用的系统，该系统被构造为通过半自主地控制装载机来对装载机进行增强控制，以极大地减少操作者完成重复性任务的必要参与。其他公开的实施例包括能够执行自主任务的装载机。在本讨论中，术语“增强控制”可以指可以执行自主任务或可以执行半自主任务或同时执行自主任务和半自主任务两者的控制。公开的实施例还包括套件，该套件可以用于配置或重新配置现有的装载机以实施所公开的增强式自主控制方法和概念和/或增强式半自主控制方法和概念。公开的实施例还包括一种控制系统，该控制系统能够学习自主任务和/或半自主任务并记住这些任务，以便以后可以执行这些任务。在一些实施例中，学习模式包括学习初始位置，从该初始位置开始自主任务。
79.图6是示出根据一个说明性实施例的具有动力系统320和与动力系统320通信的增强控制系统420的动力机器300的框图。诸如下文将讨论的增强控制系统的增强控制系统在一些实施例中被集成到动力机器300中，而在其他实施例中，增强控制系统可以被设置为用于机器的套件，以将增强控制功能添加到机器，并且该增强控制系统可以被从一个机器运输到另一个机器。如下文将讨论的，增强控制系统420与动力系统控制器302通信，并且增强控制系统420被构造为将信号提供给动力系统控制器以控制致动器，该致动器是动力转换系统324的一部分。如上文所讨论的，动力系统控制器302被构造为从各种源接收信号，以控制动力转换系统324。当增强控制系统420被安装在动力机器上并且与动力系统控制器302通信时，增强控制系统可以是源，或者在一些情况下可以是动力系统控制器用来控制该动力转换系统的唯一输入源。在这种情况下，术语“唯一输入源”意味着动力转换系统仅由增强控制系统控制，并且不考虑来自其他源的输入。
80.图7更详细地示出了增强控制系统420。增强控制系统420包括增强控制式控制器
370，该增强控制式控制器370包括增强控制模块360，所述增强控制模块360被包括在该增强控制式控制器中。在图6中，所示的增强控制系统420是具有部件的套件400，所述部件可以被添加到现有的装载机以创建系统400。套件500包括在图6至图7两者中示出的部件，并且所描述的这些部件将被理解为对应于系统300、系统400或套件500中的任何一者。如所示出的，套件500包括增强控制式控制器370，该增强控制式控制器370可以被添加到现有的装载机，以实施模块360的增强功能并将控制命令通信给现有的动力系统控制器302。在示例性实施例中，增强控制式控制器370由可编程逻辑控制器(plc)单元提供，该可编程逻辑控制器单元具有显示屏和用户输入能力以允许操作者输入用户设置、将装载机置于学习模式(在下文被进一步描述)、以及启动由用户限定的任务循环(在下文被进一步描述)。在其他实施例中，包括嵌入式控制器的各种其他类型的控制器可以被用作增强控制式控制器370。
81.图6和图7分别示出了系统300和套件400，包括动力系统320和被构造为提供增强控制的部件，在该增强控制中，设置初始位置，并且学习执行作业任务的迭代所需要的一系列机器操作或机器操作的集合。随后，可以命令包括系统300或套件400的装载机，以自主地执行成一系列的被记录的操作，以重复执行指定次数的任务，以完成作业项目。在图6所示的系统300中，动力系统控制器302被配置有模块360，该模块360对控制器进行编程以实施本文所描述的增强控制学习和任务执行功能。模块360可以包括硬件(例如，微控制器和相关部件)和/或指令，所述硬件专用于执行增强任务，所述指令由模块360中的专用硬件执行或由动力系统控制器302中的非专用于执行增强任务的硬件执行。虽然图6示出了被包含在动力系统控制器302内的模块，但是在各种实施例中，即使模块360被集成到安装该模块的装载机中，模块360也可以物理上远离动力系统控制器302定位。换句话说，系统300被集成到装载机中，并且通常不能从装载机移除或从一个装载机运输到另一装载机。相比之下，图7示出了图7所示的套件400，该套件包括单独的增强控制式控制器370，该单独的增强控制器能够被添加到先前制造的装载机并且被配置有模块360，以将现有的装载机转换成能够实施本文公开的增强控制概念的装载机。在系统400中，增强控制式控制器370与动力系统控制器302通信以实施增强控制功能。
82.尽管可以使用装载机的用户输入350(例如，操作杆控制件、触摸屏显示器等)，但可以可选地包括远程控制装置352，以允许没有就坐在该机器的操作者室中的操作者控制装载机。在一些示例性实施例中，除了控制正常的装载机功能(该正常的装载机功能复制坐在操作者室中的操作者可获得的选项，包括启动或停止装载机)之外，远程控制装置352可以被用于启动学习模式、设置初始位置、启动装载机的增强控制以重复执行所学习的任务循环、输入诸如航路点和地理围栏边界之类的其他增强控制参数、或控制其他增强控制功能。
83.另外，可选地提供学习模式输入354和参数输入358。学习模式输入354可以是开关、按钮或其他输入设备，当被操作者致动时，所述其他输入设备启动学习模式，在该学习模式中，记录装载机的各种操作，例如包括记录行进方向、行进速度、装载机位置、升降臂的移动、机具承载件的移动、和/或辅助功能。学习模式输入354可以被包括在远程控制352中，可以被包括在增强控制器370中，例如作为触摸屏上的输入，或者以其他方式通过现有的输入设备来实现。这样，在一些实施例中，学习模式输入354不必是单独的输入设备。类似地，参数输入358可以被包括并且被构造为允许操作者输入增强控制参数，例如初始位置、将被
重复的学习任务的次数、航路点、边界等。类似地，参数输入358可以被实施为远程控制352的一部分，可以被包括在增强控制器370中，或者以其他方式通过现有的输入设备来实现。
84.套件500还包括实时动态(rtk)传感器356，该实时动态传感器356在学习模式期间提供位置和移动信息。rtk传感器可以包括机器位置传感器(一个或多个)370、升降臂位置传感器(一个或多个)372和机具承载件位置传感器(一个或多个)374，所述机器位置传感器指示装载机的位置，所述升降臂位置传感器指示升降臂相对于基准(例如，装载机的框架或地面)的位置或取向，所述机具承载件位置传感器指示机具承载件和任何所附接的机具相对于基准(例如，升降臂或地面)的位置或取向。当操作者将系统置于学习模式时可以用于确定位置和移动的rtk位置传感器的示例包括rtk全球定位系统(gps)传感器、惯性测量单元(imu)倾角仪、超声波传感器、低功率雷达、和射频(rf)距离测量装置。
85.在示例性实施例中，rtk位置传感器被构造为被放置在装载机上的特定位置处，其中所述位置能被索引至框架、升降臂、机具承载件等上的预先存在的特征。这控制传感器的定位，却不需要对装载机进行改动，其中所述改动可能会影响装载机的结构性能或完整性。
86.尽管参考图6至图8描述了示例性实施例，但是其他实施例包括额外的功能和特征。例如，在一些实施例中，所公开的系统具有从外部源上传或加载航路点、边界和/或驱动功能、升降功能和倾斜功能的能力，而不是让用户输入这些参数或在学习模式期间记录所述功能。而且，在一些实施例中，所公开的系统包括地理围栏关闭能力，其中控制器被构造为如果装载机离开指定的作业区域则使该装载机禁用。此外，在一些实施例中，如果该机器从被学习的任务离开用户限定的操作窗口或操作区域，则所公开的系统将关闭该装载机。例如，如果装载机正在执行材料运输任务，并且用户限定了 /-x英尺的操作区域，并且装载机行进超出了该容差，则该装载机可以被控制器自主地关闭。
87.现在参考图9，示出了说明使用系统300或400来学习用于装载机的增强控制的任务的方法600的流程图。如框602所示，操作者使用学习模式输入354来启动学习模式，并且如框604所示，使用参数输入358来设置装载机的初始位置。通常，初始位置将是在学习模式开始时使用rtk位置传感器所确定的装载机的当前位置，但不必在所有实施例中都是如此。在框608处，装载机由操作者控制以执行待学习的任务的迭代，并且在框610处，装载机在执行任务时的位置、移动和/或功能被记录或存储在与控制器相关联的存储器中。如所讨论的，可以使用操作者室中的操作者控制件/输入或通过使用远程控制来控制装载机。所述记录可以包括控制装载机所需的操作者输入和/或如由rtk传感器356指示的装载机的位置和移动、升降臂(或升降缸)的位置和移动、和机具承载件(或倾斜缸)的位置和移动。当操作者输入或完成任务循环所需的装载机的位置和移动、升降臂的位置和移动、和机具承载件的位置和移动已经被记录下来时，可以终止学习模式，如框612处所示。
88.现在参考图10，示出了说明控制装载机以执行所学习的任务循环以提供对装载机的增强控制的方法650的流程图。在该方法中，在框652处，由操作者(例如，使用输入358)输入任务重复参数，以指示在装载机的增强控制操作期间应被重复的所记录的任务循环的次数。所学习的任务循环可以根据用户选择被重复一次、两次或许多次。在其他实施例中，任务重复参数可以是除了要重复的任务循环的迭代次数之外的一些参数。例如，在初始位置偏移的情况下，任务重复参数可以是装载机的自动终止增强控制操作的位置。在其他实施例中，任务重复参数可以是自动终止增强控制的边界位置。
89.如框654处所示，增强控制模式由操作者启动。在启动增强控制模式之后，在决定656处确定装载机是否处于指定的初始位置的预定距离内。在一些实施例中，指定的距离可以是装载机的永久值，或者可以是由操作者先前输入的参数。在一个示例性实施例中，预定距离是用户可限定的，但不超过50英尺，默认值为10英尺。如果确定装载机距初始位置的距离大于预定距离，则在框668处终止增强控制模式。然而，如果确定装载机处在距初始位置的预定距离内，则在框658处，装载机自动返回到初始位置以开始增强控制任务循环。
90.在返回到初始位置之后，在框660处，装载机被自动地或半自动地控制以执行在学习模式期间记录的行进功能、升降功能、倾斜功能和/或辅助功能，以完成任务循环。在一些实施例中，操作者可以操作装载机并从手动的正常操作模式转换到全自动任务循环操作模式，然后再返回到手动模式，以允许操作者根据需要利用增强控制来执行装载机的重复性运动或期望的运动。
91.一旦已经完成任务循环，在决定662处确定该任务是否已经被执行了当如在框652处所示输入任务重复参数时所确立的预定次数。如果任务已经被执行了预定次数，则在框668处终止增强控制模式。否则，如框664处所示，使用任何指定的初始位置偏移量来调整该初始位置，并且该过程继续进行，且装载机返回到新的初始位置，如框658处所示。
92.学习模式可以用于向装载机教导整个作业循环，以便装载机可以将作业循环重复一次或多次。可替代地或附加地，学习模式可以用于学习将由操作者重复执行的特定任务。例如，操作者可以正在执行一项任务，例如正在钻取用于围栏的柱孔。操作者可以将装载机置于学习模式，以学习如何操作机具(即柱孔钻机)以将孔挖到合适的深度。一旦学习了该操作，操作者就可以定位装载机并启动所学习的操作以挖出孔，将装载机移至另一位置，并且再次启动该操作。这种增强式半自主操作是学习模式的另一示例。
93.图11是示出了处于适当位置的装载机将被驱动到坡道上的图示。图12是示出根据一个说明性实施例的将装载机驱动到拖车上的方法700的流程图，并且装载机900是以上讨论类型的具有增强控制式控制器970的装载机，该增强控制式控制器970被构造为提供包括以上讨论的特征中的一些或全部的增强控制。便携式控制器980能够与增强控制式控制器970通信。便携式控制器980在一些说明性实施例中是智能电话，该智能电话配置有一个或多个软件应用程序以接合增强控制器970，以便于将装载机驱动到拖车上的方法700。提供了装载机900和拖车910的图示以供在方法700的讨论期间参考。当装载机位于拖车上时，通常通过拉动所述装载机而将装载机移动到施工现场或移出施工现场。对于没有经验的操作者来说，将装载机装载到拖车上可能是一项艰难的任务。
94.方法700详述了如何在不需要操作者控制装载机的情况下将装载机装载到拖车上。参考图12的流程图，在框710处，该方法包括对拖车710进行定位。在一个实施例中，通过识别拖车的平板部分940的四个角部来定位所述拖车。拖车的平板部分940是打算定位装载机900的地方。出于本讨论的目的，拖车910具有左侧部944、右侧部946、前端部948和后端部950。除了平板部分940之外，这种类型的拖车典型地具有挂钩(未示出)，以将拖车联接至能够拉动该拖车的车辆(也未示出)。拖车910还包括坡道942，该坡道在图13中处于向下位置，但是当拖车被移动时该坡道可移动到升起位置。装载机900将使用坡道移动到平板940上或从平板940移动下来。
95.再次返回到框710，在一个实施例中，通过识别平板部分940的四个角部来定位该
拖车。可以通过使用便携式装置980标识(pin)所述角部来完成此。例如，便携式装置980可以定位在拖车的角部上并且被致动以识别拖车的平板部分940的角部。在一个实施例中，以特定顺序识别四个角部，首先识别左前角部912，然后识别左后角部914、右后角部916和右前角部918。这些点被便携式装置980收集并分配gps位置(即，这些点被“标识”)。通常理解的是，这种便携式装置上的gps功能不必足够准确来识别拖车的精确位置，但是通过与增强控制式控制器970对接(interface)，可以进行校正。这将在下文更详细地讨论。一旦收集了这四个点，则由便携式控制器980对所述四个点进行检查，以确定该四个点已经被测量以描绘矩形。这通过计算从左前角部912到右后角部916的对角线长度以及从右前角部918和左后角部914的对角线长度来确定的。如果这两个对角线长度在长度上足够接近(即，在可接受的容差范围内)，则认为拖车已被恰当地识别和定位。如果这两个对角线长度在长度上没有被认定为足够接近，则不能确定拖车被恰当地测量，并且必须通过重新识别四个角部来再次重新测量拖车。可以在对收集的点进行校正之前或之后执行对收集的点的形状的检查，这取决于实施例。
96.虽然在一些实施例中，通常通过将电话对准所述角部来执行标识过程，但是在其他实施例中，每个角部都可以具有可识别记号，标识装置(例如，智能电话)可以识别该可识别记号。当标识装置识别出每个可识别记号时，就可以更精确地测量每个角部。一旦确定拖车已经被精确地标识，则便携式控制器980就可以通过穿过左前角部912和左后角部914的线的方向来确定拖车的前进方向(heading)。然后，便携式控制器980还可以通过找到在左后角部914与右后角部916之间延伸的线的中点930来计算拖车的中心线。中点930也位于平板940的后部处。另外，计算平板940的长度和宽度，并且一旦计算了这些尺寸并且确定了待放置在拖车上的机器的类型，便携式控制器980就可以确定拖车是否具有足够的尺寸来接受装载机900。然后可以将该信息通信给增强控制式控制器970。
97.在框720处，该方法定位该装载机。通过使用便携式控制器980将装载机标识在装载机的特殊位点来标识装载机900，从而定位该装载机。这可以是任何位置，并且在一些实施例中，这是装载机上的已知位置处的可识别记号。增强控制式控制器970在一些实施例中被构造为具有与装载机900的整体尺寸以及装载机上的可识别记号的位置有关的信息。尽管在图12的流程图中框720被示出为在顺序上位于框710之后，但是在其他实施例中，可以在定位拖车的同时或在定位拖车之前定位该装载机。一旦拖车被定位并且gps位置被确立，则装载机900(即，增强控制式控制器970)将rtk位置提供给装载机900的便携式控制器980，这将为gps位置提供误差校正因子。更具体地，将rtk位置与机器的gps位置进行比较，并基于两个测量值之间的差来计算误差校正因子。该误差校正因子也可以被应用于拖车上的被标识位置。这将提供拖车位置的更准确识别。
98.一旦装载机900和拖车910被定位，则在框730处，识别装载机行进到拖车上的路径。在一个实施例中，识别路径的方法包括识别拖车910上的点932，该点932代表路径上的最终位置，即方法700完成时装载机900将所在的位置。点932位于拖车910的左侧部944与右侧部946之间的中心，并且位于前端部948和后端部950之间的将装载机900恰当地定位在拖车上的位置处。例如，可以选择所述点932以使装载机900在轴上居中或相对于拖车910的后端部950充分地靠前。额外的点934、936和938位于拖车910之外且在拖车910后面并且位于延伸穿过点930和940的线上，所述额外的点934、936和938提供了将装载机移动到拖车上要
遵循的路径。
99.一旦识别出所述路径，在框740处，该方法包括将装载机驱动到拖车上。该过程包括将装载机移动到第一点934，使得装载机与拖车对准。然后，通过将装载机移动至点936，然后移动至点938，然后移动至点930，来将装载机900倒回到拖车上。装载机从点938移动至点930，装载机将沿坡道942向上倒。最后，装载机移动至点932，并且该装载机被定位在拖车上。在一些实施例中，通过来自便携式控制器980的命令来启动将装载机驱动到拖车上。在启动该命令(即，响应于用户输入)之后，便携式控制器980可以向用户提供用户输入，该用户输入在被按下或以其他方式接合(例如，通过语音命令)时将命令增强控制式控制器970停止将装载机驱动到拖车上。
100.便携式控制器980还能够与增强控制式控制器970或装载机900上的其他控制器对接以作为远程控制装置操作，从而直接响应于用户提供的命令来控制装载机。使携式控制器980可以被构造为提供位于屏幕上的按钮、滑块和类似物，操作者可以与所述按钮、滑块和类似物对接，以控制装载机900上的功能，从而控制诸如驱动装载机、升起和降下升降臂等的功能。可替代地，便携式控制器980可以与图13所示的输入设备982对接，该输入设备982具有诸如按钮、拨动开关和操作杆之类的用户输入设备，该用户输入设备可以用于提供用户输入信号以控制装载机的此类功能。所述对接可以经由有线连接或诸如蓝牙或其他无线通信协议的无线连接。这种配置可以用于驱动装载机离开拖车。
101.图14是示出了包括装载机1000的系统1004的图示，该装载机1000具有增强控制式控制器1070，该增强控制式控制器1070被构造为控制装载机，以避免与障碍物1002接触。系统1004还包括便携式控制器1080，所述便携式控制器1080和装载机1000中的每一者都具有单独的gps接收器或接收器电路和软件。图15a至图15d示出了可以使用具有gps接收器的便携式控制器1080创建的障碍物1002的各种映射障碍区域的示例。图16示出了下述特征，所述特征以允许确定误差校正因子并使用该误差校正因子调整位置映射障碍区域的方式来识别装载机的位置。图17是示出了对障碍区域进行映射并操作装载机1000以避免与障碍物1002接触的方法1100的流程图。
102.装载机1000是上文所讨论的类型的装载机，该装载机具有增强控制式控制器1070，该增强控制式控制器1070被构造为提供包括以上讨论的特征中的一些或全部特征的增强控制。装载机1000包括gps接收器1056，该gps接收器1056被构造为识别装载机在作业空间内的位置。尽管在图14中被显示为单独的元件，但是在一些实施例中，gps接收器1056可以被包括在增强控制器1070内。便携式控制器1080的gps接收器可以是精度较差的gps接收器，与装载机1000的gps接收器1056相比，该精度较差的gps接收器提供的位置精度较低。便携式控制器1080还被构造为与增强控制式控制器1070通信。便携式控制器1080在一些说明性实施例中是智能电话，该智能电话具有处理器和存储器，该处理器和存储器配置有一个或多个软件应用程序以接合该增强控制器1070，从而有利于操作装载机以避免与障碍物1002接触的方法1100。这样，虽然增强控制式控制器的配置特征以及图14至图16的相关特征类似于上面讨论的限定装载机应该在何处行进的特征，但是当前讨论的实施例还涉及限定作业现场中的障碍物或障碍，并由此限定装载机不应该在何处行进。提供装载机1000、便携式控制器1080和障碍物1002的图示以供在方法1100的讨论期间参考。
103.图17所示的方法1100详细说明了如何识别作业空间中的物体或障碍1002，以及然
后如何防止装载机或其他类型的装备在障碍的位置内操作。如将要讨论的，可以在作业空间地图上分配围绕障碍位置或限定障碍位置的障碍区域，该作业空间地图由增强控制式控制器1070使用以防止装载机在障碍区域中操作，从而防止与障碍1002接触。可以在作业空间地图上临时或甚至永久地限定障碍区域，使得可以重复执行相同的作业，而不必一遍又一遍地识别相同的障碍。
104.在框1102处，方法1100包括识别障碍1002的障碍区域。为了识别障碍区域，用户可以使用便携式控制器1080的gps接收器来标记该障碍1002。在各种示例中，可以通过使用便携式控制器来识别点、线或一系列线段或限定物体的周界来完成该定位过程。如上文所讨论的，可以通过定位该便携式控制器1080以利用该装置上的软件应用程序来识别一个或多个gps点来限定障碍的位置。便携式控制器还可以被构造为通过在所限定的点、线段(一个或多个)或周界周围添加区域来限定障碍区域。例如，参考图15a，障碍区域的限定区域可以是矩形(包括正方形)，该矩形以限定点1008为中心，或者以矩形内的任何位置处的限定点为中心。可替代地，障碍区域可以由围绕障碍1002的gps点1012、1014、1016和1018建立的周界1010限定。如图15b所示，在所有实施例中，周界在形状方面不必为矩形。在图15b中，使用gps点1022、1024、1026、1028和1030之间的一系列线段来建立围绕障碍1002的多边形障碍区域的周界1020。可替代地，限定的障碍区域可以是围绕点限定的圆，如图15所示，其中障碍区域的周界1040由中心gps点1042和半径1044限定。该半径可以由用户输入，或者通过便携式控制器1080由第二测量的gps点1046确定。此外，在一些实施例中，可以围绕线段限定诸如矩形或椭圆形的障碍区域形状。例如，如图15d所示，可以在障碍1002附近的两个测量的gps点1054和1056之间限定线段1052，并且可以由围绕该线段的形状(在这种情况下为椭圆形)自动限定障碍区域周界。
105.在框1104处，方法1100包括使用第一gps接收器识别在第一地点处的装载机位置。第一gps接收器可以是放置在装载机1000上的特定位置的便携式控制器1080中的gps接收器。图16示出了处于第一地点1060处的装载机1000，其中便携式控制器1080被定位成识别装载机位置。当利用第一gps接收器(即，利用便携式控制器1080)获得gps装载机位置时，重要的是测量装载机上的已知位点的装载机位置。例如，这样的位点可以是用于装载机gps接收器1056的天线所处的位置。可替代地，在装载机上可以存在预定位置，便携式控制器1080上的应用软件可以识别该预定位置，并且所示记号与装载机gps 1056的天线之间的距离将是已知被存储的参数。另外，知道装载机1000的具体类型以及装载机上安装了哪些类型的附件是有利的，这是因为该信息可以用于识别装载机/附件相对于所取得的gps位置的总印记。当试图避开障碍时，同时允许装载机尽可能靠近该障碍进行操作，该信息很有用。再次参考图17，在框1106处，该方法包括使用第二gps接收器识别第一地点1060处的装载机位置。在这种情况下，第二gps接收器可以是装载机gps 1056。
106.在框1108处，该方法包括使用第一gps接收器识别第二地点处的装载机位置。如图16所示，这可以包括将装载机移动到作业区域中的第二地点1062，并使用便携式控制器1080来测量装载机的gps位置。再次，便携式控制器应该被定位于如上文所讨论的装载机上的同一已知位点。重要的是，便携式控制器在装载机上的位置应尽可能靠近先前使用的位置。使用装载机上的被索引或标记的位置有助于确保这样。在框1110处，该方法包括使用第二gps接收器(在该示例中使用装载机gps 1056)来识别第二地点1062处的装载机位置。
107.比较来自于两个装载机位置中的每个装载机位置处的第一gps接收器的结果和第二gps接收器的结果，这允许计算或生成误差校正因子或偏移量，如框1112处所示。可以基于每个地点处的两个测量值之间的差来计算误差校正因子。例如，误差校正因子可以是两个装载机地点处的两个测量值之间的差的平均值。然后，如框1114处所示，误差校正因子或偏移量用于重新计算或校正障碍区域或障碍1002的先前识别的位置，从而提供比第一gps接收器单独提供的位置识别更准确的位置识别。如框1116所示，然后使用障碍或障碍区域的重新计算的位置来驱动装载机，以避免与障碍物接触。这可以包括通过以下动作而对装载机1000进行的自主控制或增强控制：通过增强控制式控制器1070，以使装载机转向远离与障碍物1002接触，如果行进路径接近障碍区域则停止装载机的行进，如果装载机接近障碍物则向操作者提供警告；和/或通过上文讨论的其他增强控制动作。通常，一旦障碍区或障碍区域域被限定，则无论装载机是正在由机上的操作者操作、由远程的操作者操作还是通过预先编程的例程(例如，自主地)操作，该装载机都将不被允许进入障碍区域。
108.现在参考图18，示出了装载机1200，该装载机1200具有gps接收器或其他rtk位置传感器1256和增强控制式控制器1270(如上文所讨论的，gps接收器或其他rtk位置传感器1256可以集成到控制器1270)。装载机1200是上文所讨论类型的具有增强控制式控制器1270的装载机，该增强控制式控制器1270被构造为提供包括上文讨论的特征中的一些或全部特征的增强控制。此外，增强控制式控制器1270被构造为：当装载机正在沿着预先限定的或预先编程的路径1202行进时使用公开的动态围栏特征来控制装载机1200。使用该动态围栏特征，装载机控制使装载机以最小的偏差直接沿着路径1202行进。如同通常所理解的地理围栏的概念那样，公开的动态围栏特征并非创建被允许的操作区域的大窗口，而是创建围绕该路径的窗口。在图18中，由路径偏移边界1206和1208限定装载机的被允许的操作的这种窗口1204。在此示例中，路径偏移边界1206和1208平行于所限定的路径1202延伸。然而，不必在所有实施例中都是这种情况，并且可以使用其他技术来限定围绕所限定的路径的被允许的操作的窗口1204的边界。如果装载机将偏离所限定的路径1202并且在窗口1204之外行进，则偏离事件将被识别，并且可以关闭该装载机1000。
109.所公开的技术和特征可以用于对作业现场进行映射。在图19中表示出被映射的作业现场1320的视觉表示。还示出了具有上文所讨论的特征中的一些或所有特征的装载机1300，尽管在一些实施例中，装载机的表示不必被包括在任何地图上。通过手动勘测现场可以描绘如图19中所示的作业现场1320，包括边界1302以及任何障碍1304和1306。一旦作业现场被勘测，且边界和障碍被转换为经度和纬度信息，则该信息被存储在计算机可读文件中，然后由便携式控制器上的软件应用程序下载该计算机可读文件。在图19中未示出便携式控制器，但是该便携式控制器可以是上文讨论的任何便携式控制器/移动控制器(例如980、1080)。然后，计算机可读文件可以被通信给装载机的增强控制式控制器，并被永久地存储在装载机的增强控制式控制器处以在将来任意时间点使用。由于装载机具有高精度的gps接收器，因此装载机的增强控制式控制器将能够在不需要来自移动控制器的任何其他输入的情况下对作业现场进行导航。然而，如果有额外的障碍要被标记，则这些障碍可以被便携式控制器标记，并被通信给装载机上的gps接收器和增强控制式控制器，并使用上述过程进行校准。如果便携式控制器还具有高精度的gps接收器(例如，便携式控制器也可以使用rtk)，则在不需要校准该信息的情况下，由便携式控制器上的软件应用程序收集的信息
可以被直接提供给装载机控制器。
110.虽然映射方法可以生成作业现场1320的外边界1302，但该映射方法也可以用于生成在作业现场中机器可以自由操作的区域。换句话说，该映射方法可以生成虚拟道路1310，其中装载机在执行任务时可以在该虚拟道路上自由导航。这允许操作者通过便携式控制器发送命令以移动到特定点(例如，点1312)，并且然后装载机将在不需要完全重新限定的路径的情况下遵循预先限定的虚拟道路1310移动到该位点。这可以被进一步扩展以允许装载机具有假设应移动到的多个预先限定的位置(例如，点1312和1314)，并且装载机可以遵循虚拟道路1310移动到第一地点1312，并且然后在操作者的命令下，或者在一段时间之后，该机器可以移动到第二地点1314，并且依此类推。
111.现在参考图20，图20示出了根据示例性实施例的装载机1400。装载机1400可以类似于上面讨论的装载机和动力机器，并且可以具有上面讨论的一些或全部特征。因此，装载机1400包括增强控制式控制器1470，所述增强控制式控制器被构造为实现如上所述的各种增强控制特征。在公开的实施例中，装载机1400还包括呈背投装置1402形式的显示器，该背投装置1402位于驾驶室1450内并被构造为将图像、视频和/或其他信息显示在驾驶室中位于操作者前方的透明材料1404上。在示例性实施例中，背投装置1402和透明材料1404是由装载机1400使用以显示信息的抬头显示器(hud)系统1406的一部分。抬头显示系统1406可以在增强控制器1470的控制之下或从该增强控制器1470接收信息。为了讨论的目的，在本上下文中的术语显示器不限于独立的显示面板，而是可以包括诸如将图像投射到另一个表面上的背投装置。
112.在一些示例性实施例中，透明材料1404是玻璃或玻璃状材料(例如，有机玻璃)，当装载机的操作者就坐在驾驶室1450内时，所述玻璃或玻璃状材料位于该操作者的前方。材料1404也可以是有色透明材料。在一些实施例中，透明材料可以是专用于仅用作投射屏幕的显示材料。在其他实施例中，透明材料1404可以是在驾驶室内起到其他功能作用的材料的一部分。例如，在一些实施例中，用于显示由装置1402投射的图像和信息的透明材料1404可以是前驾驶室门的玻璃或玻璃状材料。现在参考图21和图22，其中图21和图22分别示出了驾驶室1450的前透视图和驾驶室1450的门1410的前视图。在一些示例性实施例中，门1410的玻璃或玻璃状透明材料提供图20中示意性示出的透明材料1404。然而，已知阳光或来自其它源的光施加到驾驶室中的一个或多个窗(或门)会在显示器上引入负面的可见性问题，包括显示器和/或玻璃上的眩光和图像褪色状况。眩光主要由于光从机器侧面或后面的窗进入驾驶室，然后被反射或以其它方式被引导向在上面示出显示图像或通过其示出显示图像的窗或门而产生。当光照射在上面示出显示图像或通过其示出显示图像的窗或门时，发生褪色。这种光往往会使显示图像变暗，而不是在玻璃上产生炫光效果。
113.为了解决这些负面的可见性问题，在一些示例性实施例中，门1410和/或驾驶室的其它窗或开口的玻璃或玻璃状透明材料可以由当操作者观察所显示的图像时减少眩光和/或图像褪色的材料制成或通过所述材料被处理。这包括将着色材料层施加到玻璃或玻璃状透明材料的一个或两个表面中的一些或全部和/或将着色材料灌注到玻璃或玻璃状表面中。通过减少眩光和/或褪色，所显示的图像在日光或其它明亮的光线条件下可以被更容易地看到。在一些实施例中，被施加或灌注到除了在上面示出显示或通过其示出显示的窗之外的窗中的材料可以具有与门上的材料不同的材料。这是因为用于减少眩光的材料可能需
要与用于减少褪色的材料不同的性质。在一些实施例中，施加到窗内部的材料可以不同于施加到窗外部的材料。
114.图20所示的投射装置1402可以是用于提供抬头显示系统的任何被适当配置的投射装置类型。因此，投射装置1402可以在驾驶室1450内安装在任何合适的位置处，所述位置允许将图像和信息投射到透明材料1404上而不会干扰装载机的操作者。此外，在一些实施例中，投射装置1402可以位于驾驶室1450的外部，但被构造为将增强现实图像、内容或视频投射到驾驶室中以便在透明材料1404上显示。在示例性实施例中，投射装置1402被构造为使用激光投射技术或全息投射技术投射图像、内容和/或视频，并且可以包括将由操作者观察到的图像区域投射为出现在驾驶室1450和透明材料1404外部的3d图像。
115.如所讨论的，抬头显示系统1406可以用于显示如上所公开的各种增强信息。例如，系统1406可以被构造为显示来自后视(备用)相机1420、前视或尖端相机(cutting-edge camera)1422和侧视相机1424中的任一个的实时相机供给(camera feed)。这些照相机供给可以提供装载机在倒车时装载机后部的视图，装载机在操作期间装载机侧部的区域的视图，和/或装载机前面的作业区域的扩展或增强视图。在一些实施例中，前视照相机1422可以被定位以提供附接到装载机的作业工具或机具的增强视图，例如在一个示例中，提供铲斗机具1430的切削刃1432的视图。
116.此外，在一些实施例中，抬头显示系统1406可以被构造为显示已识别的地上障碍物(例如，上面讨论的障碍物1002)、障碍(例如，上面讨论的1304和1306)或地下物体(例如，公用设施、管道、埋藏物体等)的表示。这些障碍物可以通过手持装置(例如，智能手机或平板电脑)被标记，并被输入到增强控制器1470或输入到被构造为控制抬头显示系统的单独控制器。此外，抬头显示系统1406可以被构造为显示其他作业现场或工作现场特征(例如，定义的路径1202、虚拟道路1310、边界1302)，其中所述其他作业现场或工作现场特征通过手持装置被标记或通过景观或作为公开的增强控制系统的一部分的工作现场制图程序或应用程序被输入。
117.现在参考图23和图24，其中图23和图24示出了根据另一个示例性实施例的装载机1500的多个部分。装载机1500可以类似于上面讨论的装载机和动力机器，并且可以具有上面讨论的特征中的一些或全部。因此，装载机1500可以包括被构造为实现如上所讨论的各种增强控制特征的任何上述增强控制式控制器。装载机1500包括门1510，所述门1510以可移除的方式覆盖前开口，从而允许进出驾驶室，其中集成显示面板1530被定位成在操作者的前面显示信息。显示面板1530被定位成使得与安装在驾驶室的上角部或下角部中的传统显示面板相比，信息更加能在操作者的针对作业区域的视线内。这减少了操作者在操作机器的同时将视线移开作业区域的必要性。相反，集成的显示面板允许操作者观察所显示的信息的同时继续大致看向作业区域。通常在操作者针对作业区域的视线中显示信息，如抬头显示器实施例的情况，提供的优点在于：操作者可以保持更好的态势感知，这是因为不必向下看或将视线离开作业区域。然而，集成的显示面板530提供了相对于抬头显示器的进一步优势。例如，在示例性实施例中，集成的显示面板包括允许操作者控制信息的显示、输入数据或以其他方式与显示器交互的触摸屏。此外，集成的显示面板530可以比背投式抬头显示器更亮，从而即使在极其明亮的环境条件下也允许操作者更容易地看到所显示的信息。如上所述，在一些示例性实施例中，门1510和/或驾驶室的其它窗或开口的玻璃或玻璃状透
明材料可以由材料1522制成或通过所述材料1522被处理，以在操作者观察在集成的显示面板上显示的图像时减少眩光和/或褪色。这包括将着色材料层施加到玻璃或玻璃状透明材料的一个或两个表面上或将此类材料集成在所述玻璃或玻璃状透明材料中。选择用于着色的材料需要足够暗以不反射光或吸收光，同时还允许操作者容易地从窗看到外面并允许旁观者容易地看到驾驶室内。换句话说，着色材料被最佳地选择以积极地影响显示器的可见性，同时允许透过窗的适当的可见性。
118.在示例性实施例中，显示面板1530被集成到门1510的至少一部分中。例如，如图23和图24所示，在一些示例性实施例中，门1510可以包括开放式玻璃区域1520和与开放式玻璃区域紧相邻的集成显示器1530。在如图所示的一个示例实施例中，集成显示器定位在开放式玻璃区域1520的周围，尽管并非在所有实施例中都需要如此。没有信息被显示在开放式玻璃区域1520内，从而允许操作者更好地看到作业区域，同时集成显示器1530被构造为与开放式玻璃区域紧相邻地显示信息，使得对于操作者来说无需转移视觉注意力离开针对作业区域的视线。开放式玻璃区域和集成显示器1530中的任一个或两个都可以用材料1522被处理。在一些情况下，在前窗的未被显示器覆盖的部分上透过前窗照射的光可能不需要被着色材料覆盖，这是因为透过这些空间照射的光可能不会影响显示器的可见性。这可以允许操作者在观察作业空间时的最大的可见性。
119.在一些实施例中，集成显示器1530是有机发光二极管(oled)屏幕，所述屏幕用粘合剂粘贴到门1510或以其他方式固定或集成到门1510中。在示例性实施例中，oled屏幕被固定到或集成到门1510的玻璃部分中。在一些实施例中，粘合过程使用任何适于粘合至玻璃的技术和材料将显示器1530粘合到门。然而，在示例性实施例中，显示器1530可以粘附到的门1510的玻璃是钢化的。在其他实施例中，使用其他显示技术。在各种实施例中，显示器1530必须足够透明，以允许操作者相当好地透过门进行查看，同时在门上提供清晰可见的显示图像。
120.可以提供与显示器1530的电连接，例如，从门1510经由以可移除的方式附接到门的带状电缆1512到车载电子设备的电连接。虽然大多数车门都可在铰链上枢转，但用于前入式装载机驾驶室的一些车门可以是高架门，这是因为这些门通过在操作者头顶上方移动而打开。可以提供电缆，以将这种门连接到车载电子设备。在一个示例性实施例中，车载电子设备可以包括视频控制器或处理器1514、主控制器或处理器1516、和通信电路1518，然而车载电子设备不需要在每个实施例中都具有这种配置。例如，主控制器或处理器可以是上述控制器中的任一个，包括具有集成增强控制特征的控制器和与单独的增强控制式控制器通信以使用上述任何增强控制式控制技术或特征显示信息和/或控制动力机器的控制器。在一个示例性实施例中，视频处理器1514与显示器1530通信，以将显示信息呈现到屏幕上。视频处理器可以是能够向显示器1530提供显示信息的任何适当的处理器/驱动器软件。视频处理器与主处理器1516通信，所述主处理器1516将向视频处理器提供机器特定信息以显示信息。关于机器特定信息，这包括诸如显示障碍的周围环境的视频图像、仪表组和信息、相机图像、虚拟道路等信息。
121.在一些示例性实施例中，通信电路1518被构造为使用诸如蓝牙、wi-fi、蜂窝、射频等通信技术和协议与移动装置1508(例如，蜂窝手机或其他手持式计算装置)通信。这允许控制器或处理器1516与移动装置之间的交互，以帮助配置处理器和/或显示器1530。例如，
这可以允许障碍物或障碍的映射、作业循环或任务的教导、或以上公开的任何其他增强控制概念。
122.如图24中更详细地所示，在示例性实施例中，显示器1530围绕门的周边区域延伸，且门的中心具有没有显示材料的开放式玻璃1520。具有显示材料的区域(通常显示在图24的交叉阴影区域中)可以是触敏的，以允许来自操作者的输入。在显示区域内，可以在门的不同位置处显示各种显示部分。例如，可以在显示区域1540中显示虚拟仪表。在显示区域1532、1534和1536中，可以显示来自动力机器相机的视频供给，以向操作者提供作业区域的增强视图。在其他实施例中，还可以在显示区域中显示其他信息，并且可以在不同的位置处并在不同的配置中显示所显示的信息。
123.在一些示例性实施例中，例如图25所示，显示器1530的显示区域可以用于显示诸如以上讨论的增强控制信息。例如，已经被映射的障碍物或障碍1542可以在显示区域中以图形方式被表示，以向动力机器的操作者提供该障碍物或障碍的位置的视觉指示。其他增强控制信息(例如，在虚拟围栏中识别的边界和界限)也可以被显示在显示区域中。类似地，也可以显示虚拟道路、重复任务信息、拖车装载路径信息等。
124.在显示器1530是触摸屏显示器的一些实施例中，处理器1514和1516可以被构造为允许操作者重新配置所显示的信息。例如，操作者可以触摸屏幕并将各种所显示的信息拖到显示器上的不同位置，如图26中所示的重新配置的显示布置所示。在一些实施例中，操作者可以类似地添加、删除和改变哪一个信息正在被显示。例如，参考图27，图27示出了具有不同仪表、显示信息和/或输入表示的仪表1540的一种示例性布置。例如，项目1612、1614、1616和1622可以代表不同的显示仪表，而项目1618和1620可以代表用于与仪表交互的显示数据或显示输入。使用在1602处表示的手指，动力机器的操作者可以移动所显示的项目、删除或隐藏所显示的项目、以及添加所显示的项目。这种操作者重新配置的一个结果的示例在图28中被示出，在图28中，添加了新项目1622，删除了项目1614和1616，并且移动了项目1618和1620。
125.虽然一些示例性实施例包括被显示材料包围的开放式玻璃区域(例如，1520)，如图23-26中所表示的，但是在其他实施例中，整个门可以被覆盖在显示材料中。这例如在图29中被示出，在图29中，门1710包括基本上覆盖门的整个玻璃部分的显示器1730。在其他实施例中，材料带延伸穿过门的一部分，但没有围绕门的整个周边。例如，如图30所示，门1810具有显示器1830，该显示器包括横跨门的顶部的显示材料带，而开放式玻璃区域1820延伸横跨显示器1830下方的所有区域。例如，在一些实施例中，门的顶部的25％可以被覆盖在显示材料中，而门的其余部分没有显示材料。在公开的实施例的范围内考虑各种其他配置。如上所述，在一些示例性实施例中，门1710和1810和/或驾驶室的其他窗或开口的玻璃或玻璃状透明材料可以由着色材料1722和1822制成或由所述着色材料处理，以在操作者观察在集成显示面板上显示的图像时减少操作者的眩光。这可以包括将材料施加到门1710和1810的显示和开放式玻璃区域，或者仅施加到显示和开放式玻璃区域中的一个，并且将相同或类似的材料施加到驾驶室中的其它窗。
126.如所讨论的，在各种动力机器实施例中，显示器被构造为向操作者提供对与机器的操作状况相关的信息以及关于作业空间环境的信息的可见性。该信息可以是具有增强现实图像或者障碍物或障碍、限定的路径、虚拟道路、边界等的表示的增强现实信息。在示例
性实施例中，该信息可以被显示给操作者，同时提供透过显示材料对作业区域的可见性，其中显示材料位于(从操作者就座的角度来看)驾驶室门的前部或集成到驾驶室门中。利用前门配置，这为操作者提供作业区域的可见性和增加的操作信息显示的组合。
127.在以上公开的实施例中，显示器被描述为被投射到门上或与门集成。在其他实施例中，在具有侧入口或后入口和/或侧窗(或后窗)的机器的情况下，诸如集成到玻璃中的投射屏显示器或触摸屏显示器的显示器可以位于前窗上。为了讨论的目的，任何这样的窗或门都被称作为透明表面。
128.尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可以在不背离本讨论的范围的情况下在形式和细节上进行改变。