JP2019199105A - 移動体の段差移動制御方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
14 本体
15 状態検出器(傾き角度検出器)
21,22,23,24 車輪
31,32,33,34 車輪モータ(回転駆動手段)
40,42 支持体
51,52 車輪トルク検出器(第1の段差検知手段)
53,54 車輪トルク検出器(第2の段差検知手段)
60 制御装置(制御手段)
102 第1のロールモータ(第1のロール軸トルク発生手段)
112 第2のロールモータ(第2のロール軸トルク発生手段)
104,114 ロール軸トルク検出器
106,116 ロール軸角度検出器
Claims (4)
- 第1の方向に互いに間隔を設けて対向し、標準状態において、前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延在する第1及び第2の支持体と、
前記第1の支持体の前記第2の方向の中間部を、前記第1の方向と平行な第1のロール軸を中心に回転可能に支持し、前記第2の支持体の前記第2の方向の中間部を、前記第1の方向と平行な第2のロール軸を中心に回転可能に支持する本体と、
前記第1の支持体の前記第2の方向の一方の端部に、前記標準状態において前記第2の方向と平行な第1の軸を中心に回転可能に支持された第1の車輪と、
前記第1の支持体の前記第2の方向の他方の端部に、前記標準状態において前記第2の方向と平行な第2の軸を中心に回転可能に支持された第2の車輪と、
前記第2の支持体の前記第2の方向の一方の端部に、前前記標準状態において記第2の方向と平行な第3の軸を中心に回転可能に支持された第3の車輪と、
前記第2の支持体の前記第2の方向の他方の端部に、前記標準状態において前記第2の方向と平行な第4の軸を中心に回転可能に支持された第4の車輪と、
前記第1乃至第4の車輪を回転駆動する回転駆動手段と、
を備えた移動体の段差移動制御方法であって、
前記移動体は、
前記移動体の外部から見た前記本体の前記第2の方向の傾き角度である本体傾き角度を検出する傾き角度検出器と、
前記第1のロール軸を中心に前記第1の支持体を前記本体に対して相対回転させるための第1のロール軸トルクを発生する第1のロール軸トルク発生手段と、
前記第1のロール軸トルクを検出する第1のロール軸トルク検出器と、
前記第1のロール軸を中心に前記第1の支持体が前記本体に対して相対回転する角度である第1のロール軸角度を検出する第1のロール軸角度検出器と、
前記第1又は第2の車輪が第1の段差に達したことと、前記第1又は第2の車輪が第1の段差を通過したこととを検知するための第1の信号を出力する第1の段差検知手段と、
前記第2のロール軸を中心に前記第2の支持体を前記本体に対して相対回転させるための第2のロール軸トルクを発生する第2のロール軸トルク発生手段と、
前記第2のロール軸トルクを検出する第2のロール軸トルク検出器と、
前記第2のロール軸を中心に前記第2の支持体が前記本体に対して相対回転する角度である第2のロール軸角度を検出する第2のロール軸角度検出器と、
前記第3又は第4の車輪が第2の段差に達したことと、前記第3又は第4の車輪が第2の段差を通過したこととを検知するための第2の信号を出力する第2の段差検知手段と、
前記回転駆動手段と、前記第1のロール軸トルク発生手段と、前記第2のロール軸トルク発生手段とを制御する制御手段と、
を備え、
前記段差移動制御方法は、
前記制御手段が前記回転駆動手段を制御して、前記移動体の移動を継続させる第1の工程と、
前記制御手段が、前記第1の信号に基づいて前記第1又は第2の車輪が前記第1の段差に達したか否かの判定を繰り返し、前記第2の信号に基づいて前記第3又は第4の車輪が前記第2の段差に達したか否かの判定を繰り返す第2の工程と、
前記制御手段が、前記第1の信号に基づいて前記第1又は第2の車輪が前記第1の段差を通過したか否かの判定を繰り返し、前記第2の信号に基づいて前記第3又は第4の車輪が前記第2の段差を通過したか否かの判定を繰り返す第3の工程と、
前記制御手段が、前記第1又は第2の車輪が前記第1の段差に達したと判定したとき、前記第1のロール軸トルクが第1の最終目標トルクになるように前記第1のロール軸トルク発生手段を制御するとともに、前記本体傾き角度を前記標準状態における所定角度にするように前記第2のロール軸トルク発生手段を制御する第1の制御を、前記制御手段が開始する第4の工程と、
前記制御手段が、前記第1又は第2の車輪が前記第1の段差を通過したと判定したとき、前記制御手段が前記第1の制御を終了する第5の工程と、
前記制御手段が、前記第3又は第4の車輪が前記第2の段差に達したと判定したとき、前記第2のロール軸トルクが第2の最終目標トルクになるように前記第2のロール軸トルク発生手段を制御するとともに、前記本体傾き角度を前記所定角度にするように前記第1のロール軸トルク発生手段を制御する第2の制御を、前記制御手段が開始する第6の工程と、
前記制御手段が、前記第3又は第4の車輪が前記第2の段差を通過したと判定したとき、前記制御手段が前記第2の制御を終了する第7の工程と、
を備え、
前記第1の最終目標トルクは、
前記本体傾き角度を前記所定角度にするように、前記第1のロール軸を中心に前記第1の支持体を前記本体に対して相対回転させる前記第1の目標トルクと、
前記第1のロール軸角度が、前記第1の段差に達したと判定された前記第1又は第2の車輪を前記第1の段差を通過する方向に移動させるように前記第1の支持体が前記第1のロール軸を中心に前記本体に対して相対回転する角度である第1の目標角度になるように、前記第1のロール軸を中心に前記第1の支持体を前記本体に対して相対回転させる第2の目標トルクとを、
第1の比率で含み、
前記第2の最終目標トルクは、
前記本体傾き角度を前記所定角度にするように、前記第2のロール軸を中心に前記第2の支持体を前記本体に対して相対回転させる第3の目標トルクと、
前記第2のロール軸角度が、前記第2の段差に達したと判定された前記第3又は第4の車輪を前記第2の段差を通過する方向に移動させるように前記第2の支持体が前記第2のロール軸を中心に前記本体に対して相対回転する角度である第2の目標角度になるように、前記第2のロール軸を中心に前記第2の支持体を前記本体に対して相対回転させる第4の目標トルクとを、
第2の比率で含むことを特徴とする、移動体の段差移動制御方法。 - 前記制御手段は、
前記第1の制御を行うとき、前記第2のロール軸トルクが前記第3の目標トルクになるように前記第2のロール軸トルク発生手段を制御し、
前記第2の制御を行うとき、前記第1のロール軸トルクが前記第1の目標トルクになるように前記第1のロール軸トルク発生手段を制御することを特徴とする、請求項1に記載の移動体の段差移動制御方法。 - 前記第1の目標トルクをTd1とし、前記本体傾き角度をθ0とし、前記本体傾き角度の目標値である前記所定角度をθd0とし、上部にドット記号が付されたθ0を前記本体傾き角度の角速度とし、上部にドットが付されたθd0を前記本体傾き角度の前記角速度の目標値とし、K1を第1の角度ゲインとし、D1を第1の角速度ゲインとすると、前記第1の目標トルクは次の式(1)で表され、
前記第3の目標トルクをTd3とし、前記本体傾き角度をθ0とし、前記本体傾き角度の目標値である前記所定角度をθd0とし、上部にドット記号が付されたθ0を前記本体傾き角度の角速度とし、上部にドットが付されたθd0を前記本体傾き角度の前記角速度の目標値とし、K3を第3の角度ゲインとし、D3を第3の角速度ゲインとすると、前記第3の目標トルクは次の式(4)で表され、
- 前記第1の段差検知手段は、
前記回転駆動手段から前記第1の車輪に伝達される第1の車輪トルクを検出する第1の車輪トルク検出器と、
前記回転駆動手段から前記第2の車輪に伝達される第2の車輪トルクを検出する第2の車輪トルク検出器と、
を含み、
前記第1の信号は、前記第1及び第2の車輪トルク検出器からの第1及び第2の検出信号を含み、
前記第2の段差検知手段は、
前記回転駆動手段から前記第3の車輪に伝達される第3の車輪トルクを検出する第3の車輪トルク検出器と、
前記回転駆動手段から前記第4の車輪に伝達される第4の車輪トルクを検出する第4の車輪トルク検出器と、
を含み、
前記第2の信号は、前記第3及び第4の車輪トルク検出器からの第3及び第4の検出信号を含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の移動体の段差移動制御方法。
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JP2018092958A JP7038352B2 (ja) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | 移動体の段差移動制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021084578A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 国立大学法人 和歌山大学 | 四車輪型移動体及びその階段移動時の制御方法 |
JP7495709B2 (ja) | 2019-11-29 | 2024-06-05 | 国立大学法人 和歌山大学 | 四車輪型移動体及びその階段移動時の制御方法 |
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2018
- 2018-05-14 JP JP2018092958A patent/JP7038352B2/ja active Active
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