JPH10183675A - モービル機械に取付けられ、該モービル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるための装置と方法 - Google Patents
モービル機械に取付けられ、該モービル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるための装置と方法Info
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- JPH10183675A JPH10183675A JP9326331A JP32633197A JPH10183675A JP H10183675 A JPH10183675 A JP H10183675A JP 9326331 A JP9326331 A JP 9326331A JP 32633197 A JP32633197 A JP 32633197A JP H10183675 A JPH10183675 A JP H10183675A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/2045—Guiding machines along a predetermined path
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
- E02F3/80—Component parts
- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/841—Devices for controlling and guiding the whole machine, e.g. by feeler elements and reference lines placed exteriorly of the machine
- E02F3/842—Devices for controlling and guiding the whole machine, e.g. by feeler elements and reference lines placed exteriorly of the machine using electromagnetic, optical or photoelectric beams, e.g. laser beams
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- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
- E02F3/847—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using electromagnetic, optical or acoustic beams to determine the blade position, e.g. laser beams
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 モービル機械に取付けられ、これに対し可動
な作業具の点の位置を求めるための装置と方法に関す
る。 【解決手段】 装置は、モービル機械に取付けられた座
標系位置センサー、対地速度センサー、および作業具位
置センサーおよびピッチセンサーを含む。コントローラ
が、作業現場座標系において機械の基準点の位置を表す
ようになっている基準点位置信号を作業現場座標系位置
センサーから受信し、作業具位置センサーから作業具位
置信号を、対地速度センサーから対地速度信号を、ピッ
チセンサーからピッチ信号を受信し、作業現場座標にお
いて作業具の点の位置を求め、基準点位置信号、作業具
位置信号、対地速度信号およびピッチ信号の関数として
機械のピッチと平行移動動作を補償するようになってい
る。
な作業具の点の位置を求めるための装置と方法に関す
る。 【解決手段】 装置は、モービル機械に取付けられた座
標系位置センサー、対地速度センサー、および作業具位
置センサーおよびピッチセンサーを含む。コントローラ
が、作業現場座標系において機械の基準点の位置を表す
ようになっている基準点位置信号を作業現場座標系位置
センサーから受信し、作業具位置センサーから作業具位
置信号を、対地速度センサーから対地速度信号を、ピッ
チセンサーからピッチ信号を受信し、作業現場座標にお
いて作業具の点の位置を求め、基準点位置信号、作業具
位置信号、対地速度信号およびピッチ信号の関数として
機械のピッチと平行移動動作を補償するようになってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にモービル式土
壌移動機械に関する。より詳細には、本発明は、モービ
ル式土壌移動機械に取り付けられており、これに対し可
動な作業具の上の点の位置を求めるための装置と方法に
関する。
壌移動機械に関する。より詳細には、本発明は、モービ
ル式土壌移動機械に取り付けられており、これに対し可
動な作業具の上の点の位置を求めるための装置と方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】土壌移動機械のためにコンピュータベー
スの補助が、より一般的になってきている。例えば、機
械の位置と土壌移動用具の位置をも求めるのに全地球航
法（ＧＰＳ）衛星を用いるシステムが開発されている。
別のシステムでは、この位置情報のデータベースをコン
パイルする。土壌移動機械が作業現場を修正する間に、
データベースが絶えず更新される。このようなシステム
の１つが、米国特許第５、４９３、４９４号に開示され
る。この特許に開示されたシステムではビデオスクリー
ン上に車両を表示し、機械の操作を行なう際に、オペレ
ータを助けることになる。データベースは、作業現場座
標系における作業現場の点または一区分の位置のよう
な、作業現場に関連する情報を含んでいればよい。
スの補助が、より一般的になってきている。例えば、機
械の位置と土壌移動用具の位置をも求めるのに全地球航
法（ＧＰＳ）衛星を用いるシステムが開発されている。
別のシステムでは、この位置情報のデータベースをコン
パイルする。土壌移動機械が作業現場を修正する間に、
データベースが絶えず更新される。このようなシステム
の１つが、米国特許第５、４９３、４９４号に開示され
る。この特許に開示されたシステムではビデオスクリー
ン上に車両を表示し、機械の操作を行なう際に、オペレ
ータを助けることになる。データベースは、作業現場座
標系における作業現場の点または一区分の位置のよう
な、作業現場に関連する情報を含んでいればよい。
【０００３】土壌移動機械が作業現場を修正すると、作
業現場の地表面が変更され、データベースは更新されな
ければならない。ＧＰＳのような位置決めシステムが、
新規な即ち修正された作業現場の地表面上に位置付けさ
れた点の位置を求めるのに用いられてもよい。
業現場の地表面が変更され、データベースは更新されな
ければならない。ＧＰＳのような位置決めシステムが、
新規な即ち修正された作業現場の地表面上に位置付けさ
れた点の位置を求めるのに用いられてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなシステムで
は、作業現場の地表面上の点の作業現場座標における位
置を許容可能な正確さで求めようと試みる際に、問題に
直面する。例えばＧＰＳレシーバは、作業現場の地表面
ではなく、ＧＰＳアンテナの位置を求める。ＧＰＳだけ
による作業現場の地表面に関する位置の予想値の正確さ
は、機械が動いていること、機械が作業現場の地表面に
対し傾いたり回転するために、不正確なものとなり、位
置予想値が正確であるときと、その予想値が受け取られ
るときとの間に時間の遅れがある。本発明は、上述の問
題の１つか２つ以上を解決することを目的とする。
は、作業現場の地表面上の点の作業現場座標における位
置を許容可能な正確さで求めようと試みる際に、問題に
直面する。例えばＧＰＳレシーバは、作業現場の地表面
ではなく、ＧＰＳアンテナの位置を求める。ＧＰＳだけ
による作業現場の地表面に関する位置の予想値の正確さ
は、機械が動いていること、機械が作業現場の地表面に
対し傾いたり回転するために、不正確なものとなり、位
置予想値が正確であるときと、その予想値が受け取られ
るときとの間に時間の遅れがある。本発明は、上述の問
題の１つか２つ以上を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様におい
て、モービル機械に取付けられており、これに対し可動
な作業具上の一つの点の位置を求めるための装置が設け
られている。該装置は、モービル機械上に取付けられた
作業現場座標系位置センサーと、モービル機械の上に取
付けられた対地速度センサーと、モービル機械に取付け
られて作業具に接続された作業具位置センサー、および
機械に取付けられたピッチセンサーとを含む。コントロ
ーラが、作業現場座標系位置センサーから、作業現場座
標系におけるモービル機械の基準点の位置を表す基準点
位置信号を受信し、作業具位置センサーから作業具位置
信号を、対地速度センサーから対地速度信号を、そして
ピッチセンサーからピッチ信号を受信し、作業現場座標
において作業具上の点の位置を求めて、基準点位置信
号、作業具位置信号、対地速度信号およびピッチ信号の
関数として機械のピッチと機械の平行移動動作を補償す
るようになっている。
て、モービル機械に取付けられており、これに対し可動
な作業具上の一つの点の位置を求めるための装置が設け
られている。該装置は、モービル機械上に取付けられた
作業現場座標系位置センサーと、モービル機械の上に取
付けられた対地速度センサーと、モービル機械に取付け
られて作業具に接続された作業具位置センサー、および
機械に取付けられたピッチセンサーとを含む。コントロ
ーラが、作業現場座標系位置センサーから、作業現場座
標系におけるモービル機械の基準点の位置を表す基準点
位置信号を受信し、作業具位置センサーから作業具位置
信号を、対地速度センサーから対地速度信号を、そして
ピッチセンサーからピッチ信号を受信し、作業現場座標
において作業具上の点の位置を求めて、基準点位置信
号、作業具位置信号、対地速度信号およびピッチ信号の
関数として機械のピッチと機械の平行移動動作を補償す
るようになっている。
【０００６】本発明の別の態様において、モービル機械
に取付けられており、これに対し可動な作業具の上の１
つ点の位置を求めるための方法が提供される。この方法
は、作業現場座標系においてモービル機械上の所定の基
準点の位置を検出し、これに応答して、基準点位置信号
を発信し、モービル機械の対地速度を検出し、これに応
答して、対地速度信号を発信し、モービル機械に対する
作業具上の点の位置を検出し、これに応じて作業具の位
置信号を発信し、モービル機械のピッチ角を検出し、こ
れに応答してピッチ角信号を発信する段階を含む。この
方法は、作業具の位置、基準点位置信号、対地速度信号
およびピッチ角信号の関数として作業座標において作業
具上の点の位置を求め、機械のピッチおよび平行移動動
作を補償する、段階を含む。
に取付けられており、これに対し可動な作業具の上の１
つ点の位置を求めるための方法が提供される。この方法
は、作業現場座標系においてモービル機械上の所定の基
準点の位置を検出し、これに応答して、基準点位置信号
を発信し、モービル機械の対地速度を検出し、これに応
答して、対地速度信号を発信し、モービル機械に対する
作業具上の点の位置を検出し、これに応じて作業具の位
置信号を発信し、モービル機械のピッチ角を検出し、こ
れに応答してピッチ角信号を発信する段階を含む。この
方法は、作業具の位置、基準点位置信号、対地速度信号
およびピッチ角信号の関数として作業座標において作業
具上の点の位置を求め、機械のピッチおよび平行移動動
作を補償する、段階を含む。
【０００７】
【実施例】図１を参照すると、本発明は、モービル機械
１０２に取付けられており、該モービル機械１０２に対
し可動な作業具１０８上の一点の位置を求めるための装
置１００と方法を提供する。この点は、中間点または左
右の端点のような２つか３つ以上の作業具の１０８上の
点であればいかなる点でもよい。モービル機械１０２
は、平面１０４で概略的に図示されているような作業現
場で作動する。作業現場１０４内の位置が、北（Ｎ）、
東（Ｅ）および上（ＵＰ）方向のベクトルで定義される
作業場所の座標系１０６に表される。図２に関し、作業
具１０８がモービル機械１０２に上昇可動可能に接続さ
れている。図示した特定のモービル機械１０２は履帯式
トラクターまたはブルドーザである。しかし、例えば地
面成形機、モータグレーダ、スクレーパ、道路埋め立て
機、ホイールローダ等のような別の作業機械も均等であ
り、本発明の範囲内にあるということに留意しなければ
ならない。
１０２に取付けられており、該モービル機械１０２に対
し可動な作業具１０８上の一点の位置を求めるための装
置１００と方法を提供する。この点は、中間点または左
右の端点のような２つか３つ以上の作業具の１０８上の
点であればいかなる点でもよい。モービル機械１０２
は、平面１０４で概略的に図示されているような作業現
場で作動する。作業現場１０４内の位置が、北（Ｎ）、
東（Ｅ）および上（ＵＰ）方向のベクトルで定義される
作業場所の座標系１０６に表される。図２に関し、作業
具１０８がモービル機械１０２に上昇可動可能に接続さ
れている。図示した特定のモービル機械１０２は履帯式
トラクターまたはブルドーザである。しかし、例えば地
面成形機、モータグレーダ、スクレーパ、道路埋め立て
機、ホイールローダ等のような別の作業機械も均等であ
り、本発明の範囲内にあるということに留意しなければ
ならない。
【０００８】作業機械１０２は、フレーム２０２と、該
フレームの両端部において該フレーム２０２に接続され
た複数の回転可能な部材２０４とを有する。回転可能な
部材２０４は、無限軌道トラックとして図示されている
が、車輪および別の適当な回転可能な地面と係合する部
材も均等例であり、本発明の精神内にあると考えられ
る。回転可能な部材は、地表面２０６上でフレームを支
持する。内燃機関のような原動機２０８がフレーム２０
２上に取り付けられており、機械的、流体または静油圧
型トランスミッション（図示せず）のように、適当な従
来の手段で複数の回転可能な部材２０４に駆動可能に接
続されている。原動機２０８は回転可能部材２０４を回
転させ、作業機械を下側の地表２０６の上で進行させ
る。作業具１０４は、切断部分２１０を有しており、上
昇動作可能にフレームに接続されている。作業具１０４
に接続された一対の間隔のあいたリフトジャッキ２１２
（１つのみ図示する）が作業具１０８をフレーム２０２
に対し上昇方向に動かす。図示した実施例において、作
業具１０８は、フレーム２０２の長手方向の軸線に対し
ほぼ横方向に向いたブルドーザブレードである。モータ
ブレーダブレード、スクレーバボール等のような同類の
地表面変更作業具１０８も適切に均等であり、本発明の
範囲内にあることに留意しなければならない。
フレームの両端部において該フレーム２０２に接続され
た複数の回転可能な部材２０４とを有する。回転可能な
部材２０４は、無限軌道トラックとして図示されている
が、車輪および別の適当な回転可能な地面と係合する部
材も均等例であり、本発明の精神内にあると考えられ
る。回転可能な部材は、地表面２０６上でフレームを支
持する。内燃機関のような原動機２０８がフレーム２０
２上に取り付けられており、機械的、流体または静油圧
型トランスミッション（図示せず）のように、適当な従
来の手段で複数の回転可能な部材２０４に駆動可能に接
続されている。原動機２０８は回転可能部材２０４を回
転させ、作業機械を下側の地表２０６の上で進行させ
る。作業具１０４は、切断部分２１０を有しており、上
昇動作可能にフレームに接続されている。作業具１０４
に接続された一対の間隔のあいたリフトジャッキ２１２
（１つのみ図示する）が作業具１０８をフレーム２０２
に対し上昇方向に動かす。図示した実施例において、作
業具１０８は、フレーム２０２の長手方向の軸線に対し
ほぼ横方向に向いたブルドーザブレードである。モータ
ブレーダブレード、スクレーバボール等のような同類の
地表面変更作業具１０８も適切に均等であり、本発明の
範囲内にあることに留意しなければならない。
【０００９】リフトジャッキ２１２が、フレーム２０２
の横方向に離れた場所において該フレーム２０２と作業
具１０８との間で該フレーム２０２と作業具１０８とに
接続されている。ジャッキ２１２は、フレーム１０６に
対し作業具１０８を上昇方向に動かすように流体的に作
動し、伸縮自在に作動可能である。リフトジャッキ２１
２は、該ジャッキ２１２のロッドが引込まれて作業具１
０８がフレーム２０２の方向に高さ的に上昇する第１の
位置と、ロッドが延ばされて、作業具１０８がフレーム
２０２から離れて高さ的に下降する第２の位置との間を
可動である。１実施例において、作業具１０８はフレー
ムに対して傾斜することができない。別の実施例におい
て、リフトジャッキ２１２が作業具１０８をフレームに
対し傾斜させるのに用いられてもよい。
の横方向に離れた場所において該フレーム２０２と作業
具１０８との間で該フレーム２０２と作業具１０８とに
接続されている。ジャッキ２１２は、フレーム１０６に
対し作業具１０８を上昇方向に動かすように流体的に作
動し、伸縮自在に作動可能である。リフトジャッキ２１
２は、該ジャッキ２１２のロッドが引込まれて作業具１
０８がフレーム２０２の方向に高さ的に上昇する第１の
位置と、ロッドが延ばされて、作業具１０８がフレーム
２０２から離れて高さ的に下降する第２の位置との間を
可動である。１実施例において、作業具１０８はフレー
ムに対して傾斜することができない。別の実施例におい
て、リフトジャッキ２１２が作業具１０８をフレームに
対し傾斜させるのに用いられてもよい。
【００１０】切断部分２１０は、可動機械１０２の各側
部上の支持バー２１２にピボット運動可能に取付けられ
ている。切断部分２１０は、一対の先端ジャッキ２１４
（１つだけ図示する）によって支持バー２１２上の１点
のまわりを回転する。図３を参照すると、装置１００が
作業現場座標系位置検出手段３０２、作業具位置検出手
段３０６、対地速度検出手段３１０、ピッチ検出手段３
１４および回転角検出手段３２４とを含んでいる。作業
現場座標系位置検出手段３０２は、作業現場座標系１０
６において、所定の基準点の位置をモービル機械１０２
上で検出し、これに応答して基準点位置信号を発信す
る。作業現場座標系位置検出手段３０２は、作業現場座
標系位置センサー３０４を含む。
部上の支持バー２１２にピボット運動可能に取付けられ
ている。切断部分２１０は、一対の先端ジャッキ２１４
（１つだけ図示する）によって支持バー２１２上の１点
のまわりを回転する。図３を参照すると、装置１００が
作業現場座標系位置検出手段３０２、作業具位置検出手
段３０６、対地速度検出手段３１０、ピッチ検出手段３
１４および回転角検出手段３２４とを含んでいる。作業
現場座標系位置検出手段３０２は、作業現場座標系１０
６において、所定の基準点の位置をモービル機械１０２
上で検出し、これに応答して基準点位置信号を発信す
る。作業現場座標系位置検出手段３０２は、作業現場座
標系位置センサー３０４を含む。
【００１１】図４を参照すると、好ましい実施例におい
て、作業現場座標系位置センサー３０４が、モービル機
械１０２に取付けられているＧＰＳアンテナ４０２を含
む。ＧＰＳアンテナ４０２は複数のＧＰＳ衛星から信号
を受信する。ＧＰＳレシーバ４０４は、ＧＰＳアンテナ
から信号を受信し、これに応答してＧＰＳ基準アンテナ
の位置を求める。好ましくは、ＧＰＳアンテナ４０２と
ＧＰＳレシーバ４０４とは、既知の場所で差動ＧＰＳレ
シーバ（図示せず）を利用する差動ＧＰＳシステムの一
部であり、位置予想値の正確さを高めるようになってい
る。ＧＰＳレシーバによって求められる位置は、作業現
場座標系１０６に関し決定される。差動ＧＰＳシステム
は、本分野において公知であるので、これ以上詳しくは
記載しない。
て、作業現場座標系位置センサー３０４が、モービル機
械１０２に取付けられているＧＰＳアンテナ４０２を含
む。ＧＰＳアンテナ４０２は複数のＧＰＳ衛星から信号
を受信する。ＧＰＳレシーバ４０４は、ＧＰＳアンテナ
から信号を受信し、これに応答してＧＰＳ基準アンテナ
の位置を求める。好ましくは、ＧＰＳアンテナ４０２と
ＧＰＳレシーバ４０４とは、既知の場所で差動ＧＰＳレ
シーバ（図示せず）を利用する差動ＧＰＳシステムの一
部であり、位置予想値の正確さを高めるようになってい
る。ＧＰＳレシーバによって求められる位置は、作業現
場座標系１０６に関し決定される。差動ＧＰＳシステム
は、本分野において公知であるので、これ以上詳しくは
記載しない。
【００１２】あるいは、作業現場座標系位置センサー
が、作業現場座標において機械上の基準点の位置を求め
るための適切なシステムを含んでいればよい。例えば、
レーザ平面送信機及び受信機、またはレーザ平面とＧＰ
Ｓの組み合わせを、基準点の位置を求めるのに用いても
よい。対地速度検出手段３１０は、モービル機械１０２
の対地速度を検出し、これに応答して対地速度信号を発
信する。作業具位置検出手段３０６は、モービル機械１
０２に対する作業具１０８上の点の位置を検出し、これ
に応答して作業具位置信号を発信する。回転角検出手段
３２４が、回転角αを検出するための回転検出センサー
３２６を含む。
が、作業現場座標において機械上の基準点の位置を求め
るための適切なシステムを含んでいればよい。例えば、
レーザ平面送信機及び受信機、またはレーザ平面とＧＰ
Ｓの組み合わせを、基準点の位置を求めるのに用いても
よい。対地速度検出手段３１０は、モービル機械１０２
の対地速度を検出し、これに応答して対地速度信号を発
信する。作業具位置検出手段３０６は、モービル機械１
０２に対する作業具１０８上の点の位置を検出し、これ
に応答して作業具位置信号を発信する。回転角検出手段
３２４が、回転角αを検出するための回転検出センサー
３２６を含む。
【００１３】図４をもう一度参照すると、好ましい実施
例において、作業具位置検出手段３１０は、各シリンダ
２１２の延び量を求めるための一対のリフトシリンダ延
び量センサー４０６を含む。作業具位置検出手段３０６
は、フレーム２０２に対する作業具１０８の先端（前
後）を求めるための先端位置センサー４０８を含む。好
ましくは、作業具１０８の先端が先端シリンダ２１４の
延び量に基づいて求められる。好ましい実施例におい
て、先端位置センサー４０８はエンジン速度を検出する
ためのセンサーを含む。先端位置センサー２１４に対す
る油圧流体の流量の予想値がエンジン速度の関数として
求められる。流量を積分することによって、相対的な位
置が求められればよい。あるいは線形の延び量、磁気ひ
ずみ、ラジオ周波数センサー等を用いてもよい。
例において、作業具位置検出手段３１０は、各シリンダ
２１２の延び量を求めるための一対のリフトシリンダ延
び量センサー４０６を含む。作業具位置検出手段３０６
は、フレーム２０２に対する作業具１０８の先端（前
後）を求めるための先端位置センサー４０８を含む。好
ましくは、作業具１０８の先端が先端シリンダ２１４の
延び量に基づいて求められる。好ましい実施例におい
て、先端位置センサー４０８はエンジン速度を検出する
ためのセンサーを含む。先端位置センサー２１４に対す
る油圧流体の流量の予想値がエンジン速度の関数として
求められる。流量を積分することによって、相対的な位
置が求められればよい。あるいは線形の延び量、磁気ひ
ずみ、ラジオ周波数センサー等を用いてもよい。
【００１４】ピッチ検出手段３１４はモービル機械１０
２のピッチ角（Θ）を検出し、これに応答してピッチ角
信号を発信する。好ましい実施例において、ピッチ検出
手段３１４は、ピッチ角センサー３１６を含む。ピッチ
速度センサー（図示せず）を精密さを改善するために用
いてもよい。ピッチ速度を積分して、ピッチを求めても
よい。例えば、回転、ピッチおよびヘッディングは、機
械上の異なる場所に配置された２つのＧＰＳアンテナか
らの位置予想値を用いることによって求められればよ
い。制御手段３１８は、作業具位置信号を受信し、これ
に応答して基準点に対する作業具の位置を求め、基準点
位置信号、対地速度信号、およびピッチ信号を受信し
て、作業現場座標における作業具の点の位置を求めて、
機械のピッチと平行移動動作を補償するようになってい
る。
２のピッチ角（Θ）を検出し、これに応答してピッチ角
信号を発信する。好ましい実施例において、ピッチ検出
手段３１４は、ピッチ角センサー３１６を含む。ピッチ
速度センサー（図示せず）を精密さを改善するために用
いてもよい。ピッチ速度を積分して、ピッチを求めても
よい。例えば、回転、ピッチおよびヘッディングは、機
械上の異なる場所に配置された２つのＧＰＳアンテナか
らの位置予想値を用いることによって求められればよ
い。制御手段３１８は、作業具位置信号を受信し、これ
に応答して基準点に対する作業具の位置を求め、基準点
位置信号、対地速度信号、およびピッチ信号を受信し
て、作業現場座標における作業具の点の位置を求めて、
機械のピッチと平行移動動作を補償するようになってい
る。
【００１５】好ましい実施例において、制御手段３１８
は、マイクロプロセッサベースコントローラ３２０を含
む。コントローラ３２０は、センサーから信号を受信
し、作業具１０８の少なくとも一点の作業現場座標にお
ける位置を求めるようにプログラムされている。コント
ローラ３２０は、検出手段から信号を受信し、作業現場
座標における作業具の少なくとも一点の位置を求めるよ
うにプログラムされているので有効である。図７を参照
すると、本発明の１実施例に関するコントローラ３２０
の作動がフローチャートで図示されている。第１制御ブ
ロック７０２において、作業現場座標においてモービル
機械上の所定の基準点の位置が検出され、これに応答し
て、基準点の位置信号が発信される。
は、マイクロプロセッサベースコントローラ３２０を含
む。コントローラ３２０は、センサーから信号を受信
し、作業具１０８の少なくとも一点の作業現場座標にお
ける位置を求めるようにプログラムされている。コント
ローラ３２０は、検出手段から信号を受信し、作業現場
座標における作業具の少なくとも一点の位置を求めるよ
うにプログラムされているので有効である。図７を参照
すると、本発明の１実施例に関するコントローラ３２０
の作動がフローチャートで図示されている。第１制御ブ
ロック７０２において、作業現場座標においてモービル
機械上の所定の基準点の位置が検出され、これに応答し
て、基準点の位置信号が発信される。
【００１６】第２の制御ブロック７０４において、モー
ビル機械１０２の対地速度が検出され、対地速度信号が
発信される。第３の制御ブロック７０６において、モー
ビル機械に対する作業具の点の位置が検出され、作業具
の位置信号が発信される。第４の制御ブロック７０８に
おいて、ピッチ角が検出され、ピッチ角信号が発信され
る。第５の制御ブロック７１０において、作業具上の点
の位置が、作業具位置信号、基準位置信号、対地速度信
号およびピッチ信号の関数として求められる。この段階
は機械のピッチと平行移動動作とを補償する。図８と図
９を参照すると、本発明の第２の実施例が記載されてい
る。
ビル機械１０２の対地速度が検出され、対地速度信号が
発信される。第３の制御ブロック７０６において、モー
ビル機械に対する作業具の点の位置が検出され、作業具
の位置信号が発信される。第４の制御ブロック７０８に
おいて、ピッチ角が検出され、ピッチ角信号が発信され
る。第５の制御ブロック７１０において、作業具上の点
の位置が、作業具位置信号、基準位置信号、対地速度信
号およびピッチ信号の関数として求められる。この段階
は機械のピッチと平行移動動作とを補償する。図８と図
９を参照すると、本発明の第２の実施例が記載されてい
る。
【００１７】第１の制御ブロック８０２において、モー
ビル機械の対地速度が検出され、対地速度信号が発信さ
れる。第２の制御ブロック８０４において、モービル機
械上の基準点の作業現場の座標における位置が検出さ
れ、基準点の位置信号が発信される。好ましくは、基準
点がＧＰＳアンテナ４０２であり、基準点の位置が
（Ｎ、Ｅ、ＵＰ）として表される。第３の制御ブロック
８０６において、モービル機械のヘッディングが求めら
れる。好ましい実施例において、機械のヘッディング
が、連続した基準点の位置と各点におけるピッチと回転
角度を組み合わせることによって求められる。好ましく
は、ヘッディングは、時計方向をプラスとして計測され
るＮ（北に向いている）からの角度（Φ）として表され
る。
ビル機械の対地速度が検出され、対地速度信号が発信さ
れる。第２の制御ブロック８０４において、モービル機
械上の基準点の作業現場の座標における位置が検出さ
れ、基準点の位置信号が発信される。好ましくは、基準
点がＧＰＳアンテナ４０２であり、基準点の位置が
（Ｎ、Ｅ、ＵＰ）として表される。第３の制御ブロック
８０６において、モービル機械のヘッディングが求めら
れる。好ましい実施例において、機械のヘッディング
が、連続した基準点の位置と各点におけるピッチと回転
角度を組み合わせることによって求められる。好ましく
は、ヘッディングは、時計方向をプラスとして計測され
るＮ（北に向いている）からの角度（Φ）として表され
る。
【００１８】第４の制御ブロック８０８において、基準
点に対する作業具上の点の位置が求められる。好ましく
は、作業具２１２上のブレード点の位置が、基準点とブ
レード点との間の機械垂直方向と、機械水平方向距離と
して求められる。機械水平距離（ＡＢ＋ΔＡＢ）が、基
準点からブレード点までのモデル機械１０２の横方向の
軸線に沿った距離である。図５を参照すると、ＧＰＳア
ンテナ４０２が基準点に配置されているのが好ましい。
ブルドーザブレード２１２の底部エッジがモービル機械
１０２の底部と同一平面（機械平面）であり、かつ先端
シリンダが完全に引き込まれた状態の場合に、機械の水
平距離は一定（ＡＢ）である。機械の水平距離における
変化がΔＡＢとされる。機械の垂直方向の距離（ＣＥ
Ｈ）は、機械平面とブレード点との間の距離である。こ
の位置からの作業具の動きにより機械水平方向と垂直方
向の距離を変わる。
点に対する作業具上の点の位置が求められる。好ましく
は、作業具２１２上のブレード点の位置が、基準点とブ
レード点との間の機械垂直方向と、機械水平方向距離と
して求められる。機械水平距離（ＡＢ＋ΔＡＢ）が、基
準点からブレード点までのモデル機械１０２の横方向の
軸線に沿った距離である。図５を参照すると、ＧＰＳア
ンテナ４０２が基準点に配置されているのが好ましい。
ブルドーザブレード２１２の底部エッジがモービル機械
１０２の底部と同一平面（機械平面）であり、かつ先端
シリンダが完全に引き込まれた状態の場合に、機械の水
平距離は一定（ＡＢ）である。機械の水平距離における
変化がΔＡＢとされる。機械の垂直方向の距離（ＣＥ
Ｈ）は、機械平面とブレード点との間の距離である。こ
の位置からの作業具の動きにより機械水平方向と垂直方
向の距離を変わる。
【００１９】好ましい実施例において、基準点に対する
ブレード点の位置はリフトシリンダ２１２と先端シリン
ダ２１４の延び量の関数である。リフトおよび先端シリ
ンダの延び量が検出され計測され、機械垂直方向の距離
（ＣＥＨ）と機械水平方向の距離（ＡＢ＋ΔＡＢ）とを
求められるので有効である。好ましくは、機械の水平方
向の距離が水平方向の距離（ΔＡＢ）に関する変化とし
て求められる。従って、水平方向の全距離はＡＢ＋ΔＡ
Ｂである。図８をもう一度参照すると、第５の制御ブロ
ック８１０において、モービル機械１０２のピッチ角
（Θ）が検出され、機械のピッチ角信号が発信される。
さらに、ピッチ速度も検出されて積分され、機械のピッ
チの予想値の正確さを高めるようになっている。
ブレード点の位置はリフトシリンダ２１２と先端シリン
ダ２１４の延び量の関数である。リフトおよび先端シリ
ンダの延び量が検出され計測され、機械垂直方向の距離
（ＣＥＨ）と機械水平方向の距離（ＡＢ＋ΔＡＢ）とを
求められるので有効である。好ましくは、機械の水平方
向の距離が水平方向の距離（ΔＡＢ）に関する変化とし
て求められる。従って、水平方向の全距離はＡＢ＋ΔＡ
Ｂである。図８をもう一度参照すると、第５の制御ブロ
ック８１０において、モービル機械１０２のピッチ角
（Θ）が検出され、機械のピッチ角信号が発信される。
さらに、ピッチ速度も検出されて積分され、機械のピッ
チの予想値の正確さを高めるようになっている。
【００２０】第６の制御ブロック８１２において、機械
のピッチ角信号と機械の水平距離信号とが受信され、機
械の水平距離のオフセット（Ｘ）と垂直方向距離のオフ
セット（Ｚ）とが求められる。ＸおよびＺが基準点の位
置とブレード上の点との間の距離を表す。図５を参照す
ると、水平距離のオフセット（Ｘ）がベクトルＮとＥに
よって形成される水平面にある。Ｘに関する計算は以下
の通りである。 Ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 Ｘ1 ＝Ｙ・ｓｉｎθ Ｘ2 ＝（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｃｏｓθ Ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 ＝Ｙ・ｓｉｎθ＋（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｃｏｓθ ここで、Ｙは、基準点と機械の履帯によって形成された
平面との間の一定の垂直方向の距離である。
のピッチ角信号と機械の水平距離信号とが受信され、機
械の水平距離のオフセット（Ｘ）と垂直方向距離のオフ
セット（Ｚ）とが求められる。ＸおよびＺが基準点の位
置とブレード上の点との間の距離を表す。図５を参照す
ると、水平距離のオフセット（Ｘ）がベクトルＮとＥに
よって形成される水平面にある。Ｘに関する計算は以下
の通りである。 Ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 Ｘ1 ＝Ｙ・ｓｉｎθ Ｘ2 ＝（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｃｏｓθ Ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 ＝Ｙ・ｓｉｎθ＋（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｃｏｓθ ここで、Ｙは、基準点と機械の履帯によって形成された
平面との間の一定の垂直方向の距離である。
【００２１】垂直方向の距離オフセットＺは、Ｎおよび
Ｅ軸によって形成された水平面に対し垂直である。好ま
しい実施例において、Ｚは以下の式により求められる。 Ｚ＝（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｓｉｎθ＋（ＣＨＮ−Ｙ）・ｃ
ｏｓθ 第７の制御ブロック８１４において、対地速度信号と基
準点位置信号とが受信され、機械が水平方向に動いた距
離（水平−距離−ｔｍ）と機械が垂直方向に動いた距離
（垂直−距離−ｔｍ）とが、これらの信号の関数として
求められ、機械が水平に動いた距離と垂直方向に動いた
距離の信号が発信される。図６を参照すると、機械が水
平に動いた距離および垂直方向の距離とは、基準位置が
変更した時間から現在の時間まで動いた距離として定義
される。言い換えると、基準点の位置の決定からブレー
ド点の位置の計算までに時間の遅れが発生する。時間遅
れの間の動作が平行移動動作となる。
Ｅ軸によって形成された水平面に対し垂直である。好ま
しい実施例において、Ｚは以下の式により求められる。 Ｚ＝（ＡＢ＋ΔＡＢ）・ｓｉｎθ＋（ＣＨＮ−Ｙ）・ｃ
ｏｓθ 第７の制御ブロック８１４において、対地速度信号と基
準点位置信号とが受信され、機械が水平方向に動いた距
離（水平−距離−ｔｍ）と機械が垂直方向に動いた距離
（垂直−距離−ｔｍ）とが、これらの信号の関数として
求められ、機械が水平に動いた距離と垂直方向に動いた
距離の信号が発信される。図６を参照すると、機械が水
平に動いた距離および垂直方向の距離とは、基準位置が
変更した時間から現在の時間まで動いた距離として定義
される。言い換えると、基準点の位置の決定からブレー
ド点の位置の計算までに時間の遅れが発生する。時間遅
れの間の動作が平行移動動作となる。
【００２２】例えば、使用されるＧＰＳレシーバに関
し、時間の遅れは一般的に、８０から１５０ミリセカン
ドである。さらに、５０ミリセカンドのマイクロ−コン
トローラループ時間が一般的である。しかし、別のシス
テムは２秒か、３秒以上の時間の遅れを有していてもよ
い。機械が水平方向に動いた距離は、ヘッディングによ
って示された方向に北東平面内で動いた距離である。機
械が垂直方向に動いた距離は北東平面に垂直な軸に沿っ
て計測される。好ましい実施例において、機械が垂直お
よび水平方向に動いた距離が以下のように決定される。 垂直−距離−ｔｍ＝対地−速度・待ち時間・ｓｉｎΘ 水平−距離−ｔｍ＝対地−速度・待ち時間・ｓｉｎΘ ここで対地−速度が検出され、Θが機械ピッチ角であ
り、待ち時間は時間の遅れである。好ましくは、時間遅
れは一定として概算される。
し、時間の遅れは一般的に、８０から１５０ミリセカン
ドである。さらに、５０ミリセカンドのマイクロ−コン
トローラループ時間が一般的である。しかし、別のシス
テムは２秒か、３秒以上の時間の遅れを有していてもよ
い。機械が水平方向に動いた距離は、ヘッディングによ
って示された方向に北東平面内で動いた距離である。機
械が垂直方向に動いた距離は北東平面に垂直な軸に沿っ
て計測される。好ましい実施例において、機械が垂直お
よび水平方向に動いた距離が以下のように決定される。 垂直−距離−ｔｍ＝対地−速度・待ち時間・ｓｉｎΘ 水平−距離−ｔｍ＝対地−速度・待ち時間・ｓｉｎΘ ここで対地−速度が検出され、Θが機械ピッチ角であ
り、待ち時間は時間の遅れである。好ましくは、時間遅
れは一定として概算される。
【００２３】第８の制御ブロック８１６におて、機械の
垂直および水平方向移動距離信号、基準位置信号および
ヘッディング信号（Φ）が受信され、第１および第２の
方向の平行移動動作のために動かれた距離が求められ、
第１の方向移動距離信号と第２の方向移動距離信号とが
発せられる。好ましい実施例において、第１および第２
の方向は北と東である。第１および第２の方向に動いた
距離（ΔＮ、ΔＥ）とが、 ΔＮ＝水平−距離−ｔｍ・ｃｏｓ（Φ）； ΔＮ＝水平−距離−ｔｍ・ｓｉｎ（Φ）である。第９の
制御ブロック８１８において、第１および第２の方向に
動いた距離信号と垂直方向に動いた距離信号が受信さ
れ、作業現場座標における基準点の現在位置が求めら
れ、現在位置信号が発生する。作業現場座標の基準点の
現在位置は（Ｎ’、Ｅ’、ＵＰ’）次のように求められ
る。 Ｎ’ ＝ Ｎ＋ΔＮ； Ｅ’ ＝ Ｅ＋ΔＥ； ＵＰ’＝ ＵＰ＋ΔＵＰ である。ここでΔＵＰが垂直
−距離−ｔｍに等しく、Ｎ、Ｅ、およびＵＰが、作業現
場座標における基準点（ＧＰＳレシーバからの）の位置
である。
垂直および水平方向移動距離信号、基準位置信号および
ヘッディング信号（Φ）が受信され、第１および第２の
方向の平行移動動作のために動かれた距離が求められ、
第１の方向移動距離信号と第２の方向移動距離信号とが
発せられる。好ましい実施例において、第１および第２
の方向は北と東である。第１および第２の方向に動いた
距離（ΔＮ、ΔＥ）とが、 ΔＮ＝水平−距離−ｔｍ・ｃｏｓ（Φ）； ΔＮ＝水平−距離−ｔｍ・ｓｉｎ（Φ）である。第９の
制御ブロック８１８において、第１および第２の方向に
動いた距離信号と垂直方向に動いた距離信号が受信さ
れ、作業現場座標における基準点の現在位置が求めら
れ、現在位置信号が発生する。作業現場座標の基準点の
現在位置は（Ｎ’、Ｅ’、ＵＰ’）次のように求められ
る。 Ｎ’ ＝ Ｎ＋ΔＮ； Ｅ’ ＝ Ｅ＋ΔＥ； ＵＰ’＝ ＵＰ＋ΔＵＰ である。ここでΔＵＰが垂直
−距離−ｔｍに等しく、Ｎ、Ｅ、およびＵＰが、作業現
場座標における基準点（ＧＰＳレシーバからの）の位置
である。
【００２４】第１０の制御ブロック８２０において、水
平距離オフセット信号（Ｘ）、垂直距離オフセット信号
（Ｚ）、およびヘッディング信号が受信され、基準点と
第１方向の作業具上の点との距離、基準点と第２方向の
作業具上の点との間の距離、基準点と第３方向の作業具
上の点との距離が求められ、これに応答して第１、第２
および第３の位置差信号が発せられる。好ましい実施例
において、第１、第２および第３の距離が、ベクトル
Ｎ、Ｅ、ＵＰにそれぞれ対応する。
平距離オフセット信号（Ｘ）、垂直距離オフセット信号
（Ｚ）、およびヘッディング信号が受信され、基準点と
第１方向の作業具上の点との距離、基準点と第２方向の
作業具上の点との間の距離、基準点と第３方向の作業具
上の点との距離が求められ、これに応答して第１、第２
および第３の位置差信号が発せられる。好ましい実施例
において、第１、第２および第３の距離が、ベクトル
Ｎ、Ｅ、ＵＰにそれぞれ対応する。
【００２５】第１、第２および第３の位置の差がＧＰＳ
アンテナと作業現場座標系における切断エッジ上のブレ
ード点との間の距離を表す。ピッチとシリンダの延び量
のために位置の差が以下のように求められる。 Δ切断−エッジ−Ｎ ＝ Ｘ・ｓｉｎ（Φ）； Δ切断−エッジ−Ｅ ＝ Ｘ・ｃｏｓ（Φ）； Δ切断−エッジ−ｕｐ ＝ Ｙ・ｃｏｎ（Θ）＋Ｚ 第１１の制御ブロック８２２において、作業現場座標に
おけるブレード点の三次元の位置が、電流基準点位置信
号と第１、第２および第３の差信号との関数として求め
られる。作業現場座標におけるブレード点の位置が（切
断−エッジ─Ｎ、切断−エッジ−Ｅ、切断−エッジ−Ｕ
Ｐ）として表され、以下のように求められる。 切断−エッジ−Ｎ ＝ Ｎ’＋Δ切断−エッジ−Ｎ； 切断−エッジ−Ｅ ＝ Ｅ’＋Δ切断−エッジ−Ｅ； 切断−エッジ−ＵＰ ＝ ＵＰ’＋Δ切断−エッジ−Ｕ
Ｐ １実施例において、ブレードの点は、作業具１０８の切
断エッジの中間点である。本実施例において、作業現場
座標における中間点の位置は、切断−エッジ−Ｎ、切断
−エッジ−Ｅおよび切断−エッジ−ＵＰにより表され
る。別の実施例において、２つのブレード点の位置が求
められる。例えば、好ましい実施例において、左右ブレ
ードの端点の位置が作業現場座標内で求められる。各点
ごとに、上述のように求められた位置が、機械の回転お
よびブレードの傾きを補うように調整されなければなら
ない。
アンテナと作業現場座標系における切断エッジ上のブレ
ード点との間の距離を表す。ピッチとシリンダの延び量
のために位置の差が以下のように求められる。 Δ切断−エッジ−Ｎ ＝ Ｘ・ｓｉｎ（Φ）； Δ切断−エッジ−Ｅ ＝ Ｘ・ｃｏｓ（Φ）； Δ切断−エッジ−ｕｐ ＝ Ｙ・ｃｏｎ（Θ）＋Ｚ 第１１の制御ブロック８２２において、作業現場座標に
おけるブレード点の三次元の位置が、電流基準点位置信
号と第１、第２および第３の差信号との関数として求め
られる。作業現場座標におけるブレード点の位置が（切
断−エッジ─Ｎ、切断−エッジ−Ｅ、切断−エッジ−Ｕ
Ｐ）として表され、以下のように求められる。 切断−エッジ−Ｎ ＝ Ｎ’＋Δ切断−エッジ−Ｎ； 切断−エッジ−Ｅ ＝ Ｅ’＋Δ切断−エッジ−Ｅ； 切断−エッジ−ＵＰ ＝ ＵＰ’＋Δ切断−エッジ−Ｕ
Ｐ １実施例において、ブレードの点は、作業具１０８の切
断エッジの中間点である。本実施例において、作業現場
座標における中間点の位置は、切断−エッジ−Ｎ、切断
−エッジ−Ｅおよび切断−エッジ−ＵＰにより表され
る。別の実施例において、２つのブレード点の位置が求
められる。例えば、好ましい実施例において、左右ブレ
ードの端点の位置が作業現場座標内で求められる。各点
ごとに、上述のように求められた位置が、機械の回転お
よびブレードの傾きを補うように調整されなければなら
ない。
【００２６】図１０を参照すると、ブレードの回転α
は、機械の回転とブレードの傾きの関数である。＋の値
αが半時計まわり方向のブレード回転を表す。ブレード
の幅がＷで示される。図１１を参照すると、各点ごと
に、北、東、および上方（切断−エッジ−Ｎ、切断−エ
ッジ−Ｅ、切断−エッジ−ＵＰ）の座標がブレードロー
ルの回転に対し調整されなければならない。好ましい実
施例において、左右のブレード端点（Ｌ、Ｒ）がブレー
ドの中間点（Ｍ）からのオフセットとして求められる。
右側のブレード端点の位置決定について記載する。ブレ
ード回転（α）による右側ブレード端点（Ｒ）に関する
ＵＰ座標（ｄＵＰ）における変化が以下のように求めら
れる。 ｄＵＰ＝Ｗ／２ｓｉｎα 右側ブレード端点（Ｒ）に関する北と東座標における変
化を求めるために、ヘッディング（φ）に垂直な方向に
おける機械平面の中間点から右側ブレードの端点までの
距離（ＲＭ）が以下のように求められる。 ＲＭ＝Ｗ／２ｃｏｓα 北および東座標における変化が以下のように求められ
る。 ｄＮ ＝ −ＲＭｓｉｎφ ｄＥ ＝ ＲＭｃｏｓφ 作業現場座標における右側ブレード端点の位置が座標に
おける変化（ｄＵＰ、ｄＮおよびｄＥ）を作業現場座標
（切断−エッジ−Ｎ、切断−エッジ−Ｅ、切断−エッジ
−ＵＰ）におけるブレード中間点の位置に加えることに
よって求められる。
は、機械の回転とブレードの傾きの関数である。＋の値
αが半時計まわり方向のブレード回転を表す。ブレード
の幅がＷで示される。図１１を参照すると、各点ごと
に、北、東、および上方（切断−エッジ−Ｎ、切断−エ
ッジ−Ｅ、切断−エッジ−ＵＰ）の座標がブレードロー
ルの回転に対し調整されなければならない。好ましい実
施例において、左右のブレード端点（Ｌ、Ｒ）がブレー
ドの中間点（Ｍ）からのオフセットとして求められる。
右側のブレード端点の位置決定について記載する。ブレ
ード回転（α）による右側ブレード端点（Ｒ）に関する
ＵＰ座標（ｄＵＰ）における変化が以下のように求めら
れる。 ｄＵＰ＝Ｗ／２ｓｉｎα 右側ブレード端点（Ｒ）に関する北と東座標における変
化を求めるために、ヘッディング（φ）に垂直な方向に
おける機械平面の中間点から右側ブレードの端点までの
距離（ＲＭ）が以下のように求められる。 ＲＭ＝Ｗ／２ｃｏｓα 北および東座標における変化が以下のように求められ
る。 ｄＮ ＝ −ＲＭｓｉｎφ ｄＥ ＝ ＲＭｃｏｓφ 作業現場座標における右側ブレード端点の位置が座標に
おける変化（ｄＵＰ、ｄＮおよびｄＥ）を作業現場座標
（切断−エッジ−Ｎ、切断−エッジ−Ｅ、切断−エッジ
−ＵＰ）におけるブレード中間点の位置に加えることに
よって求められる。
【００２７】作業現場座標における左側ブレード端点の
位置が、座標における変化（ｄＵＰ、ｄＮおよびｄＥ）
を作業現場座標（切断−エッジ−Ｎ、切断−エッジ−
Ｅ、切断−エッジ−ＵＰ）におけるブレード中間点の位
置から減算することによって求められる。あるいは、作
業現場情報が作業現場データベース内に記憶されてもよ
い。作業現場が一連の幾何的形状、例えば四辺形により
表される。ブレード点の位置が特定の四辺形として求め
られてもよい。作業現場座標におけるブレード点の位置
が、ディスプレー３２２を介しオペレータに表示されて
もよい。あるいは、作業現場データベースが、各四辺形
に対応する作業現場の境界線を含んでいてもよい。コン
トローラ３２０は、この境界線に対して作業具１０８の
位置を制限したり、制御するようになっていればよい。
位置が、座標における変化（ｄＵＰ、ｄＮおよびｄＥ）
を作業現場座標（切断−エッジ−Ｎ、切断−エッジ−
Ｅ、切断−エッジ−ＵＰ）におけるブレード中間点の位
置から減算することによって求められる。あるいは、作
業現場情報が作業現場データベース内に記憶されてもよ
い。作業現場が一連の幾何的形状、例えば四辺形により
表される。ブレード点の位置が特定の四辺形として求め
られてもよい。作業現場座標におけるブレード点の位置
が、ディスプレー３２２を介しオペレータに表示されて
もよい。あるいは、作業現場データベースが、各四辺形
に対応する作業現場の境界線を含んでいてもよい。コン
トローラ３２０は、この境界線に対して作業具１０８の
位置を制限したり、制御するようになっていればよい。
【００２８】図を参照し、作動において、本発明は、作
業現場座標系においてモービル機械の作業具上の点（ブ
レード点）の位置を求めるための装置と方法を提供す
る。上述したように、ＧＰＳレシーバが作業現場座標に
おける機械の基準点の位置を求めるように使用される。
センサーが、機械に対するブレードの位置、機械の速度
および機械のピッチを求めるのに用いられる。センサー
の情報が作業現場座標のブレード点の位置を計算するの
に用いられ、機械のピッチと機械の平行移動動作を補償
するようになっている。作業現場座標のブレードの点位
置が、ディスプレー３２２を介しオペレータに表示され
てもよい。あるいは、作業現場データベースが各四辺形
に対応する作業現場境界を含んでいればよい。コントロ
ーラ３２０は、境界線に対する作業具１０８の位置を制
限したり制御するようになっていればよい。
業現場座標系においてモービル機械の作業具上の点（ブ
レード点）の位置を求めるための装置と方法を提供す
る。上述したように、ＧＰＳレシーバが作業現場座標に
おける機械の基準点の位置を求めるように使用される。
センサーが、機械に対するブレードの位置、機械の速度
および機械のピッチを求めるのに用いられる。センサー
の情報が作業現場座標のブレード点の位置を計算するの
に用いられ、機械のピッチと機械の平行移動動作を補償
するようになっている。作業現場座標のブレードの点位
置が、ディスプレー３２２を介しオペレータに表示され
てもよい。あるいは、作業現場データベースが各四辺形
に対応する作業現場境界を含んでいればよい。コントロ
ーラ３２０は、境界線に対する作業具１０８の位置を制
限したり制御するようになっていればよい。
【００２９】本発明の別の態様、目的、利点および使用
が図面の発明の開示および請求の範囲から得ることがで
きる。
が図面の発明の開示および請求の範囲から得ることがで
きる。
【図１】作業現場座標系を有する作業現場で作動するモ
ービル土壌移動機械の概略図である。
ービル土壌移動機械の概略図である。
【図２】履帯式トラクタして図示されたモービル土壌移
動機械の概略図である。
動機械の概略図である。
【図３】本発明の１実施例に関する図１のモービル機械
の作業具上の点の作業現場座標における三次元位置を求
めるための装置のブロック線図である。
の作業具上の点の作業現場座標における三次元位置を求
めるための装置のブロック線図である。
【図４】本発明の別の実施例に関する図１のモービル機
械の作業具上の点の作業現場座標における三次元位置を
求めるための装置のブロック線図である。
械の作業具上の点の作業現場座標における三次元位置を
求めるための装置のブロック線図である。
【図５】機械の幾何形状を表す図１のモービル機械の概
略図である。
略図である。
【図６】平行移動動作を表す図１のモービル機械の概略
図である。
図である。
【図７】第１の実施例に従った本発明の図示した操作の
フロー線図である。
フロー線図である。
【図８】第２の実施例に従って本発明の作動を表すフロ
ー線図の第１の部分である。
ー線図の第１の部分である。
【図９】図８のフロー線図の第２の部分である。
【図１０】作業具の概略前面図である。
【図１１】作業現場座標系における作業具を表す作業現
場の概略図である。
場の概略図である。
１００ 装置 １０２ モービル機械 １０４ 作業現場 １０６ 座標系 １０８ 作業具 ２０２ フレーム ２０４ 回転可能部材 ２０６ 地表面 ２０８ 原動機 ２１２ リフトジャッキ ３０２ 作業現場座標系位置検出手段 ３０６ 作業具位置検出手段 ３１０ 対地速度手段 ３１４ ピッチ検出手段 ３２４ 回転角検出手段 ４０２ ＧＰＳアンテナ ４０４ ＧＰＳレシーバ
フロントページの続き (72)発明者 ケニス エル ストラットン アメリカ合衆国 イリノイ州 61525 ダ ンラップ ヒッコリー グローヴ コート 616
Claims (4)
- 【請求項１】 モービル機械に取付けられており、該モ
ービル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるた
めの装置において、 モービル機械上に取付けられた作業現場座標系位置セン
サーと、 前記モービル機械上に取付けられた対地速度センサー
と、 前記モービル機械に取付けられて前記作業具に接続され
た作業具位置センサーと、 前記モービル機械に取付けられたピッチセンサーと、 前記作業現場座標系位置センサーから、作業現場座標系
における前記モービル機械上の基準点の位置を表す基準
点位置信号を受信し、前記作業具位置センサーから作業
具位置信号を、前記対地速度センサーから対地速度信号
を、前記ピッチセンサーからピッチ角信号を受信して、
前記作業現場座標における前記作業具上の点の位置を求
め、前記基準点位置信号と、前記作業具位置信号と、前
記対地速度信号および前記ピッチ角信号の関数として前
記機械のピッチと平行移動動作とを補償するようになっ
ているコントローラと、 が設けられた装置。 - 【請求項２】 モービル機械に取付けられており、該モ
ービル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるた
めの装置において、 作業現場座標系において、モービル機械上の所定の基準
点の位置を検出し、これに応じて、基準点位置信号を発
信するようになっている作業現場座標系位置検出手段
と、 前記モービル機械の対地速度を検出し、これに応答して
対地速度信号を発信するようになっている対地速度検出
手段と、 前記モービル機械に対する前記作業具の点の位置を検出
し、これに応じて作業具位置信号を発信するようになっ
ている作業具位置検出手段と、 前記モービル機械のピッチ角を検出し、これに応じてピ
ッチ角信号を発信するためのピッチ検出手段と、 前記作業具位置信号と、前記基準点位置信号と、前記対
地速度信号および前記ピッチ角信号とを受信し、これに
応じて前記作業現場座標における前記作業具上に前記点
の位置を求め、前記機械のピッチと平行移動動作とを補
償するようになっている制御手段と、 が設けられている装置。 - 【請求項３】 モービル機械に取付けられており該モー
ビル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるため
の方法において、 作業現場座標系においてモービル機械上の所定の基準点
の位置を検出し、これに応じて基準点位置信号を発信
し、 前記モービル機械の対地速度を検出し、これに応じて対
地速度信号を発信し、 前記モービル機械に対する前記作業具上の点の位置を検
出し、これに応じて作業具位置信号を発信し、 前記モービル機械の前記ピッチ角を検出し、これに応じ
てピッチ角信号を発信し、 前記作業具位置信号、前記基準点位置信号、前記対地速
度信号および前記ピッチ信号を受信し、これに応じて前
記作業現場座標における前記作業具上の前記点の位置を
求め、前記機械のピッチと平行移動動作とを補償する、 段階からなる方法。 - 【請求項４】 水平面における直交した第１および第２
の方向と、前記水平面に対し垂直である第３の方向との
ベクトルで形成された作業現場座標系を有する作業現場
で作動するモービル機械に取付けられており、該モービ
ル機械に対し可動な作業具上の点の位置を求めるための
方法において、 モービル機械の対地速度を検出し、これに応じて対地速
度信号を発信し、 前記モービル機械上の基準点の作業現場座標における位
置を検出し、これに応じて基準点位置信号を発信し、 該基準点位置信号を受信し、これに応じて、前記モービ
ル機械のヘッディングを求め、これに応じヘッディング
信号を発信し、 前記基準点に対する前記作業具の位置を検出し、これに
応じて機械水平距離と機械垂直距離とを求め、これに応
じて機械水平および垂直距離信号をそれぞれ発信し、 前記モービル機械のピッチ角を検出し、これに応じて機
械ピッチ角信号を発信し、 前記機械ピッチ角信号と機械水平および垂直距離信号と
を受信し、これに応じて、水平面と前記第３の方向にお
ける水平方向のオフセット距離と垂直方向のオフセット
距離をそれぞれ、前記基準点と前記作業具の上の点との
間で求め、これに応じて水平方向および垂直方向のオフ
セット距離信号を発信し、 前記対地速度信号と、機械ピッチ角信号および前記基準
点位置信号と、を受信し、前記基準点位置信号が変化し
たために動いた水平方向の距離と垂直方向の距離とを求
め、これに応じて、垂直方向移動距離信号と水平方向移
動距離信号とを発信し、 前記垂直方向移動距離信号および水平方向移動距離信号
と、前記ヘッディング信号および修正された基準点信号
とを受信し、これに応じて第１の方向に動いた距離と第
２の方向に動いた距離とを求め、第１の方向移動距離と
第２の方向移動距離信号とを発信し、 前記垂直方向移動距離信号と第１および第２の方向移動
距離信号とを受信し、これに応じて、前記作業現場座標
における前記基準点の現在位置を求め、電流基準点位置
信号を発信し、 前記水平距離信号と、前記垂直方向距離信号およびヘッ
ディング信号とを受信し、これに応じて前記第１の方向
における前記基準点と前記作業具上の前記点との間の距
離と、前記第２の方向における前記基準点と前記作業具
上の前記点との間の距離と、前記第３の方向における前
記基準点と前記作業具上の前記点との間の距離とを求
め、これに応じ第１、第２および第３の位置差信号をそ
れぞれ発信し、 前記現在基準点位置信号と前記第１、第２および第３の
位置差信号を受信し、これに応じて作業現場座標の前記
作業具の上の点の位置を求める、 段階からなる方法。
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