[发明专利]作业机械的姿势运算装置、作业机械及作业机械的姿势运算方法

权利要求书

1.一种作业机械的姿势运算装置，其用于求出具备行驶体及安装于所述行驶体且相对于所述行驶体相对旋转的回转体的作业机械的姿势角，

所述作业机械的姿势运算装置包括：

检测装置，其设置于所述回转体，用于检测所述作业机械的角速度及加速度；

加速度修正部，其基于所述检测装置相对于设置于所述回转体的所述回转体中心的位置及所述检测装置检测出的所述角速度及所述加速度，从所述检测装置检测出的所述加速度减去由离心力求出的离心加速度及角加速度的加速度成分，从而将所述检测装置检测出的所述加速度修正为所述检测装置设置于所述回转体中心时的加速度；

姿势角运算部，其根据由所述加速度修正部修正后的所述加速度及由所述检测装置检测出的所述角速度来求出所述作业机械的姿势角。

2.根据权利要求1所述的作业机械的姿势运算装置，其中，

所述加速度修正部还基于所述检测装置的局部坐标系中的垂直轴以外的倾斜角、在所述作业机械的局部坐标系中表示设置所述检测装置的位置的倾斜度的设置角、以作业机械的局部坐标系的垂直轴为基准的到所述检测装置的距离及绕作业机械的所述垂直轴的角速度，从所述检测装置检测出的所述加速度减去由离心力求出的离心加速度及角加速度的加速度成分，从而将所述检测装置检测出的所述加速度修正为所述检测装置设置于所述回转体中心时的加速度。

3.根据权利要求1或2所述的作业机械的姿势运算装置，其中，

所述加速度修正部基于与所述回转体的旋转中心轴正交的平面内的从所述回转体的旋转中心轴到所述检测装置的距离及与所述回转体的旋转中心轴正交的平面内的设置所述检测装置的位置相对于所述回转体的基准轴的倾斜度，从所述检测装置检测出的所述加速度减去由离心力求出的离心加速度及角加速度的加速度成分，从而对所述检测装置检测出的与所述旋转中心轴正交的两个方向上的加速度进行修正，

所述姿势角运算部根据由所述加速度修正部修正后的与所述旋转中心轴正交的两个方向上的所述加速度、所述检测装置检测出的所述旋转中心轴方向的加速度、由所述检测装置检测出的所述角速度来求出所述作业机械的姿势角。

4.根据权利要求1或2所述的作业机械的姿势运算装置，其中，

所述加速度修正部对所述检测装置检测出的所述加速度中的、与所述回转体的旋转中心轴正交的两个方向上的加速度进行修正，

所述作业机械的姿势运算装置还包括：

第一姿势角运算部，其根据由所述检测装置检测出的所述角速度及所述加速度来求出所述作业机械的姿势角；

低通滤波器，其使所述第一姿势角运算部求出的姿势角通过而作为第一姿势角输出；

第二姿势角运算部，其使根据由所述加速度修正部修正后的与所述旋转中心轴正交的两个方向上的所述加速度、所述检测装置检测出的所述旋转中心轴方向的加速度、由所述检测装置检测出的所述角速度求出的姿势角不通过所述低通滤波器而作为第二姿势角输出；

选择部，其基于与所述作业机械的角度变动相关的信息来切换并输出所述第一姿势角和所述第二姿势角。

5.一种作业机械，其具有权利要求1至4中任一项所述的作业机械的姿势运算装置，

该作业机械使用从所述作业机械的姿势运算装置输出的所述姿势角来求出所述作业机械的至少一部分的位置。

6.根据权利要求5所述的作业机械，其中，

所述作业机械具有：

工作装置；

位置检测装置，其用于检测所述作业机械的位置信息；

目标挖掘地形生成装置，其基于由所述位置检测装置检测出的位置信息求出所述工作装置的位置，并且根据表示目标形状的目标施工面的信息来生成与表示所述工作装置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形相关的信息，

所述作业机械还具有工作装置控制装置，该工作装置控制装置基于从所述姿势运算装置获取的与所述目标挖掘地形相关的信息来执行将所述工作装置接近挖掘对象的方向上的速度控制为限制速度以下的挖掘控制。

7.一种作业机械的姿势运算方法，其用于求出具备行驶体及安装于所述行驶体且相对于所述行驶体相对旋转的回转体的作业机械的姿势角，

所述作业机械的姿势运算方法如下：

设置于所述回转体，检测所述作业机械的角速度及加速度，

基于对所述角速度及所述加速度进行检测的检测装置相对于设置于所述回转体的所述回转体中心的位置及所述检测装置检测出的所述角速度及所述加速度，从所述检测装置检测出的所述加速度减去由离心力求出的离心加速度及角加速度的加速度成分，从而将所检测出的所述加速度修正为所述检测装置设置于所述回转体中心时的加速度，

根据修正后的所述加速度及检测出的所述角速度来求出所述作业机械的姿势角。