(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
舗装機（１）によって敷設された舗装（３）の表面温度値を反復的に検出するための温度測定デバイス（１２０）及び評価ユニット（１４０、１４０ａ）を備える舗装の温度測定システム（１００）であって、
前記温度測定デバイス（１２０）を用いて時間間隔が事前に決定された少なくとも２つの異なる時点で、特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について表面温度値を、前記舗装機（１）によって引かれるスクリード（２）による予備圧縮中又は予備圧縮後に決定するように構成され、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）は前記敷設された舗装（３）の領域内にあり、前記温度測定デバイス（１２０）は、前記敷設された舗装（３）の前記領域内にて、前記舗装機（１）又は前記スクリード（２）に対しそれぞれ事前に決定され又は確認可能な距離を有する測定ポイントで表面温度値を検出するように構成され、及び、
前記少なくとも２つの異なる時点で、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について前記温度測定デバイス（１２０）によって決定された少なくとも２つの表面温度値から決定し、また前記少なくとも２つの異なる時点間の前記時間間隔にも基づいて、前記敷設された舗装（３）の冷却挙動を決定するように構成された評価ユニット（１４０、１４０ａ）を備え、
前記評価ユニット（１４０、１４０ａ）は、前記舗装（３）の敷設プロセスの制御因子を決定するように構成され、更に、前記敷設された舗装（３）の前記決定された冷却挙動を使用して前記制御因子を決定するように構成される、
ことを特徴とする、舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項２】
前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）の位置は、前記舗装（３）の敷設プロセス中の前記少なくとも２つの異なる時点で、前記舗装機（１）又は前記スクリード（２）に対するそれぞれの距離に基づいて確認される、
請求項１に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項３】
前記温度測定デバイス（１２０）は、前記少なくとも２つの異なる時点の各々で前記敷設された舗装（３）の表面上の２次元領域（３１０、３２０、３３０）内で、複数の表面温度値を決定するように構成され、
前記２つの異なる時点は少なくとも２つの異なる２次元領域（３１０、３２０、３３０）に対応し、前記少なくとも２つの異なる２次元領域（３１０、３２０、３３０）は重複し、前記少なくとも２つの異なる２次元領域（３１０、３２０、３３０）の各々は前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）を含む、
請求項１又は２に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項４】
前記表面温度値は、前記温度測定デバイス（１２０）によって舗装のラインごとに決定され、各々の決定されたライン（３１１、３２１、３３１）は、前記舗装機（１）の移動方向（３００）に対して横方向の前記敷設された舗装（３）の温度プロファイルを表す、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項５】
前記温度測定デバイス（１２０）は、前記少なくとも２つの異なる時点の各々で複数のラインの表面温度値を決定するように構成され、各時点での前記複数のラインは、それぞれ２次元領域（３１０、３２０、３３０）のうちの１つを表す、請求項３及び４に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項６】
前記温度測定デバイス（１２０）は、前記舗装機（１）又は前記スクリード（２）に取り付けるためのユニット（５ａ）を備え、前記表面温度値は、前記舗装（３）の敷設プロセス中に前記温度測定デバイス（１２０）によって決定され、
前記表面温度値は、連続的に、一定間隔で、又は、前記敷設プロセス又は前記舗装機（１）の速度に応じて、前記温度測定デバイス（１２０）によって決定される、
請求項２に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項７】
前記温度測定デバイス（１２０）は、前記少なくとも２つの異なる時点の各々で、複数の特定の測定ポイント（３５０、３５１、３５２）についてそれぞれの表面温度値を決定するように構成され、
前記評価ユニット（１４０、１４０ａ）は、前記複数の特定の測定ポイント（３５０、３５１、３５２）の前記表面温度値の所定の平均化に基づいて、前記敷設された舗装（３）の前記冷却挙動を決定するように構成される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項８】
前記所定の平均化は、前記複数の特定の測定ポイント（３５０、３５１、３５２）の前記表面温度値についての算術平均、中央値、二次平均、及び／又は、加重算術平均である、請求項７に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項９】
前記評価ユニット（１４０、１４０ａ）は、所定の数学モデルに基づいて前記敷設された舗装（３）の前記冷却挙動を決定するように構成され、前記数学モデルは、基準温度、前記舗装の厚み、大気の温度、空気中の湿度、雲量、風速、及び／又は、舗装材料特性を含む少なくとも１つの追加のパラメータに更に基づいている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項１０】
前記舗装（３）の敷設プロセスの制御因子は、前記敷設プロセスの機械の速度、前記敷設プロセスの機械に対する始動又は停止信号、及び／又は、前記敷設プロセスのコンベア・ベルト速度を含む、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項１１】
前記温度測定デバイス（１２０）は、赤外線カメラ、赤外線スキャナ、回転可能高温計、高温計アレイ、及び／又は、ライン・スキャン・カメラを備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の舗装の温度測定システム（１００）を備える舗装機（１）。
【請求項１３】
舗装機（１）によって敷設された舗装（３）の冷却挙動を決定するための冷却挙動決定方法（６００）であって、該方法は表面温度値を検出するための温度測定デバイス（１２０）及び評価ユニット（１４０、１４０ａ）を備えた舗装の温度測定システム（１００）によって実行されるものであり、
前記温度測定デバイス（１２０）によって、前記舗装（３）の敷設プロセス中の時間間隔が事前に決定された少なくとも２つの異なる時点のうち第１の時点で、特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について第１の表面温度値を、前記舗装機（１）によって引かれるスクリード（２）による予備圧縮中又は予備圧縮後に決定すること（６１０）であって、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）は前記舗装機（１）によって敷設された舗装（３）の領域内にあるように決定すること、
前記温度測定デバイス（１２０）によって、前記敷設プロセス中の前記少なくとも２つの異なる時点のうち第２の時点で、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について少なくとも第２の表面温度値を、前記舗装機（１）によって引かれるスクリード（２）による予備圧縮中又は予備圧縮後に決定すること（６２０）であって、前記第２の時点は前記第１の時点の後であるように決定すること、
前記評価ユニット（１４０、１４０ａ）によって、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について前記温度測定デバイス（１２０）が決定した少なくとも２つの表面温度値から決定し、また前記少なくとも２つの異なる時点間の前記時間間隔にも基づいて、前記敷設された舗装（３）の冷却挙動を決定すること（６３０）、
を含む、冷却挙動決定方法（６００）。
【請求項１４】
表面温度値を検出するための温度測定デバイス（１２０）及び評価ユニット（１４０、１４０ａ）を備えた舗装の温度測定システム（１００）の前記評価ユニット（１４０、１４０ａ）によって実行された場合に、
舗装機（１）によって敷設された舗装（３）の敷設プロセス中の時間間隔が事前に決定された少なくとも２つの異なる時点のうち第１の時点で、特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について第１の表面温度値を、前記舗装機（１）によって引かれるスクリード（２）による予備圧縮中又は予備圧縮後に決定するように、前記温度測定デバイス（１２０）に命じるステップであって、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）は前記舗装機（１）によって敷設された舗装（３）の領域内にあるように命じるステップ（７１０）と、
前記敷設プロセス中の前記少なくとも２つの異なる時点のうち第２の時点で、前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について少なくとも第２の表面温度値を、前記舗装機（１）によって引かれるスクリード（２）による予備圧縮中又は予備圧縮後に決定するように、前記温度測定デバイス（１２０）に命じるステップであって、前記第２の時点は前記第１の時点の後であるように命じるステップ（７１０）と、
前記温度測定デバイス（１２０）によって決定された少なくとも２つの表面温度値を受信するステップ（７２０）と、
前記特定の測定ポイント（３５１、３５１ａ、３５１ｂ）について前記温度測定デバイス（１２０）が決定した前記少なくとも２つの表面温度値から決定し、また前記少なくとも２つの異なる時点間の前記時間間隔にも基づいて、前記敷設された舗装（３）の冷却挙動を決定するステップ（７３０）と、
を含む制御方法（７００）を実行する、コンピュータ実行可能命令を伴うコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舗装機を用いて敷設された舗装の表面温度値を継続的又は反復的に検出するための温度測定デバイス及び評価ユニットを備える舗装の温度測定システムに関し、具体的に言えば、敷設温度及び敷設された舗装の冷却挙動を決定又は文書化するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
舗装機は、非固着及び固着の層又は舗装を生成する際に用いることができる機械である。敷設された舗装がその所期の用途に使用できるようになるとすぐに、後続の改良には道路区間又はビルの一部の閉鎖などの多大な労力が必要となる。したがって、品質管理はアスファルト敷設の分野においてかなり重要である。アスファルト敷設の品質又は敷設されたアスファルトの品質を測定できるようにするシステムは、ＷＯ２００４／０３４３５１Ａ２に示されている。具体的には、アスファルトの特性を手動でチェックすることが可能であり、その際、個々の測定プロセスをサイト・データとリンクさせることができる。
【０００３】
道路建設における重要なプロセス変数は、具体的には、アスファルト又はビチューメンなどの、敷設された舗装の処理温度である。処理温度は、安定性、層の接着、及び敷設された舗装の耐用年数などの、使用特性に多大な影響を与える。舗装機は、典型的には舗装材料を散布し、舗装機の後端に取り付けられ舗装機によって引かれるスクリードを用いて、舗装材料の表面の予備圧縮を実行する。このように敷設された舗装は、その後、ローラーによって更に圧縮される。敷設中の環境及び気象条件などの他の要因と同様に、敷設プロセスの様々な段階における材料の温度は、舗装作業の効率及び達成に影響を与える。
【０００４】
例えば最適な温度条件下での舗装材料の処理が、長年にわたって重要であると認識されてきたが、こうした処理は、しばしば、補助及び操作スタッフ側での手動制御測定を必要とする。舗装材料は、典型的には、アスファルト又はビチューメン工場で比較的高温で取得される。供給機械が作業現場に到着するまでに移動しなければならない距離、並びに交通及び大気温度に応じて、アスファルトは納入までにある程度冷却される可能性がある。加えて、舗装機械及び圧縮機械又はローラーの進歩も変化する可能性がある。舗装材料が最終的に舗装機械又は舗装機に到達した時点での冷却の程度は、納入時の舗装材料の温度、環境要因などに応じて変化する可能性がある。いくつかのケースで、舗装材料は舗装機械内で分離し、機械内に比較的冷たい、及び比較的熱い、材料のポケット又は蓄積が存在することによって、作業面に散布される時点で、舗装材料における予期せぬ、ほぼ一点に集中した、温度勾配につながる可能性がある。典型的な舗装の敷設プロセスにおいて、舗装材料は舗装機械又は舗装機によって放出、散布された後、スクリードを用いて予備圧縮され、その後、様々な圧縮機械によって更に圧縮される準備が整う。このプロセスの過程で、材料温度は予測温度から大幅に逸脱する可能性がある。加えて、材料温度は、気象条件の変化或いは意図せぬ分離又は貧配合により、舗装域によって不均一となる可能性がある。
【０００５】
舗装の敷設プロセスにおける舗装の敷設温度の重要性によって、敷設温度の測定はますます重要になっており、ここ数年の間に、敷設温度の計量検査の需要を満たし、その後の改良をも容易にする、様々なソリューションが開発されてきている。既知のシステムは、この目的で、舗装機後方の、具体的にはスクリード後方の敷設温度を測定する。使用可能なシステムの範囲は、高温計アレイから熱又は赤外線スキャナまで、更には回転可能高温計まで及ぶ。これらのシステムは、舗装機後方の温度プロファイルの多少の面積圧痕を取得するために使用される。
【０００６】
敷設温度情報を取得するための他のシステムは、その画像データが好適なソフトウェアを用いて算術的にスキャニング・ラインに変換される赤外線カメラから取得されたデータに基づく。確認された熱画像のこれらのラインは、舗装機又はスクリードの後縁から一定の距離の温度プロファイルを示す。各ラインは、ここでは、個別のラインが平面画像、いわゆる温度マップ又は２次元温度プロファイルを形成するように組み合わされた後、舗装機の移動方向に対して横向きの舗装された層の温度プロファイルを表すことができる。これらのイメージは、その後、敷設されたアスファルトの温度分布を評価するために使用することができる。前述のように、可能な最高の均一性を有する温度分布は、その後ローラーを用いて圧縮するための均一な前提条件を提供することになるため、ここでは品質特徴を示す。
【０００７】
ＷＯ００／７０１５０Ａ１は、舗装機上の適所に固定され、敷設された舗装の温度をラインごとにスキャンする、当該タイプの温度監視システムを開示している。取得された温度データは、スクリードを制御するために直接使用されるか、又は、敷設プロセス中に舗装車列の他の機械に送られる。
【０００８】
ＤＥ１０２００８ ０５８ ４８１Ａ１は、舗装プロセス中のかかる温度プロファイルの評価について記載している。具体的には、舗装車列のうちの個別の機械に舗装プロセスを適合させることが記載されている。特に、敷設されたアスファルトの取得済み温度情報に基づき、圧縮ローラーと舗装機械又は舗装機との間の距離は、アスファルトが「テンダー・ゾーン」と呼ばれる温度範囲内で後続の圧縮ローラーによって処理されないように適合される。このため、予測された温度と実際に測定された温度との比較が推奨される。予測された温度と実際に測定された温度との間に相違がある場合、機械は適宜減速又は加速される。温度を予測するために、大気温度などの外部気象条件を使用するモデルが用いられる。大気温度が高いため、モデルが比較的低速の冷却を予測する場合、機械は比較的低速で、又はそれらの間の距離が適切な方法で拡大されるように、移動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０３４３５１Ａ２
【特許文献２】ＷＯ００／７０１５０Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２００８ ０５８ ４８１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、敷設プロセスを監視するための既知の方法の温度測定では、敷設された舗装の実際の冷却挙動に関していかなる直接的な結論も認められない。ポイント別又はラインごとのスキャニングを使用する既知の測定システムの場合、モデルごとに冷却のシミュレーションが試行される。モデルは、気象などの外部要因を考慮する。したがって、これらのソリューションは追加のセンサ、例えば風速計又は雨量計を必要とし、ユーザは当該時点での雲量をシステムに手動で入力しなければならない。したがって、測定結果の品質を向上させ、方法を簡略化するために、こうした追加のセンサ及び手動入力なしで実行できるようにすることが望ましい。
【００１１】
しかしながら、敷設された舗装の冷却挙動の直接的な測定又は決定は、既知のシステムを用いて行うことはできない。敷設された舗装の面積温度画像を取得するように、敷設温度が継続的に検出されるシステムであっても、同じ時点及びスクリードからの同じ距離で、連続する敷設プロセス中に熱画像のラインが記録されるため、敷設された舗装の冷却挙動又は冷却速度に関して結論を導き出すことはできない。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、舗装機によって敷設された舗装の温度値を温度測定デバイスを用いて検出するための、改良された舗装の温度測定システムを提供することであり、当該システムは、具体的には、測定結果を改善し、必要なセンサの数又は手動で入力しなければならないパラメータの数を削減することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。本発明に従った舗装機及び本発明に従った方法、並びに、本発明に従った対応する制御方法の命令を伴うコンピュータ読取り可能な記憶媒体は、追加の独立請求項１２、１３、及び１４の特徴によって開示されている。本発明の更に改良された変更点は、従属請求項の追加の特徴によって定義される。
【００１４】
本発明は、具体的には、舗装機によって敷設された舗装の表面温度値（以下、本明細書及び添付図面においては、「表面温度値」の意味で単に「温度値」と表記する。ただし、必要に応じて「表面温度値」と表記することがある。）を反復的に検出するための温度測定デバイス及び評価ユニットを備える舗装の温度測定システムに関する。本発明のシステムは、温度測定デバイスを用いて少なくとも２つの異なる時点で、敷設された舗装の領域内の特定の測定ポイントについて温度値を検出するように構成される。加えて前記システムは評価ユニットを備え、当該評価ユニットは、敷設された舗装の冷却挙動を決定するように構成されている。その実行の際には、少なくとも２つの異なる時点で特定の測定ポイントについて検出された少なくとも２つの異なる温度値を使用する。
【００１５】
ここでは、少なくとも２つの異なる時点間のそれぞれの時間間隔を事前に決定することができる。これにより評価ユニットは、その時にわかった少なくとも２つの異なる時点間の時間間隔、及び特定の測定ポイントについての少なくとも２つの検出された温度値を用いて、敷設された舗装の冷却挙動を決定又は予測することができる。
【００１６】
検出される温度値は、好ましくは敷設された舗装の温度値であり、舗装機によって引かれるスクリードを用いて予備圧縮中又は予備圧縮後に、温度測定デバイスによって検出される。このケースでは、温度測定デバイスは、それぞれの所定の、又は容易に確認できる舗装機又はスクリードまでの距離で、温度値を検出するように構成可能である。したがって、測定ポイントの正確な位置をより容易に決定又は認識することができる。例えば、敷設プロセス中の少なくとも２つの異なる時点で、舗装機又はスクリードに対するそれぞれの距離に基づいて、特定の測定ポイントを確認又は認識することができる。測定間の時間的距離並びに測定間の空間的距離がわかるか又は確認可能であるため、検出されたデータを使用して、温度を経時的に提示すること、及び、冷却のための手段又は舗装表面の冷却速度も確認することができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、温度測定デバイスは、各測定時点で、敷設された舗装の表面上の２次元領域内で複数の温度値を検出できるように構成される。この２次元領域は、温度測定デバイスの検出領域とも呼ばれる。したがって、温度測定デバイスが温度測定を実行する少なくとも２つの異なる時点が、少なくとも２つの異なる２次元検出領域に対応する。これらの２次元領域は重複するように選択される。加えて、特定の測定ポイントは、少なくとも２つの検出領域の重複域内に存在するように選択される。このように、敷設された舗装の表面上の特定の測定ポイントについて、いずれの追加の測定も実行する必要なしに、複数の温度測定を異なる時点で実行することが達成される。
【００１８】
他の実施形態によれば、温度値は、温度測定デバイスを用いて舗装のラインごとに検出されるため、検出された各ラインは、舗装機の移動方向に対して横方向の敷設された舗装の温度プロファイルを表す。温度測定デバイスの２次元検出領域の場合、更に、各測定時点で複数のラインの温度値を同時に検出することも可能である。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、温度測定デバイスは、舗装機又はスクリードに固定するためのユニットを備える。温度測定デバイスを用いる温度値の検出は、連続的に、一定間隔で、或いは敷設プロセス又は舗装機の速度に応じて、実行される。これらの特徴により、測定ポイントの位置又は測定間の時間間隔を簡単に決定することができる。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、温度値は、少なくとも２つの異なる時点の各々で、複数の特定の測定ポイントで測定される。複数の知られた測定ポイントについて温度値を同時に検出することは、この複数の測定ポイントの検出された温度値の平均に基づいて、敷設された舗装の冷却挙動が確認できる限りにおいて有利である。したがって、冷却挙動の決定に与える、不適切な測定或いは一点に集中した材料又は敷設欠陥の影響を低減させることができる。実施形態に従った平均値の可能な形成は、複数の測定ポイントの検出された温度値についての算術平均、中央値、二次平均、及び／又は、加重算術平均を含む。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、評価ユニットは、所定の数学モデルに基づいて敷設された舗装の冷却挙動を決定するように構成される。こうした数学モデルは、基準温度、舗装の厚み、大気の温度、空気中の湿度、雲量、風速、及び／又は、アスファルトの組成などの他の舗装材料特性などの、少なくとも１つの追加のパラメータを考慮することができる。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、評価ユニットは、更に、舗装の敷設プロセスの制御因子を決定するように構成される。この制御因子は、敷設プロセスの機械の速度、敷設プロセスの機械に対する始動又は停止信号、及び／又は、敷設プロセスのコンベア・ベルト速度を含むことができる。したがって、直接測定から確認された舗装の冷却挙動が基本として使用されるため、敷設プロセスはより効果的に実際の温度に適合可能である。したがって、敷設プロセスの速度が改善された方法で実際の敷設温度に適合可能であるため、敷設された舗装の品質が向上する。
【００２３】
本発明の実施形態に従った温度測定デバイスは、赤外線カメラ、赤外線スキャナ、回転可能高温計、高温計アレイ、及び／又は、ライン・スキャン・カメラを含む。
【００２４】
加えて、本発明は、前記実施形態に従った温度測定デバイスを備える舗装の温度測定システムを備えた舗装機が提供される。温度測定デバイスは、ここでは有利な方法でサーモグラフィ・モジュールに組み込まれる。加えて、評価ユニットをサーモグラフィ・モジュールに組み込むことができる。代替として、外部評価ユニットが提供される。本発明の他の実施形態によれば、舗装機とは独立に、又は別々に実装される、システム又はサーモグラフィ・モジュールも提供される。本発明の他の実施形態によれば、こうしたシステム又はサーモグラフィ・モジュールはモバイル・デバイスとして構成される。
【００２５】
更に、本発明は、舗装機によって敷設された舗装の冷却挙動を決定するための冷却挙動決定方法、並びに、実行された場合、当該タイプの制御方法を実行する、コンピュータ実行可能命令を伴うコンピュータ読取り可能な記憶媒体に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に従った、温度測定デバイスを含む舗装の温度測定システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従った、舗装の敷設プロセス中に舗装の敷設温度を検出するための舗装機を示す図である。
【図３】舗装のラインごとに組み合わされ敷設された舗装の２次元温度プロファイルを示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従った、異なる時点で温度測定デバイスを用いて温度値を検出するための異なる２次元領域を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従った、異なる時点で温度測定デバイスを用いて温度値を検出するための異なる２次元領域を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に従った、異なる時点で温度測定デバイスを用いて温度値を検出するための異なる２次元領域を示す図である。
【図５】図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにおける温度検出の異なる２次元領域を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に従った、温度値を反復的に検出するため及び冷却挙動を決定するための方法を示す図である。
【図７】コンピュータ読取り可能な記憶媒体の命令が実行された場合に実行される、本発明の実施形態に従った制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に従った実施形態について、以下に記載の図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、温度測定デバイス１２０及び評価ユニット１４０を備え、評価ユニット１４０及び温度測定デバイス１２０はデータ伝送のために相互に通信する、本発明の実施形態に従った舗装の温度測定システム１００を示す。実施形態によれば、温度測定デバイス１２０及び評価ユニット１４０は、サーモグラフィ・モジュール５に組み込まれる。
【００２９】
別の実施形態によれば、評価ユニット１４０ａが、サーモグラフィ・モジュール５の外側又はこれとは別に、従って特に温度測定デバイス１２０からリモートに、配置構成される。このため、評価ユニット１４０ａは、有線又は無線の通信リンクを用いてサーモグラフィ・モジュール５とデータを交換することができる。外部の評価ユニット１４０ａの場合、サーモグラフィ・モジュール５及び評価ユニット１４０ａの両方が、既知の通信規格を用いて通信及びデータの交換を提供する、赤外線モジュール（図示せず）を備えることができる。好ましくは、ブルートゥース、規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｘのうちの１つに従ったＷＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉとも呼ばれる）、又は規格ＩＥＥＥ８０２．３ｘのうちの１つに従ったＬＡＮ（イーサネット（登録商標）とも呼ばれる）などの、既知の通信規格が、このために使用される。しかしながら、モバイル無線接続などの他の通信リンクも同様に使用可能である。外部評価ユニット１４０ａは、サーモグラフィ・モジュール５が評価ユニット１４０の計算のためにいずれの処理容量及びメモリ・リソースも必要としないという利点を有する。更に、スマートフォン、ＰＣ、ラップトップ、タブレット・デバイス、又は同様の多機能デバイスを、外部の評価ユニット１４０ａとして使用することができる。この場合、ユーザ・プログラム又はアプリケーションなどの好適な制御及び／又は評価ソフトウェアを、外部の評価ユニット１４０ａ上に配設又はインストールすることができる。
【００３０】
代替として、内部の評価ユニット１４０又は外部の評価ユニット１４０ａのみが、接続されたサーバへの、又は接続されたクラウド・サービスへの、インターフェース又はゲートウェイとして使用される。この場合、サーバ又はクラウド・サービスは、本発明に従った評価ユニットの制御及び／又は評価機能を提供する。ここで説明される本発明に従った評価ユニットの制御及び／又は評価機能は、評価ユニット１４０、１４０ａ、及び接続されたサーバ又はクラウド・サービス、及び／又は、温度測定デバイス１２０にも分散可能である。
【００３１】
温度測定デバイス１２０は、好ましくは、赤外線カメラ（熱撮像カメラ、サーモグラフィ・カメラ、又は熱探知カメラとも呼ばれる）を備え、当該赤外線カメラは、ラインごとのスキャン・モードで動作することが可能である。通常、赤外線カメラ又はライン・スキャン・カメラは、カメラのほぼ矩形の検出領域内全体のラインを測定する機能を提供する。こうしたカメラによって、カメラから１本のライン又はいくつかの選択されたラインのそれぞれの測定された温度値を出力するように、個々のラインを選択することができる。敷設された舗装の連続する温度検出の場合、敷設された舗装のラインごとのスキャニングは有利となろう。敷設プロセスを文書化する場合、連続的に検出された表面温度値を記録することができる。このため、サーモグラフィ・モジュール５又は評価ユニット１４０、１４０ａは、記憶モジュール（図示せず）を備えることができる。代替として、又は加えて、獲得されたデータは、記憶、他の処理、又は文書化のために、好適な形式で接続されたサーバ又はクラウド・サービスに伝送することができる。
【００３２】
本発明の別の実施形態によれば、赤外線スキャナ又は熱スキャナ、回転可能高温計、或いは複数の高温計を備える高温計アレイが提供される。それらは、赤外線カメラ（温度測定デバイス１２０）の代わりに、並びにオプションで示されるように図１の追加のセンサ・デバイス（温度測定デバイス１３０）に加えて、提供可能である。複数の温度測定デバイス１２０及び１３０の場合、本発明の説明された実施形態に従って検出された温度値は、明示的に言及されていない場合であっても、これらの温度測定デバイスのそれぞれの検出された温度値を指す。本発明の別の実施形態によれば、オプションのセンサ・デバイス（温度測定デバイス１３０）は、基準温度及び／又は大気温度を測定するための追加のセンサである。
【００３３】
敷設された舗装３の冷却挙動が温度測定デバイス１２０によって検出された温度値に基づいて決定されるように、評価ユニット１４０及び／又は１４０ａを構成することが有利となろう。この決定は敷設中に実行され、敷設プロセスの制御時に、確認された冷却挙動を考慮することができる。敷設プロセス中の舗装の敷設温度の重要性により、具体的には、舗装機１の後続の機械（ローラー）による層の圧縮に関して、舗装車列の個々の機械を用いて実行される敷設プロセスは、好ましくは敷設温度に適合される。このため、以前に確認又は入力されたパラメータから、敷設プロセスの好適な制御因子を決定するための、数学モデル又はルックアップ・テーブルが存在する。入力又は測定されるこれらのパラメータは、例えば、基準温度、舗装の厚み、大気の温度、空気中の湿度、雲量、風速、及び／又は、アスファルトの組成などの他の舗装材料特性である。これらの環境及び気象要因は、本質的に、可能な最良の方法で敷設中に実際の処理温度に接近し、プロセスに関与している機械の適切な減速又は加速を介して敷設プロセスを最適化するように、冷却挙動を推定する働きをする。敷設プロセスの確認された制御因子は、敷設プロセスの機械の速度、敷設プロセスの機械に対する始動又は停止信号、或いは敷設プロセスのコンベア・ベルト速度を含むことができる。これらの制御因子は、好適な方法で再定義又は適合することができる。
【００３４】
本発明に従った舗装３の冷却挙動の直接決定を使用することで、必要な手動入力の数並びに環境及び気象パラメータの追加の測定が低減されるか、又は、当該の入力及び測定が完全に不要となる。同様に、本発明は、環境及び気象パラメータを測定するためのそれぞれの追加のセンサを省略することができる。これにより、敷設プロセス中の処理を容易にし、より複雑でない、従ってよりエラーの少ないシステムとなり、結果として敷設プロセスの制御及び監視が改良されることになる。本発明の他の実施形態によって提供される代替によれば、直接測定から確認された冷却挙動は、環境及び気象パラメータに加えて、温度プロファイルを決定するため、及び敷設プロセスの後続の制御のために使用される。この実施形態により、敷設プロセスの制御及び監視の精度が更に向上する。
【００３５】
図２は、舗装機１によって引かれるスクリード２を用いた、舗装３、例えばアスファルトの敷設中の平面４上の舗装機１を例示的に示す。図示された実施形態において、舗装機１の屋根には、固定ユニット５ａを用いてサーモグラフィ・モジュール５が取り付けられている。図１に従った舗装の温度測定システム１００の温度測定デバイス１２０を少なくとも備える、サーモグラフィ・モジュール５は、舗装３の上のレベルｈに位置決めされ、サーモグラフィ・モジュール５の後方の距離ｂで、高さｈ、サーモグラフィ・モジュール５からの距離ａに対応する、敷設された舗装３の領域の温度を検出するように構成される。温度検出は、好ましくは、敷設された舗装３の幅に沿って舗装機１の移動方向３００に対して横方向に、舗装のラインごとに実行することができる。したがって、舗装３上の正確な位置又は正確な測定ポイントは、温度測定デバイス１２０の各温度測定について確認又は決定することができる。代替として、前記システム１００のサーモグラフィ・モジュール５又は温度測定デバイス１２０、１３０を、スクリード２に取り付けることができる。
【００３６】
測定間の時間的距離、並びに測定間の空間的距離が知られているか、又は確認可能であるため、温度を経時的に表すため、及び、舗装表面の冷却又は冷却速度についての測定を確認するためにも、検出された温度データを使用することができる。
【００３７】
実施形態によれば、敷設された舗装３の比較的大きな領域の全体記録が、温度検出中に所定の時間間隔で更に確立される。これは、好ましくは、舗装機１後方の敷設された舗装のラインごとのスキャニングのために、又はスクリード２を介した予備圧縮の後に、温度測定デバイス１２０を使用して実行される。図３は、個々のスキャンされたライン３１１、３２１、３３１を、面積２次元温度プロファイル又はいわゆる温度マップに組み合わせるか又は要約することによって確立され、敷設された舗装３の温度プロファイルを表す全体記録３４０などを、例示的に示している。ここでは、温度測定デバイス１２０を用いて検出された、敷設された舗装の表面温度が示され、具体的には、舗装３の異なる位置又は測定ポイント間の温度差を識別することが可能である。図３及び図４Ａから図４Ｃにおいて、舗装機１の移動方向３００は右から左であるため、例えばライン３１１はライン３２１よりも早く検出されたことになる。こうした２次元温度プロファイルの全体記録は、文書化のために記憶し、サーバ又はクラウド・サービスに伝送することができる。
【００３８】
図４Ａから図４Ｃは、それぞれ、敷設プロセス中、又はサーモグラフィ・モジュール５及びその温度測定デバイス１２０を介した検出中の異なる時点での舗装３の検出された温度データを示す。図４Ａに示される２次元領域３１０は、時点ｔ１での測定中に、温度測定デバイス１２０によって検出される領域である。２次元領域３１０は、舗装３の表面の各５つの測定ポイント又は位置を含む、５つのスキャンされたライン３１１を例示的に示す。しかしながら、ライン及び測定ポイントの数は変更可能であり、特に、使用される赤外線又はライン・スキャン・カメラに依存する。本発明の別の実施形態によれば、明示的なラインが提供されることなく、２次元領域３１０の２次元温度プロファイルのみが検出される。図４Ａに示されるように、温度測定デバイス１２０のライン又は２次元領域３１０は、舗装３の全幅をカバーすることができる。しかしながら、本発明の他の実施形態によれば、これは要求されていないため、温度測定デバイス１２０の検出領域（２次元領域３１０）は舗装３の全幅の一部のみをカバーすることができる。特にここでは、舗装３のマージンが含まれない可能性がある。
【００３９】
図４Ａの例に従った温度測定は、時点ｔ１で実行される。本発明の実施形態によれば、ライン３１１の温度値は時点ｔ１で検出される。これは、例えば前述の舗装の温度マップを確立するために実行される。例示的に、図４Ａでは３つの特定の測定ポイント３５０、３５１、及び３５２が強調表示されており、測定ポイント３５０及び３５１は当該ライン３１１内にあるが、測定ポイント３５２は当該ライン３１１の外にある。対応する様式では、明示的なライン・ラスタリングなしに、測定ポイント３５０、３５１、３５２のうちの１つ又は複数を、検出された２次元領域３１０の２次元温度プロファイル内で識別することができる。サーモグラフィ・モジュール５又は温度測定デバイス１２０、１３０の位置及び／又は向きがわかっているため、舗装３上の測定ポイント３５０、３５１、３５２の正確な位置を事前に決定するか又は確認することができる。第１のケースでは、評価ユニット１４０は、その後、測定のために温度測定デバイス１２０、１３０によって使用される測定ポイントの正確な位置を事前に決定することができる。外部評価ユニット１４０ａの場合、前記評価ユニット１４０によって事前に決定された測定ポイントを、サーモグラフィ・モジュール５に伝送することができる。
【００４０】
図４Ｂは、図４Ａの例に従った敷設中の第２の時点ｔ２での温度測定デバイス１２０を用いる温度測定を示し、当該第２の時点ｔ２は前記時点ｔ１の後に生じる。ラインごとのスキャニングを提供する本発明の実施形態によれば、時点ｔ２は、温度測定デバイス１２０の検出領域（２次元領域３２０）内の第２のライン３２１の検出に関与する。時点ｔ１での検出領域（２次元領域３１０）と比較すると、時点ｔ２で温度測定デバイス１２０によって検出される２次元領域３２０は、舗装機１の移動方向３００に従って更に左へ移行した。図４Ｂで強調表示されている測定ポイントは、図４Ａに従った３つの特定測定ポイント３５０、３５１、及び３５２であるが、ここでは、舗装機の移動方向３００とは反対の右方向に移行している。識別し易くするために、図４Ｂの３つの特定の測定ポイントは、これらの測定ポイントが図４Ａの時点ｔ１と同じ、舗装３の絶対位置に配置されていることを示すために、３５０ａ、３５１ａ、及び３５２ａの符号で示している。他方で、これらの特定の測定ポイント又は絶対位置での温度検出は、第２の時点ｔ２で実行され、第２の測定プロセスに関与する。更なる例示のために、時点ｔ１で実行された第１の測定プロセス及び対応する検出領域（２次元領域３１０）並びにライン３１１は、図４Ｂでは破線で示されている。
【００４１】
図４Ｂに示された様式に対応し、図４Ｃは、時点ｔ２の後に生じる時点ｔ３での第３の測定プロセスを示す。この図は、時点ｔ３での２次元領域３３０及びその確認された温度プロファイルのライン３３１を示す。時点ｔ１及びｔ２での検出領域（２次元領域３１０）及び検出領域（２次元領域３２０）と比較すると、舗装機１は、サーモグラフィ・モジュール５又は温度測定デバイス１２０と共に、移動方向３００に左へ更に移動するため、検出領域（２次元領域３３０）内の時点ｔ３での３つの強調表示された測定ポイント３５０ｂ、３５１ｂ、及び３５２ｂは、移動方向３００とは反対の右方向に更に移行している。
【００４２】
したがって、敷設された舗装３上の個々の測定ポイントは、異なる連続する時点で作成された温度測定デバイス１２０の一部の複数の記録を受ける。図４Ａから図４Ｃの例に従った時点ｔ１、ｔ２、及びｔ３での３つの２次元領域３１０、３２０、３３０の記録は、図５において互いに別々に比較される。舗装３上の全く同一の測定ポイント、例えば測定ポイント３５１、３５１ａ、３５１ｂについてのこれらの異なる温度測定は、敷設された舗装３の実際の冷却挙動をそれらから決定するために使用することができる。このために、時点ｔ１、ｔ２、及びｔ３での異なる温度測定間の時間間隔が使用される。これらの時間間隔は、予め定期的な間隔として指定することが可能であり、これは評価ユニット１４０、１４０ａが測定間の時間間隔を知っていることを意味する。別の実施形態によって提供される代替によれば、測定の時間間隔を敷設プロセス、具体的には、検出されることになる舗装が敷設される速度に、適合させることが可能である。このケースでは、時間間隔又は絶対測定時間を評価ユニット１４０、１４０ａに知らせることができる。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、特定の測定ポイント、例えば位置３５１は、移動方向３００への温度測定デバイス１２０の実際の動きに従って、各測定について事前決定又は指定される。この点において、評価ユニット１４０、１４０ａは、特定の測定ポイントを決定又は指定すること、及び、温度測定デバイス１２０、１３０、又はサーモグラフィ・モジュール５にそれらを知らせることができる。代替として、その後、舗装機１及びスクリード２に対する温度測定デバイス１２０、１３０の知られた位置に基づいて、舗装上の特定の測定ポイント、例えば位置３５１を、測定された２次元検出データ（２次元領域３１０、３２０及び３３０の検出データ）から確認することができる。他の代替として、温度測定デバイス１２０、１３０の位置は舗装機１及びスクリード２に対して指定されるため、不変の既知の量である。したがって、本明細書で前述しているように、舗装機１又はスクリード２までの距離は、指定され或いは評価ユニットによって事前に決定される。或いは、測定プロセス中に温度測定デバイスの既知の位置及び／又は調整に基づいて、測定結果について確認することができるため、特定の測定ポイントの位置を決定又は指定することが任意の時点で可能である。
【００４４】
本発明の他の実施形態によれば、敷設された舗装３の冷却挙動の決定は、それぞれの特定の測定ポイント３５１、３５１ａ、３５１ｂでの温度測定のみに基づくのではなく、時点ｔ１での各温度測定、例えば測定ポイント３５０、３５１、及び３５２のケースでの、複数の測定ポイントを同時に考慮することができる。例示的に、１本のライン内のすべての測定ポイント又は異なるライン内の異なる測定ポイントを考慮することができる。この点において、本発明の実施形態に従い、可能な誤った測定又は温度測定値内の他の異常値が、冷却挙動及び当該冷却挙動に基づく敷設プロセスのそれぞれの制御の決定に大幅な影響を与えることなく、補償され、除去され、又は少なくとも維持されるように、数学モデルを用いて、複数の測定ポイントを組み合わせることができる。単純なモデルによれば、すべての測定ポイントの算術平均よりも所定の量だけ上又は下にある１つ又は複数の測定ポイントは、冷却挙動の決定時に考慮されない。したがって、誤った測定又は敷設材料の不規則性、例えば含有物に基づいて分離された偏差は、考慮の対象外として残される。代替として又は加えて、本発明の他の実施形態によれば、確認される冷却挙動は、複数の測定ポイントの同時に検出された温度データの平均化に基づくものとすることができる。平均化は、例えば、複数の同時に検出された測定ポイントの温度値についての算術平均、中央値、二次平均、及び／又は、加重算術平均を含むことができる。
【００４５】
図６は、温度値を反復的に検出するため、及び、舗装機１又は道路仕上げ機によって敷設される舗装３の冷却挙動を決定するために使用される、本発明の実施形態に従った冷却挙動決定方法のステップを概略的に示す。この方法は、前述の舗装の温度測定システム１００によって実行可能である。ステップ６１０において、特定の測定ポイント３５１、３５１ａ、３５１ｂのうちの１つ又は複数の温度が、舗装の敷設プロセス中の第１の時点（ｔ１）で、温度測定デバイス１２０、１３０によって検出される。前述のように、特定の測定ポイントは、温度測定デバイス１２０、１３０によって検出される舗装３の領域内にあり、指定され、事前決定され、又は確認可能である。続くステップ６２０において、測定ポイントが第２の時点で温度測定デバイス１２０、１３０の検出領域（２次元領域３２０）内にあるという事実により、測定ポイントについての温度値が、第２の時点（ｔ２）で温度測定デバイス１２０、１３０によって再度検出される。ステップ６２０は、測定ポイントについての追加の温度値が追加の時点で検出できるように、何回か反復することができる。少なくとも２つの異なる時点で特定の測定ポイントについて検出された温度値は、その後、ステップ６３０で、敷設された舗装３の冷却挙動を決定するために、評価ユニット１４０、１４０ａによって使用される。加えて、本発明の他の実施形態によれば、このように確認された冷却挙動を出力、記憶、又は表示することができる。表示のために、舗装機１上、又は舗装機１からリモートの位置に、スクリーンを提供することが可能であり、当該スクリーンは評価ユニット１４０、１４０ａ、又は舗装の温度測定システム１００に接続される。記憶又は文書化のために、評価ユニット１４０、１４０ａ、又は当該システム１００のメモリにデータを記憶することができる。同様に、データをリモート・サーバ又はクラウド・サービスに伝送することができる。
【００４６】
本発明の実施形態によれば、こうして確認された冷却挙動は、例えば敷設プロセスを適合又は制御するために、他のステップ６４０で使用される。本発明によれば、ステップ６４０は舗装の温度測定システム１００によって実行される必要はなく、当該システム１００にとってオプションである。図６に従った冷却挙動決定方法は、舗装機１の敷設プロセス又は移動中に、最初から開始するか又は連続して実行することができる。
【００４７】
図７は、コンピュータ読取り可能な記憶媒体のコンピュータ実行可能命令が出された時に実行される、本発明の他の実施形態に従った制御方法７００のステップを示す。実行のために、評価ユニット１４０又は１４０ａ、或いは、データ伝送に好適なインターフェースを用いて評価ユニット１４０、１４０ａと通信している制御デバイスが使用可能である。コンピュータ実行可能命令のコンピュータ支援実行は、舗装機１上又は舗装機１からリモートの位置でサーモグラフィ・モジュール５を含む、舗装の温度測定システム１００の制御デバイスを介して実施可能である。制御方法７００のステップ７１０において、温度測定デバイス１２０、１３０、又はサーモグラフィ・モジュール５は、前述のように、敷設プロセス中に、舗装機１によって敷設される舗装３の温度を検出するように命じられる。ステップ７１０は、温度測定デバイス１２０、１３０に対する命令及びそれらに関する必要なパラメータを含むことができる。本発明の他の実施形態によれば、ステップ７１０は、少なくとも２つの異なる時点（ｔ１、ｔ２、ｔ３）での複数の測定のための温度測定デバイス１２０、１３０について、１つ又は複数の命令及び／又はそれらに関する必要なパラメータを更に含む。代替として、少なくとも２つの異なる時点（ｔ１、ｔ２、ｔ３）での測定は、制御方法７００の別々のステップとすることができる。
【００４８】
ステップ７２０において、敷設プロセス中に温度測定デバイス１２０、１３０によって検出された温度値が、受信又は評価される。必要であればステップ７２０は、本発明の実施形態に従った、測定間の時間間隔又は測定ポイントの位置などの他のパラメータの受信又は評価を含む。制御方法７００のステップ７３０において、舗装３の冷却挙動が前述の実施形態に従って確認される。制御方法７００のステップ７４０において、確認された冷却挙動が、接続された受信ユニットへ出力、記憶、又は伝送される。ステップ７４０はここではオプションであり、確認された冷却挙動のバックアップ、転送、及び又は、表示のみに関与する。このように確認された冷却挙動は、その後、例えば敷設プロセスを適合又は制御するために、他のステップ７５０で使用することができる。ステップ７５０又は他のステップで、それぞれの制御データ又は制御コマンドを、敷設プロセスのそれぞれの機械に伝送することができる。ステップ７４０及び７５０は、ここでは本発明にとってオプションであり、本発明の追加の実施形態のみに関与する。
【００４９】
舗装の温度測定システム１００又は舗装機１の前述の実施形態によれば、図６に示す方法６００及び図７に示す制御方法７００は更に有利に展開することができる。図６及び図７では、オプションのステップが破線によって示されている。したがって、図６に示す方法６００は、前述の舗装の温度測定システム１００によって具体化し、更に有利に展開することができる。図７に示す制御方法７００は、評価ユニット１４０、１４０ａによって具体化し、更に有利に展開することができる。本発明の他の実施形態として、図７に従った制御方法を前述の評価ユニット１４０、１４０ａの代わりに具体化することができる。この実施形態では、評価ユニット１４０、１４０ａは、ソフトウェア・プログラムとして構成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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