[發明專利]用于相對于機器上的基準位置確定機具上位置的系統和方法

無效

• 申請號: 201180011043.4
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102770606A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: R·A·金登;E·J·迪施曼;S·R·克勞澤
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明一般地涉及一種機具控制系統，更具體地涉及用于相對于機器上的基準位置確定機具上位置的系統和方法。

背景技術

土方機器，如履帶式拖拉機、自行式平地機、鏟運機、和/或反鏟裝載機，具有如推土機犁板或鏟斗的機具，所述機具在工地被使用以改變一段土地的地形或地勢。機具可由操作員或控制系統控制以在工地上執行工作，如在工地上實現最終的表面輪廓或最終地面平整情況（grade）。然而，定位機具是復雜并且費時的工作，如果由操作員控制運動則要求專業的技術以及努力。因此，經常希望提供機具的自主控制以簡化操作員控制。

為自主地控制機具，有時需要確定機具上的至少一個點相對于機器上基準點的精確位置。有時還需要確定在機具上的至少一個點和機器上的基準點之間的準確距離。確定機具上的點和機器上的基準點的精確的相對位置和準確的相對距離可能要求利用位置和距離信息來標定或更新機具控制系統。

現有技術的系統利用直尺、卷尺、鉛垂以及另外的手動方法來獲取位置和距離信息。另外，一些現有技術的系統利用相對于在機器外面或外部的基準點的位置信息更新機具控制系統，所述位于外面或外部的基準點例如是樹、石、旗以及其它標記物。例如，Kalafut等人的US6,418,364（“Kalafut”）公開了一種方法，該方法用于確定具有可控附接的作業機具的作業機器的位置和前進方向。Kalafut公開了，使用一基準點來為作業機器的位置和前進方向提供基準。合適的基準點示例包括“石、旗、標記物、樹以及類似物”。

然而，因為該公開的方法在測量過程期間受到多種的、難以檢測的人為誤差的影響，所以Kalafut和其它現有技術系統所公開的方法在測量距離不大的情況下才令人滿意。另外，該公開的方法和現有技術系統包括了如下的測量過程：其可能要求兩個或多個個體，即相對于一已知的坐標系統固定且恒定不動的基準點（即該基準點的坐標不變），和/或一在機器外的基準點，這可能要求相對于外部的基準點反復地標定機器并且可能變得非常費時。

本發明的系統和方法旨在克服上述的一個或多個問題。

發明內容

本發明一方面涉及用于相對于機器上的基準位置確定機器上的位置的方法。該方法包括確定一坐標系中的基準位置；確定坐標系中的、機器上的第一希望位置；以及確定相對于基準位置的第一希望位置。該方法還包括利用第一相對希望位置更新控制系統。

本發明另一方面涉及，機器中的機具控制系統，該機具控制系統用于相對于機器上的基準位置確定機器上的位置，所述機器具有操作性地連接到機器的剛性體部上的機具。控制系統包括操作性地連接到所述機具的控制器。該控制器適于確定坐標系中的基準位置；確定坐標系中的、機具上的第一希望位置；確定第一相對希望位置，其中，所述第一希望位置是相對于所述基準位置；利用所述第一相對希望位置來更新所述機具控制系統。

附圖說明

圖1示出具有根據本發明示例性實施例的機具控制系統的機器的側視圖。

圖2示出具有根據本發明示例性實施例的機具控制系統的機器的前視圖。

圖3示出根據本發明示例性實施例的機具控制系統。

圖4是根據本發明的示例性實施例的機具控制過程的一個實施例的流程圖。

圖5是根據本發明的示例性實施例的機具控制過程的替代實施例的流程圖。

具體實施方式

本發明涉及用于相對于機器上的基準位置確定機具上位置的系統和方法。圖1中示意性地示出機器100的示例性實施例。機器100可以是移動式機器，其執行某種與工業，如礦業、建筑、耕作、運輸或現有技術中已知的任意其它工業，相關的操作。例如，機器100可以是拖拉機或推土機（如圖1所示）、鏟運機或現有技術中已知的任意其它機器。盡管以下對示例性實施例的詳細描述結合推土機對本發明進行了說明，應當理解所述說明同等地適用于本發明在其它這樣的機器中的應用。