自卸卡车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在矿山或工程现场中移动的自卸卡车。
【背景技术】
[0002] 在矿山或工程现场中利用的自卸卡车的姿势由侧倾角（rollangle)、俯仰角 (pitchangle)、偏转角（yawangle)来表示。当将与重力方向垂直相交的面定义为水平面 时，自卸卡车的前后轴以与该前后轴正交的左右轴（侧方轴）为中心旋转而与该水平面所 成的角度为俯仰角，该左右轴以该前后轴为中心旋转而与该水平面所成的角度为侧倾角。 而且，作为自卸卡车的与前后轴和左右轴的双方正交的上下轴的旋转角的偏转角为方位 角。
[0003] 与自卸卡车关联地，在日本特开2012-233353号公报中公开了对作为一种工程机 械的液压挖掘机的姿势进行推定的公知技术，其使用2个GPS等位置推定装置，计测工程机 械的方位（偏转角），并使用组合有陀螺仪传感器或加速度传感器的惯性计测装置来推定 工程机械的侧倾角以及俯仰角。
[0004] 另外，作为姿势推定的其他机构，在日本特开2010-190806号公报中，公开了一种 方法，其相对于通常的移动体安装3个位置推定装置由此推定姿势。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2012-233353号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2010-190806号公报
[0009] 在前者的日本特开2012-233353号公报的技术中，惯性计测装置在工程机械的动 作中对角速度积算来推定姿势，由此，因陀螺仪传感器或加速度传感器的比例因子或偏倚 (bias)的误差而会在侧倾角或俯仰角的推定值中产生较大的误差。为了修正该误差，将工 程机械的动作一度停止，或通过其他机构来推定姿势而修正。
[0010] 另外，关于日本特开2010-190806号公报的技术，与通常的移动体相比自卸卡车 在严酷的环境下动作，由此，传感设备的故障变多，位置推定装置这类传感器的增加会联系 到维护机会的增加。即，传感器的增加从结果上不仅会导致导入成本增加也会导致维持成 本增加，由此当设想在自卸卡车中的利用时，希望有一种方法，其能够不增加传感器数量地 始终高精度地推定姿势。但是，若想要仅单纯地通过2个位置推定装置来推定自卸卡车的 姿势，则变得无法计算以连结2个位置推定装置的线段为中心的旋转角，由此，无法唯一地 决定姿势。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于，提供一种自卸卡车，其使用2个位置推定装置，能够不停止动 作地高精度地推定姿势。
[0012] 将自卸卡车的姿势通过绕以重心为原点的车身轴的侧倾角、俯仰角、偏转角来定 义。以对路面没有付与斜面角（cantangle)的情况为前提，并以使2个位置推定机构不与 车身轴平行的方式，另外以使将自卸卡车的旋转误差值缩得最小的接地点进入至唯一 2个 位置推定机构的线段内的方式进行设置。设置计算路面的坡度的坡度计算部，计算路面的 坡度，并计算接地点的位置。从由接地点的位置和2个位置推定机构算出的位置来计算姿 势。
[0013] 发明效果
[0014] 根据本发明，能够通过2个位置推定装置高精度地推定自卸卡车的姿势。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的第1实施方式的自卸卡车的概略构成图。
[0016] 图2是图1所示的自卸卡车的构造的示意俯视图。
[0017] 图3是计算机110的概略构成图。
[0018] 图4是存储装置106的拓扑地图数据库的数据构造。
[0019] 图5是由计算机110执行的自卸卡车的姿势计算处理的流程图。
[0020] 图6是图1所示的自卸卡车的模型图。
[0021] 图7是表示本发明的第1实施方式的线段DK的能够移动范围的图。
[0022] 图8是表示本发明的第2实施方式中的存储装置106的数据构造中与点P、Q的位 置的时序信息有关的部分的图。
[0023] 图9是从上方观察到的点P、Q的位置推定结果的模型图。
【具体实施方式】
[0024] 如后述那样，在本发明的各实施方式中，相对于在矿山等中利用的自卸卡车，而具 有：起伏自如地安装在车架上的货箱；能够旋转地安装在该车架上的多个后轮；和沿车辆 前后方向相互错开地配置的2个位置推定装置（例如，GPS接收机），在对该自卸卡车设定 的车辆坐标系中，将从上述多个后轮与地面接触的部分中任意选择的点作为基准点D，以能 够从如下的线段PQ相对于上述基准点D引出垂线的方式配置上述2个位置推定装置，其 中，该线段PQ连结由上述2个位置推定装置算出了位置的2点P、Q。
[0025] 本发明的创作时，首先，发明人注目于如下的点：自卸卡车的重心虽然根据货箱的 装载重量而多少前后移动但位于后轮车轴附近的情况没有变化，即使自卸卡车的姿势或装 载重量变化，后轮也始终与地面接触。而且在进行自卸卡车的姿势的计算时，考虑到能够假 设为，将基准点D设定在后轮与地面的接触部（接触面），以该基准点D为固定端而使上述 垂线（从基准点D向线段PQ引出的垂线）摆动。此外，该垂线也能够以其中心轴为中心旋 转。
[0026] 在这种假设的基础上，即使自卸卡车的姿势变化，从基准点D至上述2点P、Q的距 离（矢量PD、QD的标量）也成为固定，因此能够从经由上述2个位置推定装置得到的上述 2点的位置P、Q计算上述基准点D的位置。由此，在上述2点P、Q的位置的基础上，还决定 基准点D的位置。若掌握这3点P、Q、D的位置，则能够特定自卸卡车的姿势，因此能够由2 个位置推定装置来高精度地推定自卸卡车的姿势。
[0027] 另外，在由侧倾角爭、俯仰角0、偏转角$来定义自卸卡车的姿势的情况下，还具 有对设定有上述基准点D的后轮的位置上的车高变化进行检测的传感器（例如，检测减振 器长度的变化的校平传感器、或利用于计算货箱的装载量变化的检测减振器压力的压力传 感器），基于上述传感器的检测值来计算从上述2点P、Q的任意一方至地面的距离Az，并 基于该计算距离Az和、上述2点P、Q以及上述基准点D的位置，通过计算机等运算装置来 计算自卸卡车的姿势。
[0028] 由此，能够设定从上述基准点D沿地面的法线方向仅前进距离Az的点T。将2 点P、Q中的作为距离Az的基准的点（点P或者点Q)与点T连结的线段与地面平行。从 3点P、Q、T通过的平面的法线矢量U能够通过取得从该点T向着上述2点P、Q的矢量TQ、 TP的外积来计算。而且，通过向后述数式输入矢量U、上述2点P、Q以及上述基准点D的位 置，而能够计算自卸卡车的侧倾角，俯仰角9、偏转角也。
[0029] 此外，当以对自卸卡车设定的规定原点（例如，自卸卡车的中心）为基准，通过相 互正交的3个轴（自卸卡车的前后轴、左右轴以及上下轴）设定坐标系时，侧倾角爭、俯仰角 9、偏转角也被定义为该坐标系中的绕各轴的旋转角度。另外，如上所述，当将2个位置推 定装置沿车辆前后方向相互错开地配置时，线段PQ与上述3个轴的任意一个均不平行。由 此，能够通过侧倾角<P、俯仰角0、偏转角也来定义自卸卡车的姿势。
[0030] 另外，优选为，还具有存储有上述自卸卡车所行驶的道路的坡度信息的存储装置， 上述运算装置还基于该存储装置的坡度信息、上述2点P、Q以及上述基准点D的位置来计 算自卸卡车的姿势，由此能够计算将道路的坡度考虑在内的姿势。
[0031] 另外，优选为，在上述自卸卡车中，上述运算装置还基于上述自卸卡车的过去的位 置数据来计算上述自卸卡车的行驶地点中的坡度，并基于该坡度信息和、上述2点以及上 述基准点的位置来计算自卸卡车的姿势。由此，即使在自卸卡车所行驶的道路的坡度信息 没有存储于存储装置的情况下，也能够计算将道路的坡度考虑在内的姿势。
[0032] 另外，优选为，上述基准点D设定在离上述自卸卡车的重心最近的位置上。自卸卡 车的姿势以重心为中心而变化，因此当这样地设定基准点时，能够减小在自卸卡车的姿势 计算时产生的误差，并提高所计算的自卸卡车的姿势的精度。
[0033] 另外，优选为，上述基准点D从离连结上述2点P、Q的线段PQ最远的位置上的后 轮的接地面中抽出。由此，从基准点D相对于线段PQ的垂线的长