JP2007161198A - 走行装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベース300に独立した車輪301、302が設けられると共に、ジャイロセンサ、3次元加速度センサ及び圧力センサを組込んだセンサモジュール303が装備される。そしてセンサモジュール303の出力に応じてモータ304が制御され、車輪301、302が駆動される。また、ベース300には操作レバー305と、車両本体を牽引するための牽引アーム306が設けられている。そしてベース300には、小型カメラ307を実装して路面の状況を測定し、その状況に応じて本体の姿勢を変化させ、障害物との衝突を回避する。さらにベース300には、補助車輪308と、そのアクチュエータ309が設けられ、減速若しくは停止時に駆動される。さらにベース300には、LED、ブザー等の表示装置310が設けられる。
【選択図】図1
Description
このような同軸二輪車による走行装置を、本願出願人は先に提案した。
L1=√(X2+(Y−L0/2)2)
L2=√(X2+(Y+L0/2)2)
と定義すると下式の恒等式が成立する。
L1*SIN(θ1)+L0/2=L2*SIN(θ2)−L0/2
このとき、θ1、θ2はカメラ307L、307Rにより観測できる角度である。また2つのカメラ間の距離L0は既知であることから、上式により対象位置(X,Y)は求められる。
−π/2<θ1<π/2
−π/2<θ2<π/2
0<L1、L2
L1=H0×tan(θj) 式1
(1)画像中央線上にあるとき、すなわちHpx=H0であるとき
θj=90 DEG
(2)カメラ真下にあるとき、すなわちHpx=0であるとき
θj=0 DEG
(3)0<Px<画像中央線上であるとき
θj≒tan-1(Hpx/(H0−Hpx)) 式2
こうしてθjが算出されL1が求められる。
Θm≒tan-1((Hpx1−Hpx0)/Wpx) 式3
こうしてθmが算出される。
Hpxp≒Hpx×(1−SIN(θp)) 式4
こうして補正された値を式1、2、3のHpxをHpxpにした計算により距離L1が求められる。
θmr≒θm+θr 式5
Vc=ωtire*Rt Rtはタイヤ半径 式6
すなわち画像サンプリング時間Tvsのときにカメラで画像を記憶すると、走行速度Vcで走行するとき画像情報は速度により変化する。
ΔV(K)=V(k)‐V(k−1) 式7
の画像データの差分が生じる。
V(k)=V(k−1)+Vc*A0 :A0は一定の定数 式8
Tref1=-d(θmt1)/dt×K6
Tref1=−d(θmt2)/dt×K6
とされ、さらに補助輪出しPIO出力として、補助輪アームモータオフ、ブザーオン、LEDオン出力が行われる。
Tref=Kp1×ωp+Kp2×θp
が演算される。
Tref1=Tref+(W2−W1)×Kp3
Tref2=Tref+(W1−W2)×Kp3
またはレバー操作旋回による
Tref1=Tref+VRm×Kp3
Tref2=Tref−VRm×Kp3
の演算が行われる。
Tref1=Tref+θm×Kp4
Tref2=Tref−θm×Kp4
の演算が行われる。
If(ωy<0)then{
Tref1=Tref+ωy×Kp5
Tref2=Tref}
If(ωy>0)then{
Tref2=Tref+ωy×Kp5
Tref1=Tref}
の処理が行われる。
Θpref=Kpv×Vrd 但し、Kpvは正の定数
とする。また、ステップS57で姿勢制御演算としてモータトルクを
Tref=Kp1×ωp+Kp2×(θp‐θpref)
と算出する。
Tref=Kp1×ωp+Kp2×θp
と算出する。そしてステップS57、58が実行されると、ステップS59でサーボアンプへトルク指令Trefが送信される。このようにして、姿勢制御が行われる。
Tref=Kp1×ωp+Kp2×(θp‐θpref)+τa
の式のように表される。
τa=R・Fa=R・( F - n) 但し、Rは車輪半径、nは定数
として算出し、ステップS68で姿勢制御演算としてモータトルクを算出して加速トルクτaを加算する。
Tref=(Kp1×ωp+Kp2×θp)+τa
Tref=Kp1×ωp+Kp2×θp
と算出する。そしてステップS68、69が実行されると、ステップS70でサーボアンプへトルク指令Trefが送信される。このようにして、移動路面の脱出時の姿勢制御が行われる。
Claims (8)
- 複数の車輪を独立に駆動する手段と、前記複数の車輪を連結する筐体とを有し、前記筐体には自身の姿勢角度を検出する手段が設けられて、前記検出された姿勢角度の情報に従い前記複数の車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う走行装置であって、
前記筐体の前方及び/または後方の路面の位置の変化を計測する計測装置を装備し、
前記計測装置によって計測された前記路面の位置の変化に応じて前記複数の車輪をそれぞれ独立に駆動して前記筐体自身の姿勢角度の制御を行う制御手段を設ける
ことを特徴とする走行装置。 - 前記制御手段は、走行しながら前記計測装置の計測結果をリアルタイムに取り込み、前記路面の位置の変化の方向と前記複数の車輪による走行の方向とが一致するように旋回する制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 前記制御手段は、任意の一の前記車輪が前記位置の変化する路面に進入したとき、残りの前記車輪により前記路面の位置の変化の方向と前記複数の車輪による走行の方向とが一致して前記路面に進入するように旋回する制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 前記制御手段は、牽引により移動中にも前記計測装置の計測結果をリアルタイムに取り込み、前記路面の位置の変化の方向と前記移動の方向とが一致するように前記複数の車輪により旋回する制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 前記制御手段は、走行しながら前記計測装置の計測結果をリアルタイムに取り込み、前記位置の変化する路面を認識して進入を回避する制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 前記制御手段は、走行しながら前記計測装置の計測結果をリアルタイムに取り込み、前記複数の車輪が前記位置の変化する路面に進入する際には、前記筐体自身の姿勢角度により搭乗者の重心位置を前方に移動させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 前記制御手段は、走行しながら前記計測装置の計測結果をリアルタイムに取り込み、前記複数の車輪が前記位置の変化する路面を脱出する際には、前記複数の車輪を加速させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の走行装置。 - 複数の車輪を独立に駆動する手段と、前記複数の車輪を連結する筐体とを有し、前記筐体には自身の姿勢角度を検出する手段が設けられて、前記検出された姿勢角度の情報に従い前記複数の車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う走行装置の制御方法であって、
前記筐体の前方及び/または後方の路面の位置の変化を計測する計測装置を装備し、
前記計測装置によって計測された前記路面の位置の変化に応じて前記複数の車輪をそれぞれ独立に駆動して前記筐体自身の姿勢角度の制御を行う
ことを特徴とする走行装置の制御方法。
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