[发明专利]使用有效载荷系统校准加速度传感器的系统和方法

说明书

本发明涉及使用有效载荷系统校准加速度传感器的系统和方法。一种用于校准联接至机器的加速度传感器的方法可以包括：在机器的连杆的第一位置处，从加速度传感器获得第一加速度测量值，并且从输入获得指示连杆上的第一力的第一力值；在机器的连杆的第二位置处，从加速度传感器获得第二加速度测量值，并且从输入获得指示连杆上的第二力的第二力值；根据第一加速度测量值、第一力值、第二加速度测量值和第二力值确定加速度传感器的旋转偏移校准值；以及使用旋转偏移校准值来校准加速度传感器。

技术领域

本发明总体上涉及一种移动式机器，并且更具体地涉及用于校准此类机器的传感器的系统和方法。

背景技术

工业机械，比如重型设备。重型设备可以具有联接到其上的各种传感器，以测量与重型设备的操作相关的各种参数。例如，重型设备可以利用惯性测量单元(“IMU”)，其可以包括比如加速计、陀螺仪和磁力计之类的传感器。联接到机器的IMU可以测量比如机器的加速度和角速度的特性。在机器制造期间，IMU或其它传感器可使用例如螺栓或其它机构联接到机器。尽管IMU和设备可包括用于容纳螺栓或其它机构的预钻孔，所述螺栓或其它机构旨在在机器上产生IMU的一致安装，但安装在制造公差内的IMU可具有略微不同的对准。例如，IMU可以相对于机器稍微偏斜。特别地，IMU可能绕z轴不对准，因为在制造过程中可能不能很好地控制IMU的z轴(节距)取向。

即使IMU的小偏斜也可能影响由IMU获得的测量的有用性。特别地，如果IMU未对准，则由IMU测量的重力矢量可以与实际重力方向略微成角度。例如，如果IMU关于z轴不对准，则重力矢量可以旋转地偏离实际重力方向。

由Actronic Limited提交的于2006年9月21日公开的国际专利公开号WO2006098654 A1描述了一种用于测量负载提升(挖掘机)机器的有效载荷的称重装置。该公开描述了在机器的吊杆上使用加速度计。如在该公开中所描述的，挖掘机在水平地面上操作，并且吊杆在机器铲斗中具有已知负载的情况下通过至少六个升降机操作。来自加速度计和其它传感器的信息用于校准称重装置。该公开描述了使用由加速度计测量的垂直加速度以及加速度计的向前加速度来校准垂直向量。然而，Actronic公开没有描述考虑加速度计安装中的任何偏移。相反，在没有任何这种校准的情况下使用由加速度计测量的垂直加速度。本发明的系统可以解决上述的一个或多个问题和/或本领域中的其他问题。然而，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何具体问题的能力限定。

发明内容

在一个方面，一种用于校准联接至机器的加速度传感器的方法可以包括：在机器的连杆的第一位置处，从加速度传感器获得第一加速度测量值，并且从输入获得指示连杆上的第一力的第一力值；在机器的连杆的第二位置处，从加速度传感器获得第二加速度测量值，并且从输入获得指示连杆上的第二力的第二力值；根据第一加速度测量值，第一力值、第二加速度测量值和第二力值确定加速度传感器的旋转偏移校准值；以及使用旋转偏移校准值来校准加速度传感器。

在另一方面，一种用于校准联接至机器的加速度传感器的方法可以包括：在机器的连杆的第一位置处，从至少一个传感器获得第一测量值，其中连杆支撑具有第一固定质量的负载，并且其中第一测量值与负载的质量有关；在机器的连杆的第二位置处，从至少一个传感器获得第二测量值，其中连杆支撑负载，并且其中第二测量值与负载的质量有关；以及使用第一测量值和第二测量值、确定加速度传感器的旋转偏移值。

在又一个方面，一种用于校准机器的系统可以包括：至少一个加速度传感器，该加速度传感器联接到该机器上；力传感器，该力传感器被配置成测量该机器的连杆上的至少一个力；以及控制器，该控制器被配置成：在连杆的第一位置处，从加速度传感器获得第一加速度测量值，并且从输入获得指示连杆上的第一力的第一值；在连杆的第二位置处，从加速度传感器获得第二加速度测量值并且从输入获得指示连杆上的第二力的第二值；根据第一加速度测量值、第一值、第二加速度测量值和第二值确定加速度传感器的旋转偏移值；以及使用旋转偏移值来校准加速度传感器。

附图说明