【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于设备中的磁罗盘,更特别地,涉及ー种使用设置于可移动的设备或车辆(例如,挖掘机)中的磁罗盘装置的方法。
技术介绍
感测地磁场的方向并提供用于显示和由控制系统使用的输出的传感器配置已经使用了一段时间。这样的配置已经经受并且必须补偿硬鉄效应和软铁效应。这两种效应都使得传感器局部地区的地磁力线的形状失真,但以不同的方式。硬铁效应起因于永久磁体和车辆中被磁化的铁或钢。硬铁效应使得地磁场在特定方向上偏移,并且当设备(例如,挖掘机)围绕垂直轴旋转时不发生变化。由硬铁效应引起的误差在设备的完整循环(complete rotation)期间经过单个转。软铁效应起因于地磁场与挖掘机的磁性渗透材料的交互作用。软铁效应在设备旋转时发生变化,并且,由软铁效应引起的误差在设备的完整 循环期间经过两个转。典型地,地磁场由三个磁场传感器感测,所述传感器被定位以检测地磁场在三个正交方向上的强度,參考的传感器的坐标系的X、Y和Z方向。由所述三个传感器的相对输出,易于确定有关传感器的场的相对方位和強度。可以想到,如果传感器坐标參考系没有对准エ地的本地水平面坐标參考系,则来自所述传感器的X、Y和Z坐标參考系的所感测的磁场指示必须被转换至本地水平面坐标參考系,以确定磁力线的方向,从而确定关于エ地所述设备的朝向。过去,已经使用了多种方法来针对硬铁效应和软铁效应补偿磁罗盘系统。作为繁重的标定エ序的延伸,许多这些先有技术的标定技术需要在各个方向定位的设备和罗盘的磁场强度的大量測量。
技术实现思路
ー种使用安装在挖掘机上的磁场传感器来确定エ地的挖掘机的朝向的方法。所述磁场传感器提供传感 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.21 US 13/052,3931.ー种使用安装在挖掘机上的磁场传感器,使用磁倾计,使用陀螺传感器以及使用处理器电路来确定エ地的挖掘机的朝向的方法,所述磁场传感器提供传感器的X、Y和Z方向上的地磁场的大小的指示,所述磁倾计提供挖掘机的倾斜和摇摆的指示,所述陀螺传感器用于感测挖掘机围绕磁场传感器的Z轴的旋转,以及所述处理器电路具有相关联的存储器,响应于所述磁场传感器、所述磁倾计和所述陀螺传感器,所述方法包括 创建并存储数据的标定表,包括 基本上以恒速围绕大体纵向的Z轴旋转所述挖掘机, 存储来自所述磁场传感器和所述陀螺传感器的输出, 基于来自所述磁场传感器的数据值的重复来确定挖掘机的完整循环的开始和结束,并且 把在完整循环期间从所述陀螺传感器接收的数据和从所述磁场传感器接收的对应数据调节成大致相等的角度増量,并且存储该调节的数据, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的X、Y和Z方向上磁场大小的指示,使用来自磁倾计的输出,将感测到的磁场指示从传感器的X、Y和Z坐标參考系转换至本地水平面坐标參考系, 确定经转换的感测到的磁场指示的硬铁分量并除去该硬铁分量,以产生经过校正的在本地水平面坐标參考系中的磁场指示,并且 将经过校正的指示与存储的调节的数据进行比较,以确定挖掘机的朝向。2.如权利要求I所述的方法,其中,创建和存储数据的标定表包括针对硬铁引起的误差补偿所存储的输出。3.如权利要求I所述的方法,其中,把在完整循环期间从陀螺传感器接收的数据和从磁场传感器接收的对应指示数据调节成大致相等的角度増量包括把在完整循环期间从陀螺传感器接收的数据和从磁场传感器接收的对应指示数据调节成相等的増量。4.如权利要求I所述的方法,其中,确定经转换的感测到的磁场指示的硬铁分量包括 定位挖掘机以基本上朝向地磁北扱, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的X、Y和Z方向上磁场的大小的指示, 感测挖掘机的倾斜和摇摆, 将挖掘机倾斜几度, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的Χ、γ和Z方向上磁场的大小的指示,并且 感测挖掘机的倾斜和摇摆。5.如权利要求I所述的方法,其中,创建并存储数据的标定表还包括通过将其旋转至预定參考朝向来固定所述挖掘机,并确定来自表示预定朝向的表的对应数据,从而数据的平衡表示挖掘机的朝向在角度增量上偏离预定參考朝向。6.ー种使用安装在挖掘机上的磁场传感器,使用重力參考传感器,使用陀螺传感器,并使用处理器电路来确定エ地的挖掘机的朝向并补偿软铁误差的方法,所述磁场传感器提供地磁场在传感器的X、Y和Z方向上的大小的指示,所述重力參考传感器提供挖掘机的倾斜和摇摆的指示,所述陀螺传感器用于感测挖掘机围绕磁场传感器的Z轴的旋转,以及所述处理器电路具有相关联的存储器,响应于所述磁场传感器、所述磁倾计和所述陀螺传感器,所述方法包括 创建并存储数据的标定表,包括 记录挖掘机的倾斜和摇摆, 基本上以恒速围绕基本上纵向的Z轴旋转所述挖掘机,通过完整循环, 存储来自所述磁场传感器、所述磁倾计和所述陀螺传感器的输出, 基于来自所述磁场传感器的数据值的重复来确定挖掘机的完整循环的开始和结束,并 且 把在完整循环期间从所述陀螺传感器接收的数据和从所述磁场传感器接收的对应数据调节成大致相等的角度増量,并且存储该调节的数据, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的Χ、γ和Z方向上磁场的大小的指示,使用来自磁倾计的输出将感测到的磁场指示从传感器的χ、γ和Z坐标參考系转换至本地水平面坐标參考系,并且 将经过校正的指示与存储的调节的数据进行比较,以确定挖掘机的朝向。7.如权利要求6所述的方法,其中,创建和存储数据的标定表还可以包括针对硬铁引起的误差补偿所存储的输出。8.如权利要求6所述的方法,其中,把在完整循环期间从陀螺传感器接收的数据和从磁场传感器接收的对应指示数据调节成大致相等的角度増量包括把在完整循环期间从陀螺传感器接收的数据和从磁场传感器接收的对应指示数据调节成一度的増量。9.如权利要求6所述的方法,其中,确定经转换的感测到的磁场指示的硬铁分量包括 定位挖掘机以基本上朝向地磁北扱, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的Χ、γ和Z方向上磁场的大小的指示, 感测挖掘机的倾斜和摇摆, 将挖掘机倾斜几度, 用磁场传感器感测挖掘机处的磁场,提供传感器的Χ、γ和Z方向上磁场的大小的指示,并且 感测挖掘机的倾斜和摇摆。10.如权利要求6所述的方法,其中,创建并存储数据的标定表还包括通过将其旋转至预定參考朝...
【专利技术属性】
技术研发人员:G·L·凯恩,C·C·埃普尔,B·W·艾尼克斯,
申请(专利权)人:卡特彼勒特林布尔控制技术有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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