[发明专利]用于相对于机器上的基准位置确定机具上位置的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种机具控制系统，更具体地涉及用于相对于机器上的基准位置确定机具上位置的系统和方法。

背景技术

土方机器，如履带式拖拉机、自行式平地机、铲运机、和/或反铲装载机，具有如推土机犁板或铲斗的机具，所述机具在工地被使用以改变一段土地的地形或地势。机具可由操作员或控制系统控制以在工地上执行工作，如在工地上实现最终的表面轮廓或最终地面平整情况（grade）。然而，定位机具是复杂并且费时的工作，如果由操作员控制运动则要求专业的技术以及努力。因此，经常希望提供机具的自主控制以简化操作员控制。

为自主地控制机具，有时需要确定机具上的至少一个点相对于机器上基准点的精确位置。有时还需要确定在机具上的至少一个点和机器上的基准点之间的准确距离。确定机具上的点和机器上的基准点的精确的相对位置和准确的相对距离可能要求利用位置和距离信息来标定或更新机具控制系统。

现有技术的系统利用直尺、卷尺、铅垂以及另外的手动方法来获取位置和距离信息。另外，一些现有技术的系统利用相对于在机器外面或外部的基准点的位置信息更新机具控制系统，所述位于外面或外部的基准点例如是树、石、旗以及其它标记物。例如，Kalafut等人的US6,418,364（“Kalafut”）公开了一种方法，该方法用于确定具有可控附接的作业机具的作业机器的位置和前进方向。Kalafut公开了，使用一基准点来为作业机器的位置和前进方向提供基准。合适的基准点示例包括“石、旗、标记物、树以及类似物”。

然而，因为该公开的方法在测量过程期间受到多种的、难以检测的人为误差的影响，所以Kalafut和其它现有技术系统所公开的方法在测量距离不大的情况下才令人满意。另外，该公开的方法和现有技术系统包括了如下的测量过程：其可能要求两个或多个个体，即相对于一已知的坐标系统固定且恒定不动的基准点（即该基准点的坐标不变），和/或一在机器外的基准点，这可能要求相对于外部的基准点反复地标定机器并且可能变得非常费时。

本发明的系统和方法旨在克服上述的一个或多个问题。

发明内容

本发明一方面涉及用于相对于机器上的基准位置确定机器上的位置的方法。该方法包括确定一坐标系中的基准位置；确定坐标系中的、机器上的第一希望位置；以及确定相对于基准位置的第一希望位置。该方法还包括利用第一相对希望位置更新控制系统。

本发明另一方面涉及，机器中的机具控制系统，该机具控制系统用于相对于机器上的基准位置确定机器上的位置，所述机器具有操作性地连接到机器的刚性体部上的机具。控制系统包括操作性地连接到所述机具的控制器。该控制器适于确定坐标系中的基准位置；确定坐标系中的、机具上的第一希望位置；确定第一相对希望位置，其中，所述第一希望位置是相对于所述基准位置；利用所述第一相对希望位置来更新所述机具控制系统。

附图说明

图1示出具有根据本发明示例性实施例的机具控制系统的机器的侧视图。

图2示出具有根据本发明示例性实施例的机具控制系统的机器的前视图。

图3示出根据本发明示例性实施例的机具控制系统。

图4是根据本发明的示例性实施例的机具控制过程的一个实施例的流程图。

图5是根据本发明的示例性实施例的机具控制过程的替代实施例的流程图。

具体实施方式

本发明涉及用于相对于机器上的基准位置确定机具上位置的系统和方法。图1中示意性地示出机器100的示例性实施例。机器100可以是移动式机器，其执行某种与工业，如矿业、建筑、耕作、运输或现有技术中已知的任意其它工业，相关的操作。例如，机器100可以是拖拉机或推土机（如图1所示）、铲运机或现有技术中已知的任意其它机器。尽管以下对示例性实施例的详细描述结合推土机对本发明进行了说明，应当理解所述说明同等地适用于本发明在其它这样的机器中的应用。