"バケット33を備えた作業機械31の、パイル材料を積み込むときのアタック姿勢9,αを選択する方法であって、三次元パイルデータPを取得する段階S10と、1組のアタック姿勢9,αを生成する段階S20と、各アタック姿勢9,αに関して前記パイル1内のバケット軌道13を生成する段階S30とを含む方法であって、前記1組のアタック姿勢9,αの各アタック姿勢9,αに関して、バケット幅19と前記バケット軌道13の垂直投影21とによって区切られた、前記パイル表面17の領域15に関して、前記パイル表面の凸性の大きさCcを計算する段階S40と、前記凸性の大きさCcに基づいてアタック姿勢9,αを選択する段階とを含む方法。前記バケット33の区分の収集体積VL,VC,VRを決定する段階であって、収集体積が、区分の幅と前記軌道13の長さ範囲21とよって画定された収集領域内の前記パイル1の体積である段階と、前記バケット33の区分の前記収集体積VL,VC,VRに基づいて前記凸性の大きさCcを計算する段階を特徴とする、請求項1に記載の方法。更に、各アタック姿勢9,αに関して側面荷重の大きさCLを決定し、前記側面荷重の大きさCsと前記凸性の大きさCcとに基づいてアタック姿勢9,αを選択する段階を特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。前記区分が、中央区分、右翼区分及び左翼区分を含み、前記左翼区分VL、前記右翼区分VR及び前記中央区分VCの前記収集体積の比較に基づいて前記凸性の大きさCcを計算する段階を特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。前記側面荷重の大きさCsが、前記左翼区分と右翼区分VL,VRの体積の比較に基づく、請求項3又は4に記載の方法。前記バケット19の前記幅が、等しい幅の3つの区分に分離され、前記凸性の大きさCcが、Cc=Vc/maxVr,Vl-1として計算され、前記側面荷重の大きさは、Cs=absVr-Vl/VrVlとして計算される、請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。センサ43から三次元点クラウドを取得し、前記三次元点クラウドをグランドデータと前記三次元パイルデータに分離する段階を特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。グランド平面を前記グランドデータにフィッティングする段階を特徴とする、請求項7に記載の方法。前記パイル1の境界5の近く及び好ましくは前記境界5で走査点の間で可能なアタック姿勢9,αを選択する段階を特徴とし、前記アタック姿勢9,αの向きが、境界法線から20°未満のずれの範囲内で選択される、請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。前記収集体積が、グランド平面からパイル表面まで計算される、請求項1乃至9のいずれかに記載の方法。前記収集体積が、前記バケット軌道13からパイル表面まで計算される、請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。前記バケット19の幅と前記バケット軌道13とによって画定された、前記パイルの表面の領域内の三次元パイルデータに面をフィッティングする段階と、前記面から前記凸性の大きさCcを計算する段階とを特徴とする、請求項1、又は7乃至11のいずれかに記載の方法。二次多項式:zr=axr2bxryrcyr2dxreyrを、前記バケット19の幅と前記バケット軌道13とによって画定された領域内の前記三次元パイルデータにフィッティングする段階と、前記二次多項式内の因子aから前記凸性の大きさCcを決定する段階とを含む、請求項12に記載の方法。前記バケット19の幅と前記バケット軌道13とによって画定された領域内の前記三次元パイルデータに面をフィッティングする段階と、前記面の前記表面法線のまわりに回転された地面フレームから回転主フレームを構成する段階と、前記三次元パイルデータを前記回転主フレームにマッピングする段階とを含む、請求項13に記載の方法。側面荷重の大きさを前記因子dから決定する段階を特徴とする、請求項13又は14に記載の方法。バケット33と、三次元パイルデータを検出するセンサシステム43と、パイル内のバケット軌道13に沿った前記バケット33の進行を可能にする自動操縦システム45とを備えた作業機械31を使用することによって、前記バケット33に積載する方法であって、請求項1乃至14のいずれかに記載の方法を使用してアタック姿勢9,α及び対応するバケット軌道13を選択する段階を含み、前記作業機械31を制御して、前記バケット33を前記選択されたアタック姿勢9,αに位置決めし、前記バケット33を前記選択されたバケット軌道13に沿って移動させて前記バケット33の充満を最適化する方法。目的は、請求項1に定義されたような方法を提供することにより達成される。方法は、以下の段階を含む。三次元パイルデータを取得する段階、1組のアタック姿勢を生成する段階、及び各アタック姿勢ごとにパイル内のバケット軌道を生成する段階。パイルデータの取得は、三次元距離センサを使用して行うことができる。1組の生成されたアタック姿勢と対応するバケット軌道が、可能なアタックである。各積載作業で、1組のアタック姿勢とバケット軌道の中から1つが選択される。積載作業が行なわれた後で、新しいパイルデータが取得され、実際のバケット軌道及び対応するアタック姿勢の選択を実行できる新しい組のアタック姿勢とバケット軌道が決定される。この方法は、更に、前記1組のアタック姿勢の各アタック姿勢ごとに、バケット幅とバケット軌道の垂直投影とによって区切られたパイルの領域のパイル表面の凸性の大きさを計算し、前記凸性の大きさに基づいてアタック姿勢を選択する段階とを含む。アタック姿勢は、バケットのアタック角度とアタックの位置から成る。アタック角度は、負の表面法線を基準にしたバケットの角度であり、負の表面法線は、パイルの内方に向く法線であり、したがって、アタックの位置におけるパイル内へのバケットのアタックと同じ方向である。アタックの位置は、バケットの横方向中央がパイルと接触するパイルの点と見なされる。バケット幅と軌道の垂直投影とによって区切られたパイルの表面の領域に関してパイルの領域の凸性を検討することによって、バケットの充満率に大きい影響を及ぼす大きさが推定される。凸形状を有するバケット軌道を横切るパイルの断面が、凸形状を有するバケット積載の提供を支援することは明らかである。これは、バケット軌道に沿ったパイルの形状を考慮しておらず、したがって関連領域内のパイルの凸性を決定するために使用できない既知の先行技術とは異なる。本発明の一実施形態では、前記バケットの区分の収集体積sweepvolumeを決定することによって凸性の大きさが決定される。収集体積は、バケットの区分の幅とバケット軌道の長さ範囲即ち、バケット軌道の垂直投影とによって画定された、パイルの表面における収集領域内のパイルの体積である。バケット軌道は、実行するバケット軌道が選択された場合、バケットがパイル内で拡がるようにされた軌道である。方法は、更に、前記バケットの区分の前記収集体積に基づいて前記凸性の大きさを計算する段階を含む。具体的には、区分は、中央区分、右翼区分、及び左翼区分を含んでもよい。凸性の大きさは、左翼区分、右翼区分、及び中央区分の収集体積の比較に基づいて計算されてもよい。一実施形態では、バケットの幅は、等しい幅の3つの区分に分割される。ここで、凸性の大きさは、Cc=Vc/maxVr,Vl-1として計算されてもよい。必要に応じて、側面荷重の大きさは、更に、各アタック姿勢に関して決定されてもよい。アタック姿勢は、凸性の大きさと側面荷重の大きさに応じて選択されてもよい。側面荷重の大きさは、左翼区分と右翼区分の体積の比較に基づいてもよい。側面荷重の大きさは、Cs=absVr-Vl/VrVlとして計算されてもよい。パイルデータは、センサから三次元点クラウドを取得し、前記三次元点クラウドをグランドデータと前記三次元パイルデータに分離することによって取得されてもよい。必要に応じて、グランド平面は、グランドデータにフィッティングされてもよい。必要に応じて、可能なアタック姿勢が、パイルの近くと好ましくはその境界の走査点の中から選択されてもよく、アタック姿勢の向きは、境界法線から20°未満のずれの範囲内で選択される。必要に応じて、グランド平面からパイル表面までの収集体積が計算される。必要に応じて、軌道からパイル表面までの収集体積が計算される。代替実施形態では、表面は、バケットの幅と前記バケット軌道によって画定された領域内の三次元パイルデータにフィッティングされてもよく、凸性の大きさは、前記表面から計算されてもよい。そのような代替実施形態は、-二次多項式:zr=axr2bxryrcyr2dxreyrを、バケットの幅と前記バケット軌道とによって画定された領域内の前記三次元パイルデータにフィッティングする段階と、-前記因子aから前記凸性の大きさを決定する段階を含むことがある。方法は、必要に応じて、-平面を、バケットの幅と前記バケット軌道とによって画定された領域内の三次元パイルデータにフィッティングする段階と、-前記平面の表面法線のまわりに回転された地面フレームから回転主フレームを構成する段階と、-三次元パイルデータを回転主フレームにマッピングする段階とを含んでもよい。必要に応じて、側面荷重の大きさは、前記因子dから決定されてもよい。本発明は、また、バケットと、三次元パイルデータを検出するためのセンサシステムと、パイル内のバケット軌道に沿ったバケットの進行を可能にするための自動操縦システムとを有する建設機械の使用によって、バケットに積載するための方法に関し、前記方法は、前述のようなアタック姿勢を選択するための方法を使用することによって、アタック姿勢及び対応するバケット軌道を選択し、建設機械を制御し、前記選択されたアタック姿勢におけるバケットを位置決めし、前記バケットを前記選択されたバケット軌道に沿って移動させて前記バケットの充満を最適化する段階を含む。この方法は、自律ホイールローダによる異種混合のパイル材料の自動処理に適する。図1は、ホイールローダの形態の作業機械1を示す。ホイールローダ1は、機械の操縦並びにバケットの位置を制御する油圧システムを備えた作業機械の例と見なされる。ホイールローダは、前方機械部分38と後方機械部分39を有する。これらの機械部分はそれぞれ、フレームと、車軸に配置されたホイール42とを有する。後方機械部分39は、ホイールローダ31のオペレータのための運転室40を有する。機械部分38,39は、機械部分38,39の間に配置され取り付けられた2本の油圧シリンダステアリングシリンダ37a,37bによって、垂直軸のまわりに互いに対して旋回できるように互いに接続される。したがって、油圧シリンダ37a,37bは、油圧シリンダによってホイールローダを回転又は操縦するために、作業機械31の縦方向に延在する中心線のそれぞれの側に1本ずつ配置される。換言すると、ホイールローダ13は、いわゆるフレーム操縦式作業機械である。ホイールローダは、物体や材料などの様々な積荷を処理するための積載アームアセンブリ32を有する。積載アームアセンブリ32は、リフトアームユニット34と、リフトアームユニット34に取り付けられたバケットの形状の道具33とを有する。示した例では、バケット33は、材料41で満たされる。積載アームユニット34の第1端は、バケット33の持ち上げ運動を行うために、前方機械部分38に枢動可能に接続される。バケット33は、バケットの傾斜運動を行うために、リフトアームユニット34の第2端に枢動可能に接続される。リフトアームユニット34は、2本の油圧シリンダリフトシリンダ35a,35bによって、車両の前方機械部分38に対して上昇下降することができる。油圧シリンダはそれぞれ、その第1端が前方機械部分38に結合され、第2端がリフトアームユニット34に接続される。バケット33は、更に他の油圧シリンダ傾斜シリンダ36によってリフトアームユニット34に対して傾けることができ、油圧シリンダ36は、その第1端が前方機械部分38に結合され、その第2端がリンクアームシステムを介してバケット33に結合される。ホイールローダは、内燃機関などのエンジン、トルクコンバータ、ギアボックスを含む動力伝達経路図示せずも有する。エンジンは、動力伝達経路に動力を供給して、ホイール42を駆動し、またエンジンとトルクコンバータの間の動力伝達経路に配置されることがある動力取出装置PTOによって油圧系統内の油圧機械ポンプを駆動するように構成され得る。ホイールローダは、更に、三次元パイルデータを検出するためのセンサシステムと、パイル内のバケット軌道に沿ったバケットの進行を可能にする自動操縦システムを有する。図2では、作業機械の動きを自動制御するシステム45が示される。システムは、電子制御装置47に接続されたセンサシステム43を含む。電子制御装置は、センサ43から三次元パイルデータを取得する機能ブロック49を含む。更に、第2の制御ブロック51で、バケット軌道とアタック姿勢が生成される。アタック姿勢、アタック軌道及び三次元パイルデータから、第3の機能ブロック53で、実際のアタック姿勢とアタック軌道が選択される。第3の機能ブロック53は、機械座標系決定装置55と通信して、作業機械の位置、特にパイルに対するバケットの位置を決定してもよい。機械座標系決定装置55は、GPSユニット57を有してもよい。更に、機械座標系決定装置57は、作業機械及びパイルの相対位置を決定する情報をセンサシステム43から取り出し、作業機械に対するバケットの位置を決定する情報を作動シリンダ35a、35b及び36から取り出すことができる。第4の機能ブロックで、バケットの動きが、ホイールローダのホイール42並びに作業機械に対するバケットの位置を決定する作動シリンダ35a、35b及び36の制御によって、特定のバケット軌道59に従うように制御される。図3では、本発明による方法のフローチャートが示される。本発明によるアタック姿勢を選択する方法には、以下の段階が含まれる。第1の方法段階S10で、三次元パイルデータが、三次元スキャナによって取得される。第2の方法段階S20で、1組のアタック姿勢が生成される。第3の方法段階S30で、各アタック姿勢の前記パイル内のバケット軌道が生成される。第4の方法段階S40で、バケット幅とバケット軌道の垂直投影とによって区切られたパイル表面の領域のパイル表面の凸量が、前記アタック姿勢セットの各アタック姿勢に関して計算される。第5の方法段階S50で、前記凸量に基づいてアタック姿勢が選択される。一実施形態では、第4の方法段階S40は、前記バケットの区分の収集体積を決定する段階を含み、収集体積は、区分の幅と軌道の長さによって定義された収集領域内のパイルの量であり、前記バケットの区分の前記収集体積に基づいて前記凸量を計算する段階を含む。別の実施形態では、第4の方法段階S40は、バケットの幅と前記バケット軌道とによって画定された領域内の三次元パイルデータに平面をフィッティングする段階と、前記平面の表面法線のまわりに回転されたグランドフレームから回転主フレームを構成する段階と、三次元パイルデータを回転主フレームにマッピングする段階と、回転基本二次多項式zr=axr2bxryrcyr2dxreyrを、バケットの幅と前記バケット軌道とによって画定された領域内の前記三次元パイルデータにフィッティングする段階と、前記因子aから前記凸量を決定する段階とを含む。必要に応じて、方法は、スキャナ43からの点クラウドデータをパイルデータとグランドデータに分離する段階を含んでもよい。更に任意選択の方法段階は、パイル点をクラスタ化し三角形分割する段階を含む。以下に、例示として、詳細な方法を述べる。次に、提示された方法を実行するとき実行されることがある操作のフローチャートを説明する。プロセスは、以下の段階を含む。三次元データの取得三次元データのグランド点とパイル点への分類パイル点のクラスタ化パイル点の三角形分割掘削用のアタック点の選択アタック点の基準面、グランド面又は軌道面の計算体積の計算凸性と側面荷重によるアタック点の評価方法段階S10三次元データの取得最初に、システムは、三次元距離センサを使用して周囲の形状の三次元データを取得する。例示的なセンサ形式は、レーザ距離計例えば、アクチュエータに取り付けられて三次元カバレッジを取得するVelodyneHDL-64E又はSICKLMS291、ステレオビジョン例えば、PointGreyBumblebeeXB3、及び構造光センサ例えば、MicrosoftKinectである。三次元距離センサの出力は、クラウド点、即ち、周囲表面からの1組の測定点であり、それぞれ三次元x,y,z位置を有する。図4の例示的な点クラウドを参照されたい。任意選択の方法段階グランドとクラッタに対するパイル点の分類三次元点クラウドの場合、システムは、現在ビューのどの部分がパイルに属するかを確実に検出する方法を必要とする。点クラウドデータのパイルに対応する部分をセグメント化する1つの方法を以下に述べる。1.各点pに関して、局所近傍半径r内の全ての包囲点qiを見つける。ここで、rは、適切には0.5mに選択されることがある。高速の最近傍検索を可能にするために、点は、kdツリーなどの高効率のデータ構造で記憶されなければならない。2.r内のn個の点の位置の平均ベクトルmと分散行列Cを計算する。3.例えば、ヤコビの方法を使用してCの固有値λ1,λ2,λ3及び対応する固有ベクトルe1,e2,e3を計算し、固有値と固有ベクトルがソートされλ1≦λ2≦λ3になるようにする。4.ソートされた固有値λ1≦λ2≦λ3は、点pのまわりの局所表面形状を表す。十分な平面λ1<<λ2<<λ3、即ち、線状でも球状でもない分布と右傾斜対応する固有ベクトルe1と水平面との角度が、2つの角度しきい値α1及びα2の範囲内になるようなを有する点が、パイルとして分類される。α1より小さい角度を有する平面点が、地面として分類される。5.次に、同じクラスを有する近傍点をクラスタ化しセグメント化する半径方向に有界の最近傍クラスタ化を使用する[1]。6.特定のしきい値サイズを超えるバウンディングボックスを有するパイルクラスタを、次のパイル分析に使用する。分類後の例示的な点クラウドを図5に示す。任意選択の方法段階三角形分割パイルの体積又はパイルの区分を推定するために、パイルとして分類されたクラスタ内の点を、二次元マニホールド面を構成する三角形に分割する。パイルに対応する三角形分割面を図6に示す。レーザ距離計からの三次元データの場合、三次元点をグリッドパターンで配列し三角形分割を容易にする。理想的状態欠測データがないときで、これは、隣り合った点を結ぶのと同じくらい単純である。より希薄で非構造的な三次元データの場合例えば、ステレオビジョンシステムによって作成されたもの、又は異なる視点による複数の三次元走査が共通座標フレームに登録されたとき、又はパイル材料の不十分な反射率によって生じた欠測点があるときには、より細密な三角形分割アルゴリズムを適用する必要がある。例えば、Delauney三角形分割、マッチングキューブ、又はボールピボッティング。方法段階S20アタック姿勢の選択点のクラスタがパイル表面からサンプリングされた場合、次の段階は、パイルをアタックする姿勢即ち、位置と向きを選択することである。オペレータは、典型的には、バケットができるだけ低く地面に接触する状態でパイルに侵入する。可能なアタック姿勢を選択する1つの方法は、グランド平面に近い走査点の位置を選択し、その点における表面法線に沿って又は、それに近い向きを選択することである。表面法線は、パイル分類段階で全ての点に関して行われる方法と類似の方法で計算することができる前述の番号付きリストの項目1乃至4を参照。局所近傍内の点の位置の共分散が計算され、法線は、最小固有値を有する分散行列の固有ベクトルによって提供される。任意選択の方法段階グランド平面の評価パイルの体積を計算するには、パイルの下の地面を評価しなければならない。これは、平面を、グランドとして分類された点にフィッティングすることによって行うことができる。異常値点が平面推定を歪ませるのを防ぐため、グランド平面は、MLESAC[2]などのロバストフィッティング法を使用して評価されなければならない。仮想正常値hypotheticalinlierとしてグランド点のランダムサブセットが選択され、平面モデルが、これらの点だけにフィッティングされる。次に、フィットモデルに対して全ての他の点が試験され、モデルと一致する点が、仮想正常値として含まれる。これらの2つの段階を繰り返し、潜在的異常値の影響のない改良平面モデルが得られる。次に、グランド平面が、局所座標フレーム内の平面z=0と一致するように、走査が、回転され平行移動される。方法段階S30軌道の生成バケットを満たす軌道は、多くの前提条件に依存し、ここでは、最も重要なもののうちの幾つかについて述べる。掘削が、バケットを完全に満たすことであり、また特定の値のバケットの終了高さが必要とされないと想定し、また、材料をすくい取りたいときにできるだけ多くの平面状のパイル表面内を移動することが重要でないと仮定する。この掘削に関して、軌道は、通常、以下のような4段階で計画される。1.バケットが地面に平らな状態でパイルに突入する。様々な機械、パイルの材料、及びバケットの様々な形状とサイズによって異なる典型的な距離だけ進行し続ける。3.2m2のバケットを備えた20トンホイールローダの典型的な長さは、0.5mである。これは、持ち上げ始める前にバケットをパイル内に十分に入れることである。2.次の段階は、前輪に十分な圧力をかけることである。したがって、軌道の典型的な次の段階は、水平姿勢のままバケットを持ち上げ、即ちリフトアクチュエータだけを使用することである。この部分の長さは、様々な連結機構システムと油圧を有する様々な機械で異なる。失速トルクは、どれだけ持ち上げることができるかの上限である。高い持ち上げトルクを有する連結システムは、持ち上げトルクが少ない設計のシステムより長く続く。また、パイルと相関関係にあるバケット先端の絶対軌道は、パイルの勾配に依存する。急な勾配は、より急な軌道を必要とし、より平らなパイルは、より平らな軌道を必要とする。典型的には、パイルを繰り返し掘削するときに一般的なように、約30度より高い平均値勾配を有するパイルには固定勾配の軌道を使用する。前述の内容と同じように、軌道のこの部分の通常長さはパイル内に約1m、バケット先端が高さ0.5mである。3.その後、通常軌道は、バケットを勾配面と平行に上昇させることであり、即ち、急勾配のパイルに掘削するとき、軌道は同様に急勾配である。平坦でないパイルを掘削するとき、これは、平均値軌道によって達成される。4.軌道の最終段階は、バケットが、十分な体積のパイルを移動させることである。この場合、オペレータは、パイルの外でバケットを傾け、掘削が完了する。バケットの主な移動は、垂直方向であり、水平移動は、機械と材料に依存する。通常、垂直の平行移動は、水平の平行移動よりも大きい。当然ながら、バケットが収容する全体積は、多少の超過を有するバケットの容積より大きくなければならず、ここでは、バケット容積とほぼ同じ体積を提供する軌道を仮定する。軌道を評価する1つの明らかな方法は、前述のデフォルト値を仮定し、選択された掘削点におけるパイル勾配の評価に基づいて、出口座標と共にパイル内の軌道高さを計算することである。次に、この軌道は、選択された掘削点の評価を行うときの体積評価の基準面として働く。方法段階S40体積の評価グランド平面又は基準平面を、例えばパイル内のバケット移動の軌道として提供する場合、端点i=[i1,i2,i3],j=[j1,j2,j3],k=[k1,k2,k3]を有する三角面fより下の体積Vfは、Vf=i3j3k3/3|i1j2-k2j1k2-i2k1i2-j2/2|によって示される。走査は、グランド平面がz=0になるように位置合わせされると仮定する。パイルの全体積は、三角形分割点が存在する場合、これらの全ての三角面にわたって合算することによって推定することができる。また、アタック点の場合、同じように、基準面より上のバケット幅又はバケット幅の一部によって区切られたパイルの区分の体積が計算されてもよい。凸性と側面荷重の推定アタック姿勢の場合の、局所パイル凸性と側面荷重を推定する2つの方法について述べる。方法段階S40三部品バケット三角形分割されたパイル表面と生成された軌道がアタック姿勢で始まる場合、積載作業による影響を受けるパイル区分の凸性を、バケットの3つの区分によって追跡される部分容積を比較することにより推定することができる。Vcをバケットの中央の3分の1の容積、VlとVrを左と右の3分の一の容積とする。次に、次のように凸性をモデル化することができる。凸領域はCc>0を有し、凹領域はCc<0を有する。側面荷重は、次のように測定される。Cs=|Vl-Vr|/VlVr荷重が斜めになる軌道は、大きいCs値を有し、適切な軌道のCs値は、ゼロに近い。代替の方法段階S40二次フィッティング三角形分割面の下の体積から凸性と側面荷重を推定する代わりに、二次曲面を可能なアタック姿勢の局所近傍内の点にフィッティングすることによって、それらの量を推定することができる。局所近傍は、バケット軌道が辿る容積の面に落ちる全ての点と見なされる。平滑面上の点pに関して、主方向は、最小曲率と最大曲率を有する接平面内の方向である。主座標フレームXp=[xpypzp]Tは、主方向と位置合わせされたxp及びypと、表面法線nと位置合わされたzpとを有する正規直交フレームである。主フレームでは、主二次曲面は、面の二次記述である。アルゴリズム1表面点pでの局所曲率の推定。P=pini1を、グローバル座標フレームで表されたpの近傍内の1組の点とする。1全最小二乗法を使用して、平面をXの点にフィッティングする。平面の法線をpにおける表面法線nの推定として使用する。2回転主フレームXrを構成する。73pの点をXrにマッピングする。6pir=[xiryirzir]T=Rrpi-p104回転主二次曲面zr=ax2rbxryrcy2rdxreyr11を、写像点にフィッティングする。水平曲率は、aに対応する。側面荷重は、水平勾配項dによって推定することができる。二次フィッティングの一般的手法MclvorとValkenburgから改良[3]をアルゴリズム1に示す。回転主フレームXrを利用する。パイル凸性推定に関して、対象は、主に水平曲率である。水平曲率は、主曲率に対応しないことがある。したがって、代わりに、回転主フレーム1つの軸が表面法線と合わせられ、1つの軸が地面と平行になるように定義されたを使用しなければならない。xwとywがグランド平面にあり、zwが空を指すワールド座標フレームXw=[xwywzw]Tを検討する。ワールド座標フレームから点pwの回転主フレームへの点piwの変換は、次の通りである。pir=Rrpiw-pw6回転主フレームは、次の式を用いて定義することができる。Rr=[r1r2r3]T7、r3=n,r2=zw×n/zw×n,r1=r3×r2回転主フレームは、nのまわりの回転によって主フレームXpと関連付けられる。回転された主二次曲面のパラメータをフィッティングするためにアルゴリズム1の段階4、我々の実施態様ではBFGS準ニュートンアルゴリズムを使用する。アタック姿勢の推定に使用される量は、次の凸性と側面荷重と共に、11から得られる。Dc=-aDs=|d|凸領域は、Dc>0を有し、凹領域は、Dc<0を有する。1組の点にフィッティングされた二次曲面の実例は、図7を参照されたい。フィッティング誤差即ち、フィット面までの全ての点の平均二乗距離は、DcとDsの信頼性評価として使用することができる。曲面フィッティングの目的が、正確なパラメータ化された表面記述を作成することである場合、二次曲面の代わりにより高次の曲面をフィッティングすることができる。しかしながら、我々の目的は、表面パッチの全体的凸性を評価することなので、二次パラメータ化は十分である。また、高次多項式を面にフィッティングするときの数値問題がある。面を分析的にモデル化する適切な手法は、例えば、ガウス過程である。方法段階S50この方法によれば、計算された凸量に応じて、対応するバケット軌道を有するアタック姿勢が選択され、あるいは重み付き品質値が使用されてもよい。推定された凸性と側面荷重の量が、所定のアタック姿勢での積載作業によるものである場合、そのアタック姿勢の品質を、凸性と側面荷重の重み付けした組み合わせによって測定することができ、その場合、重み付けを、記録データに対する実際の掘削する試験によって設定し評価することができる。図8aは、グランド平面3に配置されたパイル1を示す。パイルは、グランド平面3からパイル1を分離するパイル境界5によって区切られる。アタック姿勢は、アタック位置9とアタック角度αを有するベクトル7によって示される。アタック角度αは、負の表面法線から10°未満のずれを有する範囲で選択されることが好ましいことがある。バケット11の位置が示される。実際的な理由のため、アタック位置9は、バケットの横方向中間に設定される。この方法で、1組のアタック姿勢が生成される。1組のアタック姿勢は、様々な可能なアタック位置とアタック角度を含むことがある。アタック位置は、パイル境界に沿って選択されるか、必要に応じて境界から高い距離で選択される。アタックが、グランド平面から特定の高さで選択された場合、アタック角度は、選択された高さの平面に関して、パイルの表面法線に対して決定される。バケット軌道13は、アタック姿勢が選択された場合にパイル内を通るバケットの意図された軌道であり、点線によって示される。点線13L及び13Rは、バケットの左側の少し前方角の軌道を示す。パイル表面の凸性の大きさは、バケット幅19とバケット軌道13の垂直投影21とによって区切られるパイル表面17の領域15に関して計算される。この領域は、パイルの表面にあり、前方端15a、後方端15b、及び左側及び右側に15c,15dによって区分され、これらはそれぞれ、バケットの幅とバケット軌道の垂直投影とによって構成された領域の表面投影である。ここで、表面投影は、バケットの幅とパイルの表面領域上のバケット軌道の垂直投影とによって構成された領域の投影のことである。パイル表面領域15の凸性は、一実施形態では、前記バケットの区分の収集体積を決定することによって決定され、収集体積は、区分の幅と軌道の長さ範囲とによって画定された収集領域内のパイルの体積である。図8bで、3つの区分、即ち、左側区分23、中央区分25及び右側区分27の収集体積が示される。図7bで、体積VL、VC及びVRは、バケットの幅とバケット軌道によって画定された面29と、パイル表面の領域15との間の体積である。図8cに示したような代替実施形態では、体積VL、VC及びVRは、グランド平面とパイル表面の領域15との間の体積である。図9は、水平軸に側面荷重Csの大きさと、垂直軸に凹部Ccの大きさとを有する平面図を示す。左側と右側の間の平衡荷重に近くかつ比較的高い凹性を有する関心分野が示される。この領域を有するアタック姿勢は、バケットに適切な負荷状態を提供するアタック姿勢で選択されてもよい。参考文献1KKlasingDWollherrandMBussAclusteringmethodforefficientsegmentationof3DlaserdataInICRApages40434048PasadenaUSAMay20082PHSTorrandAZissermanMLESACanewrobustestimatorwithapplicationtoestimatingimagegeometryComputerVisionandImageUnderstanding78138156Apr20003AMMclvorandRJValkenburgAcomparisonoflocalsurfacegeometryestimationmethodsMachineVisionandApplications1017261997"