JPH10280467A - 地ならし機械のピッチ角と地上速度を決定する装置及び方法 - Google Patents

地ならし機械のピッチ角と地上速度を決定する装置及び方法

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JPH10280467A
JPH10280467A JP10094827A JP9482798A JPH10280467A JP H10280467 A JPH10280467 A JP H10280467A JP 10094827 A JP10094827 A JP 10094827A JP 9482798 A JP9482798 A JP 9482798A JP H10280467 A JPH10280467 A JP H10280467A
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pitch angle
ground speed
determining
leveling machine
signal
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JP10094827A
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Gangadhar Jayaraman
ジャヤラマン ガンガダール
Kenneth L Stratton
エル ストラットン ケネス
Eric F Lee
エフ リー エリック
Karl W Kleimenhagen
ダブリュー クライメンヘーゲン カール
Howard J Chizeck
ジェイ チゼック ハワード
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    • 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
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
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    • E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • E02F3/845—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using mechanical sensors to determine the blade position, e.g. inclinometers, gyroscopes, pendulums
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大の生産性が得られるようにブルドーザー
のブレードを自動的に操作するため、ブルドーザーのピ
ッチ角と地上速度を決定する方法を提供する。 【解決手段】 本発明はブルドーザーの幾つかの動作パ
ラメータを推定する。本発明はカルマン・フィルタを用
いてブルドーザーのピッチ角、ピッチ角速度、および地
上速度を検出したピッチ角信号と地上速度信号の関数と
して推定する。ピッチ角と地上速度を推定することによ
って、本発明は信号雑音とバイアスを検出するという従
来の問題を解決する。本発明はセンサ測定モデル、機械
プロセスモデル、およびカルマン・フィルタ更新の諸方
程式を使用して、ピッチ角、ピッチ角速度、および地上
速度を結びつけ、ピッチ角と地上速度の推定値を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には地ならし機械
のピッチ角および地上速度を決定すること、より詳細に
はカルマン・フィルタ（Kalman filter)を使用して地な
らし機械のピッチ角および地上速度を決定することに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ブルドーザーのような地ならし機械の作
業用アタッチメントは、最大の生産性が得られるように
操作することが望ましい。ブルドーザーのブレードのよ
うな地ならし用アタッチメントの手動制御は効率が低い
ことが多い。このため、最新の地ならし機械は作業用ア
タッチメントを自動的に制御するため地ならし機械のい
ろいろな動作パラメータを表す信号をマイクロプロセッ
サをベースとする制御装置へ送る電子センサを備えてい
る。
【０００３】しかし、都合の悪いことに、センサは雑音
とバイアスで原形がそこなわれた信号を生成する。従っ
て、検出された信号は正確な測定結果を表していないこ
とが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上に述べた
問題を解決しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の態様と
して、地ならし機械のピッチ角と地上速度を決定する方
法を提供する。本方法は、地ならし機械の一組の動作パ
ラメータをモデル化する一組の方程式を決定し、地なら
し機械に関する複数の動作パラメータを検出し、一組の
動作パラメータ信号を生成し、それらの信号に応じて、
最小二乗平均推定法を用いてピッチ角推定値と地上速度
推定値を決定する。
【０００６】
【実施例】図１は、地ならし用アタッチメント１０２を
備えた地ならし機械１００の正面図である。地ならし用
アタッチメント１０２は地表すなわち土を動かすために
使用される。
【０００７】説明のため、地ならし機械１００はトラッ
ク式ブルドーザー１０４として示し、地ならし用アタッ
チメント１０２はブルドーザーのブレード１０６として
示してある。ブルドーザーに関して説明するが、本発明
は他のトラック式やホイール式の地ならし機械など、他
の形式の地ならし機械および地ならし用アタッチメント
にも使用することが意図されている。
【０００８】ブルドーザー１０４はブレード１０６を上
下させるための油圧リフトアクチュエータ１０８と、ブ
レード１０６を傾けるための油圧傾斜アクチュエータ１
１０を備えている。図１に示してないが、ブルドーザー
１０４はブレード１０６の各側に１個づつ、２個のリフ
トアクチュエータ１０８と、２個の傾斜アクチュエータ
１１０を備えていることが好ましい。図示のように、ブ
ルドーザー１０４は、ブルドーザー１０４を推進するた
めの一組のトラック（無限軌道）１１２と、ブレード１
０６を押すためのドラフトアーム１１４を備えている。
従って、地ならし作業中は油圧リフトアクチュエータ１
０８によって加えられた力で、ブレード１０６は土を押
して運ぶ。
【０００９】次に、図２に自動制御装置２００の一実施
例のブロック図を示す。図示した実施例の場合、自動制
御装置２００は油圧リフトアクチュエータ１０８を制御
してブレード１０６を制御するように構成されている。
説明のため、図２のブロック図に示した油圧リフトアク
チュエータ１０８は、１個の主弁２２２と２個のパイロ
ット弁２２４，２２６をもつ単一油圧リフトシリンダ２
２０として示してある。
【００１０】自動制御装置２００は地ならし機械１００
の地上速度を検出し、対応する地上速度信号を生成する
地上速度センサ２０２を備えている。地上速度センサ２
０２はブルドーザー１０４の上に適当に配置されてお
り、たとえば非接触超音波すなわちドップラーレーダー
式センサを有する。
【００１１】自動制御装置２００は、さらに、ブルドー
ザー１０４の作業中のピッチ角すなわち「傾き」を決定
し、それに応じてピッチ角信号を生成するピッチ角検出
器２０４を備えている。好ましい実施例の場合、ピッチ
角検出器２０４は容量性または抵抗性流体を使用する振
り子式のピッチ角センサを有する。しかし、そのような
センサは動的状況においてはうまく働かない。
【００１２】スリップ検出装置２０６はブルドーザー１
０４のトラック１１２が遭遇するスリップの量を検出
し、スリップ信号を生成する。スリップ検出装置２０６
は、地上速度センサ２０２から地上速度信号を受け取
り、たとえばトルクコンバータの出力速度、スプロケッ
ト速度、およびギヤの選択と共に前記地上速度を用いて
スリップの量を計算する。スリップの量を決定するアル
ゴリズムは周知であり、これ以上の詳細は省略する。
【００１３】自動制御装置２００はブルドーザー１０４
のピッチ角速度を検出し、ピッチ角速度信号を生成する
ピッチ角速度センサ２０８を備えている。ピッチ角速度
センサはブルドーザー１０４の上に適当に配置されてお
り、たとえばジャイロスコープを有している。ブルドー
ザー１０４のピッチ角はピッチ角速度信号を積分するこ
とによって数学的に決定することができる。しかし、セ
ンサのドリフト、雑音、および数値計算エラーによっ
て、ピッチ角速度信号の長時間の積分は不正確になる。
【００１４】リフト位置検出装置２１０はリフトアクチ
ュエータ１０８の位置を検出し、リフト位置信号を生成
する。リフト位置検出装置２１０はリフトアクチュエー
タ１０８の上に適当に配置されている。絶対位置を測定
する幾つかの直線位置検出装置が知られており、リフト
アクチュエータ１０８のシリンダに結合して使用するこ
とができる。たとえば、周知のＲＦ（無線周波数）セン
サまたは直線可変差動変圧器を使用することができる。
そのほか、リフト位置検出装置２１０をレーダーまたは
レーザー平面システムなど、地ならし機械１００に対す
る地ならし用アタッチメント１０２の位置を測定する装
置で置き換えてもよい。
【００１５】チップ位置検出装置２１２はブレード１０
６の傾斜を検出し、チップ位置信号を生成する。相対的
位置は、油圧傾斜アクチュエータ１１０のシリンダに入
っている作動油の量（作動油が油圧傾斜アクチュエータ
１１０のシリンダに入るのにかかる時間と作動油の流量
と関数である）の関数として計算される。
【００１６】自動制御装置２００は、さらに、ブレード
１０６の位置を決定するアタッチメント位置決定装置２
１４を備えている。アタッチメント位置決定装置２１４
は、スリップ検出装置２０６からスリップ信号を、ピッ
チ角速度センサ２０８からピッチ角速度信号を、リフト
位置検出装置２１０からリフト位置信号を、チップ位置
検出装置２１２からチップ位置信号を受け取り、それに
応じて、既知の方法でブレード１０６の高さを計算す
る。
【００１７】自動制御装置２００は、さらに、事前に決
定した所望地上速度の設定を調節する所望地上速度調節
装置２１６を備えている。所望地上速度調節装置２１６
は、ピッチ角検出器２０４が生成したピッチ角信号の関
数として所望地上速度を調節し、調整された地上速度基
準信号を生成する。この調節は、地表の勾配が変化した
ときブレード荷重を維持するため、種々のピッチ角値を
地上速度値に相関させるルックアップ・テーブルを用い
て行われる。変化する斜面において生産性を最適にする
には、この調節変更が不可欠である。
【００１８】自動制御装置２００は、最後に、ブレード
１０６の位置の変化を計算し、油圧リフトアクチュエー
タ１０８を制御するリフトアクチュエータ指令信号を生
成するアタッチメント制御装置２１８を備えている。ア
タッチメント制御装置２１８は、地上速度センサ２０２
から地上速度信号を、所望地上速度調節装置２１６から
調節された地上速度基準信号を、スリップ検出装置２０
６からスリップ信号を、そしてアタッチメント位置決定
装置２１４からアタッチメント位置信号を受け取る。
【００１９】本発明はブルドーザー１０４に関する幾つ
かの動作パラメータを推定しようとするものである。都
合のよいことに、本発明はカルマン・フィルタ２５０を
使用して、検出されたピッチ角信号と地上速度信号の関
数としてブルドーザー１０４のピッチ角と地上速度を推
定する。ピッチ角と地上速度を推定することによって、
本発明は信号雑音とバイアスを検出するという従来の問
題を解決する。本発明はセンサ測定モデル、機械プロセ
スモデル、およびカルマン・フィルタ更新方程式を使用
して、ピッチ角、ピッチ角速度、および地上速度を結び
付けて、ピッチ角推定値と地上速度推定値を決定するこ
とによって、これらの問題を解決する。
【００２０】残りの説明のため、カルマン・フィルタ処
理を簡単に紹介する必要がある。一般に、カルマン・フ
ィルタは最適線形最小二乗平均推定プログラム（optima
l linear least-means-squared estimator) である。こ
こでは検討しないが、拡張カルマン・フィルタを使用し
てもよい。拡張カルマン・フィルタは非線形系の現状態
に基づいて線形化したモデルを使用して、最小二乗平均
推定値を計算する。以下の検討はカルマン・フィルタを
使用しているが、拡張カルマン・フィルタにも同様にう
まく当てはまる。カルマン・フィルタは周知であるの
で、これ以上の検討は省略する。
【００２１】次に、図３に、機械プロセスの動態、セン
サ測定の動態、およびカルマン・フィルタの動態のブロ
ック図を示す。機械プロセスの動態はブロック３０５〜
３２０で、センサ測定の動態はブロック３２５〜３３０
で、カルマン・フィルタの動態はブロック３３５〜３７
５によって表される。図示のように、入力マトリックス
３０５はｕ（ｋ）で表される幾つかのプロセス変数を受
け取る。すべての変数が時間ｋの関数として記述される
ことに留意されたい。プロセス変数は、地上速度すなわ
ち機械速度、加速度、ピッチ角、ピッチ角速度、および
ピッチ角速度バイアスを含んでいることが好ましい。入
力マトリックス３０５の出力Ｇｕ（ｋ）は第１加算ジャ
ンクション３１０へ送られ、そこでプロセス雑音を表す
変数ｗ（ｋ）と機械システムの動態を表す変数Ｆｘ
（ｋ）と結びつけられる。第１加算ジャンクション３１
０の出力は変数ｘ（ｋ＋１）で表される機械プロセスモ
デルを生成する。プロセスモデル変数は遅延マトリック
ス３１５によって遅延され、変数ｘ（ｋ）が生成され
る。この変数ｘ（ｋ）はシステムマトリックス３２０と
出力マトリックス３２５へ送られる。出力マトリックス
３２５の結果Ｈｘ（ｋ）は第２加算ジャンクション３３
０へ送られ、変数ｖ（ｋ）で表される測定雑音ベクトル
と結び付けられる。測定雑音ベクトルはピッチ角、ピッ
チ角速度、および地上速度などの検出した値を含んでい
ることが好ましい。この結果、センサ測定モデルの出力
を表す変数ｙ（ｋ）が生成される。
【００２２】都合よく、カルマン・フィルタの動態はブ
ロック３３５〜３４５とブロック３７５で表される測定
更新（measurement update) と、ブロック３５０〜３６
５で
【００２３】
【外１】
【００２４】本質的に、時間更新変数は、センサ測定ま
たは機械プロセスによって生じたスラーをも含んでいる
プロセス変数の予測値すなわち推定値を表す。測定更新
変数は、推定値に対するエラーのための補正を表してお
り、次の時点に時間更新変数を生成するのに使用され
る。
【００２５】本発明は、ソフトウェアプログラムに従っ
て算術装置を使用してプロセスを制御するマイクロプロ
セッサをベースとするシステムの中に取り入れられる。
一般に、プログラムはＲＯＭ、ＲＡＭ、または同種のデ
バイスに格納される。次に、図４に示した本発明の好ま
しい実施例を表すフローチャートを参照してプログラム
を説明する。フローチャートに記述されたプログラムは
任意の通常のマイクロプロセッサをベースとするシステ
ムで使用するのに特にうまく適応する。フローチャート
は好ましいソフトウェアプログラムの完全な実行可能な
計画を構成している。ソフトウェアプログラムは通常の
コンピュータ言語を使用して、フローチャートから容易
にコード化することができる。フローチャートからソフ
トウェアコードを書くプロセスはこの分野の専門家にと
っては単なる機械的なステップに過ぎない。
【００２６】プログラムの開始はブロック４０５で始ま
り、プログラム制御はブロック４１０へ進んで、カルマ
ン・フィルタ・パラメータが初期化される。カルマン・
フィルタ・パラメータが初期化された後、機械動作パラ
メータｕ（ｋ）とｙ（ｋ）が検出される。プログラム制
御はブロック４２０，４２５へ進み、現時点のエラー共
変量マトリックスＰ（ｋ｜ｋ）とカルマン利得マトリッ
クスＬ（ｋ）が更新さ
【００２７】
【外２】 時間ｋまでに得られた測定値に基づいて時間ｋにおける
ｘの推定値が決定される。従って、測定更新方程式は次
の通りである。
【００２８】
【数３】 ここで、ｘはプロセス変数を表す。ｋは時間の単位を表
す。Ｒv は測定雑音共変量マトリックスを表す。ｙ
（ｋ）は以下の形をもつ測定モデルの出力を表す。 ｙ（ｋ）＝Ｈｘ（ｋ）＋ｖ（ｋ） ここで、Ｈは出力マトリックスを表す。ｖは測定モデル
化およびセンサのエラーを表す。
【００２９】その後、制御はブロック４３５へ進み、そ
こで前時点のエラー共変量マトリックスＰ（ｋ｜ｋ−
１）が更新され、ブロック４４０において時間更新変数
すなわ
【００３０】
【外３】
【００３１】
【数４】 ここで、ｕは入力変数を表す。Ｆは機械システムマトリ
ックスを表す。Ｇは入力マトリックスを表す。Ｒw はプ
ロセス雑音共変数マトリックスを表す。
【００３２】都合よく、これで、ブロック４４５におい
て、ブロック４４０に従って同等とされた値をもつ地上
速度とピッチ角推定値信号が生成される。
【００３３】以上、好ましい実施例について本発明を詳
細に説明したが、本発明の精神および範囲の中でいろい
ろな別の実施例を考案できることは、この分野の専門家
には理解されるであろう。
【００３４】
【発明の効果】本発明は説明した自動制御装置と一緒に
使用するものであり、ホィール式またはトラック式ブル
ドーザーのような地ならし機械と一緒に使用することが
意図されている。本発明を使用すれば、自動制御装置２
００は機械動作パラメータを表す正確な測定値を使用す
ることができる。詳しく述べると、カルマン・フィルタ
２５０はピッチ角、ピッチ角速度、および地上速度を表
す疑似検出信号を受け取って、実際のピッチ角および地
上速度をより良く反映したピッチ角および地上速度を表
す推定信号を生成する。この結果、安定なアタッチメン
ト制御が維持され、かつブレードパワーに関係する推定
変数に応じて地ならし用アタッチメント１０２を自動的
に制御することによって、生産性がかなり増強される。
【００３５】本発明のその他の特徴、目的、および利点
は、添付図面、詳細な説明、および特許請求の範囲を熟
読すれば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】地ならし機械の正面図である。
【図２】地ならし機械を制御するための自動制御装置の
ブロック図である。
【図３】自動制御装置のカルマン・フィルタのブロック
図である。
【図４】カルマン・フィルタのソフトウェア・プログラ
ムのフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 地ならし機械 １０２ 地ならし用アタッチメント １０４ トラック式ブルドーザー １０６ ブルドーザーのブレード １０８ 油圧リフトアクチュエータ １１０ 油圧傾斜アクチュエータ １１２ トラック（無限軌道） １１４ ドラフトアーム ２００ 自動制御装置 ２０２ 地上速度センサ ２０４ ピッチ角検出器 ２０６ スリップ検出装置 ２０８ ピッチ角速度検出装置 ２１０ リフト位置検出器 ２１２ チップ位置検出装置 ２１４ アタッチメント位置決定装置 ２１６ 所望地上速度調節装置 ２１８ アタッチメント制御装置 ２２０ シリンダ ２２２ 主弁 ２２４，２２６ パイロット弁 ２５０ カルマン・フィルタ ３０５ 入力マトリックス ３１０ 第１加算ジャンクション ３１５ 遅延マトリックス ３２０ システムマトリックス ３２５ 出力マトリックス ３３０ 第２加算ジャンクション ３３５ 第３加算ジャンクション ３４０ 利得マトリックス ３４５ 第４加算ジャンクション ３５０ システムマトリックス ３６０ 入力マトリックス ３６５ 第５加算ジャンクション ３７０ 遅延マトリックス ３７５ 出力マトリックス
フロントページの続き (72)発明者 ケネス 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 ノース ヒッコリー グローヴ コート 616 (72)発明者 エリック エフ リー アメリカ合衆国 イリノイ州 61614 ピ オーリア ハイツ イースト ガードナー レーン 1501 アパートメント 125 (72)発明者 カール ダブリュー クライメンヘーゲン アメリカ合衆国 イリノイ州 61614 ピ オーリア ノース ホリーリッジ サーク ル 4014 (72)発明者 ハワード ジェイ チゼック アメリカ合衆国 オハイオ州 44106 ク リーヴランド ハイツ アードリー ドラ イヴ 2286

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地ならし機械のピッチ角と地上速度を決
    定する方法であって、 地ならし機械の一組の動作パラメータをモデル化する一
    組の方程式を決定する工程、 地ならし機械に関する複数の動作パラメータを検出し、
    対応する一組の動作パラメータ信号を生成する工程、お
    よび前記動作パラメータ信号を受け取り、前記動作パラ
    メータ信号と前記モデル化方程式に従って、最小二乗平
    均推定法を用いて、ピッチ角推定値と地上速度推定値を
    決定する工程、から成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記ピッチ角推定値と地上速度推定値を
    決定する工程は、カルマン・フィルタによって実行され
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記地ならし機械に関する複数の動作パ
    ラメータを検出する工程は、地ならし機械のピッチ角、
    ピッチ角速度、および地上速度を検出する工程を含んで
    いることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 さらに、以下の形式をもつ、時間ｋにお
    ける機械プロセスモデルを決定する工程を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項３に記載の方法。 ｘ（ｋ＋１）＝Ｆｘ（ｋ）＋Ｇｕ（ｋ）＋ｗ（ｋ） ここで、 ｘはプロセス変数を表す。ｕは入力変数を表す。ｋは時
    間の単位を表す。Ｆは機械システム・マトリックスを表
    す。Ｇは入力マトリックスを表す。ｗは測定モデル化お
    よびセンサのエラーを表す。
  5. 【請求項５】 さらに、以下の形式をもつ、時間ｋにお
    ける測定モデルを決定する工程を含んでいることを特徴
    とする請求項４に記載の方法。 ｙ（ｋ）＝Ｈｘ（ｋ）＋ｖ（ｋ） ここで、 Ｈは出力マトリックスを表す。ｖは検出された機械動作
    パラメータを表す。
  6. 【請求項６】 さらに、時間ｋまでに得た測定値に基づ
    いて、以下の形式をもつ、時間ｋにおけるエラー共変量
    マトリックスを更新する工程を含んでいることを特徴と
    する請求項５に記載の方法。 Ｐ＜ｋ｜ｋ＞＝Ｐ＜ｋ｜ｋ−１＞−Ｐ＜ｋ｜ｋ−１＞Ｈ
    T ×（ＨＰ＜ｋ｜ｋ−１＞ＨT ＋ＲV ）-1ＨＰ＜ｋ｜ｋ
    −１＞ ここで、 ＲV は測定雑音共変量マトリックスを表す。
  7. 【請求項７】 さらに、以下の形式をもつ、時間ｋにお
    けるカルマン利得マトリックスを更新する工程を含んで
    いることを特徴とする請求項６に記載の方法。 Ｌ（ｋ）＝Ｐ＜ｋ｜ｋ＞ＨT ＲV -1
  8. 【請求項８】 さらに、時間ｋまでに得た測定値に基づ
    いて、以下の形式をもつ、時間ｋにおけるｘの推定値を
    決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項７に
    記載の方法。 【数１】
  9. 【請求項９】 さらに、以下の形式をもつ、時間ｋ＋１
    までのエラー共変量マトリックスを更新する工程を含ん
    でいることを特徴とする請求項８に記載の方法。 Ｐ＜ｋ＋１｜ｋ＞＝ＦＰ＜ｋ｜ｋ＞ＦT ＋ＲW ここで、 ＲW は共変量マトリックスを表す。
  10. 【請求項１０】 以下の形式をもつ、時間ｋにおけるｘ
    の推定値の時間ｋ＋１までの外挿を決定する工程を含ん
    でいることを特徴とする請求項９に記載の方法。 【数２】 ここで、ピッチ角推定値と地上速度推定値は外挿方程式
    から決定される。
  11. 【請求項１１】 地ならし機械のピッチ角と地上速度を
    決定する装置であって、 地ならし機械の地上速度を測定し、対応する地上速度信
    号を生成する地上速度センサ、 地ならし機械のピッチ角を測定し、対応するピッチ角信
    号を生成するピッチ角センサ、 地ならし機械のピッチ角速度を測定し、対応するピッチ
    角速度信号を生成するピッチ角速度センサ、および地上
    速度信号、ピッチ角信号、ピッチ角速度信号を受け取っ
    て、最小二乗平均推定法を用いて、ピッチ角推定値と地
    上速度推定値を決定するカルマン・フィルタ、を備えて
    いることを特徴とする装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001107385A (ja) * 1999-09-03 2001-04-17 Caterpillar Inc 土工作業機械の進行方向を制御する方法及び装置
JP2005330107A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Liebherr Werk Ehingen Gmbh 可動クレーン
JP2009243262A (ja) * 2004-08-23 2009-10-22 Topcon Positioning Systems Inc 地ならし機の動的安定化および制御
CN103556664A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 山推工程机械股份有限公司 一种推土机故障自动保护方法及系统
JP2019203280A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 住友重機械工業株式会社 ショベル
WO2020003638A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 株式会社小松製作所 作業機械、および作業機械を含むシステム
US12098527B2 (en) 2018-06-29 2024-09-24 Komatsu Ltd. Work machine and system including work machine

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3306301B2 (ja) * 1996-06-26 2002-07-24 日立建機株式会社 建設機械のフロント制御装置
JPH10147952A (ja) * 1996-11-18 1998-06-02 Komatsu Ltd ブルドーザのドージング装置
US7740099B2 (en) * 1999-06-04 2010-06-22 Segway Inc. Enhanced control of a transporter
DE69924649T2 (de) * 1999-06-30 2006-03-09 Deka Products Ltd. Partnership Vorrichtung und verfahren zum abschätzen des nickneigungszustandes eines personengebundenen fahrzeuges
SE523023C2 (sv) * 2000-04-12 2004-03-23 Nira Dynamics Ab Metod och anordning för att med rekursiv filtrering bestämma en fysikalisk parameter hos ett hjulfordon
US7158675B2 (en) * 2002-05-14 2007-01-02 Microsoft Corporation Interfacing with ink
US7232277B2 (en) * 2002-08-02 2007-06-19 Chris Corbitt Remotely-controlled concrete tool assembly
US20040153216A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Visteon Global Technologies, Inc. Method for estimating a vehicle's velocity
US7593798B2 (en) * 2003-10-30 2009-09-22 Deere & Company Vehicular guidance system having compensation for variations in ground elevation
US6845311B1 (en) 2003-11-04 2005-01-18 Caterpillar Inc. Site profile based control system and method for controlling a work implement
GB0409086D0 (en) * 2004-04-23 2004-05-26 King S College London Improvements in or relating to digging apparatus and methods
US7121355B2 (en) * 2004-09-21 2006-10-17 Cnh America Llc Bulldozer autograding system
US7298725B2 (en) * 2004-10-08 2007-11-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Enhancement of AAA routing initiated from a home service network involving intermediary network preferences
US7630793B2 (en) * 2004-12-10 2009-12-08 Caterpillar S.A.R.L. Method of altering operation of work machine based on work tool performance footprint to maintain desired relationship between operational characteristics of work tool and work machine
US7121374B1 (en) 2005-04-30 2006-10-17 Cnh America Llc Four-wheel drive combine with slip control
US7857071B1 (en) 2005-08-05 2010-12-28 Topcon Positioning Systems, Inc. Grade indicator for excavation operations
US7677323B2 (en) * 2006-03-15 2010-03-16 Caterpillar Trimble Control Technologies Llc System and method for automatically adjusting control gains on an earthmoving machine
US7979179B2 (en) * 2006-08-11 2011-07-12 Segway Inc. Apparatus and method for pitch state estimation for a vehicle
US7962256B2 (en) 2006-08-11 2011-06-14 Segway Inc. Speed limiting in electric vehicles
US9050725B2 (en) * 2007-10-24 2015-06-09 Caterpillar Inc. Tool control system based on anticipated terrain
US8141650B2 (en) * 2008-06-24 2012-03-27 Deere & Company Automatic depth correction based on blade pitch
US8473166B2 (en) * 2009-05-19 2013-06-25 Topcon Positioning Systems, Inc. Semiautomatic control of earthmoving machine based on attitude measurement
US8275524B2 (en) * 2009-12-23 2012-09-25 Caterpillar Inc. System and method for limiting operator control of an implement
CA2791064C (en) * 2010-03-05 2019-03-26 Mikrofyn A/S An apparatus and a method for height control for a dozer blade
US8634991B2 (en) 2010-07-01 2014-01-21 Caterpillar Trimble Control Technologies Llc Grade control for an earthmoving system at higher machine speeds
US9199616B2 (en) * 2010-12-20 2015-12-01 Caterpillar Inc. System and method for determining a ground speed of a machine
US20120253609A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Caterpillar Inc. Proportional control using state space based scheduling
US9145144B2 (en) 2011-09-28 2015-09-29 Caterpillar Inc. Inclination detection systems and methods
US9020776B2 (en) 2011-09-28 2015-04-28 Caterpillar Inc. Inclination angle compensation systems and methods
US8600621B2 (en) * 2011-12-20 2013-12-03 Caterpillar Inc. System and method for controlling slip
WO2013119140A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Kosarev Alexey Andreevich Estimation of the relative attitude and position between a vehicle body and an implement operably coupled to the vehicle body
FR2988868B1 (fr) * 2012-03-30 2015-04-24 Parrot Procede de pilotage d'un drone a voilure tournante a rotors multiples avec estimation et compensation du vent lateral
US9052391B2 (en) 2012-08-01 2015-06-09 Caterpillar Inc. Backup velocity estimation utilizing traction device speed
US9043097B2 (en) 2012-10-17 2015-05-26 Caterpillar Inc. System and method for estimating machine pitch angle
US8924095B2 (en) * 2012-10-26 2014-12-30 Caterpillar Inc. Automated system for enhanced blade control
US8924096B2 (en) 2012-10-31 2014-12-30 Caterpillar Inc. Implement controller having angular rate correction
CN105722735B (zh) * 2013-06-03 2018-01-30 E-Aam 传动系统公司 用于确定车速参数的方法
US9618338B2 (en) 2014-03-18 2017-04-11 Caterpillar Inc. Compensating for acceleration induced inclination errors
JP5844465B1 (ja) 2014-05-19 2016-01-20 株式会社小松製作所 作業機械の姿勢演算装置、油圧ショベルの姿勢演算装置及び作業機械
WO2015199570A1 (en) 2014-06-23 2015-12-30 Llc "Topcon Positioning Systems" Estimation with gyros of the relative attitude between a vehicle body and an implement operably coupled to the vehicle body
US9752299B2 (en) * 2015-04-30 2017-09-05 Caterpillar Inc. System having pitch-adjusted rotational speed measurement
US9624650B2 (en) * 2015-05-05 2017-04-18 Caterpillar Inc. System and method for implement control
US10428493B2 (en) 2015-10-06 2019-10-01 Topcon Positioning Systems, Inc. Automatic blade control system for a motor grader
US9702115B1 (en) * 2016-01-08 2017-07-11 Caterpillar Inc. Autonomous method for detecting a pile
AU2017202252B2 (en) * 2016-04-15 2021-04-08 Joy Global Surface Mining Inc Automatic tilt control
DE102016225043A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Beschleunigungskompensierter neigungssensor
US10962360B2 (en) 2018-06-11 2021-03-30 Deere & Company Smartphone calibration of a grade control system for a work machine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8512340D0 (en) * 1985-05-15 1986-10-29 Gec Avionics Measuring dynamic system
GB8814936D0 (en) * 1988-06-23 1988-07-27 Ford New Holland Nv Combine ground speed control system
US5528843A (en) * 1994-08-18 1996-06-25 Caterpillar Inc. Control system for automatically controlling a work implement of an earthworking machine to capture material
US5546799A (en) * 1994-12-09 1996-08-20 Digital Control Corp. Draft monitoring device mounted on motor vehicle to determine wind speed relative to ground
US5560431A (en) * 1995-07-21 1996-10-01 Caterpillar Inc. Site profile based control system and method for an earthmoving implement

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001107385A (ja) * 1999-09-03 2001-04-17 Caterpillar Inc 土工作業機械の進行方向を制御する方法及び装置
JP2012036726A (ja) * 1999-09-03 2012-02-23 Caterpillar Inc 土工作業機械の進行方向を制御する方法及び装置
JP2005330107A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Liebherr Werk Ehingen Gmbh 可動クレーン
JP2013063856A (ja) * 2004-05-19 2013-04-11 Liebherr Werk Ehingen Gmbh 可動クレーン
JP2009243262A (ja) * 2004-08-23 2009-10-22 Topcon Positioning Systems Inc 地ならし機の動的安定化および制御
CN103556664A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 山推工程机械股份有限公司 一种推土机故障自动保护方法及系统
JP2019203280A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 住友重機械工業株式会社 ショベル
WO2020003638A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 株式会社小松製作所 作業機械、および作業機械を含むシステム
JP2020002695A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 株式会社小松製作所 作業機械、および作業機械を含むシステム
US11881061B2 (en) 2018-06-29 2024-01-23 Komatsu Ltd. Work machine and system including work machine
US12098527B2 (en) 2018-06-29 2024-09-24 Komatsu Ltd. Work machine and system including work machine

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US5860480A (en) 1999-01-19
DE19815894A1 (de) 1998-10-15

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