DE112021001087T5

DE112021001087T5 - Positionierungssystem für eine arbeitsmaschine, arbeitsmaschine und positionierungsverfahren für eine arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112021001087T5
Application number: DE112021001087.5T
Authority: DE
Inventors: Shunichiro Kondo; Yuto Fujii; Ken Tagami
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2023-01-19
Also published as: JP2021173522A; CN115335727A; WO2021210613A1; KR20220143762A; US20230144985A1

Abstract

Es ist ein Positionierungssystem 200 für eine Arbeitsmaschine 1 vorgesehen, das eine RTK-Positionierung verwendet, die ein Satellitenpositionierungssystem nutzt, wobei das Positionierungssystem 200 enthält: eine Sensorsteuerung 40, d. h. eine Berechnungseinheit, die eine Position einer Antenne des Satellitenpositionierungssystems, die in der Arbeitsmaschine 1 angeordnet ist, auf der Grundlage einer Position einer Arbeitsausrüstung 4 der Arbeitsmaschine 1 berechnet, die auf einen bekannten Referenzpunkt ausgerichtet ist, der an einer Baustelle positioniert ist; und eine Monitorsteuerung 51, d. h. eine Initialisierungssteuereinheit, die einen Steuerbefehl ausgibt, der einen Empfänger des Satellitenpositionierungssystems, der eine Positionierungsberechnung durch die RTK-Positionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der eine ganzzahlige Werteabweichung jedes Satelliten und die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems unbekannt sind, indem die berechnete Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems verwendet wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine, die Arbeitsmaschine und ein Positionierungsverfahren für die Arbeitsmaschine.
Hintergrund
In jüngster Zeit wird die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) zunehmend in Arbeitsmaschinen wie z. B. Baggern eingesetzt. Zum Beispiel gibt es eine Arbeitsmaschine oder ähnliches, auf der globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) oder ähnliches montiert sind, und die eine Position der Arbeitsausrüstung erfasst, die Positionsinformationen der Arbeitsausrüstung mit aktuellen topographischen Daten vergleicht, die eine Ist-Topographie einer Baustelle anzeigen, und die Position, eine Stellung oder ähnliches der Arbeitsausrüstung durch Ausführen einer arithmetischen Verarbeitung erhält (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2014-205955 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
In einem Fall, in dem eine Echtzeitkinematikpositionierung (RTK: real-time kinematic) (im Folgenden als „RTK-Positionierung“ bezeichnet), die das GNSS verwendet, in einer Arbeitsmaschine durchgeführt wird, ist es notwendig, eine Initialisierungsverarbeitung durchzuführen. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen einer festen Station und einer mobilen Station groß ist, in einem Fall, in dem es ein Hindernis um die mobile Station herum gibt, oder ähnlichem, kann es jedoch einen Fall geben, in dem die Berechnung zum Schätzen und Bestimmen der ganzzahligen Werteabweichung jedes Satelliten nicht konvergiert, und die Initialisierungsverarbeitung nicht abgeschlossen wird.
Diese Erfindung wurde angesichts des Vorstehenden gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Offenlegung ist es, ein Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine, bei dem die Initialisierungsverarbeitung bei der RTK-Positionierung, die das GNSS verwendet, in geeigneter Weise ausgeführt werden kann, die Arbeitsmaschine und ein Positionierungsverfahren für die Arbeitsmaschine vorzusehen.
Lösung des Problems
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, das eine Echtzeitkinematikpositionierung (Englisch: realtime kinematic positioning) verwendet, die ein Satelliten-Positionierungssystem verwendet, wobei das Positionierungssystem umfasst: eine Berechnungseinheit, die eine Position einer in der Arbeitsmaschine angeordneten Antenne des Satellitenpositionierungssystems auf der Grundlage einer Position einer Arbeitsausrüstung der Arbeitsmaschine berechnet, die mit einem bekannten Referenzpunkt ausgerichtet ist, der an einer Baustelle positioniert ist; und eine Initialisierungssteuereinheit, die einen Steuerbefehl ausgibt, der einen Empfänger des Satellitenpositionierungssystems, der eine Positionierungsberechnung durch die Echtzeitkinematikpositionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der eine ganzzahlige Werteabweichung (Englisch : integer value bias) jedes Satelliten und die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems unbekannt sind, indem die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems verwendet wird, die die Berechnungseinheit berechnet.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenlegung kann die Initialisierungsverarbeitung bei der RTK-Positionierung, die das GNSS verwendet, in geeigneter Weise ausgeführt werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Arbeitsmaschine nach einer Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Ansicht, die den Bedienerraum der Arbeitsmaschine nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Positionierung der Arbeitsmaschine.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Positionierungssystem für die Arbeitsmaschine nach der Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Positionierungssystem für die Arbeitsmaschine nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Positionierungsverfahren für die Arbeitsmaschine nach der Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Positionierungssystems für eine Arbeitsmaschine, die Arbeitsmaschine und ein Positionierungsverfahren für die Arbeitsmaschine nach der vorliegenden Offenlegung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Ausführungsform beschränkt ist. Darüber hinaus umfassen die Bestandteile der folgenden Ausführungsform diejenigen, die von Fachleuten ersetzt werden können und leicht austauschbar sind, oder diejenigen, die im Wesentlichen gleich sind.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Arbeitsmaschine 1 nach einer Ausführungsform veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Arbeitsmaschine 1 ein Bagger. In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsmaschine 1 als Bagger 1 bezeichnet. Der Bagger 1 enthält einen unteren Fahrkörper 2, einen oberen Schwenkkörper 3, der von dem unteren Fahrkörper 2 gestützt wird, eine Arbeitsausrüstung 4, die von dem oberen Schwenkkörper 3 gestützt wird, und einen Hydraulikzylinder 5, der die Arbeitsausrüstung 4 antreibt.
Der untere Fahrkörper 2 kann in einem Zustand verfahren werden, in dem der untere Fahrkörper 2 den oberen Schwenkkörper 3 stützt. Der untere Fahrkörper 2 enthält ein Paar Raupenketten. Wenn sich die Raupenketten drehen, bewegt sich der untere Fahrkörper 2.
Der obere Schwenkkörper 3 kann um eine Schwenkachse RX in Bezug auf den unteren Fahrkörper 2 in einem Zustand schwingen, in dem der obere Schwenkkörper 3 von dem unteren Fahrkörper 2 gestützt wird. Der obere Schwenkkörper 3 enthält einen Bedienerraum 6, in den ein Bediener des Baggers 1 einsteigt. Im Bedienerraum 6 ist ein Bedienersitz 9 vorgesehen, auf dem ein Bediener Platz nimmt.
Die Arbeitsausrüstung 4 (kann auch als Arbeitsgerät bezeichnet werden) enthält einen Ausleger 4A, der mit dem oberen Schwenkkörper 3 gekoppelt ist, einen Arm 4B, der mit dem Ausleger 4A gekoppelt ist, und einen Löffel 4C, der mit dem Arm 4B gekoppelt ist. Der Hydraulikzylinder 5 enthält einen Auslegerzylinder 5A, der den Ausleger 4A antreibt, einen Armzylinder 5B, der den Arm 4B antreibt, und einen Löffelzylinder 5C, der den Löffel 4C antreibt.
Der Ausleger 4A ist am oberen Schwenkkörper 3 gestützt, um um eine Auslegerdrehachse AX herum drehbar zu sein. Der Arm 4B wird von dem Ausleger 4A gestützt, um um eine Armdrehachse BX herum drehbar zu sein. Die Löffel 4C wird vom Arm 4B gestützt, um um eine Löffeldrehachse CX herum drehbar zu sein.
Die Auslegerdrehachse AX, die Armdrehachse BX und die Löffeldrehachse CX sind parallel zueinander. Die Auslegerdrehachse AX, die Armdrehachse BX und die Löffeldrehachse CX sind orthogonal zu Achsen, die parallel zur Schwenkachse RX verlaufen. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung parallel zur Schwenkachse RX als vertikale Richtung, eine Richtung parallel zur Auslegerdrehachse AX, zur Armdrehachse BX und zur Löffeldrehachse CX als Links-Rechts-Richtung und eine Richtung orthogonal sowohl zur Auslegerdrehachse AX, zur Armdrehachse BX und zur Löffeldrehachse CX als auch zur Schwenkachse RX als Vorne-Hinten-Richtung bezeichnet. In Bezug auf einen auf dem Fahrersitz 9 sitzenden Bediener ist eine Richtung, in der sich die Arbeitsausrüstung 4 befindet, eine Vorderseite, und eine der Vorderseite entgegengesetzte Richtung ist eine Rückseite. In Bezug auf einen auf dem Bedienersitz 9 sitzenden Bediener ist eine Seite der Links-Rechts-Richtung eine rechte Seite, und eine der rechten Seite gegenüberliegende Richtung ist eine linke Seite. Eine Richtung weg von einer Bodenkontaktfläche des unteren Fahrkörpers 2 ist eine obere Seite, und eine Richtung entgegengesetzt zur oberen Seite ist eine untere Seite.
Der Bedienerraum 6 ist an der Vorderseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet. Der Bedienerraum 6 ist auf der linken Seite der Arbeitsausrüstung 4 angeordnet. Der Ausleger 4A der Arbeitsausrüstung 4 ist auf der rechten Seite des Bedienerraumes 6 angeordnet.
[Bedienerraum]
2 ist eine Ansicht, die den Bedienerraum 6 des Baggers 1 nach der Ausführungsform veranschaulicht. Der Bagger 1 enthält eine Betätigungseinheit 10, die im Bedienerraum 6 angeordnet ist. Die Betätigungseinheit 10 wird zur Betätigung mindestens eines Teils des Baggers 1 betätigt. Die Betätigungseinheit 10 wird von einem Bediener betätigt, der auf dem Bedienersitz 9 sitzt. Die Betätigung des Baggers 1 enthält mindestens eine der Betätigungen des unteren Fahrkörpers 2, der Betätigung des oberen Schwenkkörpers 3 und der Betätigung der Arbeitsausrüstung 4.
Die Betätigungseinheit 10 enthält einen linken Arbeitshebel 11 und einen rechten Arbeitshebel 12, die zur Betätigung des oberen Schwenkkörpers 3 und der Arbeitsausrüstung 4 betätigt werden, einen linken Fahrhebel 13 und einen rechten Fahrhebel 14, die zur Betätigung des unteren Fahrkörpers 2 betätigt werden, sowie ein linkes Fußpedal 15 und ein rechtes Fußpedal 16.
Der linke Arbeitshebel 11 ist an der linken Seite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Wenn der linke Arbeitshebel 11 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt der Arm 4B eine Auskippbewegung oder eine Bohrbewegung durch. Wenn der linke Arbeitshebel 11 in die Links-Rechts-Richtung betätigt wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 3 nach links oder rechts. Der rechte Arbeitshebel 12 ist auf der rechten Seite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Wenn der rechte Arbeitshebel 12 in die Links-Rechts-Richtung betätigt wird, führt der Löffel 4C die Bohrbewegung oder die Auskippbewegung aus. Wenn der rechte Arbeitshebel 12 in die Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt der Ausleger 4A eine Abwärtsbewegung oder eine Aufwärtsbewegung durch.
Der linke Fahrhebel 13 und der rechte Fahrhebel 14 sind an der Vorderseite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Der linke Fahrhebel 13 ist an der linken Seite des rechten Fahrhebels 14 angeordnet. Wenn der linke Fahrhebel 13 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt die Raupenkette auf der linken Seite des unteren Fahrkörpers 2 eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsbewegung durch. Wenn der rechte Fahrhebel 14 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt die Raupenkette auf der rechten Seite des unteren Fahrkörpers 2 die Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung durch.
Das linke Fußpedal 15 und das rechte Fußpedal 16 sind an der Vorderseite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Das linke Fußpedal 15 ist an der linken Seite des rechten Fußpedals 16 angeordnet. Das linke Fußpedal 15 ist mit dem linken Fahrhebel 13 verriegelt. Das rechte Fußpedal 16 ist mit dem rechten Fahrhebel 14 verriegelt. Wenn das linke Fußpedal 15 und das rechte Fußpedal 16 betätigt werden, kann der untere Fahrkörper 2 eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsbewegung durchführen.
[Positionierungssystem]
3 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Positionierung des Baggers 1. 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Positionierungssystem 200 für den Bagger 1 nach der Ausführungsform veranschaulicht. 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für das Positionierungssystem 200 für den Bagger 1 nach der Ausführungsform veranschaulicht. Das Positionierungssystem 200 positioniert eine Position des Baggers 1 unter Verwendung von RTK-Positionierung, die ein GNSS verwendet, das ein Satellitenpositionierungssystem ist.
Wie in 3 dargestellt, handelt es sich bei der RTK-Positionierung um ein Verfahren, bei dem GNSS-Empfänger RC, bei denen es sich um Empfänger des Satellitenpositionierungssystems handelt und die jeweils an einer festen Station FS, die an einem bekannten Punkt PF installiert ist, und an einer mobilen Station MS, die sich bewegt, angebracht sind, Trägerphasen messen, die von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten SV gesendet werden, und eine Position der mobilen Station MS bestimmen. 3 veranschaulicht einen GNSS-Satelliten SV₁, einen GNSS-Satelliten SV₂, einen GNSS-Satelliten SV₃, und einen GNSS-Satelliten SV₄.
Die Trägerphase wird durch Aufsummieren der Schwankungsbeträge des Abstands zwischen jedem GNSS-Satelliten SV und dem GNSS-Empfänger RC ermittelt. Wie viele Wellenzahlen (bezeichnet als „ganzzahlige Werteabweichung“ (Englisch: integer value bias) oder „Mehrdeutigkeit“) zwischen jedem GNSS-Satelliten SV und dem GNSS-Empfänger RC enthalten sind, ist in einem Fall, in dem sich der GNSS-Empfänger RC in einem Anfangszustand (unmittelbar nach der Aktivierung) befindet, unbekannt. Daher bestimmt der an der Mobilstation MS montierte GNSS-Empfänger RC eine hochgenaue Position der Mobilstation und die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten SV, indem er als Initialisierungsprozess nach der Position der Mobilstation sucht (als Konvergenzberechnung bezeichnet), bei der ein Fehler im Abstand zu jedem Satelliten minimiert wird.
Die Positionsinformationen, die der GNSS-Empfänger RC empfängt, werden mit Hilfe von Korrekturinformationen der Feststation FS korrigiert, um die Position der Mobilstation zu erhalten. Wenn jedoch der Abstand zwischen der Feststation FS und der Mobilstation MS groß ist, verschlechtert sich der Korrektureffekt durch die Korrekturinformationen, und der Fehler in der vom GNSS-Empfänger RC gemessenen Position nimmt zu. Da der Fehler zunimmt, ist es für den GNSS-Empfänger RC während der Initialisierungsverarbeitung schwierig, die Position zu suchen, so dass es zu dem Fall kommen kann, dass die hochgenaue Position der Mobilstation MS nicht ermittelt werden kann und die Initialisierungsverarbeitung nicht abgeschlossen wird.
Daher berechnet das Positionierungssystem 200 zunächst die Position der Mobilstation MS durch ein anderes Verfahren als die RTK-Positionierung. Dann führt der GNSS-Empfänger RC, der an der Mobilstation MS angebracht ist, im Positionierungssystem 200 die Initialisierungsverarbeitung basierend auf der Position der berechneten Mobilstation MS durch. Dementsprechend werden unbekannte Variablen reduziert, und die Berechnung der ganzzahligen Werteabweichung wird wahrscheinlich konvergieren. In der Ausführungsform berechnet das Positionierungssystem 200 eine Position einer GNSS-Antenne 61, bei der es sich um eine Antenne des Satellitenpositionierungssystems handelt, die in dem Bagger 1 angeordnet ist, basierend auf einer Position einer Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 des Baggers 1, die auf einen bekannten Referenzpunkt ausgerichtet ist, der an einer Baustelle positioniert ist. Das Positionierungssystem 200 gibt einen Steuerbefehl aus, der einen GNSS-Empfänger 60, der eine Positionierungsberechnung durch die RTK-Positionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der die ganzzahlige Werteabweichung (Englisch: integer value bias; kann auch als ganzzahlige Werteverzerrung oder Wertefehler oder Wertefehlerverzerrung oder Werte-Bias bezeichnet werden) jedes GNSS-Satelliten und die Position der GNSS-Antenne 61 unbekannt sind, indem die berechnete Position der GNSS-Antenne 61 verwendet wird.
Das Positionierungssystem 200 enthält einen Zylinderhubsensor 5a, der eine Hublänge jedes Zylinders der Arbeitsausrüstung 4 erfasst, eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 30, eine Sensorsteuerung (Berechnungseinheit) 40, eine Monitorsteuerung (Initialisierungssteuereinheit) 51 eines Monitors 50, den GNSS-Empfänger 60 und GNSS-Antennen 61 und 62. Die GNSS-Antenne 61 wird verwendet, um die Position des Baggers 1 zu erhalten, und die GNSS-Antenne 62 wird verwendet, um einen Gierwinkel zu erhalten, der ein Azimutwinkel eines Fahrzeugkörpers des Baggers 1 ist.
Der Zylinderhubsensor 5a erfasst Informationen, die eine Stellung der Arbeitsausrüstung 4 darstellen. Der Zylinderhubsensor 5a enthält einen Auslegerzylindersensor 5Aa, einen Armzylindersensor 5Ba und einen Löffelzylindersensor 5Ca. Der Auslegerzylindersensor 5Aa, der Armzylindersensor 5Ba und der Löffelzylindersensor 5Ca sind in der Arbeitsausrüstung 4 angeordnet. Der Auslegerzylindersensor 5Aa erfasst Auslegerzylinderlängendaten, die eine Hublänge angeben, die ein Bewegungsbetrag des Auslegerzylinders 5A ist. Der Armzylindersensor 5Ba erfasst Armzylinderlängendaten, die eine Hublänge angeben, die ein Bewegungsbetrag des Armzylindersensors 5Ba ist. Der Löffelzylindersensor 5Ca erfasst Löffelzylinderlängendaten, die eine Hublänge angeben, die ein Bewegungsbetrag des Löffelzylinders 5C ist. Der Zylinderhubsensor 5a gibt alle erfassten Zylinderlängendaten an die Sensorsteuerung 40 aus.
Die IMU 30 ist eine Zustandserfassungsvorrichtung, die Bewegungsinformationen erfasst, die die Bewegung des Baggers 1 anzeigen. Man beachte, dass die Antennen 61 und 62 auch Beispiele für die Zustandserfassungsvorrichtung sind. In der Ausführungsform können die Bewegungsinformationen Informationen enthalten, die eine Stellung des Baggers 1 anzeigen. Zu den Informationen, die die Stellung des Baggers 1 angeben, gehören beispielsweise ein Rollwinkel, ein Nickwinkel und ein Gierwinkel des Baggers 1. Die IMU 30 ist an dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht. Die IMU 30 kann z.B. in einem unteren Bereich des Bedienerraums 6 installiert sein.
Die IMU 30 erfasst die Winkelgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Baggers 1. Mit der Bewegung des Baggers 1 werden im Bagger 1 verschiedene Arten von Beschleunigungen, wie z.B. die beim Fahren erzeugte Beschleunigung, die beim Schwenken erzeugte Winkelbeschleunigung und die Gravitationsbeschleunigung, erzeugt, und die IMU 30 erfasst und gibt zumindest die Gravitationsbeschleunigung aus. Die Gravitationsbeschleunigung ist hier die Beschleunigung, die einer Widerstandskraft gegen die Gravitation entspricht. Die IMU 30 erfasst beispielsweise in einem dreidimensionalen globalen Koordinatensystem (X, Y, Z) die Beschleunigung in Richtung der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse sowie die Winkelgeschwindigkeit (Drehwinkelgeschwindigkeit) um eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse herum.
Das globale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, in dem ein auf der Erde fixierter Ursprung als Referenz festgelegt ist. Das globale Koordinatensystem wird durch das GNSS definiert.
Die Sensorsteuerung 40 enthält eine Verarbeitungseinheit, bei der es sich um einen Prozessor wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) handelt, und eine Speichereinheit, bei der es sich um eine Speichervorrichtung wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM) handelt. Erfassungswerte der IMU 30 und Erfassungswerte des Auslegerzylindersensors 5Aa, des Armzylindersensors 5Ba und des Löffelzylindersensors 5Ca werden in die Sensorsteuerung 40 eingegeben. Die Position des Baggers 1 in den globalen Koordinaten, die der GNSS-Empfänger 60 ermittelt, wird über die Monitorsteuerung 51 in die Sensorsteuerung 40 eingegeben. Die Sensorsteuerung 40 fungiert als Recheneinheit.
Nach Beendigung der Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 erzeugt die Sensorsteuerung 40 Soll-Schneidkantenpositionsdaten, die eine Soll-Schneidkantenposition angeben, basierend auf Schneidkantenpositionsdaten des Baggers 1 und aktuellen topographischen Daten, die eine Ist-Topographie der Baustelle angeben. Die Schneidkantenpositionsdaten sind Daten, die eine Ist-Position die Schneidkante 4Cp des Baggers 1 angeben. Die Schneidkantenpositionsdaten werden auf der Grundlage der Position des Baggers 1 in den globalen Koordinaten, den Erfassungswerten des Zylinderhubsensors 5a und den Erfassungswerten der IMU 30 erzeugt. Zum Beispiel wird die Ist-Topographie, die durch die aktuellen topographischen Daten angezeigt wird, um einen vorbestimmten Abstand nach unten versetzt, um eine virtuelle Soll-Bodenoberfläche zu erzeugen, und die Soll-Schneidkantenpositionsdaten werden so erzeugt, dass die Schneidkante 4Cp mit der virtuellen Soll-Bodenoberfläche übereinstimmt. Die Sensorsteuerung 40 erzeugt und gibt einen Arbeitsausrüstungs-Befehlswert aus, der die Bewegung der Arbeitsausrüstung 4 auf der Grundlage die Schneidkantenpositionsdaten und der Soll-Schneidkantenpositionsdaten steuert.
Die Sensorsteuerung 40 berechnet die Position der in der Arbeitsmaschine 1 angeordneten GNSS-Antenne 61 auf der Grundlage der Position die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4, die auf den bekannten, an der Baustelle befindlichen Referenzpunkt PR ausgerichtet ist. Die Sensorsteuerung 40 wandelt die im Karosseriekoordinatensystem ermittelte Position der GNSS-Antenne 61 des Baggers 1 in das globale Koordinatensystem um und gibt sie an die Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 aus.
Die Sensorsteuerung 40 kann die Position der GNSS-Antenne 61 auf der Grundlage der Position des bekannten Referenzpunkts PR und eines Winkels berechnen, der die Stellung der Arbeitsausrüstung 4 in einem Zustand darstellt, in dem die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem Referenzpunkt PR ausgerichtet ist. Genauer gesagt, erhält die Sensorsteuerung 40 die Position der GNSS-Antenne 61 des Baggers 1 im Fahrzeugkörper-Koordinatensystem (Xm, Ym und Zm) auf der Grundlage der in einem dreidimensionalen Standortkoordinatensystem gemessenen Position des Referenzpunktes PR und der Erfassungswerte des Zylinderhubsensors 5a, der in einem Zustand erfasst wird, in dem die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem Referenzpunkt PR ausgerichtet ist.
Informationen, die die Stellung der Arbeitsausrüstung 4 darstellen, werden aus dem Bewegungsbetrag des Auslegerzylinders 5A, der durch den Erfassungswert des Auslegerzylindersensors 5Aa angezeigt wird, dem Bewegungsbetrag des Armzylinders 5B, der durch den Erfassungswert des Armzylindersensors 5Ba angezeigt wird, und dem Bewegungsbetrag des Löffelzylinders 5C, der durch den Erfassungswert des Löffelzylindersensors 5Ca angezeigt wird, erhalten. Die Informationen, die die Stellung der Arbeitsausrüstung 4 darstellen, werden zum Beispiel durch einen Winkel θ1, der durch den Ausleger 4A und den oberen Schwenkkörper 3 gebildet wird, einen Winkel θ2, der durch den Ausleger 4A und den Arm 4B gebildet wird, und einen Winkel θ3, der durch den Arm 4B und der Löffel 4C gebildet wird, definiert.
Die Sensorsteuerung 40 kann die Position der GNSS-Antenne 61 auch auf der Grundlage von Stellungswinkeln berechnen, die den Rollwinkel, den Nickwinkel und den Gierwinkel des Baggers 1 einschließen. Genauer gesagt, erhält die Sensorsteuerung 40 die Position der GNSS-Antenne 61 des Baggers 1 im Fahrzeugkörper-Koordinatensystem auch auf der Grundlage der Erfassungswerte der IMU 30, die in einem Zustand erfasst werden, in dem die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem Referenzpunkt PR ausgerichtet ist.
Die Stellungswinkel (der Roll- und der Nickwinkel) des Baggers 1 werden aus der Winkelgeschwindigkeit und der Beschleunigung des Baggers 1 ermittelt, die Erfassungswerte der IMU 30 sind. Der Gierwinkel wird von der Monitorsteuerung 51 erfasst.
Der Monitor 50 veranschaulicht vorgeschriebene Anzeigedaten an. Der Monitor 50 enthält die Monitorsteuerung 51 und eine Anzeigeeinheit 52. Man beachte, dass die Anzeigeeinheit 52 eine separate Vorrichtung sein kann. Die Monitorsteuerung 51 enthält eine Verarbeitungseinheit, d. h. einen Prozessor, wie z. B. eine CPU, und eine Speichereinheit, d. h. eine Speichervorrichtung, wie z. B. ein RAM und einen Festwertspeicher (ROM). Die Monitorsteuerung 51 fungiert als Initialisierungssteuerungseinheit. Die Monitorsteuerung 51 gibt einen Steuerbefehl aus, der den GNSS-Empfänger 60, der eine Positionierungsberechnung durch die RTK-Positionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten und die Position der GNSS-Antenne 61 unbekannt sind, indem die Position der GNSS-Antenne 61 verwendet wird, die die Sensorsteuerung 40 berechnet. Die Monitorsteuerung 51 gibt die von der Sensorsteuerung 40 erfasste und in das globale Koordinatensystem umgewandelte Position der GNSS-Antenne 61 des Baggers 1 an den GNSS-Empfänger 60 aus.
Die Monitorsteuerung 51 ermittelt den Gierwinkel, der ein Azimutwinkel des Fahrzeugkörpers ist, aus dem Antennenazimutwinkel, den der GNSS-Empfänger 60 ermittelt, und einer Anordnungsbeziehung der GNSS-Antennen 61 und 62 an dem Fahrzeugkörper. Außerdem wird der ermittelte Gierwinkel an die Sensorsteuerung 40 ausgegeben.
Die Anzeigeeinheit 52 enthält eine Flachbildschirmanzeige wie eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine organische Elektrolumineszenzanzeige (GELD). Die Anzeigeeinheit 52 kann den Fortschrittsstatus der Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 anzeigen, z. B. dass die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 ausgeführt wird und dass die Initialisierungsverarbeitung beendet ist. Der Monitor 50 ist mit der Sensorsteuerung 40 und dem GNSS-Empfänger 60 verbunden, um Daten übermitteln zu können.
Der GNSS-Empfänger 60 fungiert als eine globale Koordinatenberechnungseinheit. Der GNSS-Empfänger 60 enthält eine Verarbeitungseinheit, d. h. einen Prozessor, wie z. B. eine CPU, und eine Speichereinheit, d. h. eine Speichervorrichtung, wie z. B. ein RAM und ein ROM. Der GNSS-Empfänger 60 ist eine Positionserfassungsvorrichtung, die eine Ist-Position des Baggers 1 unter Verwendung des GNSS erfasst. Der GNSS-Empfänger 60 ermittelt die Position der in 1 dargestellten GNSS-Antenne 61 im globalen Koordinatensystem auf der Grundlage eines Signals, das einer GNSS-Funkwelle entspricht, die die GNSS-Antenne 61 empfängt. Als Beispiel für das GNSS wird ein globales Positionierungssystem (GPS) genannt, aber das GNSS ist nicht darauf beschränkt. Die GNSS-Antenne 61 ist z. B. im Bagger 1 installiert.
Die GNSS-Antenne 61 ist an dem oberen Schwenkkörper 3 angeordnet. Die GNSS-Antenne 61 dient dazu, die Ist-Position des Baggers 1 zu erfassen. Die GNSS-Antenne 61 ist mit dem GNSS-Empfänger 60 verbunden. Das der GNSS-Funkwelle entsprechende Signal, das die GNSS-Antenne 61 empfängt, wird in den GNSS-Empfänger 60 eingegeben.
Bei der Initialisierungsverarbeitung schätzt und bestimmt der GNSS-Empfänger 60 die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten durch Konvergenzberechnung und erhält eine hochgenaue Position der GNSS-Antenne 61, d. h. einer mobilen Station. Beim Ausführen der Initialisierungsverarbeitung erfasst der GNSS-Empfänger 60 die Position der GNSS-Antenne 61, die in dem globalen Koordinatensystem dargestellt ist, die von der Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 erfasst wurde. Der GNSS-Empfänger 60 schätzt und bestimmt den ganzzahligen Wert jedes GNSS-Satelliten durch Konvergenzberechnung unter Verwendung der Position der GNSS-Antenne 61, die in dem globalen Koordinatensystem dargestellt ist.
Nach Abschluss der Initialisierungsverarbeitung gibt der GNSS-Empfänger 60 die erzeugte Position der GNSS-Antenne 61 an die Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 aus.
Der GNSS-Empfänger 60 berechnet einen Azimutwinkel durch eine Ausgangslagenanalyse aus Satellitensignalen, die die Positionen der GNSS-Antennen 61 und 62 empfangen, und der Azimutwinkel wird auf einen Antennenazimutwinkel der GNSS-Antenne 62 eingestellt, wobei die GNSS-Antenne 61 als Achse dient. Außerdem gibt der GNSS-Empfänger 60 den berechneten Antennen-Azimutwinkel an die Monitorsteuerung 51 aus.
[Computersystem]
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem 1000 nach der Ausführungsform veranschaulicht. Das vorstehend beschriebene Positionierungssystem 200 enthält das Computersystem 1000. Das Computersystem 1000 enthält einen Prozessor 1001, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Hauptspeicher 1002, der einen nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. einen Festwertspeicher (ROM), und einen flüchtigen Speicher, wie z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM), enthält, einen Speicher 1003 und eine Schnittstelle 1004, die eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung enthält. Die vorstehend beschriebenen Funktionen des Positionierungssystems 200 sind in dem Speicher 1003 als Computerprogramm gespeichert. Der Prozessor 1001 liest das Computerprogramm aus dem Speicher 1003, entwickelt das Computerprogramm im Hauptspeicher 1002 und führt die vorstehend beschriebene Verarbeitung entsprechend dem Computerprogramm aus. Man beachte, dass das Computerprogramm über ein Netzwerk an das Computersystem 1000 verteilt werden kann.
Nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann das Computerprogramm bzw. das Computersystem 1000 die Ausführung ermöglichen: Ausrichten die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem bekannten, an einer Baustelle gemessenen Referenzpunkt PR; Berechnen der Position der in der Arbeitsmaschine 1 angeordneten GNSS-Antenne 61 aus der Position des Referenzpunkts, mit dem die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 ausgerichtet ist; und Ausgeben des Steuerbefehls, der den GNSS-Empfänger 60, der die Positionierungsberechnung durch die Echtzeitkinematikpositionierung (Englisch: realtime kinematic positioning) durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten und die Position der GNSS-Antenne 61 unbekannt sind, indem die Position der berechneten GNSS-Antenne 61 verwendet wird.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Positionierungsverfahren für den Bagger 1 nach der Ausführungsform veranschaulicht. An der Baustelle wird der Referenzpunkt PR im dreidimensionalen Standortkoordinatensystem gemessen, und die Position ist bekannt. Wenn der Bagger 1 aktiviert wird, wird die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 ausgeführt. Der Monitor 50 kann den Fortschrittsstatus der Initialisierungsverarbeitung anzeigen, z. B. dass die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 ausgeführt wird und dass die Initialisierungsverarbeitung beendet ist. In einem Fall, in dem die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 nicht abgeschlossen ist, wird die in 7 dargestellte Verarbeitung beispielsweise durch die Bedienung eines Bedieners ausgeführt. Zunächst betätigt ein Bediener die Arbeitsausrüstung 4, um die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem auf der Baustelle gemessenen Referenzpunkt PR auszurichten.
Das Positionierungssystem 200 führt die Verarbeitung von Schritt SP1 bis Schritt SP5 in der Sensorsteuerung 40 und der Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 aus. Darüber hinaus werden die Schritte ST1 bis ST4 im GNSS-Empfänger 60 ausgeführt.
Die Sensorsteuerung 40 berechnet die Position der GNSS-Antenne 61 (Schritt SP1). Genauer gesagt, berechnet die Sensorsteuerung 40 die Position der GNSS-Antenne 61 des Baggers 1 im Fahrzeugkörper-Koordinatensystem auf der Grundlage der Position des bekannten Referenzpunktes PR und mindestens eines von den Erfassungswerten des Zylinderhubsensors 5a und den Erfassungswerten der IMU 30, die in einem Zustand erfasst werden, in dem die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 auf den Referenzpunkt PR ausgerichtet ist. Die Sensorsteuerung 40 gibt die berechnete Position der GNSS-Antenne 61 an die Monitorsteuerung 51 aus.
Die Monitorsteuerung 51 gibt die von der Sensorsteuerung 40 erfasste Position der GNSS-Antenne 61 an den GNSS-Empfänger 60 aus (Schritt SP2).
Der GNSS-Empfänger 60 erfasst die Position der GNSS-Antenne 61 von der Monitorsteuerung 51 (Schritt ST1).
Die Monitorsteuerung 51 gibt einen Steuerbefehl an den GNSS-Empfänger 60 aus, um eine Initialisierungsverarbeitung durchzuführen, bei der die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten und die Position der GNSS-Antenne 61 unter Verwendung der Position der GNSS-Antenne 61, die die Sensorsteuerung 40 berechnet, unbekannt sind (Schritt SP3).
Der GNSS-Empfänger 60 unterbricht die ausgeführte Initialisierungsverarbeitung (Schritt ST2).
Der GNSS-Empfänger 60 führt die Initialisierungsverarbeitung auf der Grundlage der erfassten Position der GNSS-Antenne 61 erneut durch (Schritt ST3).
Die Monitorsteuerung 51 bestimmt, ob die Initialisierungsverarbeitung durch den GNSS-Empfänger 60 abgeschlossen ist oder nicht (Schritt SP4). In einem Fall, in dem festgestellt wird, dass die Initialisierungsverarbeitung durch den GNSS-Empfänger 60 abgeschlossen ist (Ja in Schritt SP4), wird die Verarbeitung mit Schritt SP5 fortgesetzt. In einem Fall, in dem nicht festgestellt wird, dass die Initialisierungsverarbeitung durch den GNSS-Empfänger 60 abgeschlossen ist (Nein in Schritt SP4), wird die Verarbeitung in Schritt SP4 erneut ausgeführt.
Die Monitorsteuerung 51 gibt einen Steuerbefehl an den GNSS-Empfänger 60 aus, um den festen Modus der Position der GNSS-Antenne 61 aufzuheben (Schritt SP5).
Der GNSS-Empfänger 60 hebt den festen Modus der Position der GNSS-Antenne 61 auf (Schritt ST4). Während der Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 wird der feste Modus eingestellt, und die Verarbeitung wird unter der Annahme durchgeführt, dass die Position der GNSS-Antenne 61 fest ist. Während der feste Modus eingestellt ist, kann die Position des Baggers nicht durch die RTK-Positionierung (Englisch: realtime kinematic positioning) gemessen werden. Durch die Aufhebung des festen Modus kann eine hochgenaue Position des Baggers 1, der sich bewegt, durch die RTK-Positionierung gemessen werden.
Auf diese Weise werden zum Zeitpunkt der Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 die unbekannten Variablen reduziert und die Berechnung der ganzzahligen Werteabweichung wird wahrscheinlich konvergieren. Dementsprechend wird die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 in geeigneter Weise abgeschlossen. Selbst wenn sich der Bagger 1 nach Abschluss der Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 bewegt, kann eine hochgenaue Position der im Bagger 1 montierten GNSS-Antenne 61 ermittelt werden.
Man beachte, dass das Ablaufdiagramm in 7 ein Beispiel ist und dass nicht alle Schritte in anderen Ausführungsformen ausgeführt werden müssen. So wurde beispielsweise ein Fall beschrieben, in dem die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 nicht abgeschlossen ist, aber die Schritte können auch in einem anderen Fall als dem, in dem die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 nicht abgeschlossen ist, ausgeführt werden. In diesem Fall können zum Beispiel die Schritte ST2 und SP3 nicht ausgeführt werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, wird in der Ausführungsform der GNSS-Empfänger 60, der die Positionierungsberechnung durch die RTK-Positionierung durchführt, veranlasst, die Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auf der Grundlage der Position der GNSS-Antenne 61 auszuführen, die aus der Position des bekannten Referenzpunktes PR berechnet wird. Nach der Ausführungsform kann der GNSS-Empfänger 60 die ganzzahlige Werteabweichung jedes GNSS-Satelliten durch die Konvergenzberechnung unter Verwendung der Position der GNSS-Antenne 61 schätzen und bestimmen. Nach der Ausführungsform ist es möglich, das Auftreten eines Zustands zu unterdrücken, in dem die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 nicht abgeschlossen ist. In der Ausführungsform kann die Initialisierungsverarbeitung des GNSS-Empfängers 60 in geeigneter Weise ausgeführt werden.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist jedoch nicht auf den vorstehend beschriebenen Inhalt beschränkt. Darüber hinaus schließen die vorstehend beschriebenen Bestandteile diejenigen, die für den Fachmann leicht vorstellbar sind, diejenigen, die im Wesentlichen gleich sind, und diejenigen, die in einem sogenannten äquivalenten Bereich liegen, ein. Darüber hinaus können die vorstehend beschriebenen Bestandteile in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus kann mindestens eines der verschiedenen Auslassungen, Substitutionen und Modifikationen der Bestandteile durchgeführt werden, ohne dass der Kern der Ausführungsform verlassen wird. Zum Beispiel kann jede Verarbeitung, die als das beschrieben wird, was die Sensorsteuerung 40 ausführt, von der Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 oder einer anderen Steuerung als diesen Steuerungen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann jede Verarbeitung, die als das beschrieben wird, was die Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 ausführt, von der Sensorsteuerung 40 oder einer anderen Steuerung als diesen Steuerungen ausgeführt werden. Zum Beispiel können die Funktionen der Sensorsteuerung 40 und der Monitorsteuerung 51 des Monitors 50 in einer Steuerung implementiert sein.
Die in der Ausführungsform durchgeführte Arbeit des Ausrichtens der Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 mit dem bekannten Referenzpunkt PR ist die Arbeit, die üblicherweise zum Zeitpunkt des Arbeitsbeginns durchgeführt wird. Da der Bediener in dieser Ausführungsform keine neuen Arbeiten durchführt, kann eine Zunahme der Arbeitsbelastung vermieden werden.
Darüber hinaus wurde in der vorstehenden Ausführungsform der Bagger 1 als Beispiel für die Arbeitsmaschine beschrieben, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt, und die Arbeitsmaschine kann eine andere Arbeitsmaschine, wie eine Planierraupe oder ein Radlader, sein.
Darüber hinaus wurde in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben, dass die Schneidkante 4Cp der Arbeitsausrüstung 4 auf den bekannten Referenzpunkt PR ausgerichtet wird, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt, und ein anderer Teil der Arbeitsausrüstung 4 kann auf den bekannten Referenzpunkt PR ausgerichtet sein.
In der vorstehenden Ausführungsform wurde beschrieben, dass der Gierwinkel von der Monitorsteuerung 51 berechnet wird, aber der Gierwinkel kann auch von der Sensorsteuerung 40 berechnet werden. Insbesondere gibt die Monitorsteuerung 51 den Antennenazimutwinkel, den der GNSS-Empfänger 60 erhält, an die Sensorsteuerung 40 aus, und die Sensorsteuerung 40 kann den Gierwinkel aus dem Antennenazimutwinkel und der Anordnungsbeziehung der GNSS-Antennen 61 und 62 an dem Fahrzeugkörper berechnen.
In der vorstehenden Ausführungsform wurde beschrieben, dass die GNSS-Antenne 61 verwendet wird, um die Position des Baggers 1 zu ermitteln, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die GNSS-Antenne 62 verwendet werden, um die Position des Baggers 1 zu ermitteln. In diesem Fall kann die GNSS-Antenne 61 verwendet werden, um den Gierwinkel, d. h. den Azimutwinkel des Fahrzeugkörpers des Baggers 1, zu ermitteln. Darüber hinaus kann eine andere GNSS-Antenne als die GNSS-Antenne 61 und die GNSS-Antenne 62 vorgesehen sein, und die Position des Baggers 1 kann mit Hilfe der GNSS-Antenne ermittelt werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wurde beschrieben, dass es zwei GNSS-Antennen gibt, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt, und es kann eine GNSS-Antenne vorhanden sein. In einem Fall, in dem es sich bei der Arbeitsmaschine beispielsweise um eine Planierraupe handelt, kann die Ausrichtung des Fahrzeugkörpers aus einem Geschwindigkeitsvektor berechnet werden, den die eine GNSS-Antenne erfasst.
Die Arbeitsausrüstung der vorstehenden Ausführungsform ist ein Beispiel und kann auch auf die Arbeitsausrüstung anderer Arbeitsmaschinen angewandt werden, wie z. B. auf Löffel von Planierraupen und Löffel von Radladern.
Bezugszeichenliste

1: BAGGER (ARBEITSMASCHINE)
2: UNTERER FAHRKÖRPER
3: OBERER SCHWENKKÖRPER
4: ARBEITAUSRÜSTUNG
4A: AUSLEGER
4B: ARM
4C: LÖFFEL
5: HYDRAULIKZYLINDER
5A: AUSLEGERZYLINDER
5Aa: AUSLEGERZYLINDERSENSOR
5B: ARMZYLINDER
5Ba: ARMZYLINDERSENSOR
5C: LÖFFELZYLINDER
5Ca: LÖFFELZYLINDERSENSOR
6: BEDIENDERRAUM
9: FAHRERSITZ
10: BETÄTIGUNGSEINHEIT
11: LINKER ARBEITSHEBEL
12: RECHTER ARBEITSHEBEL
13: LINKER FAHRHEBEL
14: RECHTER FAHRHEBEL
15: LINKES FUSSPEDAL
16: RECHTES FUSSPEDAL
30: IMU
40: SENSORSTEUERUNG (BERECHNUNGSEINHEIT)
50: MONITOR
51: MONITORSTEUERUNG (INITIALISIERUNGSSTEUEREINHEIT)
52: ANZEIGEEINHEIT
60: GNSS-EMPFÄNGER (EMPFÄNGER DES SATELLITENPOSITIONIERUNGSSYSTEMS)
61: GNSS-ANTENNE (ANTENNE DES SATELLITENPOSITIONIERUNGSSYSTEMS)
62: GNSS-ANTENNE (ANTENNE DES SATELLITENPOSITIONIERUNGSSYSTEMS)
200: POSITIONIERUNGSSYSTEM
1000: COMPUTERSYSTEM
1001: PROZESSOR
1002: HAUPTSPEICHER
1003: SPEICHER
1004: SCHNITTSTELLE
AX: AUSLEGERDREHACHSE
BX: ARMDREHACHSE
CX: LÖFFELDREHACHSE
RX: SCHWENKACHSE

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014205955 A [0003]

Claims

Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine unter Verwendung von Echtzeitkinematikpositionierung, das ein Satelliten-Positionierungssystem verwendet, wobei das Positionierungssystem umfasst: eine Berechnungseinheit, die eine Position einer Antenne des Satellitenpositionierungssystems, die in der Arbeitsmaschine angeordnet ist, auf der Grundlage einer Position der Arbeitsausrüstung der Arbeitsmaschine berechnet, die auf einen bekannten Referenzpunkt ausgerichtet ist, der an einer Baustelle positioniert ist; und eine Initialisierungssteuereinheit, die einen Steuerbefehl ausgibt, der einen Empfänger des Satellitenpositionierungssystems, der eine Positionierungsberechnung durch die Echtzeitkinematikpositionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der eine ganzzahlige Werteabweichung jedes Satelliten und die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems unbekannt sind, indem die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems verwendet wird, die die Berechnungseinheit berechnet.
Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems auf der Grundlage einer Position des Referenzpunktes und eines Winkels berechnet, der eine Stellung der Arbeitsausrüstung darstellt.
Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Berechnungseinheit die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems auf der Grundlage von Stellungswinkeln berechnet, die einen Rollwinkel, einen Nickwinkel und einen Gierwinkel der Arbeitsausrüstung einschließen.
Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Berechnungseinheit die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems auf der Grundlage einer auf den Referenzpunkt ausgerichteten Position einer Schneidkante der Arbeitsausrüstung berechnet.
Arbeitsmaschine, umfassend: eine Fahreinheit, auf der die Arbeitsausrüstung montiert ist und die sich bewegt; und das Positionierungssystem für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Positionierungsverfahren für eine Arbeitsmaschine unter Verwendung einer Echtzeitkinematikpositionierung, die ein Satelliten-Positionierungssystem verwendet, wobei das Verfahren umfasst: Ausrichten eines Teils der Arbeitsausrüstung mit einem bekannten, an der Baustelle gemessenen Referenzpunkt; Berechnen einer Position einer Antenne des Satellitenpositionierungssystems, die in der Arbeitsmaschine angeordnet ist, aus einer Position des Referenzpunktes, auf den der Teil der Arbeitsausrüstung ausgerichtet ist; und Ausgeben eines Steuerbefehls, der einen Empfänger des Satellitenpositionierungssystems, der eine Positionierungsberechnung durch die Echtzeitkinematikpositionierung durchführt, veranlasst, eine Initialisierungsverarbeitung der Positionierungsberechnung auszuführen, bei der eine ganzzahlige Werteabweichung jedes Satelliten und die Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems unbekannt sind, indem die berechnete Position der Antenne des Satellitenpositionierungssystems verwendet wird.