JP2019536926A - レーザ距離計を用いた機械のリムの長さおよび角度オフセットの決定 - Google Patents
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Abstract
Description
信号は、センサの助けがあるなしに関わらず、直接的または間接的な計算あるいは測定によって、「生成」しうる。
102 機械の車台
104 掘削リンク機構アセンブリ
108 掘削機ブーム
110 掘削機スティック
112 器具継手
114 掘削具
120 ブーム動的センサ
122 スティック動的センサ
124 レーザ距離計
128 キャリブレーションノード
130 レーザ反射器
Claims (24)
- 掘削機、レーザ距離計(LDM)、およびレーザ反射器を備える掘削機キャリブレーションフレームワークであって、
前記掘削機が、機械の車台、掘削リンク機構アセンブリ、ブーム動的センサ、スティック動的センサ、掘削具、および制御アーキテクチャを備え、
前記掘削リンク機構アセンブリが、複数のリンク機構アセンブリの位置を一括して画定する掘削機ブームおよび掘削機スティックを備え、
前記ブーム動的センサが、前記掘削機ブーム上に位置付けられ、前記スティック動的センサが、前記掘削機スティック上に位置付けられ、
前記掘削リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して揺動するよう構成され、
前記掘削機スティックが、前記掘削機ブームに対してねじ曲がるよう構成され、
前記掘削具が、前記掘削機スティックに機械的に結合され、
前記LDMが、前記LDMと前記レーザ反射器との間の距離を示すLDM距離信号DLDMおよび前記LDMと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θINCを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記掘削機スティック上のキャリブレーションノードに対応する位置に配置するよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、1つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記ブーム動的センサからブーム測定角度θBを生成することと、
前記スティック動的センサからスティック測定角度θSを生成することと、
前記LDM距離信号DLDMおよび傾斜角θINCに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記LDMとの間の高さHおよび距離Dを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
nリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに対応する一組のブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSを構築し、
前記高さHの測定値および距離Dの測定値の組ならびに前記対応するブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSの組に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、ブームリムの長さLB、スティックリムの長さLS、ブームオフセット角度θB Bias、およびスティックオフセット角度θS Biasを決定し、
LB、LS、θB Bias、およびθS Biasを用いて、前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされる、掘削機キャリブレーションフレームワーク。 - 前記掘削機ブームが、角度可変(VA)掘削機ブームを備え、
VAブーム動的センサが、前記VA掘削機ブーム上に位置付けられる、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。 - 前記反復工程が、前記VAブーム動的センサからVAブーム測定角度を生成することをさらに含み、
前記最適化が、前記VA掘削機ブームに向けられたパラメータをさらに含んで、VAブームリムの長さLVおよびVAブームオフセット角度θV Biasを決定する、請求項5に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。 - 前記レーザ反射器が棒上に配置される、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記レーザ反射器が、前記掘削機スティックに直接固定される、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記キャリブレーションノードが、前記掘削具に機械的に結合された前記掘削機スティックの端部の前記掘削機スティックの終点Gにある、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記レーザ反射器が前記終点Gに配置される、請求項12に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記ブーム測定角度θBが、垂直方向に対する前記掘削機ブームの角度を表し、前記スティック測定角度θSが、垂直方向に対する前記掘削機スティックの角度を表す、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記動的センサの少なくとも1つが、慣性測定装置(IMU)、傾斜計、加速度計、ジャイロスコープ、角速度センサ、回転位置センサ、位置検出シリンダ、またはその組み合わせを含む、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記動的センサの少なくとも1つが、3軸加速度計および3軸ジャイロスコープを備えるIMUを含む、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 前記最適化工程が、n―1リンク機構アセンブリの位置に対する、前記高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに前記対応するブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSの組を用いて実行され、
前記最適化工程が、前記nリンク機構アセンブリの位置の残りのリンク機構アセンブリの位置に対する高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに対応するブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSを用いる有効化ルーチンを含む、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。 - 前記最適化工程が、n―1リンク機構アセンブリ位置に対する、前記高さHおよび距離Dの測定値ならびに前記対応するブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSの組を用いて実行され、
前記最適化工程が、LB、LS、θB Bias、およびθS Biasのうちの少なくとも1つに対する先行する最後の3つの推測の変化を表示するよう構成される前記掘削機キャリブレーションフレームワークのグラフィックユーザインタフェース上にプログレスバーを表示することを含む、請求項1に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。 - 前記プログレスバーが、LBの先行する最後の3つの推測の変化を表示する、請求項18に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
- 掘削機、レーザ距離計(LDM)、およびレーザ反射器を備える掘削機キャリブレーションフレームワークであって、
前記掘削機が、機械の車台、掘削リンク機構アセンブリ、ブーム動的センサ、スティック動的センサ、掘削具、および制御アーキテクチャを備え、
前記掘削リンク機構アセンブリが、複数のリンク機構アセンブリの位置を一括して画定する掘削機ブームおよび掘削機スティックを備え、
前記ブーム動的センサが、前記掘削機ブーム上に位置付けられ、前記スティック動的センサが、前記掘削機スティック上に位置付けられ、
前記掘削リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して揺動するよう構成され、
前記掘削機スティックが、前記掘削機ブームに対してねじ曲がるよう構成され、
前記掘削具が、前記掘削機スティックに機械的に結合され、
前記LDMが、前記LDMと前記レーザ反射器との間の距離を示すLDM距離信号DLDMおよび前記LDMと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θINCを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記掘削機スティックのキャリブレーションノードに対応する位置に配置されるよう構成され、前記キャリブレーションノードが、前記掘削具に機械的に結合される前記掘削機スティックの端部の前記掘削機スティックの終点Gにあり、前記レーザ反射器が、前記終点Gに配置され、
前記制御アーキテクチャが、1つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記ブーム動的センサからブーム測定角度θBを生成するステップと、
前記スティック動的センサからスティック測定角度θSを生成することと、
前記LDM距離信号DLDMおよび傾斜角θINCに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記LDMとの間の高さHおよび距離Dを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
nリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに対応する一組のブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSを構築し、
前記高さHの測定値および距離Dの測定値の組ならびに前記対応するブーム測定角度θBおよびスティック測定角度θSの組に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、ブームリムの長さLB、スティックリムの長さLS、ブームオフセット角度θB Bias、およびスティックオフセット角度θS Biasを決定し、
LB、LS、θB Bias、およびθS Biasを用いて、前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされ、
前記線形最小二乗最適化が、以下の最適化式を含み、
- 機械、レーザ距離計(LDM)、およびレーザ反射器を備える、建設機械キャリブレーションフレームワークであって、
前記機械が、機械の車台、リンク機構アセンブリ、リム動的センサ、および制御アーキテクチャを備え、
前記リンク機構アセンブリが、前記機械の車台に対する複数のリンク機構アセンブリの位置を画定するよう構成されるリムを含み、
前記リム動的センサが、前記リム上に位置付けられ、
前記リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して移動するよう構成され、
前記LDMが、前記LDMと前記レーザ反射器との間の距離を示すLDM距離信号DLDMおよび前記LDMと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θINCを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記リム上のキャリブレーションノードに対応する位置に配置されるよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、1つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記リム動的センサからリム測定角度θX1を生成することと、
前記LDM距離信号DLDMおよび傾斜角θINCに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記LDMとの間の高さHおよび距離Dを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
nリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに対応する一組のリム測定角度θX1を構築し、
前記高さHの測定値および距離Dの測定値の組ならびに前記対応するリム測定角度θX1に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、リムの長さLX1およびリムオフセット角度θX1 Biasを決定し、
LX1およびθX1 Biasを用いて前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされる、建設機械キャリブレーションフレームワーク。 - 前記機械が、掘削機である、請求項21に記載の建設機械キャリブレーションフレームワーク。
- 機械、レーザ距離計(LDM)、およびレーザ反射器を備える建設機械キャリブレーションフレームワークであって、
前記機械が、機械の車台、リンク機構アセンブリ、第1のリム動的センサ、第2のリム動的センサ、土運搬具、および制御アーキテクチャを備え、
前記リンク機構アセンブリが、複数のリンク機構アセンブリの位置を一括して画定する第1のリムおよび第2のリムを備え、
前記第1のリム動的センサが、前記第1のリム上に位置付けられ、前記第2のリム動的センサが、前記第2のリム上に位置付けられ、
前記リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して移動するよう構成され、
前記第2のリムが、前記第1のリムに対してねじ曲がるよう構成され、
前記土運搬具が、前記第2のリムに機械的に結合され、
前記LDMが、前記LDMと前記レーザ反射器との間の距離を示すLDM距離信号DLDMおよび前記LDMと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θINCを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記第2のリム上のキャリブレーションノードに対応する位置に配置されるよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、1つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記第1のリム動的センサから第1のリム測定角度θBを生成することと、
前記第2のリム動的センサから第2のリム測定角度θSを生成することと、
前記LDM距離信号DLDMおよび傾斜角θINCに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記LDMとの間の高さHおよび距離Dを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
nリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さHの測定値および距離Dの測定値ならびに対応する一組の第1のリム測定角度θBおよび第2のリム測定角度θSを構築し、
前記高さHの測定値および距離Dの測定値の組ならびに前記対応する第1のリムの測定角度θBおよび第2のリムの測定角度θSの組に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、第1のリムの長さLB、第2のリムの長さLS、第1のリムのオフセット角度θB Bias、および第2のリムのオフセット角度θS Biasを決定し、
LB、LS、θB Bias、およびθS Biasを用いて、前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされる、建設機械キャリブレーションフレームワーク。 - 前記機械が掘削機であり、
前記土運搬具が、掘削具であり、
前記第1のリムが掘削機ブームであり、
前記第2のリムが掘削機スティックである、請求項23に記載の建設機械キャリブレーションフレームワーク。
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