【手続補正書】
【提出日】令和2年11月17日(2020.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機、レーザ距離計（ＬＤＭ）、およびレーザ反射器を備える掘削機キャリブレーションフレームワークであって、
前記掘削機が、機械の車台、掘削リンク機構アセンブリ、ブーム動的センサ、スティック動的センサ、掘削具、および制御アーキテクチャを備え、
前記掘削リンク機構アセンブリが、複数のリンク機構アセンブリの位置を一括して画定する掘削機ブームおよび掘削機スティックを備え、
前記ブーム動的センサが、前記掘削機ブーム上に位置付けられ、前記スティック動的センサが、前記掘削機スティック上に位置付けられ、
前記掘削リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して揺動するよう構成され、
前記掘削機スティックが、前記掘削機ブームに対してねじ曲がるよう構成され、
前記掘削具が、前記掘削機スティックに機械的に結合され、
前記ＬＤＭが、前記ＬＤＭと前記レーザ反射器との間の距離を示すＬＤＭ距離信号ＤＬＤＭおよび前記ＬＤＭと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θＩＮＣを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記掘削機スティック上のキャリブレーションノードに対応する位置に配置するよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、１つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記ブーム動的センサからブーム測定角度θＢを生成することと、
前記スティック動的センサからスティック測定角度θＳを生成することと、
前記ＬＤＭ距離信号ＤＬＤＭおよび傾斜角θＩＮＣに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記ＬＤＭとの間の高さＨおよび距離Ｄを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
ｎリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さＨの測定値および距離Ｄの測定値ならびに対応する一組のブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳを構築し、
前記高さＨの測定値および距離Ｄの測定値の組ならびに前記対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、ブームリムの長さＬＢ、スティックリムの長さＬＳ、ブームオフセット角度θＢＢｉａｓ、およびスティックオフセット角度θＳＢｉａｓを決定し、
ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓを用いて、前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされる、掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項２】
前記線形最小二乗最適化が、以下の最適化方程式を含み、
【数１】
2019536926.tif 000001
式中、Ｐが、ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓのうちの少なくとも１つの関数である一組の定数を含むベクトルを含み、Ｘが、対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組に基づいたベクトルを含み、Ｙが、高さＨの測定値および距離Ｄの測定値の組に基づいたベクトルを含む、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項３】
リンク機構アセンブリの位置ｉで終了するＮリンク機構アセンブリの位置について、
【数２】
2019536926.tif 000002
【数３】
2019536926.tif 000003
である、請求項２に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項４】
【数４】
2019536926.tif 000004
上記式が、以下の式に再配置されて、ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓの解を得るよう構成され、
【数５】
2019536926.tif 000005
である、請求項２に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項５】
前記掘削機ブームが、角度可変（ＶＡ）掘削機ブームを備え、
ＶＡブーム動的センサが、前記ＶＡ掘削機ブーム上に位置付けられる、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項６】
前記反復工程が、前記ＶＡブーム動的センサからＶＡブーム測定角度を生成することをさらに含み、
前記最適化が、前記ＶＡ掘削機ブームに向けられたパラメータをさらに含んで、ＶＡブームリムの長さＬＶおよびＶＡブームオフセット角度θＶＢｉａｓを決定する、請求項５に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項７】
前記線形最小二乗最適化が、以下の最適化方程式を含み、
【数６】
2019536926.tif 000006
式中、
Ｐが、ＬＢ、ＬＳ、ＬＶ、θＢＢｉａｓ、θＳＢｉａｓ、およびθＶＢｉａｓのうちの少なくとも１つの関数である一組の定数を含むベクトルを含み、
Ｘが、前記対応するブーム測定角度θＢ、スティック測定角度θＳおよびＶＡブーム測定角度θＶの組に基づくベクトルを含み、
Ｙが、前記高さＨの測定値および距離Ｄの測定値の組に基づくベクトルを含む、請求項６に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項８】
リンク機構アセンブリの位置ｉで終了するＮリンク機構アセンブリの位置について、
【数７】
2019536926.tif 000007
【数８】
2019536926.tif 000008
である、請求項５に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項９】
【数９】
2019536926.tif 000009
上記式が、以下の式に再配置されて、ＬＢ、ＬＳ、ＬＶ、θＢＢｉａｓ、θＳＢｉａｓ、およびθＶＢｉａｓの解を得るよう構成され、
【数１０】
2019536926.tif 000010
である、請求項５に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１０】
前記レーザ反射器が棒上に配置される、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１１】
前記レーザ反射器が、前記掘削機スティックに直接固定される、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１２】
前記キャリブレーションノードが、前記掘削具に機械的に結合された前記掘削機スティックの端部の前記掘削機スティックの終点Ｇにある、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１３】
前記レーザ反射器が前記終点Ｇに配置される、請求項１２に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１４】
前記ブーム測定角度θＢが、垂直方向に対する前記掘削機ブームの角度を表し、前記スティック測定角度θＳが、垂直方向に対する前記掘削機スティックの角度を表す、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１５】
前記動的センサの少なくとも１つが、慣性測定装置（ＩＭＵ）、傾斜計、加速度計、ジャイロスコープ、角速度センサ、回転位置センサ、位置検出シリンダ、またはその組み合わせを含む、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１６】
前記動的センサの少なくとも１つが、３軸加速度計および３軸ジャイロスコープを備えるＩＭＵを含む、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１７】
前記最適化工程が、ｎ―１リンク機構アセンブリの位置に対する、前記高さＨの測定値および距離Ｄの測定値ならびに前記対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組を用いて実行され、
前記最適化工程が、前記ｎリンク機構アセンブリの位置の残りのリンク機構アセンブリの位置に対する高さＨの測定値および距離Ｄの測定値ならびに対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳを用いる有効化ルーチンを含む、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１８】
前記最適化工程が、ｎ―１リンク機構アセンブリ位置に対する、前記高さＨおよび距離Ｄの測定値ならびに前記対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組を用いて実行され、
前記最適化工程が、ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓのうちの少なくとも１つに対する先行する最後の３つの推測の変化を表示するよう構成される前記掘削機キャリブレーションフレームワークのグラフィックユーザインタフェース上にプログレスバーを表示することを含む、請求項１に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項１９】
前記プログレスバーが、ＬＢの先行する最後の３つの推測の変化を表示する、請求項１８に記載の掘削機キャリブレーションフレームワーク。
【請求項２０】
掘削機、レーザ距離計（ＬＤＭ）、およびレーザ反射器を備える掘削機キャリブレーションフレームワークであって、
前記掘削機が、機械の車台、掘削リンク機構アセンブリ、ブーム動的センサ、スティック動的センサ、掘削具、および制御アーキテクチャを備え、
前記掘削リンク機構アセンブリが、複数のリンク機構アセンブリの位置を一括して画定する掘削機ブームおよび掘削機スティックを備え、
前記ブーム動的センサが、前記掘削機ブーム上に位置付けられ、前記スティック動的センサが、前記掘削機スティック上に位置付けられ、
前記掘削リンク機構アセンブリが、前記機械の車台と、またはそれに対して揺動するよう構成され、
前記掘削機スティックが、前記掘削機ブームに対してねじ曲がるよう構成され、
前記掘削具が、前記掘削機スティックに機械的に結合され、
前記ＬＤＭが、前記ＬＤＭと前記レーザ反射器との間の距離を示すＬＤＭ距離信号ＤＬＤＭおよび前記ＬＤＭと前記レーザ反射器との間の角度を示す傾斜角θＩＮＣを生成するよう構成され、
前記レーザ反射器が、前記掘削機スティックのキャリブレーションノードに対応する位置に配置されるよう構成され、前記キャリブレーションノードが、前記掘削具に機械的に結合される前記掘削機スティックの端部の前記掘削機スティックの終点Ｇにあり、前記レーザ反射器が、前記終点Ｇに配置され、
前記制御アーキテクチャが、１つまたは複数のリンク機構アセンブリアクチュエータおよび連続するリンク機構アセンブリの位置で反復工程を実行するようプログラムされたアーキテクチャコントローラを備え、前記反復工程が、
前記ブーム動的センサからブーム測定角度θＢを生成するステップと、
前記スティック動的センサからスティック測定角度θＳを生成することと、
前記ＬＤＭ距離信号ＤＬＤＭおよび傾斜角θＩＮＣに基づいて、前記キャリブレーションノードと前記ＬＤＭとの間の高さＨおよび距離Ｄを計算することと、を含み、
前記アーキテクチャコントローラが、
ｎリンク機構アセンブリの位置に対する一組の高さＨの測定値および距離Ｄの測定値ならびに対応する一組のブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳを構築し、
前記高さＨの測定値および距離Ｄの測定値の組ならびに前記対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組に基づく線形最小二乗最適化を含む最適化工程を実行して、ブームリムの長さＬＢ、スティックリムの長さＬＳ、ブームオフセット角度θＢＢｉａｓ、およびスティックオフセット角度θＳＢｉａｓを決定し、
ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓを用いて、前記掘削機を操作する、ようにさらにプログラムされ、
前記線形最小二乗最適化が、以下の最適化式を含み、
【数１１】
2019536926.tif 000011
式中、Ｐは、ＬＢ、ＬＳ、θＢＢｉａｓ、およびθＳＢｉａｓのうちの少なくとも１つの関数である一組の定数を含むベクトルを含み、Ｘは、対応するブーム測定角度θＢおよびスティック測定角度θＳの組に基づいたベクトルを含み、Ｙは、高さＨの測定値および距離Ｄの測定値の組に基づいたベクトルを含む。