CN110835880A - 自推进式建筑机器和用于控制自推进式建筑机器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自推进式建筑机器和用于控制自推进式建筑机器的方法。根据本发明的建筑机器具有位置确定装置。位置确定装置具有接收来自全球导航卫星系统的卫星信号的导航卫星系统接收器和计算单元，所述计算单元配置成可以基于卫星信号在独立于建筑机器的坐标系中确定建筑机器上参考点的位置和建筑机器的取向。建筑机器具有控制器，其与构造成调节可转向行进传动装置的转向角而使得建筑机器的参考点沿设定轨迹移动的位置确定装置配合。位置确定装置的计算单元配置成使得在不基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式，在独立于建筑机器的坐标系中，基于在位置确定装置的计算单元中实现的运动学模型，确定参考点位置和建筑机器的取向。

Description

自推进式建筑机器和用于控制自推进式建筑机器的方法
技术领域
本发明涉及具有机架的自推进式建筑机器，所述机架由可转向和/或可驱动的行进传动装置驱动，还涉及一种用于控制自推进式建筑机器的方法。
背景技术
自推进式建筑机器的特征在于，它们具有布置在机架上的作业设备，用于在地形上建造结构或用于改变地形。已知的自推进式建筑机器包括例如滑模摊铺机、道路铣刨机、再生机或露天采矿机。
在道路铣刨机、再生机和露天采矿机的情况中，作业设备包括配备有铣刨或切割工具、铣刨/混合转子或切割辊的铣刨鼓，可利用其将材料从地形中移除。滑模摊铺机的作业设备是滑模，也称为混凝土槽。借助于混凝土槽，可以生产具有不同形状的结构，例如混凝土屏障、管道、沟槽或路缘。
自推进式建筑机器也具有驱动机构以及用于致动该驱动机构的控制器，所述驱动机构用于在地形中进行建筑机器的平移和旋转运动。
为了在地形上建造结构或者改变地形，自推进式建筑机器的目标是在很大程度上自动控制建筑机器而没有车辆驾驶者的任何明显介入。为了自动控制建筑机器，将建筑机器的驱动机构控制为使得在建筑机器上的参考点沿着设定的轨迹移动(目标行进路径)，即，在轨迹上或在距轨迹一定距离处移动，从而建造结构或改变地形。
已知的用于控制自推进式建筑机器的方法要求使用准绳，轨迹或与轨迹等距的空间设有该准绳。
自推进式建筑机器也可以通过使用用于确定位置的全站仪或全球导航卫星系统(GNSS)来控制。获得描述地形中轨迹的数据，用于建筑机器的自动控制。所述数据可以是独立于建筑机器的二维或三维坐标系中的坐标。
使用全球导航卫星系统(GNSS)对建筑机器的控制已经在实践中得到证明。然而，这种建筑机器的控制需要接收来自GNSS系统的卫星信号。实际上，卫星信号的接收可能会中断。例如，如果建筑机器在建筑覆盖物后面、桥下或隧道中移动，则GNSS信号的接收可能被中断，这意味着GNSS不再能够确定建筑机器的位置。然后，不再能通过使用GNSS来控制建筑机器。
发明内容
本发明的目的是生产一种自推进式建筑机器，即使来自全球导航卫星系统(GNSS)的卫星信号的接收中断，该自推进式建筑机器也能够以高精度沿着轨迹移动。本发明的另一个目的是提出一种方法，通过该方法，即使来自GNSS的卫星信号的接收被中断，自推进式建筑机器也能够以高精度沿着轨迹移动。本发明的目的特别是甚至在中断来自GNSS的卫星信号的接收的情况下，也确保对建筑机器的控制，使得建筑机器不必停止。
根据本发明，这些目的通过独立权利要求的特征实现。独立权利要求的主题涉及本发明的优选实施例。
根据本发明的自推进式建筑机器具有由行进传动装置支撑的机架。至少一些优选地所有行进传动装置，是可驱动和/或可转向的行进传动装置。行进传动装置可以是履带驱动器或轮子。建筑机器可以是例如具有配备有铣刨/切割工具的铣刨鼓/切割辊的道路铣刨机，或者建筑机器可以是具有用于模制可流动材料的装置的滑模摊铺机，或者建筑机器可以是一种路面整修机，其具有用于模制材料的摊铺熨平板。建筑机器还可以包括用于调节机架或作业设备相对于地形表面的高度的装置，例如行进传动装置所附接到的升降柱。
根据本发明的建筑机器还包括位置确定装置，用于确定在独立于建筑机器的坐标系中建筑机器上参考点的位置和在独立于建筑机器的坐标系中建筑机器的取向。位置确定装置具有导航卫星系统接收器和处理器，所述导航卫星系统接收器用于接收来自全球导航卫星系统(GNSS)的卫星信号，所述处理器配置成使得，基于该卫星信号，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，可以确定建筑机器上参考点(R)的位置、描述建筑机器的数据和建筑机器的取向。
位置确定装置可以是建筑机器的中央控制器的部件，控制程序(软件)在该中央控制器上运行，以便致动建筑机器的各个部件或组件。例如，位置确定装置可以包含可编程逻辑控制器(PLC)，其可以包括微控制器。
此外，建筑机器具有控制器，该控制器与位置确定装置配合并且配置为调节可转向行进传动装置的转向角，使得建筑机器的参考点(R)沿设定轨迹(T)移动，所述设定轨迹(T)可以通过例如笛卡尔坐标系中的笛卡尔坐标或极坐标系中的极坐标或方向规格和里程来描述。轨迹可以是空间或平面中的距离。如果轨迹是三维轨迹，则还可以考虑高度变化，例如调节作业设备相对于地形表面的高度。
控制器可以是建筑机器的中央控制器的部件，控制程序(软件)也在该中央控制器上运行，以便致动建筑机器的各个部件或组件。例如，控制器可以包含点锁定控制(PLC)，其可以包括微控制器。控制和定位机构可以是共享的中央控制和计算单元。
在正常操作中，建筑机器由全球导航卫星系统(GNSS)控制，使得建筑机器上的参考点(R)高度准确地沿着设定轨迹移动。使用GNSS对建筑机器的控制可以包括平面中的控制和高度控制。然而，通过使用地面系统(全站仪)也可以控制高度。使用GNSS控制建筑机器还可以包括评估由基站接收的校正信号(差分GNSS)。这种控制属于现有技术。建筑机器提供特殊控制模式，其中不是基于来自全球导航卫星系统(GNSS)的卫星信号来控制建筑机器。只要导航卫星系统接收器接收到具有足够质量的卫星信号，就可以仅使用GNSS来控制建筑机器。如果卫星信号接收器接收的卫星信号的质量不再足够，则可以在特殊控制模式下控制建筑机器。
根据本发明的建筑机器的位置确定装置的计算单元配置成使得，在不是基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，当建筑机器移动时，基于在位置确定装置的计算单元中实施的运动学模型，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述参考点(R)的位置(P)和取向(ψ)。基于运动学模型，根据行进传动装置的转向角和速度计算参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
位置确定装置包括转向角传感器和速度传感器，转向角传感器与用于确定转向角的可转向行进传动装置相关联，速度传感器与用于确定行进传动装置的速度的可驱动行进传动装置相关联，其中数据传输装置设置用于将描述转向角和速度的数据从转向角传感器和速度传感器传输到计算，作为运动学模型的输入变量。
基于全球导航卫星系统的卫星信号确定的参考点(R)的当前位置和建筑机器的当前取向(ψ)，可以连续地存储在不依赖于建筑机器的机器坐标系(X，Y，Z)的存储器中。如果控制基于运动学模型，则在基于运动学模型的控制模式下，存储在存储器中的参考点(R)的最后位置(P)和建筑机器的取向(ψ)可以作为参考点(R)的当前位置(P)和建筑机器的当前取向(ψ)从存储器中取出。然后可以根据当前位置和取向基于运动学模型确定新的位置和取向。
建筑机器的优选实施例规定，位置确定装置的计算单元配置成使得，在基于运动学模型的控制模式下，参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)以设定的时间间隔连续确定。因此，在迭代过程中，在经过一段时间间隔之后或在行进一定距离之后，基于运动学模型确定的新位置和取向用作运动学模型的输入变量，用于随后的时间间隔或之后的距离，以便能够确定新的位置和取向。
建筑机器的一个特别优选的实施例规定，位置确定装置的计算单元配置成使得基于拉格朗日方法对建筑机器的运动进行建模。然而，也可以使用其他已知的数学方法和函数，以便能够考虑任何数量的不同的次要条件。
优选地，位置确定装置的计算单元配置成使得，运动模型考虑用于转向角的经验确定的校正值和/或用于速度的经验确定的校正值。校正值可以是先前已确定和存储的偏移。
根据本发明的建筑机器的控制器可以用各种方式设计。在一个实施例中，控制器配置成使得驱动机构以这样的方式致动，该方式使得由轨迹描述的目标位置与建筑机器上参考点的实际位置之间的距离最小。控制还可以基于由轨迹描述的目标方向和建筑机器的实际方向之间的方向差。
本发明的一个特别方面是补偿对建筑机器的转向行为有影响的因素。以下基于术语“滑移”总结这些因素。优选的实施例在基于运动学模型的建筑机器控制中也考虑滑移。
在建筑机器的优选实施例中，位置确定装置的计算单元配置成使得，在基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在特定路段中由控制器为行进传动装置设置的至少一个转向角，确定用于运动学模型的至少一个校正变量。然后位置确定装置的计算单元配置成使得，在不是基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，基于在位置确定装置的计算单元中实现的运动学模型，确定关于建筑机器的参考点(R)位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其考虑至少一个校正变量，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述参考点(R)的位置(P)和取向(ψ)。
当机器在地形中操作并且依赖于实际存在的条件时，对于各个施工项目，确定转向角的至少一个校正变量。
已知的建筑机器的特征在于设置在机架上的作业设备。在道路铣刨机中，作业设备是配备有铣刨/切割工具的铣刨鼓/切割辊；在滑模摊铺机中，作业设备是用于模制可流动材料的装置；在铺路机中，作业设备是用于模制材料的摊铺熨平板。
在建筑机器的情况下，校正变量可以根据作业设备的类型和/或作业设备在作业方向上的布置，在建筑机器的纵向轴线的左侧或右侧和/或作业设备与机架(外展)的纵向轴线的距离和/或地下条件和/或待作业的路段的路线和/或建筑机器的设定进给速率或行进传动装置的速度。控制器可以提供用于仅一个或所有可转向行进传动装置的转向角的校正。优选地，校正所有行进传动装置的转向角。
例如，在滑模摊铺机中，根据用于形成可流动材料的装置在作业方向上的布置，由滑模摊铺机机架的纵向轴线的左侧或右侧和/或用于形成可流动材料的装置到机架(外展)的纵向轴线的距离可以确定校正变量。
用于确定至少一个校正变量的路段基本上可以是任何路段，例如直线路段或弯曲路段。如果卫星信号的故障仅影响相对较短的时间段，其中建筑机器仅覆盖相对较小的距离(例如仅10至20米)，则可以假设该路线上的条件将仅不显著地改变。例如，在这种短距离期间，道路的坡度或方向自然不会改变。因此，为当前路段确定的校正值可以被视为代表紧随其后的路段。
实际上，如果在直线路段中确定至少一个校正变量就足够了。在这种情况下，假设建筑项目通常包括直线路段，使得可以在这种路段中确定校正变量。在这种情况下，行进传动装置的校正变量是在直线段中由控制器为行进传动装置设定的转向角。然后可以以特别简单的方式确定校正变量，因为它基本上由控制器提供给建筑机器。
另一个实施例提供了对不同环境或条件的多个校正变量的确定。因此，可以确定不同的校正变量，其中将每个校正变量分配给特定的环境或条件。然后，该校正变量可用于相同或相当的环境或条件。在该实施例中位置确定装置的计算单元配置成使得，在基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，根据路段的路线，即路段是直线路线还是具有特定曲率的弯曲路线，也就是说根据调节的转向角和/或根据行进传动装置的速度，确定用于运动学模型的多个校正变量。因为建筑工地的这些条件可能变化，所以最好在建筑项目期间确定修正变量，使得所述修正变量一直可用。
在滑模摊铺机中，对于在滑模摊铺机纵向轴线左侧的作业方向上用于模制可流动材料的装置的布置，可以确定一个校正变量；对于在滑模摊铺机纵向轴线右侧的作业方向上用于形成可流动材料的装置的布置，可确定一个校正变量。校正变量也可根据用于形成可流动材料的装置与机架(外展)的纵向轴线之间的距离来确定。
如果建筑机器是具有配备有铣刨或切割工具的铣刨鼓/切割辊的道路铣刨机，则可以确定用于铣刨鼓/切割辊(外展)的不同布置或距离的校正变量。在路面整修机中，可以确定用于模制材料的摊铺熨平板(外展)的不同布置或距离的校正变量。
用于建筑机器作业设备的不同布置或外展的校正变量是在建筑项目期间通常不会改变的校正变量，因为工程设备的布置和外展对于一个建筑项目是特定的。因此，这些校正变量也可以预先在测试现场经验确定并存储在存储器中。
上述校正变量可以存储在存储器中。然后位置确定装置的计算单元配置成使得，在不是基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置的计算单元中实施的运动学模型，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述了参考点(R)的位置(P)和取向(ψ)，其考虑多个校正变量中的至少一个。因此，可以用表示建筑项目的特定情况或条件的校正变量进行校正。
上述实施例假设仅需要转向角的一次校正。另一个特别优选的实施例还提供了用于运动学模型的校正变量的确定，用于校正由速度传感器测量的行进传动装置的速度。在这种实施例中，位置确定装置的计算单元配置成使得，在基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于为行进传动装置设置的速度与行进传动装置的测量速度之间的差，确定用于运动模型的至少一个校正变量。然后位置确定装置的计算单元配置成使得，在不是基于全球导航卫星系统的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置的计算单元(16)中实施的运动学模型，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述参考点(R)的位置(P)和取向(ψ)，其考虑用于至少一个行进传动装置的速度的至少一个校正变量。
附图说明
下面，参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
在图中：
图1A示出了滑模摊铺机的侧视图；
图1B示出了图1A的滑模摊铺机的俯视图；
图2A示出了直线行驶时的没有输送机的图1A的滑模摊铺机的俯视图；
图2B示出了沿着曲线行进期间的没有输送机的图1A的滑模摊铺机的俯视图；
图3示出了滑模摊铺机的各个组件的示意图；
图4示出了行驶时的滑模摊铺机和全球导航卫星系统；
图5示出了说明滑模摊铺机的控制的示意图；
图6示出了机器坐标系中的滑模摊铺机；
图7示出了说明刚体运动的示意图；
图8示出了UTM坐标系中的滑模，用于说明角度η的确定；
图9示出了UTM坐标系中的滑模摊铺机，用于说明角度μ的确定；
图10A示出了滑模摊铺机在从直线路段过渡到左转弯时的高度简化的示意图，和
图10B示出了滑模摊铺机在从直线路段过渡到右转弯时的高度简化的示意图。
具体实施方式
作为自推进式建筑机器的示例，图1A和图2A示出了具有输送机的滑模摊铺机的侧视图(图1A)和滑模摊铺机的平面图(图2A)。例如，在EP1103659B1中详细描述了滑模摊铺机。该设计不限于滑模摊铺机，而是通常适用于所有建筑机器。
滑模摊铺机具有机架1，机架1由底盘2支撑。在作业方向A上，底盘2具有两个前行进传动装置3、4和一个后行进传动装置6，它们附接到前升降柱7和后升降柱8。行进传动装置3、4和6可以是履带或轮子。前行进传动装置3、4的升降柱7可以附接到支架9、10，支架9、10可枢转地连接到机架1。后行进传动装置6横向于作业方向A可移动地被引导。在左作业方向A上，可更换的滑模11附接到机架1。输送机12用于输送材料。随后，假设左前行进传动装置3、右前行进传动装置4和后行进传动装置6是可转向的行进传动装置，其中至少所述两个前行进传动装置3、4具有它们自己的驱动器。
图2A和2B示出了图1A的滑模摊铺机的平面图，其中图2A中所示的滑模摊铺机在不具有输送机的情况下直线前行，而图2B中所示的滑模摊铺机在不具有输送机的情况下沿曲线行进。图2B示出了两个前行进传动装置3、4和后行进传动装置6的最大转向角。为了调节转向角，转向致动器3A、4A、6A(其仅被提及，并且可以是活塞/气缸组件)设置在行进传动装置3、4和6上。行进传动装置的驱动器可以使用液压驱动电机。此外，假设行进传动装置在特定接触点处与地面接触。
当运行滑模摊铺机时，寻求基本上自动控制而无需驾驶者的明显介入。因此，滑模摊铺机具有自动控制，其使用现有技术中已知的全球导航卫星系统(GNSS)。行进传动装置的转向角设定为使得滑模摊铺机或滑模上的参考点R沿设定轨迹(目标行进路径)移动，即在轨迹T上或在离轨迹的一定距离(等距)处移动(图4和5)。这里，轨迹T可以由各个段描述，这些段可以包括直线或曲线。轨迹T由独立于滑模摊铺机的坐标系(X，Y，Z)中的坐标描述，该坐标系可以用异地办公室或机器上的计算机确定。在滑模摊铺机运行期间，滑模摊铺机或滑模的实际位置P实际和期望位置P目标永久地对齐，使得滑模沿轨迹T移动。
建筑机器具有位置确定装置13，用于在独立于建筑机器的坐标系中确定关于建筑机器的参考点R的位置和建筑机器的取向(ψ)(图3)。位置确定装置13具有至少一个导航卫星系统接收器14和计算单元16，所述导航卫星系统接收器14用于接收全球导航卫星系统(GNNS)15的卫星信号，所述计算单元16配置成使得，基于全球导航卫星系统15的卫星信号，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中确定参考点R的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。描述建筑机器的位置和取向(ψ)的数据被连续存储在位置确定装置13的存储器17中。
位置确定装置13的计算单元16可以是建筑机器的中央计算和控制单元的一部分(未示出)。计算单元16可包括例如通用处理器、用于连续处理数字信号的数字信号处理器(DSP)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、由逻辑元件组成的集成电路(FPGA)或其他集成电路(IC)或硬件部件以便执行下述处理操作。数据处理程序(软件)可以在硬件部件上运行，以便执行方法步骤。
除此之外，建筑机器具有控制器18，该控制器18与位置确定装置13配合并且配置为调节可转向行进传动装置3、4、6的转向角，使得建筑机器的参考点R沿着设定轨迹T移动。控制器18也可以是建筑机器的中央计算和控制单元的一部分(未示出)，其可以具有上述部件。
图4示出了建筑机器1在坐标系(X，Y，Z)中的运动，该坐标系独立于建筑机器和GNSS。建筑机器沿着轨迹T移动。为了简单起见，假设该轨迹是平面中的轨迹。在本实施例中，假设平面图中示出的轨迹T是由坐标系(X，Y，Z)中的一系列目标位置(x，y，z)描述的路径。
在建筑机器1运动期间，位置确定装置13以持续的方式确定建筑机器上的合适参考点R的实际位置(x，y，z)。将建筑机器的实际位置P实际与目标位置P目标以持续的方式进行比较。控制器18控制可转向行进传动装置3、4、6的转向致动器3A、4A、6A，使得由轨迹描述的目标位置P目标和建筑机器1上的参考点R的实际位置P实际之间的距离d是最小的(图5)。这种控制需要知道建筑机器的实际位置，从而需要接收GNSS的卫星信号。
位置确定装置13连续地检查基于给定的卫星星座的位置计算的统计质量。如果统计质量不足(例如在建筑覆盖物中或桥梁下)，则控制可以基于不同的控制模式，这将在下面详细描述。
图4通过影线标识了不再存在卫星信号统计质量的区域。当建筑机器处于该区域时，控制器18将控制从基于卫星信号的控制模式切换到建筑机器的控制不再基于全球导航卫星系统的卫星信号的控制模式。控制器18配置成使得，在这种控制模式下，在建筑机器运动期间，基于在位置确定装置13的计算单元16中实现的运动学模型16A，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点R的位置(xn，yn，zn)和取向(ψ)，所述位置确定装置13在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述了参考点R的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。运动学模型16A可以是在计算单元16上运行的软件。
位置确定装置13具有转向角传感器19、20、21和速度传感器22、23、24，所述转向角传感器19、20、21分配给左前行进传动装置3、右前行进传动装置4和后行进传动装置6，用于确定转向角，所述速度传感器22、23、24用于确定行进传动装置3、4、6的速度，其在图3中示意性地示出。转向角传感器19、20、21和速度传感器22、23、24应该是非常精确的。例如，磁阻传感器可以用作转向角传感器19、20、21，所述磁阻传感器确定可以调节转向角的活塞/汽缸装置的活塞位置。例如，电感式接近传感器可以用作速度传感器22、23、24，所述电感式接近传感器布置在传动装置中，行进传动装置3、4、6借助于该传动装置驱动。根据行进的距离，这些传感器每距离单位产生特定数量的脉冲，或者根据行进传动装置的速度，每单位时间产生一定数量的脉冲。描述转向角传感器19、20、21的转向角和速度传感器22、23、24的速度的数据表示运动模型16A的输入变量。设置合适的数据传输装置用于传输这些数据。例如，这些数据可以通过CAN总线传输。
运动学模型16A的另一个输入变量是，在控制器18从基于卫星信号的控制模式切换到基于运动学模型的控制模式时，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，基于全球导航卫星系统15的卫星信号确定的参考点R的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。描述建筑机器的位置和取向(ψ)的数据先前已存储在位置确定装置13的存储器17中。控制器18从存储器17中取出描述切换到新控制模式时参考点R的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)的数据。
运动学模型16A的输出变量是在独立于建筑机器的坐标系中建筑机器上参考点R的实际位置P实际(x，y，z)和建筑机器的取向(ψ)。将建筑机器上参考点R的实际位置P实际(x，y，z)连续地与目标位置P目标进行比较，以便控制行进传动装置3、4、6的转向角，使得参考点R沿着轨迹T移动(图5)。
下面详细描述运动学模型。
下面将在坐标系中提供建筑机器的位置(P)和取向(ψ)，该坐标系是独立于建筑机器的全局坐标系。建筑机器的位置和取向(ψ)可以相对于建筑机器上的任何参考点指定。例如，在滑模摊铺机中，参考点可以是滑模上的点，优选地是滑模的纵向轴线上的点。
如果在全局坐标系中已知建筑机器上参考点的位置和建筑机器的取向(ψ)，则也可以在该坐标系中确定建筑机器上的任何其他参考点的位置，因为建筑机器的几何尺寸是已知的。
图6示出了与滑模摊铺机相关的机器坐标系(X，Y)中的滑模摊铺机。对于运动学模型，假设建筑机器的重心为参考点，其根据以下等式计算：
Figure BDA0002169448610000091
Figure BDA0002169448610000092
其中mFL和mFR是在前行进传动装置3、4处测量的重量，mM是滑模摊铺机的总重量，XFL是左前行进传动装置3的距离，XFR是右前行进传动装置4距机器坐标系原点的距离。
假设建筑机器是刚体。可以根据以下等式在任何点计算刚体的速度：
Figure BDA0002169448610000093
其中VP是待确定的刚体的任意点的速度矢量，VK是在速度矢量已知的刚体的点的速度矢量，ω是角速度，KP(t)是这两点之间的距离矢量(图7)。
对于建筑机器，以下速度矢量位于重心：
Figure BDA0002169448610000095
Figure BDA0002169448610000096
VFL是左前行进传动装置3的接触点的速度矢量，VFR是右前行进传动装置4的接触点的速度矢量，VR是后行进传动装置6的接触点的速度矢量，VCG是建筑机器重心处的建筑机器的速度矢量，dFL-CG是左前行进传动装置3的接触点与重心之间的距离矢量，dFR-CG是右前行进传动装置4的接触点与重心之间的距离矢量，dR-CG是后行进传动装置6的接触点与重心之间的距离矢量。
随后，将上述矢量转换成全局坐标系，以在独立于建筑机器的坐标系中描述建筑机器的运动。为此，引入角度η和μ。下面描述UTM坐标系中建筑机器的位置和取向(ψ)。然而，建筑机器的位置和取向(ψ)也可以在其他全局坐标系中描述，例如在Gauss-Krüger坐标系或MGRS系统中。
图8示出了UTM坐标系中的建筑机器，其中建筑机器向左转弯。在图8中，示出了在UTM坐标系中的建筑机器的作业方向A、右前行进传动装置4的接触点的速度矢量VFR、右前行进传动装置4的转向角δ和角度ψ。在图8中，ψ是作业方向A和南北方向(“北方”)N(“假北方”)之间的角度。
根据以下等式计算角度η：
Figure BDA0002169448610000101
角度η能够用于将右前行进传动装置4的速度矢量VFR相对于坐标系的Y轴和X轴分解为矢量VY_FR和VX_FR，其根据以下等式计算：
Figure BDA0002169448610000102
Figure BDA0002169448610000103
为了能够相对于UTM坐标系的X轴和Y轴分解矢量ωxd1、ωxd2和ωxd3，计算角度α和β，角度α在UTM坐标系中描述建筑机器的取向(ψ)，角度β在机器坐标系中描述距离矢量d2的取向(ψ)。距离矢量d2根据建筑机器的已知几何尺寸计算。图9示出了矢量ωxd1、ωxd2、ωxd3和角度α和β。角度μFR根据以下等式计算：
μFR＝-(α+β)
利用上述角度，方程(4.1.2)、(4.1.3)、(4.1.4)可以转换如下：
Figure BDA0002169448610000104
其中VY_UTM是建筑机器的重心在在UTM坐标系中的Y轴方向上的速度，VY_UTM是建筑机器的重心在UTM坐标系中的X轴方向上的速度，VFL、VFR和VR是利用速度传感器22、23、24测量的左前行进传动装置3、右前行进传动装置4和后行进传动装置6的速度。
方程(4.1.5)可以改写如下：
Figure BDA0002169448610000111
为了能够借助于考虑实时条件的运动学模型16A以更高的精度映射建筑机器的运动，下面使用拉格朗日方法，其中将函数分配到给定值来定义次要条件。这种方法为每个次要条件引入一个新的未知标量变量，即拉格朗日乘数，并定义将乘数积分为系数的线性组合(维基百科：拉格朗日乘数)。
拉格朗日方法产生以下方程系：
方程系(4.2.1)可以改写如下：
Figure BDA0002169448610000112
y＝Ax+e (4.2.9)
在位置确定装置13的计算单元16中执行的计算算法，在连续时间点(t1，t2，t3，…tn)处，根据方程系(4.2.8)，提供建筑机器重心处的速度在UTM坐标系中的Y轴(VY_UTM)方向上和X轴(VX_UTM)方向上和角速度ω的连续计算(i＝1，2，3，…n)。转向角传感器19、20、21和速度传感器22、23、24连续测量转向角3、4和6的转向角和速度。两次连续测量之间的时间间隔是Δt。例如，每秒测量转向角和速度10次(Δt＝0.1s)。计算单元16接收转向角传感器19、20、21和速度传感器22、23、24的测量值(数据)，并计算连续时间点(t1，t2，t3，…tn)处的速度VY_UTM和VX_UTM和角速度ω。在每个时间间隔Δt结束之后，根据以下等式，由先前时间点处计算的位置和取向(ψ)计算后续时间点处的建筑机器的位置和取向(ψ)。
YUTM(i)＝YUTM(i-1)+VY·Δt (4.2.10)
XUTM(i)＝XUTM(i-1)+VX·Δt (4.2.11)
ψ(i)＝ψ(i-1)+ω·Δt (4.2.12)
其中ψ是UTM坐标系中建筑机器的取向(ψ)，Δt是两次连续测量之间的时间间隔，i是测量次数。
在时间tS，当切换到不是基于卫星信号控制的控制模式时，建筑机器在UTM坐标系中的位置和取向(ψ)是已知的，因为建筑机器的位置和取向(ψ)先前已经基于全球导航卫星系统15的卫星信号确定并存储。在时间点tS，通过位置确定装置13的计算单元16从存储器17中取出先前确定的建筑机器的位置和取向(ψ)，使得可以计算新的位置和取向(ψ)。连续重新计算的位置和取向(ψ)存储在存储器17中并从存储器中取出以用于后续计算。
在建筑机器的位置和取向(ψ)不是借助于全球导航卫星系统15确定而是基于运动学模型16A计算的控制模式期间，控制器18设定行进传动装置3、4、6的转向角，使得由轨迹描述的期望位置(P目标)和由位置确定装置13基于运动学模型16A确定的参考点R的实际位置(P实际)之间的距离(d)是最小的(图5)。因此，当没有接收到卫星信号时，也可以进行建筑机器的控制。当再次接收到卫星信号时，可以再次切换回使用全球导航卫星系统15的控制模式。当位置计算的统计质量返回时，可以自动完成切换。为此，位置确定装置13连续地确定信号的质量。在切换到使用全球导航卫星系统15的控制模式时，可以确定计算位置与导航卫星系统确定的位置的偏差。在切换之后，利用导航卫星系统确定的位置和取向(ψ)再次连续地存储在存储器17中，以便可用于基于卫星的控制的可能故障。
上述运动学模型预先假定物理上理想的条件，也就是说，借助于转向角传感器19、20、21和速度传感器22、23、24确定的转向角或速度对应于所进行的实际方向变化或实际地面运动。然而，实际上，情况并非如此。实际上，可以通过运动学模型计算的理论运动与在实际条件下实际发生的运动之间存在差。这种效果或差也称为滑移。
使用滑模没有填充混凝土的滑模摊铺机进行的测试表明，当车辆沿直线移动时，需要校正转向角。已经表明，这些校正是由于滑移造成。此外，已经表明，补偿所需的校正相对较小。
为了对建筑机器的运动进行建模，假设在直线运动的整个距离上，在相对于作业方向A的左方或右方，转向角校正的总和为零。
Figure BDA0002169448610000131
n是各个行进传动装置的转向角
Figure BDA0002169448610000133
的测量次数。
在滑模摊铺机的实施例中，已经表明，在使用未填充的混凝土槽的测试中，需要校正前行进传动装置3、4的转向角，但是后行进传动装置6的转向角的校正可以忽略。在测试中，对于左前行进传动装置3的转向角
Figure BDA0002169448610000134
确定校正值为-0.81(偏移[°])，对于右前行进传动装置4的转向角确定校正值为-0.71(偏移[°])，对于后行进传动装置6的转向角
Figure BDA0002169448610000136
确定校正值为0.005(偏移[°])。
为了校正测量的转向角，各个前行进传动装置的偏移值根据相应的角度η经验确定。
这导致以下方程系：
Figure BDA0002169448610000132
sFL是左前行进传动装置3的偏移值，sFR是右前行进传动装置4的偏移值。
除此之外，在使用滑模摊铺机的试验中已经表明，由于滑移，行进传动装置的速度经受波动。因此，在一定的代表性时间间隔内，根据使用相应的速度传感器22、23、24对每个行进传动装置3、4、6的测量的速度计算平均速度，并且将设定的目标速度和平均速度之间的差作为速度传感器的偏移值。在对本滑模摊铺机上进行的测试中，发现左前行进传动装置3与目标速度的偏差为0.11cm/s，右前行进传动装置与目标速度的偏差为0.10cm/s，后行进传动装置6与目标速度的偏差为0.16cm/s。已经表明，所有驱动器的测量速度都小于实际速度。
这导致以下方程系：
Figure BDA0002169448610000141
vFL是左前行进传动装置3的偏移值，vFR是右前行进传动装置4的偏移值，vR是后行进传动装置6的偏移值。
通过上述校正，可以提高建筑机器的运动准确度。转向角和速度及其校正的确定不限于针对作为建筑机器的示例的滑模摊铺机描述的行进传动装置。例如，如果四个行进传动装置是可驱动的和/或可转向的行进传动装置，则可以考虑甚至四个行进传动装置的转向角和速度。然而，也可以仅使用两个行进传动装置的转向角和速度作为运动学模型的输入变量。
上述测试显示了滑模摊铺机的混凝土槽未填充混凝土时的滑模摊铺机的行为。然而，在滑模摊铺机的运行期间，混凝土槽填充有具有相对较高的重量的混凝土。实际上，已经发现，填充有混凝土的混凝土槽的相对较高的重量以及混凝土与地面的相互作用可能影响建筑机器在地形中的运动。由于铣刨鼓/切割辊的偏心布置，或由于摊铺熨平板的偏心布置，在道路铣刨机中可能发生相同的效果。下面将描述本发明的这个方面，其具有特别发明意义。
图10A以高度简化的表示示出了自推进式建筑机器，其首先在直线S1上移动然后向左转弯S2L，而图10B示出了最初在直线S1上移动然后向右转弯S2R的建筑机器。因此，在本示例性实施例中，建筑机器的控制所基于的轨迹因此具有直线路段，接着是弯曲路段。在本实施例中，弯曲路段是四分之一圆。
建筑机器可以是，例如滑模摊铺机或道路铣刨机或道路摊铺机。例如，如果滑模摊铺机的混凝土槽没有部署在机架的纵向轴线上，而是横向偏移于机架的纵向轴线(实际情况就是如此)，则在滑模摊铺机的运动期间，混凝土槽施加围绕其垂直轴线的扭矩，即使行进传动装置的转向角为0°，所述扭矩也使滑模摊铺机转弯。因此，相对于机架的纵向轴线横向布置的道路铣刨机的铣刨鼓施加扭矩，使得即使转向角为0°，道路铣刨机也转弯。
图10A和10B以高度简化的示意图示出了建筑机器，特别是滑模摊铺机或道路铣刨机或摊铺机，其中偏心布置的混凝土槽或铣刨鼓或摊铺熨平板用附图标记“11”表示。当混凝土槽或铣刨鼓或摊铺熨平板11布置在机架1纵向轴线左侧的作业方向上时，扭矩施加到机架1上，所述扭矩使机架略微向左转弯。因此，当行进传动装置设定为直行时，具有布置在左侧的混凝土槽的滑模摊铺机或具有布置在左侧的铣刨鼓11的道路铣刨机产生略微的左转弯。另一方面，当行进传动装置设定为直行时，具有布置在右侧的混凝土槽或铣刨鼓11的滑模摊铺机或道路铣刨机驱动略微的右转弯。
当混凝土槽11位于左侧时，在向左偏转的行进传动装置中实际驱动的转弯半径减小(图10A)，而在向右偏转的行进传动装置中(图10B)实际驱动的转弯半径增加。如果混凝土槽或铣刨鼓11布置在右侧，则当行进传动装置向左偏转时(图10A)，实际驱动的转弯半径增加，而当行进传动装置向右偏转时(图10B)，实际驱动的转弯半径减小。
基于引入的术语“滑移”，下面更详细地概述影响上述建筑机器运动的因素。
在基于全球导航卫星系统的卫星信号的建筑机器的自动控制中，只要连续调节行进传动装置的转向角和速度使得建筑机器遵循轨迹，滑移无关紧要。然而，在没有这种控制的情况下，驾驶者将不得不“反向转向”从而将建筑机器保持在期望的车道中。
本发明的特别方面是基于运动学模型考虑滑移以及建筑机器的控制。
为了补偿该滑移，将转向角的校正参数引入到运动学模型中，该校正参数特别校正混凝土的重量和其与地面的相互作用对转向行为的影响。该校正变量基本上可以根据其他变量在测试中经验确定。基于填充有混凝土的混凝土槽(铣刨鼓、刮板)所在的一侧，可以根据混凝土槽(铣刨鼓、摊铺熨平板)的重心距机架的纵向轴线的距离、建筑机器的速度和轨迹的路线确定校正值。对于各个情况，不同的校正变量可以存储在位置确定装置的存储器17中，并且用于基于运动学模型计算建筑机器的位置和取向(ψ)。
在本发明的一个优选实施例中，在滑模摊铺机的控制期间，基于导航卫星系统的卫星信号确定可用于补偿滑移的校正变量，使得它们可在不是基于导航卫星系统执行建筑机器控制的控制模式下补偿滑移。优选地，确定连续执行校正变量，使得如果卫星信号故障，则在紧临在前的路段中确定的校正量可以用于紧随的路段。
实施特别简单的一个实施例提供用于为行进传动装置的转向角确定仅一个校正变量。为此，假设对整个路线必须不断校正行进传动装置的转向角，即在路线上必须始终以相同的角度反向转向。该角度可以优选地在直线行进期间确定。
位置确定装置13的控制单元配置成，使得在建筑机器的控制期间基于导航卫星系统的卫星信号执行后续路线。
为了确定校正变量，计算单元16分析轨迹的路线，即它确定建筑机器是以直线还是以曲线行进。如果建筑机器要直线前进，即如果当前用于控制的轨迹T是直线，则所有行进传动装置的设定的转向角假设为0°，即假设不存在滑移。为了确定校正变量，检测由控制器18为直线路线指定的转向角，使得建筑机器沿着轨迹T(即直线)移动。假设这些转向角是引入运动学模型16A的校正变量。
在本实施例中，假设在直线行驶期间所有行进传动装置的转向角不会明显变化。然后，产生的用于每个行进传动装置的转向角的校正变量可获得。然而，校正变量也可以，借助于已知的统计分析方法，在直线行进期间，根据控制器设定的不同转向角计算。为了确定校正变量，计算单元16可以例如根据多个转向角在直线行进期间的平均值来计算。
校正变量的确定也可以在沿曲线行进期间进行。当建筑机器采用曲线时，假设没有滑移，使用已知的曲率半径计算相关的转向角，该半径将调整用于转弯半径。校正变量是在沿曲线行进期间由控制器18设定的转向角与计算的转向角之间的差。
另一个实施例提供用于根据轨迹T的路程计算校正变量。因此，在不基于导航卫星系统的卫星信号执行建筑机器控制的控制模式下，计算不同路线(即直线路段S1和/或弯曲路段S2)的校正变量并将其存储在存储器17中。可以将各个校正变量或校正因子分配到相应转向角的特定值范围，例如第一转向角范围从0°到20°，第二转向角范围从大于20°到40°，第三转向角范围从大于40°起。也可以根据行进传动装置3、4、6的速度计算校正变量。例如，可以将不同的速度范围分配到每个转向角范围，例如第一、第二和第三速度范围，或者反之亦然，使得针对特定速度和特定转向角产生特定校正变量。
在描述运动学模型的方程系4.4.1中考虑确定的校正变量。在本实施例中，利用相应的校正变量校正对前行进传动装置和后行进传动装置测量的两个转向角。该校正考虑了这样的假设：由于直行或弯曲行进期间的滑移，需要以一定角度进行反向转向。例如，从测量的转向角减去在直线行驶期间由控制器18为左前行驶轮3设定的转向角
Figure BDA0002169448610000161
还可以计算与转向角相乘的校正因子代替校正值。校正还可以利用校正函数进行，该校正函数描述不同转向角的校正变量，例如对更大转向角的更强校正。校正函数还可以考虑行进传动装置的不同速度，例如，在较高速度下的较大校正。因此，转向角的校正还考虑了基于在位置确定装置13的计算单元16中实施的运动学模型16A计算的建筑机器的位置和取向(ψ)的滑移。结果，在没有接收到卫星信号的情况下，进一步改善了位置确定以及也因此改善了建筑机器的控制。
如果要考虑用于不同转向角和/或速度的校正值，则计算单元将行进传动装置的测量转向角或测量速度与转向角和速度的值范围进行比较，并确定转向角或速度位于哪个值范围。然后，分配到相应转向角范围或速度范围的校正变量从存储器中取出，并用于进一步计算位置和方向(ψ)。
在考虑的建筑项目期间，可以优选地在卫星导航故障之前建筑机器移动所在的直线S1上或弯曲路线区段S2上确定转向角的校正变量。然而，还可以将运动学模型建立在这样的校正变量：所述校正变量在其他建筑项目期间确定和/或利用测试路线上的测试确定并存储在存储器中。
代替转向角，或者优选地除了转向角之外，还可以利用在考虑的建筑项目之前确定或在其他建筑项目期间确定的校正变量来校正各个行进传动装置的速度。位置确定装置13的计算单元16配置为确定各个行进传动装置的速度校正，使得在建筑机器的控制期间基于导航卫星系统的卫星信号执行后续路线。
例如在建筑机器的直线行进期间，为了确定校正变量，右前行进传动装置3和左前行进传动装置4和后行进传动装置6的速度由相关的速度传感器22、23、24检测。除此之外，检测由控制器18为各个行进传动装置3、4、6设定的例如用于直线行进的速度，并且所述速度应该对应于由速度传感器22、23、24测量的速度。计算单元16计算设定速度和测量速度之间的差。所述差用作相应行进传动装置的校正变量，在描述运动学模型的方程系4.4.1中考虑了所述校正变量。

Claims (25)

1.一种自推进式建筑机器，其包括：
机架(1)，其由行进传动装置(3，4，6)支撑，行进传动装置(3，4，6)中的至少一些是能够驱动的和/或能够转向的；
位置确定装置(13)，其用于在不依赖于建筑机器的机器坐标系(X，Y，Z)中确定关于建筑机器的参考点(R)的位置和建筑机器的取向(ψ)，其中位置确定装置(13)包括导航卫星系统接收器(14)和计算单元(16)，所述导航卫星系统接收器(14)用于接收全球导航卫星系统(15)的卫星信号，所述计算单元(16)配置成使得，基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号，在不依赖于建筑机器的机器坐标系(X，Y，Z)中确定参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)，和
控制器(18)，其与位置确定装置(13)配合，该位置确定装置(13)配置成调节能够转向的行进传动装置(3，4，6)的转向角，使得建筑机器的参考点(R)沿设定轨迹(T)移动，
其特征在于，
位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，在建筑机器的运动期间，基于在位置确定装置的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其根据行进传动装置(3，4，6)的转向角和速度，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
2.根据权利要求1所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)包括与能够转向的行进传动装置(3，4，6)相关联的转向角传感器(19，20，21)和与能够驱动的行进传动装置(3，4，6)相关联的速度传感器(22，23，24)，所述转向角传感器(19，20，21)用于确定转向角，所述速度传感器(22，23，24)用于确定行进传动装置(3，4，6)的速度，其中数据传输装置(CAN)用于将描述转向角和速度的数据从转向角传感器(19，20，21)和速度传感器(22，23，24)传输到计算单元(16)，以提供作为运动学模型(16A)的输入变量。
3.根据权利要求1或2所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)配置成使得，基于导航卫星系统(15)的卫星信号在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中确定的参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)存储在存储器(17)中，并且使得在基于用于确定参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)的运动学模型(16A)的控制模式下，从存储器(17)中取出参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在该控制模式下，基于运动学模型(16A)，以设定的时间间隔连续确定参考点(R)位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置为基于拉格朗日方法对所述建筑机器的运动进行建模。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，所述运动模型(16A)考虑经验确定的用于转向角的(19，20，21)校正值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置的计算单元(16)配置成使得，所述运动模型(16A)考虑经验确定的用于速度(22，23，24)的校正值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述控制器(18)配置成使得，所述能够转向的行进传动装置(3，4，6)的转向角调节成使得在由轨迹(T)描述的期望位置(P目标)和由位置确定装置(13)确定的参考点(R)的实际位置(P实际)之间的距离(d)最小。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述建筑机器是具有铣刨鼓/切割辊的道路铣刨机，所述铣刨鼓/切割辊配备有铣刨/切割工具，所述建筑机器是具有用于模制能够流动材料的装置的滑模摊铺机，或者所述建筑机器是具有用于模制材料的摊铺熨平板的路面整修机。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于通过控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)在某路段(S1，S2)中设定的至少一个转向角，确定用于运动学模型(16A)的至少一个校正变量，其中位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置(13)的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，考虑至少一个校正变量，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)。
11.根据权利要求10所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述某路段是直线部段(S1)，其中用于行进传动装置(3，4，6)的校正变量是在直线部段上由所述控制器(18)为所述行进传动装置设定的转向角。
12.根据权利要求10或11所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，根据建筑机器的机架(1)的纵向轴线左侧或右侧的作业设备的类型和/或作业设备与机架(1)的纵向轴线的距离和/或地面条件和/或路段(S1，S2)的路线和/或行进传动装置(3，4，6)的速度，基于控制器(18)为行进传动装置在某路段(S1，S2)中设定的转向角，来确定用于运动学模型(16A)的多个校正变量，其中位置确定装置(13)的控制单元(16)配置成使得，在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置(13)的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，考虑多个校正变量中的至少一个，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)。
13.根据权利要求12所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述建筑机器是滑模摊铺机，其具有用于模制能够流动材料的装置(11)，其中所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，根据在机架(1)的左侧或右侧的模制能够流动材料装置(11)的布置和/或模制能够流动材料装置(11)距机架(1)纵向轴线的距离，基于在某路段(S1，S2)中由控制器(18)为行进传动装置设定的转向角，确定用于运动模型(16A)的多个校正变量。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的自推进式建筑机器，其特征在于，所述位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)设定的速度与行进传动装置的测量速度之间的差，确定用于运动学模型(16A)的至少一个校正变量，其中位置确定装置(13)的计算单元(16)配置成使得，在不是基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其考虑用于至少一个行进传动装置(3，4，6)的速度的至少一个校正变量，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述了参考点(R)的位置(P)和取向(ψ)。
15.一种用于控制自推进式建筑机器的方法，该自推进式建筑机器具有由行进传动装置(3，4，6)驱动的机架(1)，行进传动装置(3，4，6)的至少一些是能够驱动的和/或能够转向的，其中接收全球导航卫星系统(15)的卫星信号，并且基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定参考点(R)的位置和建筑机器的取向(ψ)，并且能够转向行进传动装置(3，4，6)的转向角设定为使得建筑机器的参考点(R)沿着设定轨迹(T)移动，
其特征在于，
在不基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号执行建筑机器控制的控制模式下，在建筑机器运动期间，基于在计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)，其基于行进传动装置(3，4，6)的速度和转向角，在独立于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中描述了参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在该控制模式下，基于运动学模型(16A)，以设定的时间间隔连续确定参考点(R)的位置(P)和建筑机器的取向(ψ)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在基于运动学模型(16A)的控制模式下，基于拉格朗日方法对建筑机器的运动进行建模。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，测量具有转向角传感器(19，20，21)的能够转向的行进传动装置(3，4，6)的转向角，并且运动模型(16A)考虑经验获得的转向角(19，20，21)的校正值。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，利用速度传感器(22，23，24)测量能够驱动的行进传动装置(3，4，6)的速度，并且运动模型(16A)考虑经验获得的速度(22，23，24)的校正值。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其特征在于，调节能够转向的行进传动装置(3，4，6)的转向角，使得由轨迹(T)描述的期望位置(P目标)和参考点R的实际位置(P实际)之间的距离(d)是最小的。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其特征在于，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)在某路段(S1，S2)中设定的至少一个转向角，确定用于运动学模型(16A)的至少一个校正变量，其中在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置(13)的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，考虑至少一个校正变量，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述某路段是直线路段(S1)，其中行进传动装置的校正变量是在直线路段中由控制器(18)为所述行进传动装置(3，4，6)设定的转向角。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，根据机架(1)的纵向轴线左侧或右侧的作业设备的类型和/或作业设备与机架(1)的纵向轴线的距离和/或地面条件和/或路段(S1，S2)的路线和/或行进传动装置(3，4，6)的速度，基于控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)在某路段(S1，S2)中设定的转向角，来确定用于运动学模型(16A)的多个校正变量，其中在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置(13)的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，考虑多个校正变量中的至少一个，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中确定关于建筑机器的参考点(R)的位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在所述建筑机器是具有模制能够流动材料的装置(11)的滑模摊铺机的建筑机器中，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，根据机架(1)的左侧或右侧的模制能够流动材料的装置(11)的布置和/或所述模制能够流动材料的装置(11)与机架(1)的纵向轴线的距离，基于控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)在某路段(S1，S2)中设置的转向角，来确定用于运动学模型(16A)的多个校正变量。
25.根据权利要求15到24中任一项所述的方法，其特征在于，在基于全球导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于控制器(18)为行进传动装置(3，4，6)设定的速度与行进传动装置的测量速度之间的差，为运动学模型(16A)确定至少一个校正变量，其中在不基于导航卫星系统(15)的卫星信号控制建筑机器的控制模式下，基于在位置确定装置(13)的计算单元(16)中实施的运动学模型(16A)，考虑至少一个行进传动装置的速度的至少一个校正变量，在不依赖于建筑机器的坐标系(X，Y，Z)中，确定关于建筑机器的参考点(R)位置(xn，yn，zn)和建筑机器的取向(ψ)。
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