CN1215475A - 车辆速度检测系统 - Google Patents
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Abstract
以高精度低成本方式对由车辆俯仰运动造成的误差进行补偿校正。利用相对于车辆重心的角速度校正由多普勒传感器检测的车辆行驶速度。在这种校正中,应当考虑在车辆处于俯仰运动期间车辆的转动中心以及多普勒传感器本身的转动。为了将多普勒传感器装在车体的较高高度而不增加检测器的输出功率,进行如此配置,使得多普勒传感器的实际安装高度和参考安装高度的差值与射线俯角校正量之间的关系贮存在检索表中;利用表的相应校正量进行校正而计算对应于多普勒传感器实际安装高度的射线俯角;用计算的射线俯角校正检测的车辆行驶速度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆速度检测系统，具体涉及装在工程机械例如推土机中的车辆速度检测系统，以便利用多普勒传感器检测行驶速度。
背景技术
检测车辆行驶速度的典型车速检测系统采用多普勒传感器。这种检测系统被设计成从车辆以规定的射线束俯角θ向地面发射电磁波(无线电波或超声波)并接收从地面反射的电磁波。根据这些辐射的和接收的波，利用以下等式可以计算多普勒偏移(拍频波频率)fd：
fd=2ft·vcos/C (1)
此等式中，ft是传输频率，C是电磁波传播速度(光速或声速)，v是实际车速。
然而，这种先有技术车速检测系统的问题是，在用装在车体上的多普勒传感器检测实际车速时，车体的运动(俯仰运动、垂直运动、摆动)影响多普勒传感器，造成检测速度的误差，使得车速检测系统不能测到正确的车速。
在日本专利公开公告NO.53-17376(1978)和61-201176(1986)中已提出试图解决此问题的方法，这些方法旨在消除最影响速度检测的俯仰变化角速度的影响。按照日本专利公开公告NO.53-17376，在移动设备上安装许多多普勒传感器，通过平均由许多多普勒传感器检测的信号进行相互补偿而确定移动设备的速度。在日本专利公开公告NO.61-201176中公开的检测系统被设计成利用多普勒传感器相对于车辆重心的角速度计算速度检测的误差，然后根据计算的误差值校正检测的行驶速度。
一般按照传感器的规格确定这种多普勒传感器的安装高度，即将多普勒传感器装在车体上的安装高度，检测器的规格由检测器的输出功率确定。
旨在补偿因车辆倾斜造成的车速检测误差的日本专利公开公告NO.53-17376需要许多多普勒传感器，这造成整个系统的制造成本增加。日本专利公开公告N0.61-201176的缺点是，当检测系统装在履带车辆例如推土机上时，车辆的转动中心随进行的操作类型和车辆行驶的地势而改变，这使校正精度变坏。
关于多普勒传感器的安装高度，如果多普勒传感器在车辆例如建筑机器上安装在由检测器规格要求的高度，则泥浆等很可能溅在检测器上，减少了检测器的信号强度，或者检测器会碰到岩石或石头而受到损坏。
可以想像，如果采用较大功率的检测器，将其装在车辆的较高位置上，则可以解决这些问题。然而采用较大功率的检测器不仅成本高，而且还会干扰在同一场所工作的其它正操作的车辆，因为高功率检测器辐射较强的电磁波。另外，超过规定值的传感器输出也不符合法规的规定。
本发明旨在克服上述问题，因此本发明的目的是以低成本提供一种能够校正由车辆俯仰所形成误差的车速检测系统。本发明的第二目的是提供一种装有多普勒传感器的车速检测系统，该多普勒传感器可以装在车上较高的高度而不必增加检测器的输出功率。
发明概述
按照本发明第一方面提供的装有多普勒传感器的行驶速度检测系统可以达到本发明的第一目的，该检测系统包括：
(a)角速度检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆相对于
车辆重心的角速度；
(b)转动中心检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆的转
动中心；
(c)车速校正装置，用于根据由转动中心检测装置检测的转动中心
以及由角速度检测装置检测的角速度来校正由多普勒传感器
检测的车辆行驶速度；
在本发明第一方面的检测系统中，根据由角速度检测装置检测的相对于车辆重心的角速度，利用车速校正装置校正多普勒传感器检测的车辆行驶速度。在这种校正中，考虑到由转动中心检测装置检测的在俯仰运动期间的车辆转动中心的值，使得可以根据车辆的现时转动中心进行校正。这样可以改进校正精度，而且可以计算不受车辆俯仰运动影响的准确的行驶速度。取得准确的行驶速度便可以获得例如装在履带车辆上的履带滑移速度的定量值，通过该履带滑移速度的准确速度又可以改善对机具、机器和其它部件的控制。
利用本发明第二方面的装有多普勒传感器的行驶速度检测系统也可以达到第一目的，该检测系统包括：
(a)角速度检测系统，用于检测车辆处于俯仰运动时车辆相对于车
辆重心的角速度和用于检测转动的多普勒传感器的角速度；
(b)车速校正装置，用于根据已经由角速度检测装置检测的车辆角
速度和多普勒传感器的角速度来校正由多普勒传感器检测的
车辆的行驶速度。
在按本发明第二方面的检测系统中，根据由角速度检测装置检测的车辆相对于车辆重心的角速度，通过车速校正装置校正由多普勒传感器检测的车辆的行驶速度。因为多普勒传感器本身随车辆的俯仰运动而转动，所以在这种校正中应当考虑多普勒传感器的转动。这样便提高了校正准确度，从而可以得到准确的不受车辆俯仰运动影响的行驶速度。
通过本发明第三方面的装有多普勒传感器的行驶速度检测系统也可以达到第一目的，该检测系统包括：
(a)角速度检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆相对于
车辆重心的角速度和用于检测转动的多普勒传感器的角速
度；
(b)转动中心检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆的转
动中心；
(c)车速校正装置，用以根据由转动中心检测装置检测的转动中心
以及已由角速度检测装置检测的车辆的角速度和多普勒传感
器的角速度来校正由多普勒传感器检测的车辆行驶速度；
在本发明第三方面的检测系统中，根据由角速度检测装置检测的车辆相对于车辆重心的角速度，利用车速校正装置校正由多普勒传感器检测的行驶速度。在这种校正中，应当考虑由转动中心检测装置检测的在俯仰运动期间的车辆转动中心的值和多普勒传感器本身的转动。利用结合第一和第二方面的协同效应可以获得具有更高校正精度的车速检测系统。
在本发明第一种第三方面的检测系统中，车辆可以是履带式车辆，转动中心检测装置可以设计为，如果车辆的牵引力超过预定值，则可以将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为履带车辆的转动中心，而如果牵引力不超过预定值，则可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆转动中心。具体是，在这些系统中，当例如在推土操作期间将超过预定值的负载加在推土铲上时，便可以确定车辆的牵引力超过预定值。根据此确定可以发现，此时履带式车辆所处的状态是，各个履带张紧轮的中心浮在地面上，而车体以位于履带链轮相应中心下面的地面接触点作转动中心进行运动。为了提高校正精度，在计算标正值时应当考虑此转动中心。因为车辆转动中心的改变使多普勒传感器的射线俯角发生变化，所以在将位于覆带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆转动中心时，车速校正装置最好根据将车辆俯仰角加入多普勒传感器的射线俯角所得的值来校正检测的行驶速度。
在确定车辆转动中心的变更形式中，车辆可以是履带式车辆，转动中心检测装置可以被设计为，如果作用于推土铲(该铲被支承在位于履带链轮相应中心下面的接地点上)上的反作用力的力矩超过车体重量的力矩，则可以将位于履带链轮相应中心下面的接地点确定为车辆的转动中心，而如果作用在推土铲上的反作用力的力矩不超过车体重量的力矩，则将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。具体是，如果作用在推土铲(该铲支承于位于履带链轮各中心点下面的接地点上)上的反作用力的力矩超过车辆重量的力矩，则应当明白，履带张紧轮的各个中心浮在地面上，并且车体以位于履带链轮各个中心下面的地面接触点作车辆的转动中心进行运动。因此利用该转动中心计算校正值可以提高校正准确度。因为车辆转动中心的改变引起多普勒传感器的射线俯角的改变，所以在位于履带链轮相应中心下面的地面接触点被确定为转动中心时，车速校正装置最好根据将车辆的俯仰角度加入多普勒传感器的射线俯角所得的值来校正检测的行驶速度。作用在推土铲上的反作用力可以根据由推土铲起重液压缸冲程得到的推土铲的姿态和由施加于起重液压缸上的液压力计算的推土铲起重液压缸的轴向力进行计算。
确定车辆转动中心的另一种方式是：车辆是履带式车辆，并且转动中心检测装置被设计为，如果作用在耙具(该耙具支承在位于覆带链轮相应中心下面的接地点上)上的反作用力是向上的力，并且该反作用力的力矩超过车辆重量的力矩，则可以将位于履带张紧轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心，而如果作用在耙具上的反作力的力矩不超过车辆重量的力矩，将可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆转动中心。或者，可以变更确定方式，使得车辆是履带式车辆，而转动中心检测器可以设计为，如果加在耙具(该耙具支承在位于履带链轮相应中心下面的接地点上)上的反作用力是向下的力，并且该反作用力的力矩超过车辆重量的力矩，则可以将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆转动中心，而如果作用在耙具上的反作用力的力矩不超过车辆重量的力矩，则可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。因为车辆转动中心的改变引起多普勒传感器的射线俯角的改变，所以在将位于履带张紧轮相应中心下面的地面接触点或将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为转动中心时，车速校正装置最好根据车辆的俯仰角和多普勒传感器的射线俯角相加的值校正检测的行驶速度。根据耙具的起重/倾斜液压缸冲程得到的耙具的姿态和由作用于耙具起重/倾斜液压缸上的液压力计算的耙具起重/倾斜液压缸的轴向力可以计算作用于耙具上的反作用力。
利用本发明第四方面的装有多普勒传感器的车速检测系统可以达到本发明的第二目的，该检测系统包括：
(a)记忆装置，用于贮存一个检索表，该表包括多普勒传感器的实
际安装高度和参考安装高度之间的差值，各个差值对应于多普
勒传感器的射线俯角的各个校正量；
(b)射线俯角计算装置，作用是通过用贮存在记忆装置内相应校正
量进行校正而计算对应于装在车辆上的多普勒传感器的实际
安装高度的线射俯角；
(c)校正装置，用于根据由射线俯角计算装置计算的射线俯角校正
由多普勒传感器检测的车辆行驶速度；
在第四方面的检测系统中，从预先贮存在记忆装置中的检索表可以得到多普勒检测装置的射线俯角的校正量。用这种校正量可以修正射线俯角，然后再根据此修正的射线俯角校正由多普勒传感器检测的车辆行驶速度值。采用这种配置，即使将多普勒传感器装在很高的而不能接收到具有足够强度的地面反射波的高度，也能计算准确的行驶速度。这种配置消除了因溅上泥浆等而使多普勒传感器的信号强度降低的危险，以及多普勒传感器碰到岩石而损坏的危险。另外，这种系统不需要高功率的检测器，所以不会增加制造成本，而且还满足了法规的规定。检测精度的提高导致可以准确计算装在履带车辆上的履带的滑移速度的定量值。履带滑移速度的准确计算又使得可以改进对机具、发动机和装在车辆上的其它部件的控制。
上述检索表被设计为当检测器的实际安装高度从参考安装高度增加时，射线俯角的校正量便逐渐增加。应用这种检索表可以高准确度地计算行驶速度。
按照本发明的第四方面，车辆是推土机，多普勒传感器最好装在支承推土机耙具的耙具架上。这使得多普勒传感器可以装在最少受到推土机操作影响的可能的最低位置。
附图的简要描述
图1示出本发明第一实施例的车辆检测系统的安装配置；
图2(a)、2(b)和2(c)是解释性示意图1，用于解释本发明第一实施例车速检测系统中进行校正的逻辑；
图3是第一实施例的用于计算车速的运算操作过程的流程图；
图4是示意图，用于解释车辆中力矩的平衡；
图5是示意图，用于解释在推土操作期间以接地点作车辆转动中心的车辆状态；
图6是示意图①，用于解释在耙土操作期间以接地点作车辆转动中心的车辆状态；
图7是示意图②，用于解释在耙土操作期间以另一个接地点作车辆转动中心的车辆状态；
图8是本发明第二实施例的用于计算车速的运算操作过程的流程图；
图9是曲线图，示出检测器的安装高度和射线俯角校正量之间的关系；
图10是示意图，示出安装多普勒传感器的位置。
实施本发明的最佳模式
下面参照附图说明本发明车速检测系统的优选实施例。
(第一实施例)
在第一实施例中，本发明应用于装在履带式车辆例如推土机上的车速检测系统上。如图1所示，该车速检测系统包括装在推土机1的车体后部(例如耙具)上的位于高度h(以后称作“安装高度”)的多普勒传感器2。多普勒传感器2以规定的射线俯角(检测器俯角)θ向地面3发射电磁波射线4，并接收从地面3反射的波束。根据发射的和接收的波便可以计算推土机1的行驶速度。应当注意到，φ是射线方向角，通常约±5°。
下面参照附图2说明在车速检测系统中进行校正以消除车辆俯仰变化角速度影响的逻辑。
如图2(a)所示，当推土机1的实际车速用v表示时，则在电磁波辐射方向的推土机1的速度为vcosθ。因此，多普勒偏移(拍频波频率)fd和实际车速v之间的关系由以下等式(1)表示：
fd=2ft·vcosθ/C (1)
式中ft是传输频率，C是电磁波传播速度(光速或声速)。
在此实施例中，多普勒传感器2在车辆俯仰变化时沿车辆转动中心的弧形曲线运动。这种弧形运动伴随着多普勒传感器2的转动。因此，多普勒传感器2的弧形运动和转动以下面说明的校正项包含在等式(1)中。
(1)涉及多普勒传感器弧形运动的校正项A1：
如图2(b)所示，当车辆绕转动中心5转动时多普勒传感器2绕转动中心5转动的有效半径r由下式给出：
r=hcosθ+Lsinθ
式中L是多普勒传感器2和转动中心5之间的水平距离。
因此涉及弧线运动的校正项A1表示为：
A1=2ft·(hcosθ+Lsinθ)ω/C (2)
(2)涉及多普勒传感器转动的校正项A2：
如图2(c)所示，当用hω表示反射电磁波束4的反射点4的平移速度时，在电磁波辐射方向的平移速度的速度分量为hωcosθ。因此涉及多普勒传感器2转动的校正项A2由以下等式(3)给出：
A2=2ft·hωcosθ/C (3)
将这些校正项A1和A2加入到等式(1)可得到以下等式(4)：
fd=2ft·vcosθ/C±A1±A2
=(2ft/C){vcosθ±(hcosθ+Lsinθ)ω±hωcosθ}
(4)
从等式(4)可以得到下面等式(5)：
v=(fdC/2ftcosθ)±2hω±Lωtanθ (5)
在等式(5)中“-”号代表车辆向前驱动，而“+”号表示车辆向后驱动。L随车辆转动中心的位置变化，该位置在例如当车辆进入这样一个状态时发生改变，在此状态中执行操作使各履带7在任一侧浮在地面上。θ角在各个履带的任一侧浮起时按照车辆的浮起角度而变化。
下面参考图3的流程图说明本实施例的车速检测系统中执行的车速计算流程。
S1：读出各种数据；
S2～S3：根据从传动速度范围传感器输出的速度范围信息进行核对，以确定堆土机是向前驱动状态还是向后驱动状态。如果确定推土机1是向前驱动状态，则将下面说明的车速计算(等式(5))的校正码设定为“-”(负)；
S4～S7：根据机具操作检测开关送出的指令进行核对，从确定推土机1是处于推土铲操作状态(即推土操作状态)还是耙具操作状态(即耙土操作状态)。如果确定推土机1是处于推土状态，则可以根据推土铲的起重液压缸的冲程传感器得到推土铲8的姿态，然后从提供给推土铲起重液压缸9上的液压压力计算出推土铲起重液压缸9的轴向力。根据如此得到的推土铲8的姿态和液压缸的轴向力便可以计算由地面3作用于推土铲8的反作用力(推土铲的反作用力)Fy；
S8～S11：确定以下不等式(6)是否成立，式中用LB表示位于各履带链轮10中心下面的地面接触点11和推土铲8的地面接触点12之间的水平距离；而用Lw表示在地面接触点11和车辆重心13之间的水平距离，用W表示车体的重量：
Fv·LB+W·Lw＞0(6)
如果此不等式成立，则确定作用在推土铲8上的反作用力Fv的力矩Fv·LB大于车体重量W的力矩W·Lw，因而推土铲8的边缘由于例如地面3的硬度而不能切入地面3，并且张紧轮4的相应侧上的履带上移，而浮在地面3上，如图5所示(张紧轮浮起状态)。如果推土机处于这种状态下，则可根据推上铲8的姿态和由俯仰角倾斜仪得到的车体的俯仰角计算车体的浮起角度a。将如此计算的浮起角度a加在预定的角普勒检测器2的射线俯角θ上，从而得到调整过的射线俯角θ。当车辆以这种方式浮起时，便可以将位于各个履带链轮10的中心下面的地面接触点11定为车体的转动中心，并得到在多普勒传感器2和此转动中心之间的水平距离L；
S12：如不等式6不成立，则可以确定车体未发生浮起。因此可以将车辆的重心13确定为转动中心，因而得到从多普勒传感器2到此转动中心的水平距离；
S13：如果根据步骤S2的核对，确定车辆处于反向驱动的状态，则将下述的车速计算(等式(5))的校正码设定为“+”(正)，随后将车辆重心13设定为转动中心。
S14～S16：如果根据步骤S4的核对，确定推土机1处于耙土操作状态，则根据耙具的起重/倾斜液压缸的冲程传感器取得耙具15的姿态(见图6)，然后根据作用在耙具起重/倾斜液压缸上的液压压力计算耙具起重/倾斜液压缸(未示出)的轴向力。根据如此得到的耙具15的姿态和液压缸的轴向力可以计算地面3作用于耙具15的反作用力(耙具上的反作用力)Fv′；
S17～S21：如果耙具上的反作用力Fv′是正值(Fv′＞0)，换言之，如果耙具15受到来自地面3的向上反作用力，则进行核对以确定以下不等式(7)是否成立：
Fv′·LB·W·LW＞0(7)
如果该不等式成立，则确定作用在耙具15上的反作用力Fv′的力矩Fv′·LB大于车体重量W的力矩W·LW，因而耙具15的边缘由于例如地面3的硬度而不能切入地面3，并且在链轮4的相应侧上的履带向上移动，浮在地面3上，如图6所示(链轮浮起状态)。如果推土机1处于这种状态，则可以根据耙具15的姿态和从俯仰角倾斜仪得到的车体的俯仰角计算出车辆的浮起角度a(负值)。将如此计算的浮起角a加在预定的多普勒传感器2的射线俯角θ上，以得到调整过的射线俯角θ。当车体以这种方式浮起时，可以将位于各个履带张紧轮14中心下面的地面接触点16确定为车体的转动中心，从而得到多普勒传感器2和该转动中心之间的水平距离L。如果不等式7不成立，则确定在车体上既没有发生张紧轮浮起，也没有发生链轮浮起。因此可将车辆的重心13确定为转动中心；
S22～S23：如果耙具上的反作用力Fv′是负值(Fv′＜0)，换言之，如果耙具受到地面3的向下的反作用力，则进行核对，确定以下不等式(7)是否成立：
Fv·LB-W·LW＞0(7)
如果此不等式(7)成立，则可以确定作用在耙具15上的反作用力Fv′的力矩Fv′·LB大于车体重量W的力矩W·LW，因而在履带张紧轮14相应侧上的履带7浮在地面3上，如图7所示(张紧轮浮起状态)。例如在执行耙土操作将岩石向上抬起来时可以见到这种状态。如果推土机处于这种状态，则可以根据耙具15的姿态和由俯仰角倾斜仪得到的车体的俯仰角计算车体的浮起角度a(负值)。然后将如此计算的浮起角a加在预定的多普勒传感器2的射线俯角θ上，由此得到调整过的射线俯角θ。当车辆以这种方式浮起时，可以将位于各个履带链轮10的中心下面的地面接触点11确定为车体的转动中心。如果不等式(7)不成立，则可以确定在车体上既没有发生张紧轮的浮起，也没有发生链轮的浮起。因此可将车体的重心13确定为转动中心；
S24～S26：利用俯仰变化速率陀螺(角速度计)可以计算车辆的俯仰变化角速度ω，然后利用多普勒传感器2检测多普勒偏移(拍频波频率)fd。根据ω、fa、θ、L、C、ft和h，利用等式(5)可以计算车辆速度。
在此实施例中，之所以根据推土铲的姿态(或耙具的姿态)和车体俯仰变化角度计算车体的浮起角a其原因是，在一个斜坡上进行推土操作的情况和推土机1单纯地沿一个斜坡行驶的情况是完全不同的。
尽管在上述实施例中可以根据推土铲(或耙具)的姿态和液压缸的轴向力计算在机具(推土铲或耙具)上的反作用力，但是该反作用力可以从一负载传感器的一检测值得出，该负载传感器用以检测起重液压缸轭销上的负载。该检测值可以单独使用，也可以使用与液压缸的轴向力等相结合使用，以获得更高的准确度。另外，通过检测推土铲起重液压缸的角度可以得到推土铲(或耙具)的姿态。
(第二实施例)
第一实施例的特征在于，计算作用在推土铲8或耙具15上的反作用力，根据车辆的力矩平衡得到车体的转动中心，而第二实施例旨在根据推土机1在推土操作期间的牵引力检测车辆转动中心的改变。下面参考图8的流程图说明此实施例的车速检测系统中执行的车速计算流程。
T1：读出各种数据；
T2～T3：根据传动速度范围传感器输出的速度范围信息进行核对，确定推土机1是处于向前驱动状态还是反向驱动状态。如果确定推土机1是处于向前驱动状态，则将下述的车速计算(等式(5))的校正码取为“-”(负)；
T4～T5：如果牵引力检测装置计算的牵引力超过预定值，则可以确定推土机1处于推土操作状态，并且转动中心已移动，使得在张紧轮14侧面上的相应履带浮在地面3上。因此可将位于各个覆带链轮10的中心下面的地面接触点11确定为车体的转动中心，因而得到从多普勒传感器2到该转动中心的水平距离L。此文公开的牵引力检测装置最好与日本专利公开公告NO.5-106239(1993)中公开的装置相同；
T6～T7：如果车辆处于反向驱动的状态，则将车速计算(等式(5))的校正码设定为“+”(正)，然后将车体的重心13确定为转动中心。由此可获得在多普勒传感器2和该转动中心之间的水平距离L。如果从步骤T4的核对已经发现，牵引力不超过设定值，则可断定车辆处于行驶状态而没有浮起，因此可将车辆的重心13确定为转动中心；
T8～T10：利用俯仰变化速率陀螺(角速度计)计算车辆的俯仰变化角速度ω，然后用多普勒传感器2检测多普勒偏移(拍频波频率)fd。利用等式(5)根据ω、fd、θ、L、C、ft和h可以计算车速v。
虽然在此实施例中在张紧轮浮起的情况不用车辆的浮起角进行校正，但可以像第一实施例中那样，根据用推土铲的姿态和车辆的俯仰角计算的车辆的浮起角a，来校正射线的俯角θ。
(第三实施例)
本实施例旨在提供一种装有多普勒传感器的检测系统，该多普勒传感器装在车体上较高的高度。
通过下列等式(8)可以计算实际车速v，该等式(8)从等式(1)推出，代表多普勒偏移fd和实际车速v之间的关系。
v=fdC/2ftcosθ (8)
多普勒传感器2的安装高度h受到传感器规格的限制，该规格取决于输出射线4的强度和接收反射波的灵敏度。如果安装高度超过规定值，则光束4变宽，使得对应于光束4的外侧区域(即由θ-φ/2代表的区域)的反射波变弱，因此多普勒传感器2更多地接收到对应于光束4的内侧区域(即由θ+φ/2代表的区域)的反射波。这样便导致相当于俯角θ增加的情况。有鉴于此，第三实施例被设计成事先获得安装高度h和有效俯角之间的关系，然后按照实际的安装高度校正等式(8)中的射线俯角θ。
更具体说，由于安装高度h和射线俯角的校正量α之间的关系是使得当安装高度h从参考值ho增加时，校正量α逐渐增加，如图9所示，所以在车速检测系统的记忆单元中预先贮存表示安装高度h和射线俯角校正量α之间关系的检索表。当多普勒传感器2安装在车上时，便可用安装高度h的输入值检索该检索表，由此获得射线俯角校正量α的对应值。可将此校正量α的值加在射线俯角θ上，因而θ+α值被用作射线俯角的调整值。
然后按照以下等式计算实际车速：
v=fdC/2ftcos(θ+α)(9)
按照第三实施例，根据多普勒传感器2的实际安装高度h和参考安装高度ho之间的差得到射线俯角校正量α，通过将校正量α加到射线俯角θ所得的值θ+α用作调整过的射线俯角，以取得实际的车速v。利用这种配置，即使将多普勒传感器2装在车体的一个位置上，该位置对多普勒传感器2来说太高而不能接收到足够强的反射波，也可以保证检测到准确的行驶速度。
虽然在此实施例中，在传感器的安装高度h和射线俯角的校正量α之间的关系是以检索表的形式被贮存，但是也可作为图表数据直接贮存检测器的安装高度h和射线俯角θ之间的关系。
在此实施例中，多普勒传感器2最好如图10所示装在支承耙具5的耙具架上。该位置是多普勒传感器2最少受到推土机操作影响的可能的最低位置。
虽然根据将车速检测系统装在履带式车辆上的上述实施例进行说明，但是本发明也适用其它类型建筑机器例如轮式推土机。
可以应用微波、超声波或光波的各种多普勒传感器作上述实施例中公开的多普勒传感器2。
Claims (15)
1．一种装有多普勒传感器的行驶速度检测系统，该检测系统包括：
(a)角速度检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆相
对于车辆重心的角速度；
(b)转动中心检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆
的转动中心；
(c)车速校正装置，用以根据由转动中心检测装置检测的转动
中心以及由角速度检测装置检测的角速度来校正由多普勒
传感器检测的车辆行驶速度。
2．一种装有多普勒传感器的行驶速度检测系统，该检测系统包括：
(a)角速度检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆相
对于车辆重心的角速度和用于检测转动的多普勒传感器的
角速度；
(b)车辆速度校正装置，用以根据已经由角速度检测装置检测
的车辆角速度和多普勒传感器的角速度来校正由多普勒传
感器检测的车辆行驶速度。
3．一种装有多普勒传感器的行驶速度检测系统，该系统包括：
(a)角速度检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆相
对于车辆重心的角速度和用于检测转动的多普勒传感器的
角速度；
(b)转动中心检测装置，用于在车辆处于俯仰运动时检测车辆
的转动中心；
(c)车速校正装置，用以根据转动中心检测装置检测的转动中
心以及已经由角速度检测装置检测的车辆角速度和多普勒
传感器的角速度来校正由多普勒传感器检测的车辆行驶速
度。
4．如权利要求1或3所述的行驶速度检测系统，其中上述车辆是履带式车辆，而上述转动中心检测装置被设计成，如果车辆的牵引力超过预定值，则可以将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为履带车辆的转动中心，而如果牵引力不超过预定值，则可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。
5．如权利要求4所述的行驶速度检测系统，其中在将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心时，上述车速校正装置根据将车辆俯仰角加入多普勒传感器的射线俯角所得的值来校正已检测的车辆行驶速度。
6．如权利要求1或3所述的行驶速度检测系统，其中上述车辆是履带式车辆，上述转动中心检测装置被设计成，如果作用在推土铲(该推土铲支承于履带链轮相应中心下面的地面接触点上)上的反作用力的力矩越过车身重量的力矩，则可以将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心，而如果作用在推土铲上的反作用力的力矩不超过车辆重量的力矩，则可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。
7．如权利要求6所述的行驶速度检测系统，其中在将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心时，车速校正装置根据将车辆的俯仰角度加入多普勒传感器的射线俯角所得的值来校正检测的车辆行驶速度。
8．如权利要求6或7所述的行驶速度检测系统，其中根据由推土铲起重液压缸的冲程计算的推土铲的姿态和由作用于推土铲起重液压缸上的液压力计算的推土铲起重液压缸的轴向力计算出作用于该推土铲上的上述反作用力。
9．如权利要求1或3所述的行驶速度检测系统，其中上述车辆是履带式车辆，而上述转动中心检测装置被设计为，如果作用在耙具(该耙具由履带链轮相应中心下面的地面接触点支承)上的反作用力是向上的力，而且反作用力的力矩超过车身重量的力矩，则可以将位于履带张紧轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心，而如果作用在耙具上的反作用力的力矩不超过车体重量的力矩，则可以将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。
10．如权利要求9所述的行驶速度检测系统，其中上述车辆是履带式车辆，而上述转动中心检测装置被设计成，如果作用在耙具(该耙具支承在位于履带链轮相应中心下面的地面接触点上)上的反作用力是向下的力，而且该反作用力的力矩超过车体重量的力矩，则将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆转动中心，而如果作用在耙具上的反作用力的力矩不超过车体重量的力矩，则将位于车辆重心下面的地面接触点确定为车辆的转动中心。
11．如权利要求9或10所述的行驶速度检测系统，其中在将位于履带张紧轮相应中心下面的地面接触点或将位于履带链轮相应中心下面的地面接触点确定为车辆转动中心时，车速校正装置可以根据将车辆俯仰角加入多普勒传感器的射线俯角所得的值来校正已检测的车辆行驶速度。
12．如权利要求9、10和11中任一项所述的行驶速度检测系统，其中可以根据由耙具起重/倾斜液压缸的冲程计算的耙具的姿态以及由耙具起重/倾斜液压缸所施加的液压力计算的耙具起重/倾斜液压缸的轴向力，来计算作用在耙具上的上述反作用力。
13．一种装有多普勒传感器的行驶速度检测系统，该检测系统包括：
(a)记忆装置，用于贮存检索表，该检索表包括多普勒传感器
的实际安装高度和参考安装高度之间的差值，各个差值对应
于多普勒传感器的射线俯角的各个校正量；
(b)射线俯角计算装置，利用贮存在记忆装置中的相应校正量
进行校正而计算对应于装在车辆上的多普勒传感器的实际
安装高度的射线俯角；
(c)校正装置，根据已由射线俯角计算装置计算的射线俯角来
校正由多普勒传感器检测的车辆行驶速度。
14．如权利要求13所述的行驶速度检测系统，其中上述检索表这样设计，使得当多普勒传感器的实际安装高度从参考安装高度上增加时，射线俯角的校正量逐渐增加。
15．如权利要求13或14所述的行驶速度检测系统，其中车辆是推土机，多普勒传感器装在支承推土机耙具的耙具架上。
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