CN111433699A

CN111433699A - 移动机器人的控制装置和移动机器人系统

Info

Publication number: CN111433699A
Application number: CN201880078372.2A
Authority: CN
Inventors: 山本惇史
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2020-07-17
Also published as: WO2019111559A1; JP7078057B2; JPWO2019111559A1

Abstract

本发明不需要很多传感器就能够适当地推定偏滑角。在移动机器人的控制装置中，该移动机器人具备：左右一对的车轮；电动机，其分别驱动车轮；车体，其以车轮分别能够旋转的方式支承车轮；旋转台，其以能够围绕相对于车体铅垂方向的轴自由旋转的方式与车体连接。该控制装置具备：旋转角度取得部，其取得旋转台的旋转角度；偏滑角推定部，其根据通过旋转角度取得部取得的旋转台的旋转角度，推定移动机器人的偏滑角。

Description

移动机器人的控制装置和移动机器人系统

技术领域

本发明涉及移动机器人的控制装置和移动机器人系统。

背景技术

为了控制移动机器人的行驶路径，必须推定移动机器人的位置。一般在移动机器人的位置推定中，使用以下的方法：使用移动机器人的运动方程式，对相对于开始位置的微小变化量时刻进行累计。

但是，在实际的移动机器人中，在地面与轮胎之间产生滑动。因此，为了控制移动机器人使其正确地朝向目标位置，考虑到轮胎的滑动的位置推定是不可缺少的。

轮胎的滑动有移动机器人的行进方向的滑动、移动机器人的横向的滑动的2种。在此，在移动机器人的位置推定中，在移动机器人的转动时产生的侧滑成为很大问题。作为表现侧滑的参数，有移动机器人实际朝向的方向与移动机器人的行进方向所成的角度即偏滑角。

在专利文献1中，公开了使用车辆的前后加速度、横加速度、以及车体速度推定车体偏滑角这一点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-256469号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述专利文献1记载的技术中，需要至少2个加速度传感器、车轮速度传感器，为了高精度地推定偏滑角，需要很多传感器。即，偏滑角的推定所需要的参数多，算法变得复杂。

因此，本发明的目的在于：提供不需要很多传感器就能够适当地推定偏滑角的移动机器人的控制装置和移动机器人系统。

为了解决上述问题，对于本发明的一个实施例的移动机器人的控制装置，该移动机器人具备：左右一对的车轮；电动机，其分别驱动上述车轮；车体，其以上述车轮能够分别旋转的方式支承上述车轮；以及旋转台，其以围绕相对于上述车体铅垂方向的轴自由旋转的方式与上述车体连接，该移动机器人的控制装置具备：旋转角度取得部，其取得上述旋转台的旋转角度；偏滑角推定部，其根据通过上述旋转角度取得部取得的上述旋转台的旋转角度，推定上述移动机器人的偏滑角。

另外，对于本发明的一个实施例的移动机器人的控制方法，该移动机器人具备：左右一对的车轮；电动机，其分别驱动上述车轮；车体，其以上述车轮能够分别旋转的方式支承上述车轮；旋转台，其以围绕相对于上述车体铅垂方向的轴自由旋转的方式与上述车体连接，该移动机器人的控制方法包括：取得上述旋转台的旋转角度的步骤；根据所取得的上述旋转台的旋转角度，推定上述移动机器人的偏滑角的步骤。

进而，本发明的一个实施例的移动机器人系统具备：上述移动机器人的控制装置；上述移动机器人，其与上述控制装置能够通信地连接。

发明效果

根据本发明的一个实施例，不需要很多传感器，另外不需要复杂的算法，就能够适当地推定偏滑角。

附图说明

图1是表示构成移动机器人系统的移动机器人的立体图。

图2是移动机器人的旋转台单元的主视图。

图3是表示具备多个移动机器人的移动装置的侧视图。

图4是表示具备多个移动机器人的移动装置的立体图。

图5是包含移动机器人的控制系统的框图。

图6是参数的说明图。

图7是表示目标速度计算部的结构例的框图。

图8是偏滑角的说明图。

图9是说明转动时产生的垂直抗力的图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

此外，本发明的范围并不限于以下的实施方式，在本发明的技术思想的范围内能够任意变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使各构造的比例尺、个数等与实际的构造不同。

<移动机器人>

图1是表示本发明的实施方式的构成移动机器人系统的移动机器人(移动体)1的立体图。移动机器人1具备车体(底盘、支承体)2、被车体2以能够旋转的方式支承的左右一对的车轮4A、4B。车体2是设置在移动机器人1的下部的大致水平的框架。车轮4A、4B是相同形状相同大小，配置为同心。

在车体2中装载有分别驱动车轮4A、4B的电动机6A、6B。另外，在车体2中装载有电池盒8，电池盒8收容作为用于驱动电动机6A、6B的电源的电池。进而，在车体2中安装有用于驱动电动机6A、6B的印刷电路板10A、10B、12A、12B。在此，印刷电路板10A和10B具备包含逆变器、驱动器的驱动电路，印刷电路板12A和12B具备包含微计算机板的主控制电路。

此外，在图1中表示将印刷电路板10A、10B、12A、12B安装在架板上的情况，但印刷电路板10A、10B、12A、12B自身也可以不是架板。

进而，在车体2中安装有多个(在本实施方式中为3条)支柱14，各支柱14支承旋转台单元16。旋转台单元16具备具有相互相同的直径的支承台18和旋转台20。支承台18被固定在支柱14的上端。旋转台20同心地配置在支承台18上。

如图2所示，在支承台18的上面安装有轴承22，向轴承22插入有设置在旋转台20的下面的旋转台用配件24。此外，也可以将轴承22安装到旋转台20，将支承台18的旋转台用配件24插入轴承22。在任意情况下，旋转台20都以围绕相对于支承台18(车体2)铅垂方向的轴自由旋转的方式与支承台18连接。

此外，在本实施方式中，说明支承台18和旋转台20经由轴承22以能够相互旋转的方式连接的情况，但旋转夹具并不限于轴承22，例如也可以是旋转盘。

返回到图1，作为测定旋转台20的旋转角度的测定装置，在移动机器人1中设置有光传感器26。具体地说，如图1所示，在支承台18上安装有托架28，光传感器26被托架28支承。光传感器26例如具备2个光反射器29a、29b。

在旋转台20的外周面(侧面)，交替地设置有多个白部分和多个黑部分。以相互均等的角度间隔配置多个白部分，也以相互均等的角度间隔配置多个黑部分。白部分和黑部分既可以通过着色而设置，也可以通过向旋转台20粘贴白胶带和黑胶带而设置。

光反射器29a、29b分别具备发光元件(例如发光二极管)和受光元件(例如光电晶体管)，构成为受光元件接收从发光元件发出的光中的在旋转台20的外周面(侧面)反射的光。受光元件输出与接收的光的强度对应的电信号。受光元件输出的电信号的电平根据受光元件面对着白部分还是面对着黑部分而不同。因此，通过掌握电信号的电平从旋转台20位于基准的角度位置时起的变化的次数，能够测定旋转台20的旋转角度。

另外，将2个光反射器29a、29b设置成相对于旋转台20的角度位置分别不同。由于该角度位置的不同，2个光反射器29a、29b的输出相位不同，因此能够判别旋转台20的旋转方向(CW、CCW)。

此外，在本实施方式中，说明测定旋转台20的旋转角度的测定装置是光传感器的情况，但测定装置并不限于光传感器，可以是能够测定旋转台20的旋转角度和旋转方向的传感器(装置)。

<移动装置>

图3和图4表示实施方式的构成移动机器人系统的移动装置(输送装置)30。该移动装置30具有通过连接货架(连接构件)32连接2个移动机器人1的旋转台20的结构。

具体地说，如图3所示，在各旋转台20的上表面的中心位置形成有槽或凹部34，在连结货架32的下表面形成或安装有2个凸起36。凸起36分别嵌入到凹部34。凹部34和凸起36俯视看例如是三角形状，连结货架32相对于各移动机器人1的旋转台20不旋转。

此外，凹部34和凸起36的形状并不限于三角形，只要是连结货架32通过嵌合而相对于旋转台20不旋转的结构的形状即可，例如也可以是四边形等。

连结货架32的上表面是平坦的，能够在该上表面承载货物38。即，移动装置30构成为能够通过2个移动机器人1输送货物38。

在该情况下，通过连结货架32连结的2个移动机器人1的旋转台20与2个移动机器人1各自的行驶方向对应地旋转，因此不阻碍2个移动机器人1的行驶。

这样，移动机器人1的车轮支承部具有能够相对于移动机器人1的主体部围绕旋转台20的中心位置处的铅垂方向的轴旋转的结构。在此，在本实施方式中，上述主体部是移动机器人1的旋转台20。另外，上述车轮支承部是支承车轮4A和4B的构件，在本实施方式中，是车体2、车轮4A、4B、电动机6A、6B、电池盒8、印刷电路板10A、10B、12A、12B、支柱14以及支承台18。

此外，构成移动装置30的移动机器人1并不限于2个，也可以根据货物38的重量而为3个以上。在该情况下，也可以通过连结货架32连结3个以上的移动机器人1的旋转台20。

<控制系统>

图5是本发明的实施方式的移动机器人系统100的主要部分的框图。

在本实施方式中，移动机器人系统100具备：具有2个移动机器人1的移动装置30、控制移动机器人1的外部计算机(控制装置)40。移动机器人1与外部计算机40以能够通过无线通信进行通信的方式连接。作为无线通信的方法，没有具体限定，但例如可以为以无线LAN规格(例如IEEE802.11规格系列)为基准的通信。

移动机器人1具备与电动机6A、6B分别对应的2个电动机单元。具体地说，移动机器人1具备与电动机6A对应的第一电动机单元42A、与电动机6B对应的第二电动机单元42B。

电动机单元42A、42B通过电源43供电。电源43是收容在电池盒8(参照图1)中的电池。光传感器26也通过电源43供电。

第一电动机单元42A具备电动机6A、无线通信电路44A、主控制部46A、存储器48A、电动机驱动控制部50A、驱动电路52A以及传感器部54A。第二电动机单元42B具备电动机6B、无线通信电路44B、主控制部46B、存储器48B、电动机驱动控制部50B、驱动电路52B以及传感器部54B。以下，有时将电动机6A称为第一电动机6A，有时将电动机6B称为第二电动机6B。

无线通信电路44A、主控制部46A、存储器48A、电动机驱动控制部50A、驱动电路52A分别安装在印刷电路板10A或12A(参照图1)。无线通信电路44B、主控制部46B、存储器48B、电动机驱动控制部50B、驱动电路52B分别安装在印刷电路板10B或12B(参照图1)。

具体地说，无线通信电路44A、主控制部46A、存储器48A、以及电动机驱动控制部50A安装在印刷电路板12A，驱动电路52A安装在印刷电路板10A。无线通信电路44B、主控制部46B、存储器48B、以及电动机驱动控制部50B安装在印刷电路板12B，、驱动电路52B安装在印刷电路板10B。

无线通信电路44A、44B具有与外部计算机40进行无线通信的功能。无线通信电路44A、44B例如可以由WiFi模块构成。

但是，在本实施方式中，通常只使用第一电动机单元42A的无线通信电路44A。可以作为在无线通信电路44A发生了异常的情况下的预备，而使用第二电动机单元42B的无线通信电路44B。或者，可以辅助地使用第二电动机单元42B的无线通信电路44B。例如，也可以在从外部计算机40的接收时使用无线通信电路44A，在向外部计算机40的发送时使用无线通信电路44B。

主控制部46A、46B分别是处理器，通过读出存储在记录介质(未图示)中的程序并执行而动作。因此，从记录介质读出的程序(程序代码)自身也能够实现实施方式的功能。另外，记录了该程序的记录介质能够构成本发明。

主控制部46A使用无线通信电路44A与外部计算机40进行无线通信。另外，主控制部46A通过控制电动机驱动控制部50A，而控制电动机6A的驱动。进而，主控制部46A可通信地与第二电动机单元42B的主控制部46B有线连接。

主控制部46B通过控制电动机驱动控制部50B，而控制电动机6B的驱动。进而，主控制部46B能够根据需要，使用无线通信电路44B与外部计算机40进行无线通信。

存储器48A、48B分别存储主控制部46A或46B进行处理所需要的数据。主控制部46A或46B分别能够向存储器48A或48B写入所需要的数据，从存储器48A或48B读出所需要的数据。存储器48A、48B是易失性存储器(例如SRAM)，但也可以是非易失性存储器(例如闪存)。另外，存储器48A、48B也可以分别具备易失性存储器和非易失性存储器两者。

电动机驱动控制部50A依照来自主控制部46A的指令，控制电动机6A的驱动(例如转速)。电动机驱动控制部50B依照来自主控制部46B的指令，控制电动机6B的驱动(例如转速)。电动机驱动控制部50A、50B例如分别能够进行PID控制或向量控制，例如由微处理器、ASIC(专用集成电路)、或DSP(数字信号处理器)构成。

另外，电动机驱动控制部50A、50B例如通过PID控制等计算电动机6A、6B的速度指令值，根据计算出的速度指令值，计算用于PWM控制的占空比。然后，电动机驱动控制部50A、50B分别向驱动电路52A、52B输出与计算出的占空比对应的PWM信号。

驱动电路52A在电动机驱动控制部50A的控制下，驱动电动机6A。驱动电路52B在电动机驱动控制部50B的控制下，驱动电动机6B。

具体地说，驱动电路52A、52B由电源43供电，根据从电动机驱动控制部50A、50B输出的PWM信号分别驱动电动机6A、6B。

传感器部54A、54B分别是检测电动机6A、6B的驱动控制所使用的各种信号的传感器群，例如包含检测电动机电流的电流传感器、检测电动机位置的位置传感器、检测电动机转速的速度传感器、检测车轮的旋转角度的传感器等。传感器部54A的输出信号供给到电动机驱动控制部50A，传感器部54B的输出信号供给到电动机驱动控制部50B。向主控制部46A、46B通知通过电动机驱动控制部50A、50B测定的各种信号，主控制部46A、46B使用所通知的信号，向电动机驱动控制部50A、50B发出用于电动机6A、6B的驱动的控制的指令。

例如，上述速度传感器是安装在电动机6A、6B的内部的霍尔传感器，将磁场变换为电信号。电动机驱动控制部50A、50B能够根据速度传感器的输出信号，判定电动机6A、6B的转速。即，电动机驱动控制部50A能够测定电动机6A的转速，电动机驱动控制部50B能够测定电动机6B的转速。

另外，电动机驱动控制部50A、50B分别能够根据驱动电路52A、52B的电流值，通过公知的计算方式，计算电动机6A、6B的转矩。即，电动机驱动控制部50A能够测定电动机6A的转矩，电动机驱动控制部50B能够测定电动机6B的转矩。

另外，还向第一电动机单元42A的主控制部46A供给光传感器26的2个光反射器29a、29b的输出信号。主控制部46A通过上述的方式，根据光反射器29a、29b的输出信号，判定旋转台20的旋转方向，并且测定旋转台20的旋转角度。

在本实施方式中，主控制部46A测定旋转台20的旋转角度作为移动机器人1的姿势角。

<电动机的控制的动作例子>

接着，说明根据来自外部计算机40的控制指令进行电动机单元42A、42B的电动机6A、6B的控制的动作例子。在具备多个移动机器人1的移动装置30(参照图3和图4)中，对各移动机器人1各别地执行以下说明的动作。

外部计算机40通过无线通信向第一电动机单元42A发送控制电动机6A、6B的指令。在此，上述指令包含第一电动机6A的控制信息(目标速度)、第二电动机6B的控制信息(目标速度)。

如果第一电动机单元42A的主控制部46A经由无线通信电路44A接收到包含上述控制信息的指令，则主控制部46A向电动机驱动控制部50A输出第一电动机6A的控制信息。另外，主控制部46A向主控制部46B发送第二电动机6B的控制信息。主控制部46B如果从主控制部46A接收到第二电动机6B的控制信息，则将接收到的第二电动机6B的控制信息输出到电动机驱动控制部50B。

由此，将第一电动机6A和第二电动机6B的转速控制得成为目标速度。

另外，外部计算机40通过无线通信向第一电动机单元42A发送与电动机6A、6B的状态的测定有关的指令。该测定指令是指示测定表示电动机6A、6B的状态的信息(电动机单元信息)并报告的指令。在此，电动机单元信息包含电动机6A、6B的位置、速度、以及转矩等与电动机6A、6B有关的信息、光传感器26的输出信号、传感器部54A、54B的输出信号等。

如果第一电动机单元42A的主控制部46A经由无线通信电路44A接收到测定指令，则主控制部46A向主控制部46B发送指示第二电动机6B的电动机单元信息的测定、报告的指令。主控制部46B如果从主控制部46A接收到上述指令，则将第二电动机6B的电动机单元信息发送到主控制部46A。然后，主控制部46A向无线通信电路44A发出指示向外部计算机40发送第一电动机6A的电动机单元信息、第二电动机6B的电动机单元信息。

外部计算机40如果从移动机器人1接收到电动机单元信息，则根据接收到的电动机单元信息，推定移动机器人1的位置。在此，电动机单元信息包含移动机器人1的左右车轮4A、4B的旋转角(θ_R、θ_L)、移动机器人1的旋转台20的旋转角(θr)。即，外部计算机40具备取得移动机器人1的左右车轮4A、4B的旋转角(θ_R、θ_L)、移动机器人1的旋转台20的旋转角(θr)的旋转角度取得部。

在本实施方式中，外部计算机40使用旋转台20的旋转角θr作为移动机器人1的姿势角，根据车轮4A、4B的旋转角θ_R、θ_L和移动机器人1的姿势角θr，推定移动机器人1的偏滑角。然后，外部计算机40使用推定出的偏滑角，推定移动机器人1的位置。

然后，外部计算机40根据推定出的位置信息，计算移动机器人1的目标速度Vx_ref、Vω_ref使得移动机器人1行驶在预先设定的目标行驶路径上。另外，外部计算机40将计算出的目标速度Vx_ref、Vω_ref作为电动机6A、6B的上述控制信息发送到移动机器人1。在此，Vx_ref是移动机器人1的目标平移速度，Vω_ref是移动机器人1的目标转动速度。

作为前提条件，在移动装置30转动时，必须在2台移动机器人1暂时停止后开始转动，在移动方向的修正时，移动机器人1逐台地向目标姿势角旋转。其理由是防止在2台移动机器人1同时转动的情况下将2台移动机器人1的相对旋转角反映到旋转台20的旋转角θr、侧滑力成为2台移动机器人1的总和。

<移动机器人的位置推定方法>

首先，说明移动机器人1的位置推定方法。

用下式表示考虑了侧滑的差动二轮型机器人的运动方程式。

[数学式1]

在此，如图6所示，xw是世界坐标系的x轴坐标，yw是世界坐标系的y轴坐标，xb是机器人坐标系的x轴坐标，yb是机器人坐标系的y轴坐标，θ是姿势角。另外，Vx是机器人的平移速度，Vy是机器人的侧滑速度，V_R是右车轮4A的车轮速度，V_L是左车轮4B的车轮速度，ω是转动速度，L是轮距。

上述公式(1)、(2)中的姿势角θ在根据左右车轮的旋转角θ_R、θ_L计算出的转动角度θm是阈值δ以下的情况下为θ＝θm，在θm>δ的情况下为θ＝θr。在此，δ是用于看作为移动机器人1正在转动的阈值。即，在转动时，在位置推定中使用旋转台20的旋转角θr作为姿势角θ，在直进时，在位置推定中使用根据左右车轮的旋转角θ_R、θ_L计算出的转动角度θm作为姿势角θ。

如果对上述公式进行积分，则能够推定机器人的平移距离和转动角度。

<目标速度计算部的结构例子>

图7是表示外部计算机40具备的目标速度计算部41的结构例子的框图。

目标速度计算部41具备转动角度计算部41a、车轮速度计算部(车轮速度取得部)41b、偏滑角推定部41c、角速度计算部41d、平移速度计算部41e、侧滑速度计算部41f、位置推定部41g、目标速度计算部41h。

转动角度计算部41a根据车轮4A、4B的旋转角θ_R和θ_L，计算移动机器人1的转动角度θm。车轮速度计算部41b根据车轮4A、4B的旋转角θ_R和θ_L，计算车轮速度V_R和V_L。

偏滑角推定部41c根据移动机器人1的旋转台20的旋转角θr、通过转动角度计算部41a计算出的转动角度θm，推定移动机器人1的偏滑角β。

在此，转动角度θm是根据通过安装在车轮4A、4B的传感器(编码器、霍尔传感器等)检测出的旋转角θ_R、θ_L计算出的转动角度，如图8所示，与移动机器人1的实际的姿势角θr不同。如上述那样，在本实施方式中，取得旋转台20的旋转角θr作为移动机器人1的实际的姿势角θr，因此能够根据下式推定偏滑角β。

β＝θr-θm……(5)

角速度计算部41d使移动机器人1的旋转台20的旋转角θr通过低通过滤器而进行微分，计算旋转台20的旋转角速度dθr/dt。旋转台20的旋转角θr不依存于轮胎的滑动，因此能够使用旋转台20的旋转角速度dθr/dt作为移动机器人1的实际的转动速度。

平移速度计算部41e计算移动机器人1的实际的平移速度Vx_real。该平移速度Vx_real与根据可能存在侧滑的车轮速度V_R、V_L计算出的平移速度Vx＝(V_R+V_L)/2不同。

通过下式表示平移速度Vx_real。

Vx_real＝(V_R_real+V_L_real)/2……(6)

在此，V_R_real是右车轮的实际的车轮速度，V_L_real是左车轮的实际的车轮速度。

另外，能够通过下式表示移动机器人1的实际的转动角度dθr/dt。

dθr/dt＝(V_R_real-V_L_real)/……(7)

根据上述公式(6)、(7)导出以下的公式。

Vx_real＝(2V_R_real-L×dθr/dt)/2……(8)

Vx_real＝(2V_L_real-L×dθr/dt)/2……(9)

上述公式(8)、(9)中的V_R_real和V_L_real是不能实际感测的值。但是，由于在转动时作用的离心力，有可靠的实测值，因此在本实施方式中，使用该可靠的车轮的车轮速度，计算实际的平移速度Vx_real。

如果假定重心位于移动机器人1的左右车轮之间的中心，则在如图9的(a)所示那样移动机器人1向右转动的情况下，由于离心力而在左车轮4B产生比右车轮4A大的垂直抗力，使左车轮4B的轮胎变形。因此，左车轮的轮胎半径变化，成为车轮的旋转误差。

即，在如图9的(a)所示那样移动机器人1右转的情况下，转动内侧的右车轮的车轮速度V_R成为可靠的实测值。另一方面，在如图9的(b)所示那样移动机器人1左转的情况下，转动内侧的左车轮的车轮速度V_L成为可靠的实测值。

因此，在如图9的(a)所示那样移动机器人1右转的情况下，将右车轮的车轮速度V_R作为实际的车轮速度V_R_real，使用上述公式(8)计算实际的平移速度Vx_real。另一方面，在如图9的(b)所示那样移动机器人1左转的情况下，将左车轮的车轮速度V_L作为实际的车轮速度V_L_real，使用上述公式(9)计算实际的平移速度Vx_real。

此外，在本实施方式中，假定移动机器人1在转动时，转动内侧的车轮由于几乎浮起的离心力而不行驶。

侧滑速度计算部41f计算移动机器人1的实际的侧滑速度Vy_real。能够根据下式计算侧滑速度Vy_real。

Vy_real＝Vx_real×tanβ……(10)

位置推定部41g使用实际的平移速度Vx_real、实际的侧滑速度Vy_real，推定位置xb、yb。具体地说，通过对上述公式(1)、(2)进行积分，计算位置xb、yb。

目标速度计算部41h根据移动机器人1的位置信息xb、yb、以及θ，计算移动机器人1的目标速度(目标平移速度Vx_ref、目标转动速度Vω_ref)。此外，在上述目标速度的计算中，能够使用公知的方法。

<效果>

如以上那样，在本实施方式中，外部计算机(控制装置)40取得移动机器人1的旋转台20的旋转角度θr，根据所取得的旋转台20的旋转角度θr，推定移动机器人1的偏滑角。

即，在本实施方式中，外部计算机(控制装置)40利用旋转台20的旋转角度θr不依存于在移动机器人1的转动时产生的滑动，而根据旋转台20的旋转角度θr掌握移动机器人1的实际的姿势角。如果知道移动机器人的姿势角，则通过取得与根据车轮速度V_R、V_L计算出的移动机器人1的转动角度θm的差值，能够容易地推定偏滑角β。因此，不需要很多传感器，另外不需要复杂的算法，就能够适当地推定偏滑角β。

另外，在本实施方式中，在移动装置30中，一个移动机器人1的旋转台20被固定在与另一个移动机器人1的旋转台20连接的连接货架(连接构件)32上，外部计算机(控制装置)40能够直接取得旋转台20的旋转角度θr作为移动机器人1的实际的姿势角。这样，能够容易地取得移动机器人1的实际的姿势角，因此能够容易并且适当地推定偏滑角β。

进而，在本实施方式中，外部计算机(控制装置)40使用上述推定出的偏滑角β推定移动机器人1的位置xb、yb，因此能够进行考虑到侧滑的适当的位置推定。

另外，外部计算机(控制装置)40在推定移动机器人1的位置时，分别取得车轮的车轮速度V_R、V_L，根据所取得的车轮速度V_R、V_L，计算移动机器人1的平移速度Vx_real。另外，外部计算机(控制装置)40根据计算出的平移速度Vx_real、推定出的偏滑角β，计算移动机器人1的侧滑速度Vy_real。然后，外部计算机(控制装置)40根据平移速度Vx_real和侧滑速度Vy_real，推定移动机器人1的位置xb、yb。

由此，能够适当地推定移动机器人1的侧滑速度Vy_real，能够适当地进行考虑到侧滑的移动机器人1的位置推定。

进而，外部计算机(控制装置)40根据旋转台20的旋转角度θr，计算旋转台20的旋转角速度dθr/dt，根据该旋转角速度dθr/dt和车轮速度V_R、V_L中转动内侧的车轮的车轮速度，计算移动机器人1的平移速度Vx_real。

这样，在转动行驶时，考虑到转动外侧的轮胎的垂直抗力变大而产生车轮的旋转误差的情况，使用可靠的转动内侧的车轮(在右转时为右轮胎，在左转时为左轮胎)的转速，计算移动机器人1的平移速度Vx_real。着眼于在旋转台20不存在因轮胎的滑动造成的滑行，而将旋转台20的旋转角速度dθr/dt作为移动机器人的转动速度，在平移速度Vx_real的计算中使用。由此，能够适当地计算出移动机器人1的实际的平移速度Vx_real。

在使移动机器人1在工厂内行驶的情况下，为了适当地控制移动机器人1的行驶路径，必须适当地推定移动机器人1的位置，但由于侧滑等而产生位置推定的误差有可能成为问题。

以前，提出了以下的方法等，即使用车辆的前后加速度、横加速度、以及车体速度，推定车体偏滑角，或根据移动机器人的旋转角和通过照相机得到的影像信息推定偏滑角。但是，在这些技术中，在偏滑角的推定中必须使用很多传感器。即，偏滑角的推定所需要的参数多，算法变得复杂。

与此相对，在本实施方式中，不需要很多的传感器，另外不需要复杂的算法，就能够适当地推定偏滑角，能够容易地进行考虑到侧滑的高精度的位置推定。

<变形例子>

在上述实施方式中，在各移动机器人1中设置有2个车轮4A、4B，与2个车轮4A、4B对应地设置有2个电动机6A、6B。但是，也可以在各移动机器人1中设置3个以上的车轮、以及与这些3个以上的车轮对应的3个以上的电动机。

另外，在上述实施方式中，说明了第一电动机单元42A的主控制部46A测定旋转台20的旋转角度的情况，但也可以由第二电动机单元42B的主控制部46B测定。

进而，在上述实施方式中，说明了外部计算机40推定移动机器人1的位置的情况，但也可以由移动机器人1推定自己位置，向外部计算机40报告。即，既可以由移动机器人1自身作为进行移动机器人1的偏滑角的推定和位置推定的控制装置动作，也可以由其他PC等作为该控制装置动作。

附图标记说明

1：移动机器人；2：车体；4A、4B：车轮；6A、6B：电动机；20：旋转台；26：光传感器；29a、29b：光反射器；30：移动装置；32：连结货架(连结构件)；38：货物；40：外部计算机(控制装置)；41：目标速度计算部；41a：转动角度计算部；41b：车轮速度计算部；41c：偏滑角推定部；41d：角速度计算部；41e：平移速度计算部；41f：侧滑速度计算部；41g：位置推定部；41h：目标速度计算部。

Claims

1.一种移动机器人的控制装置，该移动机器人具备：

左右一对的车轮；

电动机，其分别驱动上述车轮；

车体，其以上述车轮能够分别旋转的方式支承上述车轮；以及

旋转台，其以围绕相对于上述车体铅垂方向的轴自由旋转的方式与上述车体连接，

该移动机器人的控制装置的特征在于，具备：

旋转角度取得部，其取得上述旋转台的旋转角度；

偏滑角推定部，其根据通过上述旋转角度取得部取得的上述旋转台的旋转角度，推定上述移动机器人的偏滑角。

2.根据权利要求1所述的移动机器人的控制装置，其特征在于，

上述旋转台被固定在与其他移动机器人的上述旋转台连结的连结构件上，

上述旋转角度取得部取得上述旋转台的旋转角度作为上述移动机器人的姿势角。

3.根据权利要求1或2所述的移动机器人的控制装置，其特征在于，

该控制装置还具备：位置推定部，其使用通过上述偏滑角推定部推定出的偏滑角，推定上述移动机器人的位置。

4.根据权利要求3所述的移动机器人的控制装置，其特征在于，

该控制装置还具备：

车轮速度取得部，其分别取得上述车轮的车轮速度；

平移速度计算部，其根据通过上述车轮速度取得部取得的车轮速度，计算上述移动机器人的平移速度；以及

侧滑速度计算部，其根据通过上述平移速度计算部计算出的平移速度、通过上述偏滑角推定部推定出的偏滑角，计算上述移动机器人的侧滑速度，

上述位置推定部根据通过上述平移速度计算部计算出的平移速度、通过上述侧滑速度计算部计算出的侧滑速度，推定上述移动机器人的位置。

5.根据权利要求4所述的移动机器人的控制装置，其特征在于，

该控制装置还具备：角速度计算部，其根据通过上述旋转角度取得部取得的上述旋转台的旋转角度，计算上述旋转台的旋转角速度，

上述平移速度计算部根据通过上述车轮速度取得部取得的车轮速度中的转动内侧的车轮的车轮速度、通过上述角速度计算部计算出的旋转角速度，计算上述移动机器人的平移速度。

6.一种移动机器人的控制方法，该移动机器人具备：

左右一对的车轮；

电动机，其分别驱动上述车轮；

车体，其以上述车轮能够分别旋转的方式支承上述车轮；

该移动机器人的控制方法的特征在于，包括：

取得上述旋转台的旋转角度的步骤；以及

根据所取得的上述旋转台的旋转角度，推定上述移动机器人的偏滑角的步骤。

7.一种移动机器人系统，其特征在于，具备：

权利要求1～5的任意一项所述的移动机器人的控制装置；

上述移动机器人，其与上述控制装置能够通信地连接。