JP2011131620A - Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same - Google Patents
Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011131620A JP2011131620A JP2009290258A JP2009290258A JP2011131620A JP 2011131620 A JP2011131620 A JP 2011131620A JP 2009290258 A JP2009290258 A JP 2009290258A JP 2009290258 A JP2009290258 A JP 2009290258A JP 2011131620 A JP2011131620 A JP 2011131620A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- inverted
- detected
- control
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
Abstract
Description
本発明は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムに関するものである。 The present invention relates to an inverted two-wheeled vehicle that performs a desired traveling while maintaining an inverted state according to a traveling operation of a passenger, a control method thereof, and a control program.
近年、ジャイロセンサや加速度センサなどの検出信号から自己の姿勢情報を検出して、倒立制御等を行うことにより、自己の姿勢を維持するように車輪の回転を制御する移動体が開発されている。例えば、人間を搭乗させて走行する倒立二輪車であって、回転センサにより車輪の回転情報を検出し、検出した回転情報に基づいて、倒立制御を行いつつ所望の走行を行う倒立二輪車が知られている(特許文献1参照)。 In recent years, a mobile body has been developed that controls the rotation of a wheel so as to maintain its own posture by detecting its own posture information from detection signals from a gyro sensor, an acceleration sensor, etc., and performing an inversion control or the like. . For example, an inverted two-wheeled vehicle that travels with a human being onboard is known. The inverted two-wheeled vehicle detects rotation information of a wheel by a rotation sensor and performs desired driving while performing inversion control based on the detected rotation information. (See Patent Document 1).
ところで、上記特許文献1に示す倒立二輪車を、例えば訓練等を目的として安全な領域内で走行させる場合が想定される。この場合、倒立二輪車は、回転センサにより検出された各車輪の回転情報に基づいて車両の移動量を積算し、その位置を算出する。このため、各移動量の誤差が累積した場合、車両がその領域から外れるなどの可能性があり、安全性の低下が懸念される。一方で、外部センサ等により、倒立二輪車の位置を検出した場合、位置の検出精度は向上するが、システム構成が複雑となりコスト増加に繋がる虞がある。
By the way, the case where the inverted motorcycle shown in the above-mentioned
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で安全性を向上させることができる倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and has as its main object to provide an inverted motorcycle, a control method thereof, and a control program capable of improving safety with a simple configuration. .
上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車であって、路面上に形成された凹凸状部を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする倒立二輪車である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is an inverted two-wheeled vehicle that performs a desired traveling while maintaining an inverted state in accordance with a passenger's traveling operation, and detects an uneven portion formed on a road surface. And a control means for controlling the movement of the vehicle in accordance with the uneven portion detected by the detection means.
この一態様において、前記検出手段は、車両上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の位置、及び/又は形状を検出する凹凸検出部と、を有していてもよい。 In this aspect, the detection means includes an acceleration sensor that detects acceleration in the vehicle vertical direction, and the position and / or shape of the concavo-convex portion based on the acceleration in the vehicle vertical direction detected by the acceleration sensor. And an unevenness detecting unit for detecting.
また、この一態様において、前記凹凸検出部は、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の数、高さ、幅、及び周波数のうち少なくとも1つを算出してもよい。 Moreover, in this one aspect, the unevenness detection unit determines at least one of the number, height, width, and frequency of the unevenness parts based on the acceleration in the vehicle vertical direction detected by the acceleration sensor. It may be calculated.
さらに、この一態様において、前記制御手段は、前記検出手段により前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、及び、目標位置へ誘導する制御、のうち少なくと1つを行ってもよい。 Furthermore, in this one aspect, when the uneven portion is detected by the detecting means, the control means controls to reduce the moving speed or moving acceleration of the vehicle, control to stop the vehicle, and control to avoid an obstacle. And at least one of the controls for guiding to the target position may be performed.
さらにまた、この一態様において、前記制御手段は、(a)前記検出手段により第1の前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、(b)前記検出手段により前記第1の凹凸状部が検出された後、第2の前記凹凸状部が検出されたとき、車両を停止させる制御を行ってもよい。 Furthermore, in this one aspect, the control means performs control to decelerate the moving speed of the vehicle when (a) the first uneven portion is detected by the detection means, and (b) the detection means. After the first concavo-convex portion is detected by the control, when the second concavo-convex portion is detected, control for stopping the vehicle may be performed.
さらにまた、この一態様において、前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、警告を行う警告手段を更に備えていてもよい。 Furthermore, in this one aspect, a warning unit that performs a warning according to the uneven portion detected by the detection unit may be further provided.
なお、この一態様において、搭乗者の重心移動によって前記走行操作が行われ、前記制御手段は、前記路面上に形成された凹凸状部によって区画された所定領域内を訓練走行させる制御を行ってもよい。 In this aspect, the traveling operation is performed by the movement of the center of gravity of the occupant, and the control means performs control to exercise and travel in a predetermined area defined by the uneven portions formed on the road surface. Also good.
他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御方法であって、路面上に形成された凹凸状部を検出する工程と、前記検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする倒立二輪車の制御方法であってもよい。 On the other hand, one aspect of the present invention for achieving the above object is a method for controlling an inverted motorcycle that performs a desired traveling while maintaining an inverted state according to a traveling operation of a passenger, and is formed on a road surface. The method for controlling an inverted two-wheeled vehicle may include a step of detecting a concavo-convex portion and a step of controlling movement of the vehicle in accordance with the detected concavo-convex portion.
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御プログラムであって、路面上に形成された凹凸状部を検出する処理と、前記検出された凹凸状部に応じて車両の移動を制御する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラムであってもよい。 Another aspect of the present invention for achieving the above object is a control program for an inverted two-wheeled vehicle that performs a desired traveling while maintaining an inverted state according to a traveling operation of a passenger, and is formed on a road surface. A control program that causes a computer to execute a process of detecting an uneven part and a process of controlling movement of the vehicle according to the detected uneven part may be used.
本発明によれば、簡易な構成で安全性を向上させることができる倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inverted motorcycle which can improve safety | security with a simple structure, its control method, and a control program can be provided.
実施の形態1.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態1について、説明する。本実施の形態1に係る倒立二輪車1は、例えば、図1に示すように、路面に形成された凹状部又は凸状部Sn(n=1〜k)で区画された所定領域S内を、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行うことができる。
ここで、所定領域Sは、例えば、その領域内で倒立二輪車1を走行させて、バランス訓練、機能訓練、リハビリ訓練等を行うための訓練領域となっている。このように、訓練領域を路面の凹状部又は凸状部Snで区画することで、その区画領域内で安全に訓練を行うことができる。また、所定領域Sは、例えば、路面上に略円形状のペイントが施され、このペイントにより路面上に、倒立二輪車1が乗り越えられる程度の高さの凸状部Snが形成されているが、これに限らず、例えば、凹状部が多角形状、楕円形状等に形成されていてもよく、任意の形状及び形成方法であってもよい。
Here, the predetermined area S is, for example, a training area for running the inverted
図2は、本実施の形態1に係る倒立二輪車の概略的なシステム構成を示すブロック図である。図3は、本実施の形態1に係る倒立二輪車の概略的な構成を示す正面図である。本実施の形態1に係る倒立二輪車1は、姿勢センサ2と、回転センサ3と、一対の車輪駆動ユニット4L、4Rと、制御装置5と、加速度センサ6と、を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic system configuration of the inverted motorcycle according to the first embodiment. FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of the inverted motorcycle according to the first embodiment. The inverted
倒立二輪車1は、例えば、搭乗者が車両本体16に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として構成されている。また、この倒立二輪車1は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。制御装置5は、例えば、路面上に形成された凹状部又は凸状部Snによって区画された所定領域S内において、倒立二輪車1が訓練走行を行うように制御を行う。
The inverted two-
姿勢センサ2は、倒立二輪車1の車両本体16のピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度、ロール角度、ロール角速度、ロール角加速度等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ2は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車両本体16のピッチ角度(傾斜角度)を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車両本体16(分割ステップ9L、9R)のロール角度(傾斜角度)を検出することができる。
The
姿勢センサ2は、制御装置5に接続されており、検出した車両本体16の姿勢情報を制御装置5に対して出力する。なお、姿勢センサ2は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどにより構成されている。また、ピッチ軸とは、一対の車輪7L、7Rの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車両本体16の中心を通り、倒立二輪車1の走行方向と平行をなす軸である。
The
回転センサ3は、倒立二輪車1に設けられた車輪7L、7Rの回転角度、回転速度、回転加速度等の回転情報を検出する。回転センサ3は、制御装置5に接続されており、検出した各車輪7L、7Rの回転情報を制御装置5に対して出力する。制御装置5は、回転センサ3により検出された各車輪7L、7Rの回転角度等の回転情報に基づいて、例えば、車両の移動量、移動速度又は移動加速度を算出し、算出した移動量、移動速度又は移動加速度を積算して、車両の現在位置を算出することができる。
The
一対の車輪駆動ユニット4L、4Rは、倒立二輪車1に回転可能に設けられた左右一対の車輪7L、7Rを駆動することで、倒立二輪車1を走行させる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、駆動回路8L、8Rを介して制御装置5に接続されており、制御装置5からの制御信号に応じて、各車輪7L、7Rを駆動する。
The pair of
制御装置5は、倒立二輪車1が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行(前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等)を行うように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、各車輪7L、7Rの回転を制御する。また、制御装置5は、姿勢センサ2により検出された倒立二輪車1の姿勢情報と、回転センサ3により検出された各車輪7L、7Rの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。
The
例えば、制御装置5は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車両本体16のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御し、各車輪7L、7Rの回転を制御することで、倒立二輪車1を前進又は後進させる。また、制御装置5は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車両本体16のロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して左右の車輪7L、7R間で回転差を生じさせ、倒立二輪車1を左旋回又は右旋回させる。
For example, the
なお、搭乗者の重心移動により傾斜した車両本体16のロール角度に応じて旋回制御を行う技術については、本出願人の特許第3722493号公報の技術を適用することができる。
Note that the technique of the applicant's Japanese Patent No. 3722493 can be applied to the technique of performing turning control according to the roll angle of the
さらに、制御装置5は、例えば、姿勢センサ2により検出された車両本体16のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪7L、7Rの回転トルクを算出する。そして、制御装置5は、算出した回転トルクが各車輪7L、7Rに生じるように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。
Further, for example, the
これにより、制御装置5は、車両本体16が傾斜している方向へ各車輪7L、7Rを回動させ、倒立二輪車1の重心位置を各車輪7L、7Rの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置5は、各車輪7L、7Rに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車両本体16のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ2からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の倒立二輪車1の移動制御を行うことができる。
As a result, the
上述のような車両制御の構成により、倒立二輪車1は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車両本体16を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車両本体16を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。なお、搭乗者によって旋回したいと思う所望の方向へ回動操作されたとき、その操作に応じた操作信号を制御装置5に供給する旋回操作部(旋回リング、ハンドル11等)を用いて、左右旋回を行う構成であってもよい。
With the vehicle control configuration described above, the
倒立二輪車1は、例えば、図3に示すように、同軸二輪車として構成されており、車両本体16、車輪7L、7R、分割ステップ9L、9R、ハンドル11等を備えている。左右一対の分割ステップ9L、9Rは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車両本体16は、各分割ステップ9L、9Rをロール方向へ姿勢変更可能にそれぞれ支持している。左右一対の車輪7L、7Rは、車両本体16に回転可能に支持されている。ハンドル11は、各分割ステップ9L、9Rの姿勢を、車両本体16を介してロール方向へ変化させる操作レバーである。
For example, as shown in FIG. 3, the inverted two-
各分割ステップ9L、9Rは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車両本体16は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材12及び車体下部材13と、互いに平行をなして左右に配置されると共に車体上部材12及び車体下部材13と回動可能に連結された一対の側面部材14L、14Rと、を有する平行リンク機構として構成されている。
Each of the divided
この平行リンク機構の車体上部材12と車体下部材13との間には、車体上部材12及び車体下部材13と一対の側面部材14L、14Rとがなす角度をそれぞれ直角に維持するように、ばね力を発生する一対のコイルばね15L、15Rが介在されている。一対の側面部材14L、14Rの各外面には、車輪駆動ユニット4L、4Rがそれぞれ取り付けられている。このように一対の車輪駆動ユニット4L、4Rを介して一対の側面部材14L、14Rに支持された一対の車輪7L、7Rは、平坦な路面E上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。
Between the vehicle body
なお、倒立二輪車1は、同軸二輪車として構成されているが、これに限らず、例えば、搭乗者の重心移動により走行操作が行われ、かつ倒立制御を行う任意の車両に適用可能である。
The
制御装置5は、例えば、制御処理、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)5a、CPU5aによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)5b、処理データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)5c等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。
The
加速度センサ6は、車両本体16に取り付けられており、車両上下方向の加速度を検出することができる。また、加速度センサ6は制御装置5に接続されており、検出した車両上下方向の加速度を制御装置5に対して出力する。なお、特別な加速度センサ6を設けることなく、倒立二輪車1に既設されたセンサ、例えば、姿勢センサ2を構成する加速度センサ6等を用いて車両上下方向の加速度を検出してもよい。このように既設の加速度センサ6を用いることで、構成をより簡素化しコストをより低減することができる。
The
図4は、本実施の形態1に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。制御装置5は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、凸状部Sn(n=1〜k)の位置や形状を検出する凹凸検出部51と、凹凸検出部51により検出された凸状部Snの位置や形状に基づいて、車両の移動速度や移動加速度を制御する制御部52と、を有している。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic system configuration of the control device according to the first embodiment. The
凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、凸状部Snの数、高さ、幅、周波数などを算出することができる。
The
例えば、図5に示すように路面上に3つの凸状部Snが形成され、倒立二輪車1がこれら凸状部Sn(n=1〜3)上を走行する場合、加速度センサ6は、図6に示すように、車両上下方向の加速度を検出する。すなわち、倒立二輪車1の各車輪7L、7Rが各凸状部Snの一方のエッジ部に乗るとき(1)と、他方のエッジ部から降りるとき(2)とに、加速度センサ6は車両上下方向の加速度のパルスを検出する。一方、各車輪7L、7Rが凸状部Snの平坦部分(3)もしくは各凸状部Sn間の平坦部分(4)を転動するときは、加速度センサ6は車両上下方向の加速度のパルスを検出しない。
For example, when three convex portions Sn are formed on the road surface as shown in FIG. 5 and the
また、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度の振幅Yに基づいて、凸状部Snの高さを算出することができる。具体的には、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度の振幅が増加するに従って凸状部Snの高さを増加させ、逆に、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度の振幅が低下するに従って、凸状部Snの高さを低下させる。
Further, the
さらに、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔X、および、算出した車両の移動速度に基づいて、凸状部Snの幅Wを算出することができる。具体的には、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔Xが増加するに従って、凸状部Snの幅Wを増加させ、逆に、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔Xが減少するに従って、凸状部Snの幅Wを減少させる。
Further, the
さらにまた、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度のパルス数に基づいて、凸状部Snの数を算出することができる。具体的には、凹凸検出部51は、各凸状部Snの一方のエッジ部に対応する加速度のパルスと、他方のエッジ部に対応する加速度のパルスとを検出したとき、1つの凸状部Snを検出する。
Furthermore, the
さらにまた、凹凸検出部51は、凸状部Sn上における車両上下方向の加速度の周波数(微小な振動)を算出することができる。ここで、加速度の周波数は、例えば、凸状部Snを構成する材料や表面処理等を変更することにより変化させることができる。なお、上述の如く、凹凸検出部51が路面上の凸状部Snの位置や形状を検出する方法を説明したが、凹凸検出部51は、路面上の凹状部についても凸状部Snと同様の方法でその位置や形状を検出することができる。
Furthermore, the
制御部52は、凹凸検出部51により検出された凸状部Snの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両の移動速度や移動加速度を制御する。例えば、制御部52は、凹凸検出部51により検出された路面上の凸状部Snに基づいて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、あるいは目標位置へ誘導する制御、等を行う。
The
ところで、例えば、路面上に凸状部Snを形成して、訓練領域Sの区画あるいは障害物等との区画を行った場合、各車輪の回転情報に基づいて算出された移動量等に誤差が累積し、車両の位置に誤差が生じる場合が考えられる。 By the way, for example, when the convex portion Sn is formed on the road surface and the section of the training area S or the section with the obstacle is performed, there is an error in the movement amount calculated based on the rotation information of each wheel. It can be considered that an error occurs in the position of the vehicle due to accumulation.
この場合でも、倒立二輪車1の各車輪7L、7Rが訓練領域S等を区画する凸状部Snを超えようとした場合に、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて路面上の凸状部Snを検出する。そして、制御部52は、凹凸検出部51により路面上の凸状部Snが検出されると、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両の移動速度を減少させる制御や車両を停止させる制御、等を行う。これにより、例えば、倒立二輪車1が、訓練領域S内から外れるのを確実に防止でき、或いは障害物等に接触するのを防止できる。したがって、倒立二輪車1の安全性を向上させることができる。
Even in this case, when the
なお、外部センサ等を用いることなく、倒立二輪車1に設けられた既設の加速度センサ6などを用いるだけの簡易な構成で、上記安全性の向上を実現できる。すなわち、簡易な構成で倒立二輪車1の安全性を向上させることができる。
The above-described improvement in safety can be realized with a simple configuration using only the existing
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る倒立二輪車1において、制御装置5の制御部52は、凹凸検出部51により第1の凸状部S1が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、(b)凹凸検出部51により第1の凸状部S1が検出された後、第2の凸状部S2が検出されたとき、車両を停止させる制御を行う。
In the inverted two-
例えば、所定領域Sとして、図1に示すように、路面上に略円形状の第1の凸状部S1とその外側に第2の凸状部S2とが形成され、第1の凸状部S1と第2の凸状部S2とは同芯円状に形成されている。第1の凸状部S1は、その幅Wが小さく細線で形成され、訓練領域Sの逸脱を警告するためのものである。一方、第2の凸状部S2は、その幅Wは大きく太線で形成され、訓練領域Sの逸脱を示している。なお、第1及び第2の凸状部S1、S2の形状及び位置は、上記一例に限らず、任意の形状及び位置でよい。 For example, as the predetermined region S, as shown in FIG. 1, a substantially convex first convex portion S1 on the road surface and a second convex portion S2 outside the first convex portion are formed. S1 and the second convex portion S2 are formed in a concentric circle shape. The first convex portion S1 has a small width W and is formed by a thin line, and warns the departure of the training area S. On the other hand, the second convex portion S2 has a large width W and is formed by a thick line, indicating a deviation from the training region S. Note that the shapes and positions of the first and second convex portions S1 and S2 are not limited to the above example, and may be arbitrary shapes and positions.
凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて凸状部Snの幅W及び高さを算出し第1の凸状部S1を検出すると、第1検出信号を制御部52に対して出力する。制御部52は、凹凸検出部51からの第1検出信号に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両の移動速度を減少させる制御を行う。これにより、搭乗者は、訓練領域Sから逸脱する虞があることを認識し、その回避操作を迅速かつ確実に行うことができる。
When the
さらに、凹凸検出部51は、第1の凸状部S1を検出した後、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて凸状部Snの幅W及び高さを算出し第2の凸状部S2を検出すると、第2検出信号を制御部52に対して出力する。制御部52は、凹凸検出部51からの第2検出信号に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両を停止させる制御を行う。これにより、倒立二輪車1が訓練領域Sから逸脱するのをより確実に防止することができる。
Further, after detecting the first convex portion S1, the
なお、第1の凸状部S1と第2の凸状部S2との間に更に第3の凸状部S3を形成し、段階的に車両の移動速度を減少させるように構成してもよい(図7)。具体的には、凹凸検出部51は、第1の凸状部S1を検出すると第1検出信号を制御部52に対して出力し、制御部52は、凹凸検出部51からの第1検出信号に応じて、車両の移動速度を第1速度に減少させる。次に、凹凸検出部51は、第3の凸状部S3を検出すると第3検出信号を制御部52に対して出力し、制御部52は、凹凸検出部51からの第3検出信号に応じて、車両の移動速度を第1速度より低い第2速度に減少させる。その後、凹凸検出部51は、第2の凸状部S2を検出すると第2検出信号を制御部52に対して出力し、制御部52は、凹凸検出部51からの第2検出信号に応じて、車両を停止させる。なお、第1及び第3の凸状部S1、S3の幅Wに比例して、上記移動速度の減少量を設定してもよい。
Note that a third convex portion S3 may be further formed between the first convex portion S1 and the second convex portion S2, and the moving speed of the vehicle may be reduced stepwise. (FIG. 7). Specifically, when detecting the first convex portion S1, the
これにより、搭乗者は、倒立二輪車1が訓練領域Sから逸脱する可能性を段階的に認識させ、訓練領域Sからの逸脱を防止することができる。なお、上記一例では3つの凸状部S1、S2、S3が路面上に形成されているが、これに限らず、形成される凸状部Snの数は任意でよい。
Thereby, the passenger can recognize the possibility that the
また、凹凸検出部51は、例えば、図7に示すように、バーコード的に形成された凸状部Snを検出することで、前方にある障害物や目標位置などを認識してもよい。具体的には、凹凸検出部51は、加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、各凸状部Snの幅Wや間隔を算出し、そのバーコード情報を検出する。そして、制御部52は、凹凸検出部51により検出されたバーコード情報に基づいて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、障害物を回避させる制御や目標位置へ誘導する制御などを行う。これにより、安全性の向上だけでなく、利便性の向上にも繋がる。
Further, for example, as shown in FIG. 7, the
さらに、制御部52は、凹凸検出部51により算出された凸状部Sn上における車両上下方向の加速度の周波数に基づいて、車両の移動速度、移動加速度などを制御してもよい。具体的には、制御部52は、凹凸検出部51により算出された凸状部Sn上における車両上下方向の加速度の周波数が低下するに従って、車両の移動速度を減少させてもよい。
Further, the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態において、制御部52は、凹凸検出部51により検出された凸状部Snの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、車両の移動速度や移動加速度を制御すると共に、他の警告装置17を作動させてもよい。警告装置17としては、例えば、警告灯を点灯/点滅させる警告ライト、警告音を出力する警告スピーカ、警告表示を行う表示装置、ハンドル11や分割ステップ9L、9R等の搭乗者の接触部分に警告振動を発生させる振動装置、訓練管理者等の第3者に無線等を介して通報を行う通報装置、などが含まれる。
For example, in the above-described embodiment, the
具体的には、制御部52は、凹凸検出部51により第1の凸状部S1が検出されると、車両の移動速度を減少させる制御を行うと共に、警告装置17の警告スピーカにより警告音を発生させてもよい。また、制御部52は、凹凸検出部51により第2の凸状部S2が検出されると、車両を停止させる制御を行うと共に、警告装置17の警告灯を点灯/点滅させてもよい。なお、警告装置17の作動方法は、上記一例に限らず、任意に組み合わせることができる。これにより、搭乗者は訓練領域Sからの逸脱の可能性等をより確実に認識できるための、より安全性の向上に繋がる。
Specifically, when the first convex portion S1 is detected by the
さらに、制御部52は、凹凸検出部51により検出された凸状部Snの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、障害物を回避させる制御、あるいは目標位置へ誘導する制御、を行ってもよい。
Further, the
具体的には、凹凸検出部51は加速度センサ6により検出された車両上下方向の加速度に基づいて路面上の凸状部Snの位置及び形状を算出し、算出した凸状部Snの位置及び形状に基づいて、前方の障害物の相対位置や目標位置を検出する。そして、制御部52は、例えば、凹凸検出部51により検出された障害物を回避するように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。あるいは、制御部52は、凹凸検出部51により検出された目標位置へ誘導するように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。
Specifically, the
なお、上記実施の形態において、制御部52は、凹凸検出部51により検出された路面上の凸状部Snに応じて、車両の移動を制御しているが、制御部52は、凹凸検出部51により検出された路面上の凹状部についても、上記凸状部Snと同様に、車両の移動を制御する。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、CPU5aにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
In the above-described embodiment, the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited to this. In the present invention, arbitrary processing can be realized by causing the
この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ROMカートリッジ、バッテリバックアップ付きRAMメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性RAMカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。 In this case, the computer program can be provided by being recorded on a recording medium, or can be provided by being transmitted via the Internet or another communication medium. The storage medium includes, for example, a flexible disk, a hard disk, a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD, a ROM cartridge, a battery-backed RAM memory cartridge, a flash memory cartridge, and a nonvolatile RAM cartridge. The communication medium includes a wired communication medium such as a telephone line, a wireless communication medium such as a microwave line, and the like.
1 倒立二輪車
2 姿勢センサ
3 回転センサ
4L、4R 車輪駆動ユニット
5 制御装置
6 加速度センサ
7L、7R 車輪
17 警告装置
51 凹凸検出部
52 制御部
DESCRIPTION OF
6
Claims (9)
路面上に形成された凹凸状部を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted two-wheeled vehicle that performs a desired traveling while maintaining an inverted state according to a traveling operation of a passenger,
Detecting means for detecting the uneven portion formed on the road surface;
An inverted motorcycle comprising: control means for controlling movement of the vehicle according to the concavo-convex portion detected by the detection means.
前記検出手段は、
車両上下方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の位置、及び/又は形状を検出する凹凸検出部と、を有する、ことを特徴とする倒立二輪車。 The inverted motorcycle according to claim 1,
The detection means includes
An acceleration sensor for detecting acceleration in the vertical direction of the vehicle;
An inverted two-wheeled vehicle comprising: an unevenness detecting unit configured to detect the position and / or shape of the uneven portion based on the acceleration in the vehicle vertical direction detected by the acceleration sensor.
前記凹凸検出部は、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の数、高さ、幅、及び周波数のうち少なくとも1つを算出する、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted motorcycle according to claim 1 or 2,
The unevenness detection unit calculates at least one of the number, height, width, and frequency of the unevenness parts based on the acceleration in the vehicle vertical direction detected by the acceleration sensor. An inverted motorcycle.
前記制御手段は、前記検出手段により前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、及び、目標位置へ誘導する制御、のうち少なくとも1つを行う、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted motorcycle according to any one of claims 1 to 3,
The control means, when the concavo-convex portion is detected by the detection means, control to reduce the moving speed or moving acceleration of the vehicle, control to stop the vehicle, control to avoid the obstacle, and guidance to the target position An inverted motorcycle characterized by performing at least one of control to perform.
前記制御手段は、
(a)前記検出手段により第1の前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、
(b)前記検出手段により前記第1の凹凸状部が検出された後、第2の前記凹凸状部が検出されたとき、車両を停止させる制御を行う、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted motorcycle according to any one of claims 1 to 4,
The control means includes
(A) When the first concavo-convex portion is detected by the detection means, control is performed to reduce the moving speed of the vehicle,
(B) An inverted two-wheeled vehicle that controls to stop the vehicle when the second uneven portion is detected after the first uneven portion is detected by the detecting means.
前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、警告を行う警告手段を更に備える、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted motorcycle according to any one of claims 1 to 5,
An inverted two-wheeled vehicle, further comprising warning means for giving a warning in accordance with the uneven portion detected by the detection means.
搭乗者の重心移動によって前記走行操作が行われ、
前記制御手段は、前記路面上に形成された凹凸状部によって区画された所定領域内を訓練走行させる制御を行う、ことを特徴とする倒立二輪車。 An inverted motorcycle according to any one of claims 1 to 6,
The travel operation is performed by moving the center of gravity of the passenger,
The inverted two-wheeled vehicle characterized in that the control means performs control for training and traveling in a predetermined area defined by the uneven portions formed on the road surface.
路面上に形成された凹凸状部を検出する工程と、
前記検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする倒立二輪車の制御方法。 A method for controlling an inverted motorcycle that performs desired traveling while maintaining an inverted state according to a traveling operation of a passenger,
Detecting irregularities formed on the road surface;
And a step of controlling the movement of the vehicle in accordance with the detected concavo-convex portion.
路面上に形成された凹凸状部を検出する処理と、
前記検出された凹凸状部に応じて車両の移動を制御する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。 A control program for an inverted motorcycle that performs a desired travel while maintaining an inverted state in accordance with a traveling operation of a passenger,
A process for detecting uneven portions formed on the road surface;
A control program for causing a computer to execute processing for controlling movement of a vehicle in accordance with the detected uneven portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009290258A JP2011131620A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009290258A JP2011131620A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011131620A true JP2011131620A (en) | 2011-07-07 |
Family
ID=44344847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009290258A Pending JP2011131620A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011131620A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015106127A (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | Training system and training method |
JP2016043781A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | Training system, training method, and training program |
JP2016146960A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | Balance training apparatus |
KR20180050186A (en) * | 2015-09-28 | 2018-05-14 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and apparatus for two-wheel balance car |
KR20180050187A (en) * | 2015-09-28 | 2018-05-14 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and control apparatus for a balance car |
WO2020138388A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | ヤマハ発動機株式会社 | Inclining vehicle equipped with one pair of left and right wheels |
USD941948S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-01-25 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD958278S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-07-19 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD960043S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-08-09 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
US11654995B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-05-23 | Razor Usa Llc | Electric balance vehicles |
USRE49608E1 (en) | 2012-02-12 | 2023-08-15 | Solowheel Inc. | Two-wheel self-balancing vehicle with independently movable foot placement sections |
-
2009
- 2009-12-22 JP JP2009290258A patent/JP2011131620A/en active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE49608E1 (en) | 2012-02-12 | 2023-08-15 | Solowheel Inc. | Two-wheel self-balancing vehicle with independently movable foot placement sections |
JP2015106127A (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | Training system and training method |
US10029173B2 (en) | 2013-12-02 | 2018-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Training system and training method |
JP2016043781A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | Training system, training method, and training program |
JP2016146960A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | Balance training apparatus |
KR20180050186A (en) * | 2015-09-28 | 2018-05-14 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and apparatus for two-wheel balance car |
KR20180050187A (en) * | 2015-09-28 | 2018-05-14 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and control apparatus for a balance car |
KR101878083B1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-07-13 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and control apparatus for a balance car |
KR101878082B1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-07-13 | 시아오미 아이엔씨. | Control method and apparatus for two-wheel balance car |
USD960043S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-08-09 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD958278S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-07-19 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD941948S1 (en) | 2016-07-20 | 2022-01-25 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD1002764S1 (en) | 2016-07-20 | 2023-10-24 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
USD1013080S1 (en) | 2016-07-20 | 2024-01-30 | Razor Usa Llc | Two wheeled board |
US11654995B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-05-23 | Razor Usa Llc | Electric balance vehicles |
EP3889022A4 (en) * | 2018-12-27 | 2022-02-23 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Inclining vehicle equipped with one pair of left and right wheels |
WO2020138388A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | ヤマハ発動機株式会社 | Inclining vehicle equipped with one pair of left and right wheels |
US11794845B2 (en) | 2018-12-27 | 2023-10-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Leaning vehicle with a left-right pair of wheels |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011131620A (en) | Inverted motorcycle, and method and program for controlling the same | |
JP4957769B2 (en) | Traveling apparatus and control method thereof | |
JP5263387B2 (en) | Inverted two-wheel device, its control method and control program | |
JP4470988B2 (en) | Inverted wheel type moving body and control method thereof | |
JP2007219986A (en) | Inversion moving device and its control method | |
JP6020328B2 (en) | MOBILE BODY CONTROL DEVICE, MOBILE BODY CONTROL METHOD, AND CONTROL PROGRAM | |
JP2011140262A (en) | Training system, and training method and training program for the same | |
JP2011031669A (en) | Moving vehicle control system, and control method and program of the same | |
JP2006190105A (en) | Mobile robot | |
JP5293900B2 (en) | Inverted moving body and method of getting on and off | |
JP2008126936A (en) | Moving device | |
JP2007168602A (en) | Two-wheel traveling carriage | |
JP2013203192A (en) | Device, method and program for notifying of inner wheel difference generation | |
JP2009286323A (en) | Inverted pendulum type movable body and educational teaching materials | |
JP6032084B2 (en) | Balance training system and balance training method | |
JP5811576B2 (en) | Vehicle with collision prevention function | |
JP5182401B2 (en) | Traveling apparatus and control method thereof | |
US8678124B2 (en) | Inverted pendulum type vehicle | |
JP2010241280A (en) | Coaxial motorcycle | |
JP6225869B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
JP2012126258A (en) | Inverted two-wheel vehicle | |
JP4888451B2 (en) | Coaxial motorcycle and control method thereof | |
JP6233265B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
JP5309874B2 (en) | Traveling apparatus and traveling method | |
JP5966954B2 (en) | Coaxial motorcycle, its control method and control program |