KR102322519B1

KR102322519B1 - 건설 기계

Info

Publication number: KR102322519B1
Application number: KR1020197024971A
Authority: KR
Inventors: 신지 이시하라; 히데카즈 모리키; 마나부 에다무라; 히로시 사카모토; 야스타카 즈루가; 유우이치로오 모리타
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2021-11-05
Also published as: JP2018155027A; CN110392754B; US11149413B2; EP3597831B1; US20190345697A1; KR20190112058A; WO2018168553A1; CN110392754A; JP6707047B2; EP3597831A1; EP3597831A4

Abstract

버킷(6)을 포함하는 복수의 피구동 부재(4 내지 6)를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 장치(1)와, 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 자세 정보를 검출하는 관성 계측 장치(14 내지 16)와, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과의 교정에 사용하는 교정 파라미터를 연산하는 교정값 연산부(153)와, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과와 교정값 연산부(153)의 연산 결과에 기초하여 버킷(6)의 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 작업 위치 연산부(154)를 구비하고, 교정값 연산부(153)는, 복수의 피구동 부재(4 내지 6) 상에 미리 설정한 기준점이 기준 위치와 일치하고, 또한 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 적어도 하나의 자세가 상이한, 피구동 부재의 개수에 대응한 프론트 장치(1)의 복수의 자세에 있어서의 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과에 기초하여 교정 파라미터의 연산을 행한다. 이에 의해, 보다 평이한 구성으로 작업기의 고정밀도의 자세 연산을 행할 수 있다.

Description

건설 기계

본 발명은, 프론트 장치를 갖는 건설 기계에 관한 것이다.

근년, 정보화 시공에의 대응에 수반하여, 건설 기계에 있어서 붐, 암, 버킷 등의 피구동 부재를 갖는 작업기의 자세나 버킷 등의 작업구의 위치를 오퍼레이터에 대하여 표시하는 머신 가이던스의 기능이나, 버킷 등의 작업구가 목표 시공면을 따라 움직이도록 제어하는 머신 컨트롤의 기능 등을 갖는 것이 실용화되고 있다. 이러한 기능의 대표적인 것으로서는, 유압 셔블의 버킷 선단 위치와 버킷 각도를 모니터에 표시하거나, 버킷 선단이 목표 시공면에 일정 이상 근접하지 않도록 동작에 제한을 가하거나 하는 경우가 있다.

이러한 기능을 실현하는 데는, 작업기의 자세 연산이 필요하고, 이 자세 연산의 정밀도가 높을수록 질이 높은 시공을 실현할 수 있다. 작업기의 자세를 연산하기 위해서는, 예를 들어 포텐시오미터나 관성 계측 장치(IMU) 등의 센서를 사용하여 붐, 암, 버킷의 각각의 회전 각도를 검출할 필요가 있다. 또한, 고정밀도의 자세 연산에는, 센서의 설치 위치나 각도 등을 정확하게 파악할 필요가 있다. 그러나, 실제의 운용에 있어서는, 센서를 건설 기계에 설치할 때에 설치 오차가 발생하기 때문에, 건설 기계의 작업기의 자세를 정확하게 연산하기 위해서는, 그러한 오차를 보정하기 위한 어떠한 교정 수단을 구비할 필요가 있다.

작업기에 설치한 센서의 설치 위치의 교정 방법으로서는, 예를 들어 토탈 스테이션 등의 외부 계측 장치를 사용하는 경우가 있다. 그러나, 이 방법에서는, 외부 계측 장치가 사용될 수 없는 환경(예를 들어, 토탈 스테이션이라면 우천 시와 같이 레이저광이 능숙하게 반사하지 않는 경우)이나 외부 계측 장치를 사용할 수 있는 인원이 있지 않은 작업 현장에서는 교정 작업을 실시할 수 없다. 또한, 외부 계측 장치를 사용한 측정에는 그 몫의 공정수가 필요해지기 때문에, 외부 계측 장치를 사용하지 않는 교정 방법이 요망된다.

외부 계측 장치를 이용하지 않는 교정 방법으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 기술이 있다. 이 기술에서는, 작업기의 각 링크에 포텐시오미터를 구비한 건설 기계에 있어서, 작업구 위치(예를 들어, 버킷 클로 끝)을 전후 방향으로 연장하는 특정한 기준면에 맞추어, 이때의 작업구 전후 방향에 있어서의 복수의 위치에 대응하는 작업구 상하 방향 위치를 보정하고 있다.

일본 특허 공개 평7-102593호 공보

상기 종래 기술에 있어서는, 지면 등을 기준면으로 하여 버킷 클로 끝의 높이 보정을 행함으로써, 접지 시의 버킷 높이를 정확하게 연산하려고 하고 있다. 그러나, 작업기 등에 설치되는 복수의 센서는 각각 상이한 특유의 오차 특성을 갖는다. 이 때문에, 작업기의 자세(붐, 암 및 버킷의 각도)가 보정 시와 상이한 경우, 즉, 예를 들어 보정의 실시 시에 사용한 기준면(평면)과 상이한 형상의 작업면에서의 작업을 행하는 경우에는, 각 센서의 오차가 변화하여 보정값의 정밀도가 저하되어 버려, 작업기의 자세를 정확하게 연산할 수 없다.

본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것이고, 보다 평이한 구성으로 작업기의 고정밀도의 자세 연산을 행할 수 있는 건설 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 작업구를 포함하는 복수의 피구동 부재가 연결되어서 구성되고, 건설 기계의 차체에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지된 다관절형의 프론트 작업기와, 상기 복수의 피구동 부재의 각각의 자세 정보를 검출하는 자세 정보 검출 장치와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세를 연산하는 프론트 자세 연산 장치를 구비하고, 상기 프론트 자세 연산 장치에 의해 연산된 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 동작을 제어하는 건설 기계에 있어서, 상기 프론트 자세 연산 장치는, 상기 차체에 대하여 상대적으로 정해지는 기준 위치를 설정하는 기준 위치 설정부와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보의 교정에 사용하는 교정 파라미터를 연산하는 교정값 연산부와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보와 상기 교정값 연산부의 연산 결과에 기초하여 상기 작업구의 상기 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 작업 위치 연산부를 구비하고, 상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 기준 위치 설정부에 의해 설정된 기준 위치와 일치하고, 또한 상기 복수의 피구동 부재의 적어도 하나의 자세가 상이한, 상기 피구동 부재의 개수에 대응한 상기 프론트 작업기의 복수의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것으로 한다.

본 발명에 따르면, 각 유압 액추에이터에 대한 배분 유량을 적절하게 제어할 수 있고, 오퍼레이터에 의한 조작성을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는, 유압 셔블에 탑재되는 컨트롤러의 처리 기능의 일부를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은, 컨트롤러의 자세 연산 장치의 처리 기능을 개략적으로 도시하는 기능 블록도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에서 정의하는 프론트 좌표계와 유압 셔블의 관계를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 5는, 자세 각도를 도입하는 경우의 프론트 장치의 자세를 예시하는 도면이다.
도 6은, 자세 각도를 도입하는 경우의 프론트 장치의 자세를 예시하는 도면이다.
도 7은, 자세 각도를 도입하는 경우의 프론트 장치의 자세를 예시하는 도면이다.
도 8은, 제1 실시 형태에 관한 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 9는, 제1 실시 형태의 변형예에 있어서의 컨트롤러의 자세 연산 장치의 처리 기능을 개략적으로 도시하는 기능 블록도이다.
도 10은, 자세 각도를 도입하는 경우의 기준면과 프론트 장치의 자세의 관계를 예시하는 도면이다.
도 11은, 자세 각도를 도입하는 경우의 기준면과 프론트 장치의 자세의 관계를 예시하는 도면이다.
도 12는, 자세 각도를 도입하는 경우의 기준면과 프론트 장치의 자세의 관계를 예시하는 도면이다.
도 13은, 자세 각도를 도입하는 경우의 기준면과 프론트 장치의 자세의 관계를 예시하는 도면이다.
도 14는, 제2 실시 형태의 프론트 좌표계와 유압 셔블의 관계를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 15는, 제3 실시 형태에 있어서의 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 16은, 기준면에 대한 버킷의 자세의 예를 도시하는 도면이다.
도 17은, 기준면에 대한 버킷의 자세의 예를 도시하는 도면이다.
도 18은, 기준면에 대한 버킷의 자세의 예를 도시하는 도면이다.
도 19는, 기준면에 대한 버킷의 자세의 예를 도시하는 도면이다.
도 20은, 제4 실시 형태에 있어서의 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 21은, 붐 선단을 기준면에 맞춘 자세를 도시하는 도면이다.
도 22는, 암 선단을 기준면에 맞춘 자세를 도시하는 도면이다.
도 23은, 버킷 선단을 기준면에 맞춘 자세를 도시하는 도면이다.
도 24는, 교정 파라미터를 구간마다 선형 보간한 교정 테이블을 도시하는 도면이다.
도 25는, 취할 수 있는 각도 구간 전역에서 스무싱을 행한 교정 테이블을 도시하는 도면이다.
도 26은, 종래 기술에 있어서의 유압 셔블의 붐, 암, 버킷을 3 링크 기구로 도시하고, 프론트 좌표계의 원점으로부터 버킷의 클로 끝 위치의 좌표를 모식적으로 도시한 도면이고, 평지 성형 작업을 도시하는 도면이다.
도 27은, 종래 기술에 있어서의 유압 셔블의 붐, 암, 버킷을 3 링크 기구로 도시하고, 프론트 좌표계의 원점으로부터 버킷의 클로 끝 위치의 좌표를 모식적으로 도시한 도면이고, 법면 등의 경사면 성형 작업을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 건설 기계의 일례로서, 프론트 장치(프론트 작업기)의 선단에 작업구로서 버킷을 구비하는 유압 셔블을 예시하여 설명하지만, 브레이커나 마그네트 등의 버킷 이외의 어태치먼트를 구비하는 유압 셔블에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.

<제1 실시 형태>

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 있어서, 유압 셔블(100)은, 수직 방향으로 각각 회동하는 복수의 피구동 부재(붐(4), 암(5), 버킷(작업구)(6))를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 장치(프론트 작업기)(1)와, 차체를 구성하는 상부 선회체(2) 및 하부 주행체(3)를 구비하고, 상부 선회체(2)는 하부 주행체(3)에 대하여 선회 가능하게 마련되어 있다. 또한, 프론트 장치(1)의 붐(4)의 기단은 상부 선회체(2)의 전방부에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있고, 암(5)의 일단은 붐(4)의 기단부와는 상이한 단부(선단)에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있고, 암(5)의 타단에는 버킷(6)이 수직 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다. 붐(4), 암(5), 버킷(6), 상부 선회체(2) 및 하부 주행체(3)는, 유압 액추에이터인 붐 실린더(4a), 암 실린더(5a), 버킷 실린더(6a), 선회 모터(2a) 및 좌우의 주행 모터(3a)(단, 한쪽의 주행 모터만 도시)에 의해 각각 구동된다.

붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 프론트 장치(1)를 포함하는 평면 상에서 동작하고, 이하에서는 이 평면을 동작 평면이라고 칭하는 경우가 있다. 즉 동작 평면이란, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 회동축에 직교하는 평면이고, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 폭 방향의 중심으로 설정할 수 있다.

오퍼레이터가 탑승하는 운전실(9)에는, 유압 액추에이터(2a 내지 6a)를 조작하기 위한 조작 신호를 출력하는 조작 레버(조작 장치)(9a, 9b)가 마련되어 있다. 도시는 하지 않지만 조작 레버(9a, 9b)는 각각 전후 좌우로 경도 가능하고, 조작 신호인 레버의 경도량, 즉 레버 조작량을 전기적으로 검지하는 도시하지 않은 검출 장치를 포함하고, 검출 장치가 검출한 레버 조작량을 제어 장치인 컨트롤러(19)(도 2 참조)에 전기 배선을 통해 출력한다. 즉, 조작 레버(9a, 9b)의 전후 방향 또는 좌우 방향으로, 유압 액추에이터(2a 내지 6a)의 조작이 각각 할당되어 있다.

붐 실린더(4a), 암 실린더(5a), 버킷 실린더(6a), 선회 모터(2a) 및 좌우의 주행 모터(3a)의 동작 제어는, 도시하지 않은 엔진이나 전동 모터 등의 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프 장치(7)로부터 각 유압 액추에이터(2a 내지 6a)에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 컨트롤 밸브(8)로 제어함으로써 행한다. 컨트롤 밸브(8)는, 도시하지 않은 파일럿 펌프로부터 전자 비례 밸브를 통해 출력되는 구동 신호(파일럿압)에 의해 행하여진다. 조작 레버(9a, 9b)로부터의 조작 신호에 기초하여 컨트롤러(19)로 전자 비례 밸브를 제어함으로써, 각 유압 액추에이터(2a 내지 6a)의 동작이 제어된다.

또한, 조작 레버(9a, 9b)는 유압 파일럿 방식이어도 되고, 각각 오퍼레이터에 의해 조작되는 조작 레버(9a, 9b)의 조작 방향 및 조작량에 따른 파일럿압을 컨트롤 밸브(8)에 구동 신호로서 공급하고, 각 유압 액추에이터(2a 내지 6a)를 구동하도록 구성해도 된다.

상부 선회체(2), 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)에는, 각각, 자세 센서로서 관성 계측 장치(IMU: Inertial Measurement Unit)(12, 14 내지 16)가 배치되어 있다. 이후, 이들의 관성 계측 장치를 구별할 필요가 있는 경우에는, 각각, 차체 관성 계측 장치(12), 붐 관성 계측 장치(14), 암 관성 계측 장치(15) 및 버킷 관성 계측 장치(16)라고 칭한다.

관성 계측 장치(12, 14 내지 16)는, 각속도 및 가속도를 계측하는 것이다. 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)가 배치된 상부 선회체(2)나 각 피구동 부재(4 내지 6)가 정지하고 있는 경우를 생각하면, 각 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)에 설정된 IMU 좌표계에 있어서의 중력 가속도의 방향(즉, 연직 하향 방향)과, 각 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)의 설치 상태(즉, 각 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)와 상부 선회체(2)나 각 피구동 부재(4 내지 6)의 상대적인 위치 관계)에 기초하여, 상부 선회체(2)나 각 피구동 부재(4 내지 6)의 방향(자세: 후술하는 자세 각도 θ)을 검출할 수 있다. 여기서, 관성 계측 장치(14 내지 16)는, 복수의 피구동 부재의 각각의 자세에 관한 정보(이후, 자세 정보라고 칭함)를 검출하는 자세 정보 검출 장치를 구성하고 있다.

또한, 자세 정보 검출 장치는 관성 계측 장치에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 경사각 센서를 사용해도 된다. 또한, 각 피구동 부재(4 내지 6)의 연결 부분에 포텐시오미터를 배치하고, 상부 선회체(2)나 각 피구동 부재(4 내지 6)의 상대적인 방향(자세 정보)을 검출하고, 검출 결과로부터 각 피구동 부재(4 내지 6)의 자세를 구해도 된다. 또한, 붐 실린더(4a), 암 실린더(5a) 및 버킷 실린더(6a)에 각각 스트로크 센서를 배치하고, 스트로크 변화량으로부터 상부 선회체(2)나 각 피구동 부재(4 내지 6)의 각 접속 부분에 있어서의 상대적인 방향(자세 정보)을 산출하고, 그 결과로부터 각 피구동 부재(4 내지 6)의 자세(자세 각도 θ)를 구하도록 구성해도 된다.

도 2는, 유압 셔블에 탑재되는 컨트롤러의 처리 기능의 일부를 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 2에 있어서, 컨트롤러(19)는, 유압 셔블(100)의 동작을 제어하기 위한 다양한 기능을 갖는 것이고, 그 일부로서 자세 연산 장치(15a), 모니터 표시 제어 장치(15b), 유압 시스템 제어 장치(15c) 및 시공 목표면 연산 장치(15d)의 각 기능부를 갖고 있다.

자세 연산 장치(15a)는, 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)로부터의 검출 결과 및 운전실(9)에 배치된 연산 자세 설정부(18)(후술)로부터의 입력에 기초하여, 프론트 장치(1)의 자세를 연산하는 자세 연산 처리(후술)를 행한다.

시공 목표면 연산 장치(15d)는, 도시하지 않은 기억 장치 등에 시공 관리자에 의해 미리 기억되고 있는 3차원 시공 도면 등의 시공 정보(17)와, 자세 연산 장치(15a)에서 연산된 프론트 장치(1)의 자세에 기초하여, 시공 대상의 목표 형상을 정의하는 시공 목표면을 연산한다.

모니터 표시 제어 장치(15b)는 운전실(9)에 마련된 도시하지 않은 모니터의 표시를 제어하는 것이며, 시공 목표면 연산 장치(15d)에서 연산된 시공 목표면과, 자세 연산 장치(15a)에서 연산된 프론트 장치(1)의 자세에 기초하여, 오퍼레이터에 대한 조작 지원의 지시 내용을 연산하고, 운전실(9)의 모니터에 표시한다. 즉, 모니터 표시 제어 장치(15b)는, 예를 들어 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등의 피구동 부재를 갖는 프론트 장치(1)의 자세나, 버킷(6)의 선단 위치와 각도를 모니터에 표시하여 오퍼레이터의 조작을 지원하는 머신 가이던스 시스템으로서의 기능의 일부를 담당하고 있다.

유압 시스템 제어 장치(15c)는, 유압 펌프 장치(7)나 컨트롤 밸브(8), 각 유압 액추에이터(2a 내지 6a) 등으로 이루어지는 유압 셔블(100)의 유압 시스템을 제어하는 것이고, 시공 목표면 연산 장치(15d)에서 연산된 시공 목표면과, 자세 연산 장치(15a)에서 연산된 프론트 장치(1)의 자세에 기초하여, 프론트 장치(1)의 동작을 연산하고, 그 동작을 실현하도록 유압 셔블(100)의 유압 시스템을 제어한다. 즉, 유압 시스템 제어 장치(15c)는, 예를 들어 버킷(6) 등의 작업구의 선단이 목표 시공면에 일정 이상 근접하지 않도록 동작에 제한을 가하거나, 작업구(예를 들어, 버킷(6)의 클로 끝)가 목표 시공면을 따라 움직이도록 제어하거나 하는 머신 컨트롤 시스템으로서의 기능의 일부를 담당하고 있다.

도 3은, 컨트롤러의 자세 연산 장치의 처리 기능을 개략적으로 도시하는 기능 블록도이다. 또한, 도 4는, 본 실시 형태에서 정의하는 프론트 좌표계와 유압 셔블의 관계를 모식적으로 도시하는 측면도이다.

도 3에 있어서, 자세 연산 장치(15a)는 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)로부터의 검출 결과 및 운전실(9)에 배치된 연산 자세 설정부(18)로부터의 입력에 기초하여, 프론트 장치(1)의 자세를 연산하는 자세 연산 처리를 행하는 것이고, 설계 정보 기억부(151), 기준면 설정부(152), 교정값 연산부(153) 및 작업 위치 연산부(154)의 각 기능부를 갖고 있다.

설계 정보 기억부(151)는, 건설 기계의 차체 치수의 정보를 기입한 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등의 기억 장치이다. 설계 정보 기억부(151)에 기억되는 차체 치수로서는, 예를 들어 상부 선회체(2)의 폭(차체 폭)이나 길이, 상부 선회체(2)의 선회 중심 위치, 상부 선회체(2)에 대한 프론트 장치(1)의 설치 위치(즉, 붐 풋 핀의 위치), 붐(4), 암(5), 버킷(6)의 길이 등이 있다.

기준면 설정부(152)는, 설계 정보 기억부(151)로부터 얻어지는 차체 치수에 기초하여, 교정값 연산부(153)에서의 파라미터 교정 처리(후술)에 사용하는 기준면을 설정한다.

교정값 연산부(153)는, 기준면 설정부(152)에서 설정되는 기준면, 붐 관성 계측 장치(14), 암 관성 계측 장치(15), 버킷 관성 계측 장치(16)의 각 검출 결과 및 작업 위치 연산부(154)의 연산 결과를 입력으로 하여, 각 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과를 교정하기 위한 교정 파라미터를 연산한다.

작업 위치 연산부(154)는, 각 관성 계측 장치(12, 14 내지 16)의 검출 결과 및 교정값 연산부(153)의 연산 결과에 기초하여, 프론트 장치(1)의 선단에 마련된 작업구의 차체에 대한 상대 위치(본 실시 형태에서는, 버킷(6)의 클로 끝 위치)를 연산한다.

여기서, 자세 연산 처리의 원리에 대하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 붐 풋 핀의 위치(즉, 붐(4)의 상부 선회체(2)에 대한 회동 중심)를 원점 O(0, 0)로 하고, 상부 선회체(2)의 전후 방향으로 x축(전방향으로 정의 값), 상하 방향으로 z축(상측 방향으로 정의 값)을 정의한 직행 좌표계인 프론트 좌표계를 사용한다. 즉, 프론트 좌표계는 프론트 장치(1)의 동작 평면 상에 설정된다.

붐(4)의 회동 지지점(붐 풋 핀의 위치)과 암(5)의 회동 지지점(붐(4)과 암(5)의 연결부)의 거리를 붐 길이 L_bm, 암(5)의 회동 지지점과 버킷(6)의 회동 지지점(암(5)과 버킷(6)의 연결부)의 거리를 암 길이 L_am, 버킷(6)의 회동 지지점과 버킷(6)의 기준점 B(여기서는, 미리 버킷(6)의 선단(클로 끝)을 기준점 B로 한 경우를 나타냄)의 거리를 버킷 길이 Lbk로 하면, 기준점 B의 프론트 좌표계에 있어서의 좌표값(x, z)은, 붐(4), 암(5), 버킷(6)(정확하게는, 붐 길이 L_bm, 암 길이 L_am 및 버킷 길이 L_bk의 방향)의 수평 방향과의 이루는 각(자세 각도)을 각각 θ_bm, θ_am, θ_bk로서 하기의 식 (1) 및 식 (2)로부터 구할 수 있다.

또한, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk는, 수평 방향보다 상방에서는 정의 값, 하방에서는 부의 값을 나타낸다.

여기서, θ^s는, 교정 파라미터이고, 자세 정보 검출 장치(본 실시 형태에서는 관성 계측 장치(14 내지 16))에서 검출된 자세 각도 θ(θ_bm, θ_am, θ_bk), 또는, 자세 정보로부터 연산된 자세 각도 θ가 오프셋 오차를 갖고 있다는 가정에 기초하면, 자세 각도의 참값을 θ^t로 하여 하기의 식 (3)으로부터 구할 수 있다.

또한, 상기의 식 (1) 및 식 (2)에 있어서는, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk에 각각 대응하여, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk라고 정의한다.

교정값 연산부(153)는, 상기 식 (2)에 기초하여, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산한다. 구체적으로는, 기지의 z의 값을 부여하는 기준면(기준면 설정부(152)에서 설정)에 프론트 장치(1)의 작업구의 기준점(여기서는, 버킷(6)의 클로 끝에 설정한 기준점 B)을 배치함으로써 식 (2)의 좌변을 기지의 값으로 설정함과 함께, 식 (2)의 우변에 관성 계측 장치(14 내지 16)(자세 정보 검출 장치)로부터의 검출 결과(자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk)를 설정함으로써, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산한다. 또한, 붐 길이 L_bm, 암 길이 L_am 및 버킷 길이 L_bk의 길이는, 단시간의 작업 중에 큰 변화가 일어나는 것은 아니기 때문에, 설계 정보 기억부(151)로부터 부여된 값을 상수로서 다룬다.

상기의 식 (2)는, 기준점 B의 위치(높이)를 기지의 값 z_set에 설정한 경우, 하기의 식 (4)와 같이 나타낼 수 있다.

상기의 식 (4)에 있어서의 미지 변수는, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 3개이고, 복수의 피구동 부재(4 내지 6)에 배치된 관성 계측 장치(14 내지 16)의 수와 같다. 따라서, 상기의 식 (4)의 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk 중 적어도 하나가 상이한 적어도 3개의 연립 방정식을 세울 수 있으면, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 결정할 수 있다.

또한, 피구동 부재의 수가 4 이상인 경우(바꾸어 말하면, 교정 파라미터의 수가 4 이상인 경우)라도, 프론트 장치(1)를 구성하는 피구동 부재의 개수의 연립방정식을 세울 수 있으면, 그것들의 교정 파라미터를 결정할 수 있다.

(기준면의 설정: 기준면 설정부(152))

본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 거의 수평하게 된 지면 상에 유압 셔블(100)이 배치된 경우의 지면을 기준면으로 하는 경우를 예시한다. 이 기준면에 버킷(6)의 기준점 B를 배치하여 일치시킨 때, 기준점 B의 높이는 원점 O보다 붐 핏 핀의 높이만 낮은 위치로 되기 때문에, 하기의 식 (5)가 성립한다.

이와 같이 기준면을 설정함으로써, 특별한 도구를 사용하지 않고 기준면을 만들 수 있다. 또한, 지면에 요철이 있는 경우에는 상기의 식 (5)의 정밀도의 저하가 예상되지만, 콘크리트나 철판 등으로 포장된 지면을 기준면으로 함으로써 상기의 식 (5)의 정밀도를 담보하고, 보다 효과적인 교정 파라미터의 연산을 실현할 수 있다.

(자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 도입: 교정값 연산부(153))

도 5 내지 도 7은, 자세 각도를 도입하는 경우의 프론트 장치의 자세를 예시하는 도면이다. 도 5는, 암(5)의 크라우드 및 덤프 방향의 가동 범위에 여유가 있는 상태에서 버킷(6)의 기준점 B를 기준면(지면)에 배치한 상태, 도 6은 도 5에 도시한 경우보다도 암(5)을 크라우드시킨 상태에서 버킷(6)의 기준점 B를 기준면(지면)에 배치한 상태, 도 7은 도 5에 도시한 경우보다도 암(5)을 덤프시킨 상태에서 버킷(6)의 기준점 B를 기준면(지면)에 배치한 상태를 각각 나타내고 있다.

교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하는 자세의 설정(즉, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 도입)은, 운전실(9)에 마련된 연산 자세 설정부(18)를 오퍼레이터가 조작함으로써 행한다. 또한, 연산 자세 설정부(18)는, 운전실(9)에 마련된 스위치, 혹은, 모니터 등의 표시 장치와 일체적으로 기능하는 GUI(Graphical User Interface)의 일 기능 등에 의해 실현된다. 또한, 교정값 연산부(153)의 동작과 연동한 레버 조작(예를 들어, 트리거를 구비한 레버 장치라면 트리거를 당긴다)을 도입의 계기로 해도 되고, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 도입용의 자세를 취한 후에 일정 시간 레버 조작이 없는 경우에 자동적으로 도입을 행해도 된다.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 적어도 하나의 자세가 다른 프론트 장치(1)의 복수의 자세에 있어서, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입함으로써, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk 중 적어도 하나가 상이한 3개의 연립방정식을 세울 수 있다. 또한, 프론트 장치(1)의 자세를 바꾸지 않고 선회만을 행하여 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 도입을 행해도 하나의 자세로서 다루어지는 것은 물론이다.

또한, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 프론트 장치(1)의 각 자세에 있어서는, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 센서 특성의 오차나, 지면 상태의 오차의 영향을 받는 것이 생각되기 때문에, 프론트 장치(1)에 있어서의 또한 다른 자세를 취하고, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 수보다도 많은 연립방정식을 세워서 연산을 행한 다음, 예를 들어 최소 제곱법에 의해 각 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하도록 구성해도 된다.

도 8은, 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.

도 8에 있어서, 먼저, 프론트 장치(1)의 자세를 정한 상태(예를 들어, 도 5 내지 도 7의 어느 쪽인가의 상태)에서 작업구(버킷(6))의 기준점 B를 기준면에 맞춘다(스텝 S100). 이 상태에서, 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입하여, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S110). 계속해서, 프론트 장치(1)의 3종류 이상의 자세에 있어서 자세 데이터를 취득했는지의 여부를 판정하고(스텝 S120), 판정 결과가 NO인 경우에는, 프론트 장치(1)의 자세를, 자세 데이터를 취득하고 있지 않은 다른 자세로 변경하고(스텝 S140), 스텝 S100, S110의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S120에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지 여부를 판정한다(스텝 S130). 이 판정은, 운전실(9)의 모니터 등의 표시 장치에 자세 데이터의 취득을 계속할 것인지 여부의 판단을 구하는 화면을 표시하고, 연산 자세 설정부(18)를 오퍼레이터가 조작함으로써 그 때마다 판정하는 경우 이외에, 4회 이상의 횟수(즉, 미지 변수로서의 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 개수보다도 많은 횟수)를 미리 정하여 설정해 두고, 그 횟수를 만족하는지의 여부를 판정하도록 구성해도 된다. 스텝 S130에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S140 및 스텝 S100, S110의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S130에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 사용하여 식 (4)에 관한 연립방정식을 세우고, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력하여(스텝 S150), 처리를 종료한다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 효과를 종래 기술과 비교하면서 설명한다.

도 26 및 도 27은, 종래 기술에 있어서의 유압 셔블의 붐, 암, 버킷을 3 링크 기구로 나타내고, 프론트 좌표계의 원점(붐 풋 핀 위치로 정의)으로부터 버킷의 클로 끝 위치의 좌표를 모식적으로 도시한 도면이고, 도 26은 평지 성형 작업을, 도 27은 법면 등의 경사면 성형 작업을 각각 나타내고 있다.

도 26 및 도 27로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 작업에서 선회 전후 방향에 대한 작업구의 위치는 동일한 x=L이지만, 상하 방향에 대한 작업구의 위치는, y=-H 및 y=-h가 되고, 다른 값이 된다. 종래 기술에 있어서는, 지면 등을 기준면으로 하여 버킷 클로 끝의 높이 보정을 행함으로써, 접지시의 버킷 높이를 정확하게 연산하려고 하고 있다. 작업기 등에 설치되는 복수의 센서는 각각 상이한 특유의 오차 특성을 갖는다. 따라서, 도 27과 같이 보정을 행한 면과 상이한 경사를 갖는 면에서 작업을 행하는 경우, 프론트의 자세(붐, 암, 버킷의 각도)가 교정 시와 상이하기 때문에, 상하 방향으로의 보정량은 당연히 상이해야 한다. 그러나, 종래 기술에 있어서는, 작업기의 자세(붐, 암 및 버킷의 각도)가 보정 시와 상이한 경우에는 대응할 수 없다. 즉, 예를 들어 보정의 실시 시에 사용한 기준면(평면)과 상이한 형상의 작업면에서의 작업을 행하는 경우에는, 각 센서의 오차가 변화하여 보정값의 정밀도가 저하되어 버려, 작업기의 자세를 정확하게 연산할 수 없다.

이에 비해 본 실시 형태에 있어서는, 버킷(6)을 포함하는 복수의 피구동 부재(붐(4), 암(5), 버킷(6))가 연결되어서 구성되고, 유압 셔블(100)의 상부 선회체(2)에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지된 다관절형의 프론트 장치(1)와, 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 각각의 자세 정보를 검출하는 관성 계측 장치(14 내지 16)와, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과에 기초하여 다관절형의 프론트 장치(1)의 자세를 연산하는 자세 연산 장치(15a)를 구비하고, 자세 연산 장치(15a)에 의해 연산된 다관절형의 프론트 장치(1)의 자세에 기초하여 다관절형의 프론트 장치(1)의 동작을 제어하는 유압 셔블(100)에 있어서, 자세 연산 장치(15a)는, 상부 선회체(2)에 대하여 상대적으로 정해지는 기준면을 설정하는 기준면 설정부(152)와, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과의 교정에 사용하는 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하는 교정값 연산부(153)와, 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과와 교정값 연산부(153)의 연산 결과에 기초하여 버킷(6)의 상부 선회체(2)에 대한 상대 위치를 연산하는 작업 위치 연산부(154)를 구비하고, 교정값 연산부(153)는, 복수의 피구동 부재(4 내지 6) 상에 미리 설정한 기준점이 기준면과 일치하고, 또한 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 적어도 하나의 자세가 상이한, 피구동 부재(4 내지 6)의 개수에 대응한 프론트 장치(1)의 복수의 자세에 있어서의 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출 결과에 기초하여 교정 파라미터의 연산을 행하도록 교정했으므로, 보다 평이한 구성으로 작업기의 고정밀도의 자세 연산을 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, z축 방향의 값이 기지로 되는 것과 같은 기준면을 설정하고, z축 방향에 관한 식 (2)를 사용하여 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 x축 방향의 값이 기지로 되는 것과 같은 기준면을 설정하고, z축 방향에 관한 식 (1)을 사용하여 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하도록 구성해도 된다. 또한, z축 방향 및 y축 방향의 값이 기지로 되는 기준 위치를 설정하고, 식 (1)이나 식 (2)를 사용하여 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산하도록 구성해도 된다.

<제1 실시 형태의 변형예>

제1 실시 형태의 변형예를 도 9를 참조하면서 설명한다.

도 9는, 본 변형예에 있어서의 컨트롤러의 자세 연산 장치의 처리 기능을 개략적으로 도시하는 기능 블록도이다. 도면 중, 제1 실시 형태와 마찬가지인 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

본 변형예는, 설계 정보 기억부를 자세 연산 장치의 외부에 배치하는 경우를 나타낸 것이다. 본 변형예에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 자세 연산 장치(15A)의 외부에 설계 정보 기억부(151a)를 배치하고, 기준면 설정부(152), 교정값 연산부(153) 및 작업 위치 연산부(154)는, 자세 연산 장치(15A)로부터 설계 정보를 취득한다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 변형예에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 변형예에 있어서는, 하부 주행체(3)의 크롤러 벨트 교환으로 붐 풋 핀 높이가 변화한 경우나, 특수 사양의 암으로 교환함으로써 암 길이가 변화한 경우에, 설계 정보 기억부(151a)를 교환함으로써 설계 정보를 변경하는데도 적합하다.

<제1 실시 형태의 다른 변형예>

제1 실시 형태의 다른 변형예를 도 10 내지 도 13을 참조하면서 설명한다.

본 변형예는, 제1 실시 형태에 대하여 z_set의 설정 방법을 변경하는 것이다.

도 10 내지 도 13은, 자세 각도를 도입하는 경우의 기준면과 프론트 장치의 자세의 관계를 예시하는 도면이다.

예를 들어, 도 10에 도시하는 바와 같이, 버킷(6)의 클로 끝(즉, 기준점 B)에 길이 H1의 추 딸린 실(20)(소위, 다림추)을 설치하고, 다림추(20)가 수직으로 다 늘어나고, 또한 그 선단(하단)이 지면과 접하고 있는, 즉, 기준면과 일치하고 있는 상태에서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입해도 된다. 추 딸린 실(20)은, 기준점 B로부터 연직 하향 방향으로 미리 정한 거리 H1만큼 이격된 위치를 나타내는 기준점 상대 지표이다.

이때, 클로 끝 위치(기준점 B)는 지면(기준면)보다 H1만큼 높은 위치에 있기 때문에, 하기의 식 (6)이 성립한다.

본 변형예는, 추 딸린 실(20)의 길이를 변경함으로써 프론트 장치(1)가 취할 수 있는 자세가 많아지기 때문에, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 연산이 보다 효과적이 된다. 또한, 이 경우도 지면의 요철 영향을 받을 수 있기 때문에, 콘크리트나 철판 등으로 포장된 지면을 기준면으로 하여 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 도입을 행하는 것이 바람직하다.

또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 붐 풋 핀 높이의 위치에 레이저 발광기(21)를 구비하고, 붐 풋 핀 높이에 대하여 수평 방향으로 늘어나는 레이저광(21a)을 기준면으로 하고, 클로 끝 위치(기준점 B)가 기준면과 일치하고 있는 상태에서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입해도 된다. 레이저 발광기(21)는, 기준면의 위치를 레이저광(21a)으로 가시적으로 나타내는 기준면 지표이다.

이때, 클로 끝 위치(기준점 B)는 붐 핏 핀 높이(즉, 프론트 좌표계의 원점 O의 높이)와 동등하기 때문에, 하기의 식 (7)이 성립한다.

본 변형예는, 지면을 기준면으로 한 경우와 다르게, 기준면에 요철이 발생하지 않는다고 하는 이점이 있다.

또한, 도 12와 같이, 버킷(6)의 클로 끝(즉, 기준점 B)에 길이 H2의 다림추(22)를 설치하고, 다림추(22)가 수직으로 다 늘어나고, 또한, 그 선단(하단)이 기준면(레이저광(21a))과 일치하고 있는 상태에서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입해도 된다.

이때, 클로 끝 위치(기준점 B)는 붐 풋 핀의 높이(즉, 프론트 좌표계의 원점 O의 높이)보다 H2만큼 높은 위치에 있기 때문에, 하기의 식 (8)이 성립한다.

또한, 레이저 발광기(21)의 설치 위치는 붐 풋 핀의 높이로부터 임의인 높이에 설정할 수 있지만, 이 경우에는, 상기의 식 (7) 및 식 (8)의 우변에, 붐 풋 핀(프론트 좌표계의 원점 O)으로부터의 레이저 발광기(21)의 설치 높이를 가산하면 된다.

또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 붐 풋 핀의 높이의 위치에서 미리 정한 높이만큼 하방의 위치에, 기준 부재(23a, 23b) 사이에 수평하게 펼친 물실(23)을 배치하고, 이 물실(23)을 기준면으로 하여, 클로 끝 위치(기준점 B)가 기준면과 일치하고 있는 상태에서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입해도 된다.

이때, 기준면(물실(23)) 및 클로 끝 위치(기준점 B)는, 프론트 좌표계의 원점 O보다 H3만큼 낮은 위치에 있기 때문에, 하기의 식 (9)가 성립한다.

본 변형예에 있어서도, 지면을 기준면으로 한 경우와 다르게, 기준면에 요철이 발생하지 않는다고 하는 이점이 있다.

<제2 실시 형태>

제2 실시 형태를 도 14를 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서의 유압 셔블(100)이 경사면에 배치되고, 이 경사면을 기준면으로 하는 경우를 나타내는 것이다.

도 14는, 본 실시 형태의 프론트 좌표계와 유압 셔블의 관계를 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도면 중, 제1 실시 형태와 마찬가지인 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 유압 셔블(100)이 상부 선회체(2)의 전방(즉, 프론트 장치(1)측)을 향하여 높아지도록 θ_slope만큼 경사지는 경사면에 배치되고, 기준면 설정부(152)(경사 기준면 연산부)에 의해 이 경사면을 기준면으로 하는 경우, 거의 수평한 지면을 기준면으로 한 경우와 비교하여, 프론트 좌표계는 원점 O를 중심으로 θ_slope만큼 회전한다. 이때, 관성 계측 장치(14 내지 16)에 의해 검지되는 중력 가속도의 방향(즉, 연직 하향 방향)도 프론트 좌표계에 있어서 (-θ_slope)만큼 회전하기 때문에, 차체 관성 계측 장치(12)에서 계측되는 상부 선회체(2)(차체)의 기울기 θ_slope를 사용하여, 프론트 좌표계에 있어서의 기준점 B를 부여하는 식 (2) 및 식 (3)에 대해서, 이하의 식 (10)에 의해 조정을 행한다.

여기서, 상기의 식 (10)에 있어서, 조정 전의 프론트 좌표계의 좌표를 (x, z), 조정 후의 프론트 좌표계의 좌표를 (x1, z1)로 한다.

그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 유압 셔블(100)이 경사면에 배치되어 작업을 행하는 경우에도, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산할 수 있고, 프론트 좌표계에 있어서의 버킷(6)의 클로 끝 위치(기준점 B)를 적정하게 산출하여 작업을 행할 수 있다.

<제3 실시 형태>

제3 실시 형태를 도 15 내지 도 19를 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태는, 복수의 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk 중 1개가 대응하는 피구동 부재를, 대응하는 교정 파라미터 θ^s가 0에 가깝다고 추정할 수 있는 자세(즉, 오차가 발생하기 어렵다고 생각되는 자세)로 한 상태에서, 다른 피구동 부재의 교정 파라미터 θ^s를 연산하고, 그 후, 연산하고 있지 않은 1개의 피구동 부재의 교정 파라미터 θ^s를 연산함으로써, 교정 파라미터 θ^s의 정밀도를 높인 것이다.

도 15는, 본 실시 형태에 있어서의 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 16 내지 도 19는, 기준면에 대한 버킷의 자세의 예를 각각 도시하는 도면이다.

도 15에 있어서, 먼저, 버킷 실린더(6a)를 끝까지 연장시키거나, 또는 끝까지 단축한 버킷 엔드 자세를 취한다(스텝 S200). 또한, 이때의 버킷(6)의 자세는, 교정 파라미터 θ^s _bk가 0에 가깝다고 추정할 수 있는 자세(즉, 오차가 발생하기 어렵다고 생각되는 자세)로 한 상태이면 된다.

이 상태에서, 작업구(버킷(6))의 기준점 B를 기준면에 맞추어, 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_bm, θ_am을 도입하고, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S210). 버킷 엔드 자세에서의 버킷(6)의 자세 각도를 θ^end _bk로 하면, 기준점 B의 프론트 좌표계에 있어서의 높이는, 하기의 식 (11)에 의해 부여된다.

계속해서, 프론트 장치(1)의 2자세 이상에 있어서 자세 데이터를 취득했는지의 여부를 판정하고(스텝 S220), 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 버킷 엔드 자세를 유지하면서 프론트 장치(1)의 붐(4)과 암(5)의 자세를, 자세 데이터를 취득하고 있지 않은 다른 자세로 변경하고(스텝 S211), 스텝 S210, S220의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S220에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지의 여부를 판정한다(스텝 S230). 스텝 S230에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S211 및 스텝 S210의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S230에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm, θ_am및 자세 각도 θ^end _bk를 사용하여 식 (10)에 관한 연립방정식을 세우고, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am을 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력한다(스텝 S240).

계속해서, 버킷(6)을 포함하여 프론트 장치(1)의 자세를 변경하고(스텝 S250), 작업구(버킷(6))의 기준점 B를 기준면에 맞추어, 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입하고, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S260).

여기서, 스텝 S240에서 연산된 붐(4) 및 암(5)의 교정 파라미터를 θ^set _bm, θ^set _am으로 하면, 기준점 B의 프론트 좌표계에 있어서의 높이는, 하기의 식 (12)에 의해 부여된다.

계속해서, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지 여부를 판정한다(스텝 S270). 스텝 S270에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S250, S260의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S270에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 사용하여 식 (12)에 관한 연립방정식을 세우고, 교정 파라미터 θ^s _bk를 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력하여(스텝 S280), 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S250, S260의 처리는, 1회 이상 행하면 교정 파라미터 θ^s _bk의 연산이 가능하지만, 예를 들어 도 16 내지 도 19에 도시하는 바와 같이, 버킷(6)의 자세를 변화시켜서 복수의 자세 각도 θ_bk를 취득함으로써, 교정 파라미터 θ^s _bk의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 도 16 내지 도 19에 있어서는, 기준면에 클로 끝(기준점 B)을 맞춘 자세의 버킷(6)만을 도시하고 있고, 암(5) 등의 다른 구성에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 제1 실시 형태에 있어서는, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 교정 파라미터를 동시에 계산했지만, 각 관성 계측 장치(14 내지 16)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk)을 엄밀하게 맞출 수는 없다. 예를 들어, 버킷(6)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _bk)에 의해, 클로 끝 위치(기준점 B)의 높이가 L_bksinθ^s _bk만큼 변화한 만큼이 붐(4) 및 암(5)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am)에 의한 클로 끝 위치(기준점 B)의 높이의 변화량 L_bmsinθ^s _bm+L_amsinθ^s _am으로 상쇄되는 것도 생각할 수 있다. 이러한 현상은, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 취득 시에 채용하지 않은 프론트 장치(1)의 자세에 있어서의 작업구의 기준점의 위치의 추정 정밀도의 저하를 초래할 수 있다.

본 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서의 상기 현상을 고려하여 이루어진 것이다. 즉, 상기의 식 (11)은, 붐(4) 및 암(5)의 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am만을 미지 변수로서 포함하고 있고, 또한, 버킷(6)의 자세 각도는 θ^end _bk로 일정하게 할 수 있으므로, 제1 실시 형태와 같이 버킷(6)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _bk)의 영향을 붐(4)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _bm) 및 암(5)의 센서 오프셋(교정 파라미터 θ^s _am)에 포함하기 어렵고, 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk의 취득 시에 채용하지 않은 프론트 장치(1)의 자세에 있어서의 작업구의 기준점의 위치의 추정 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

<제4 실시 형태>

제4 실시 형태를 도 20 내지 도 25를 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태는, 프론트 장치(1)를 구성하는 복수의 피구동 부재(4 내지 6)의 각 연결부 및 기준점(또는, 연결부 또는 기준점에 마련된 기준점 상대 지표인 다림추)을 기준면에 일치시킨 자세로 각각 자세 각도를 취득하여 교정 파라미터를 연산함으로써, 다른 센서 오프셋의 영향을 받기 어렵게 하고, 교정 파라미터의 정밀도를 높인 것이다.

도 20은, 본 실시 형태에 있어서의 자세 연산 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 21 내지 도 23은, 피구동 부재의 각 연결부 및 기준점을 기준면에 일치시킨 자세를 도시하는 도면이고, 도 21은 붐 선단을 기준면에 맞춘 자세를, 도 22는 암 선단을 기준면에 맞춘 자세를, 도 23은 버킷 선단을 기준면에 맞춘 자세를 각각 도시하는 도면이다.

본 실시 형태에서는, 붐 핏 핀 높이의 위치에 레이저 발광기(21)를 구비하고, 붐 핏 핀 높이에 대하여 수평 방향으로 늘어나는 레이저광(21a)을 기준면으로 하고 있다.

도 20에 있어서, 먼저, 붐(4)의 선단(붐(4)과 암(5)의 연결부)을 기준면에 맞추어(도 21 참조), 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_bm을 도입하고, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S310). 이때, 붐(4)의 선단의 프론트 좌표계에 있어서의 높이 z_a는, 하기의 식 (13)에 의해 부여된다.

또한, 기준면의 높이는 프론트 좌표계의 원점 O의 높이와 동일하므로, z_a=0(제로)이다.

계속해서, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지 여부를 판정한다(스텝 S320). 스텝 S320에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 붐(4)의 자세를, 자세 데이터를 취득하고 있지 않은 다른 자세로 변경하고(스텝 S311), 스텝 S310의 처리를 반복한다. 또한, 붐(4)의 선단을 기준면에 맞추는 경우에는 1자세밖에 취할 수 없기 때문에, 붐(4)의 선단에 기지의 길이의 다림추를 마련하고, 이 다림추를 기준면에 맞춤으로써, 자세 데이터의 취득을 행한다. 또한, 당연히, 이 경우에는, z_a의 값을 다림추의 길이에 맞춰서 조정한다.

또한, 스텝 S320에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm을 사용하여 식 (13)으로부터 교정 파라미터 θ^s _bm을 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력한다(스텝 S330).

계속해서, 암(5)의 선단(암(5)과 버킷(6)의 연결부)을 기준면에 맞추어(도 22 참조), 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_am을 도입하고, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S340). 이때, 암(5)의 선단의 프론트 좌표계에 있어서의 높이 z_a는, 스텝 S330에서 얻어진 붐(4)의 교정 파라미터를 θ^set _bm으로 하면, 하기의 식 (14)에 의해 부여된다.

계속해서, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지 여부를 판정한다(스텝 S350). 스텝 S350에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 붐(4) 및 암(5)의 자세를, 자세 데이터를 취득하고 있지 않은 다른 자세로 변경하고(스텝 S341), 스텝 S340의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S350에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm, θ_am을 사용하여 식 (13)으로부터 교정 파라미터 θ^s _am을 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력한다(스텝 S360).

계속해서, 버킷(6)의 선단(기준점 B)을 기준면에 맞추어(도 23 참조), 연산 자세 설정부(18)를 조작함으로써, 이 자세에서의 자세 데이터로서 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 도입하고, 교정값 연산부(153) 내의 도시하지 않은 기억부에 기억한다(스텝 S370). 이때, 버킷(6)의 선단(기준점 B)의 프론트 좌표계에 있어서의 높이 z_set는, 스텝 S330, S360에서 얻어진 붐(4) 및 암(5)의 교정 파라미터를 각각 θ^set _bm 및 θ^set _am으로 하면, 전술한 식 (12)에 의해 부여된다.

계속해서, 자세 데이터의 취득을 종료할 것인지 여부를 판정한다(스텝 S380). 스텝 S380에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 프론트 장치(1)의 자세를, 자세 데이터를 취득하고 있지 않은 다른 자세로 변경하고(스텝 S371), 스텝 S370의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S380에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 얻어진 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 사용하여 식 (11)로부터 교정 파라미터 θ^s _bk을 연산하고, 교정값 연산부(153) 내에 기억함과 함께, 작업 위치 연산부(154)에 연산 결과를 출력한다(스텝 S390).

또한, 스텝 S310, S340, S370의 처리는, 각각 1회 이상 행하면 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 연산이 가능하지만, 피구동 부재(4 내지 6)의 자세를 변화시켜서 복수의 자세 각도 θ_bm, θ_am, θ_bk를 취득함으로써, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 정밀도를 높일 수 있다.

그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 붐(4) 및 암(5)과 버킷(6)의 상호 작용의 영향을 전부 완화할 수 없는 경우가 생각될 수 있지만, 본 실시 형태에 있어서는, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 교정 파라미터를 각각 개별로 연산하므로, 광범위에 있어서의 자세 추정 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 일정값으로 부여하는 것을 전제로 한 경우를 설명을 했지만, 예를 들어 도 24 및 도 25에 도시하는 바와 같이, 각 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출값과 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 관계를 나타내는 교정 테이블을 제작하고, 각 관성 계측 장치(14 내지 16)의 검출값에 따라서 교정 파라미터를 결정하도록 구성해도 된다. 즉, 본 실시 형태과 같이, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6) 각각의 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 개별로 연산할 수 있는 경우에는, 도 24 및 도 25에 도시한 교정 테이블을 제작할 수 있다. 그리고, 그렇게 구성함으로써, 보다 고정밀도의 자세 추정의 실현을 기대할 수 있다. 또한, 도 24 및 도 25에 있어서의 플롯점은, 각 자세에서 얻어진 교정 파라미터를 나타내고 있고, 도 24에서는 이 교정 파라미터를 구간마다 선형 보간한 경우를, 도 25에서는 취할 수 있는 각도 구간 전역에서 스무싱을 행한 경우를 나타내고 있다.

다음으로 상기의 각 실시 형태의 특징에 대하여 설명한다.

(1) 상기의 실시 형태에서는, 작업구(예를 들어, 버킷(6))를 포함하는 복수의 피구동 부재(예를 들어, 붐(4), 암(5), 버킷(6))가 연결되어서 구성되고, 건설기계(예를 들어, 유압 셔블(100))의 차체(예를 들어, 상부 선회체(2))에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지된 다관절형의 프론트 작업기(1)와, 상기 복수의 피구동 부재의 각각의 자세 정보를 검출하는 자세 정보 검출 장치(예를 들어, 관성 계측 장치(14 내지 16))와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세를 연산하는 프론트 자세 연산 장치(예를 들어, 자세 연산 장치(154))를 구비하고, 상기 프론트 자세 연산 장치에 의해 연산된 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 동작을 제어하는 건설 기계에 있어서, 상기 프론트 자세 연산 장치는, 상기 차체에 대하여 상대적으로 정해지는 기준 위치(예를 들어, 기준면)를 설정하는 기준 위치 설정부(예를 들어, 기준면 설정부(152))와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보의 교정에 사용하는 교정 파라미터를 연산하는 교정값 연산부(153)와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보와 상기 교정값 연산부의 연산 결과에 기초하여 상기 작업구의 상기 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 작업 위치 연산부(154)를 구비하고, 상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 기준 위치 설정부에 의해 설정된 기준 위치와 일치하고, 또한 상기 복수의 피구동 부재의 적어도 하나의 자세가 상이한, 상기 피구동 부재의 개수에 대응한 상기 프론트 작업기의 복수의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것으로 하였다.

이와 같이 구성함으로써, 보다 평이한 구성으로 작업기의 고정밀도의 자세 연산을 행할 수 있다.

(2) 또한, 상기의 실시 형태에서는, (1)의 건설 기계에 있어서, 상기 기준 위치 설정부는, 상기 기준 위치로서 수평면과 평행한 기준면을 설정하고, 상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 기준면 상의 어느 것의 위치와 일치하고, 또한 상기 복수의 피구동 부재의 적어도 하나의 자세가 상이한, 상기 피구동 부재의 개수에 대응한 상기 프론트 작업기의 복수의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것으로 하였다.

이와 같이, 기준 위치를 수평면과 평행한 기준면을 설정함으로써, 피구동 부재의 기준점을 기준 위치(기준면)에 용이하게 맞출 수 있고, 자세 연산을 용이하게 행할 수 있다.

(3) 또한, 상기의 실시 형태에서는, (2)의 건설 기계에 있어서, 상기 차체의 수평면에 대한 경사 각도를 검출하는 차체 경사 검출부와, 상기 차체 경사 검출부에서 검출된 차체의 경사 각도에 기초하여, 상기 기준면을 경사지게 한 경사 기준면을 연산하는 경사 기준면 연산부를 구비하고, 상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 경사 기준면 상의 어느 것의 위치와 일치하고, 또한 상기 복수의 피구동 부재의 적어도 하나의 자세가 상이한, 상기 피구동 부재의 개수에 대응한 상기 프론트 작업기의 복수의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것으로 하였다.

이에 의해, 유압 셔블(100)이 경사면에 배치되어서 작업을 행하는 경우에도, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk를 연산할 수 있고, 프론트 좌표계에 있어서의 버킷(6)의 클로 끝 위치(기준점 B)를 적정하게 산출하여 작업을 행할 수 있다.

(4) 또한, 상기의 실시 형태에서는, (2)의 건설 기계에 있어서, 상기 기준면의 위치를 가시적으로 나타내는 기준면 지표(예를 들어, 레이저광(21a))에 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점을 일치시킴으로써, 상기 기준점을 상기 기준면 상의 위치와 일치시키는 것으로 하였다.

이에 의해, 레이저광(21a)을 조사하는 레이저 발광기(21)의 설치 위치를 임의의 높이로 설정할 수 있으므로, 기준면(레이저광(21a))을 임의의 높이로 설정할 수 있다. 또한, 레이저광(21a)은 직진성이 높기 때문에, 기준면에 요철이 발생하지 않는다.

(5) 또한, 상기의 실시 형태에서는, (1)의 건설 기계에 있어서, 상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점으로부터 연직 하향 방향으로 미리 정한 거리만큼 이격된 위치를 나타내는 기준점 상대 지표가 상기 기준 위치와 일치하고, 또한 상기 복수의 피구동 부재의 적어도 하나의 자세가 상이한, 상기 피구동 부재의 개수에 대응한 상기 프론트 작업기의 복수의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것으로 하였다.

이에 의해, 다림추(20)의 길이를 변경함으로써 프론트 장치(1)가 취할 수 있는 자세가 많아지기 때문에, 교정 파라미터 θ^s _bm, θ^s _am, θ^s _bk의 연산이 보다 효과적으로 된다.

(6) 또한, 상기의 실시 형태에서는, (1)의 건설 기계에 있어서, 상기 교정값 연산부는, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보를 입력으로 하고, 상기 교정값 연산부의 연산 결과인 상기 교정 파라미터를 출력으로 하는 교정 파라미터 테이블을 제작하고, 상기 작업 위치 연산부는, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터 테이블로부터 출력된 상기 교정 파라미터에 기초하여 상기 복수의 피구동 부재의 상기 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 것으로 하였다.

<부기>

또한, 상기의 실시 형태에 있어서는, 엔진 등의 원동기로 유압 펌프를 구동하는 일반적인 유압 셔블을 예로 들어 설명했지만, 유압 펌프를 엔진 및 모터로 구동하는 하이브리드식의 유압 셔블이나, 유압 펌프를 모터만으로 구동하는 전동식의 유압 셔블 등에도 본 발명이 적용 가능한 것은 물론이다.

또한, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 여러가지 변형예나 조합이 포함된다. 또한, 본 발명은, 상기의 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 그것들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 실현해도 된다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다.

1: 프론트 장치(프론트 작업기), 2: 상부 선회체, 2a: 선회 모터, 3: 하부 주행체, 3a: 주행 모터, 4: 붐, 4a: 붐 실린더, 5: 암, 5a: 암 실린더, 6: 버킷, 6a: 버킷 실린더, 7: 유압 펌프 장치, 8: 컨트롤 밸브, 9: 운전실, 9a, 9b: 조작 레버(조작 장치), 12: 차체 관성 계측 장치, 14: 붐 관성 계측 장치, 15: 암 관성 계측 장치, 15a, 15A: 자세 연산 장치, 15b: 모니터 표시 제어 장치, 15c: 유압 시스템 제어 장치, 15d: 시공 목표면 연산 장치, 16: 버킷 관성 계측 장치, 17: 시공 정보, 18: 연산 자세 설정부, 19: 컨트롤러, 20, 22: 다림추, 21: 레이저 발광기, 21a: 레이저광, 23: 물실, 23a, 23b: 기준 부재, 100: 유압 셔블, 151, 151a: 설계 정보 기억부, 152: 기준면 설정부, 153: 교정값 연산부, 154: 작업 위치 연산부

Claims

작업구를 포함하는 복수의 피구동 부재가 연결되어서 구성되고, 건설 기계의 차체에 수직 방향으로 회동 가능하게 지지된 다관절형의 프론트 작업기와,
상기 복수의 피구동 부재의 각각의 자세 정보를 검출하는 자세 정보 검출 장치와,
상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세를 연산하는 프론트 자세 연산 장치를 구비하고,
상기 프론트 자세 연산 장치에 의해 연산된 상기 다관절형의 프론트 작업기의 자세에 기초하여 상기 다관절형의 프론트 작업기의 동작을 제어하는 건설 기계에 있어서,
상기 프론트 자세 연산 장치는,
상기 차체에 대하여 상대적으로 정해지는 어느 하나의 기준면을 설정하는 기준면 설정부와,
상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보의 교정에 사용하는 교정 파라미터를 연산하는 교정값 연산부와,
상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보와 상기 교정값 연산부의 연산 결과에 기초하여 상기 작업구의 상기 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 작업 위치 연산부를 구비하고,
상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 기준면 설정부에 의해 설정된 기준면과 일치하고, 또한 상기 피구동 부재의 개수에 대응하는 수의 상기 프론트 작업기의 각각의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 기준면 설정부는, 상기 기준면으로서 수평면과 평행한 기준면을 설정하고,
상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 기준면 상의 어느 것의 위치와 일치하고, 또한 상기 피구동 부재의 개수에 대응하는 수의 상기 프론트 작업기의 각각의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제2항에 있어서,
상기 차체의 수평면에 대한 경사 각도를 검출하는 차체 경사 검출부와,
상기 차체 경사 검출부에서 검출된 차체의 경사 각도에 기초하여, 상기 기준면을 경사지게 한 경사 기준면을 연산하는 경사 기준면 연산부를 구비하고,
상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점이 상기 경사 기준면 상의 어느 것의 위치와 일치하고, 또한 상기 피구동 부재의 개수에 대응하는 수의 상기 프론트 작업기의 각각의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제2항에 있어서,
상기 기준면의 위치를 가시적으로 나타내는 기준면 지표에 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점을 일치시킴으로써, 상기 기준점을 상기 기준면 상의 위치와 일치시키는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 교정값 연산부는, 상기 복수의 피구동 부재 상에 미리 설정한 기준점으로부터 연직 하향 방향으로 미리 정한 거리만큼 이격된 위치를 나타내는 기준점 상대 지표가 상기 기준면과 일치하고, 또한 상기 피구동 부재의 개수에 대응하는 수의 상기 프론트 작업기의 각각의 자세에 있어서의 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터의 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 교정값 연산부는, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보를 입력으로 하고, 상기 교정값 연산부의 연산 결과인 상기 교정 파라미터를 출력으로 하는 교정 파라미터 테이블을 제작하고,
상기 작업 위치 연산부는, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보와, 상기 자세 정보 검출 장치의 검출 정보에 기초하여 상기 교정 파라미터 테이블로부터 출력된 상기 교정 파라미터에 기초하여 상기 복수의 피구동 부재의 상기 차체에 대한 상대 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.