JP3012651B2 - Driving / steering control method for omnidirectional vehicles - Google Patents

Driving / steering control method for omnidirectional vehicles

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JP3012651B2
JP3012651B2 JP63331947A JP33194788A JP3012651B2 JP 3012651 B2 JP3012651 B2 JP 3012651B2 JP 63331947 A JP63331947 A JP 63331947A JP 33194788 A JP33194788 A JP 33194788A JP 3012651 B2 JP3012651 B2 JP 3012651B2
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wheel
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virtual
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郁也 刀谷
三智郎 赤尾
重裕 山本
茂 広岡
忍 田中
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日本輸送機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、全方向車の走行・操舵制御方法に関する。The present invention relates to a traveling / steering control method for an omnidirectional vehicle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、例えば特開昭59−92262号公報が開示するよう
に、例えば4個の操舵可能な車輪を有しかつ全方向モー
ド、自動車モード及び旋回モードのそれぞれのモードで
走行可能とした全方向車が知られている。ここで全方向
モードとは、第9図に示すように、全車輪を同一方向に
向けて走行するモードであり、車体中心線を変化するこ
となく走行できる。また自動車モードとは、第10図に示
すように通常の自動車と同様に車体中心線を変化させつ
つ旋回できる。さらに旋回モードとは第11図に示すごと
く全車輪の軸心方向線を旋回中心に向けることにより旋
回中心COまわりで回転できるモードをいう。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, JP-A-59-92262, an omnidirectional vehicle having, for example, four steerable wheels and capable of running in respective modes of an omnidirectional mode, an automobile mode, and a turning mode. It has been known. Here, the omnidirectional mode is a mode in which all the wheels run in the same direction as shown in FIG. 9, and the vehicle can run without changing the vehicle center line. In the vehicle mode, as shown in FIG. 10, the vehicle can turn while changing the center line of the vehicle body in the same manner as a normal vehicle. Further, the turning mode refers to a mode in which the vehicle can rotate around the turning center CO by directing the axial lines of all the wheels toward the turning center as shown in FIG.

このような全方向車において、全方向モード、自動車
モード及び旋回モードに切り換えるには例えば前記公報
が開示するように、全車輪の向きを合わせた後、クラッ
チ操作により切り離して車輪を角モードに切り換えてい
た。そのため、モード切り換えの都度の停止は勿論、全
方向モードにて一定の車体の進行方向線で移動している
とき、たとえば路面の傾斜、凹凸乗り越えなどの衝撃、
その他の外力によって、車体の進行方向線が意図する向
きからずれたとき、さらには全方向モードで走行中の進
行方向線を向き変えしたいときにも一旦停止したのちに
向き変えすることが必要であった。
In such an omnidirectional vehicle, to switch to the omnidirectional mode, the vehicle mode, and the turning mode, for example, as disclosed in the above-mentioned publication, after aligning the directions of all the wheels, disengage them by operating the clutch and switch the wheels to the angular mode. I was Therefore, of course, when the vehicle is moving in a certain traveling direction of the vehicle body in the omnidirectional mode, for example, when the vehicle is traveling in a constant traveling direction line in the omnidirectional mode, for example, an impact such as an inclination of a road surface, over unevenness, or the like.
When the traveling direction line of the vehicle body deviates from the intended direction due to other external forces, and when you want to change the traveling direction line while traveling in the omnidirectional mode, it is necessary to stop and then change direction. there were.

この発明は、仮想の操舵輪を設け、全車輪の動きをこ
の仮想の操舵輪の1つの動きに置き換え、この仮想の操
舵輪を、車体の指令装置が与える進行角β、操舵角α、
速度情報γの指令信号によって操作し、この仮想の操舵
輪に基づいて全車輪を走行制御することにより、全方向
モードにて移動中の車体の進行方向線のずれ、進行方向
線の変更を停止することなく可能とする全方向車の走行
・操舵制御方向の提供を目的としている。
According to the present invention, virtual steering wheels are provided, and the movement of all the wheels is replaced with one of the virtual steering wheels, and the virtual steering wheels are provided with a traveling angle β, a steering angle α,
Operated by the command signal of the speed information γ, and by controlling the running of all wheels based on this virtual steered wheel, the deviation of the traveling direction line of the moving body in the omnidirectional mode and the change of the traveling direction line are stopped. The purpose is to provide a directional control of traveling and steering of an omnidirectional vehicle that can be performed without the need for a vehicle.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

請求項1の発明は、全方向車の走行・操舵制御方法で
あって、 車体の代表点を原点とする座標の車体中心線方向であ
る縦軸Yに対して進行角βをなす車体の進行方向線Q上
かつ原点Oから距離nを隔てる位置に仮想の操舵輪
(5)を仮想し、前記進行角βとともに、前記車体の進
行方向線Qに対する仮想の操舵輪の操舵角度である操舵
角αを指令信号として前記仮想の操舵輪(5)に与え、 しかも前記進行方向線Qと直角かつ原点Oを通る進行
方向直角線Rと、前記仮想の操舵輪の軸心延長線Tとが
交わる交点に旋回中心Cを設定し、 かつ仮想の操舵輪(5)に与えられる前記進行角β
と、操舵角αと、前記仮想の操舵輪の走行速度を表す速
度情報γとの指令信号により、前記旋回中心C廻りで演
算して実在する前記車輪のかじ取り角Uと駆動速度Vと
を制御することを特徴としている。
The invention of claim 1 relates to a traveling / steering control method for an omnidirectional vehicle, comprising: a vehicle traveling at an advancing angle β with respect to a vertical axis Y which is a direction of a vehicle centerline of coordinates having a representative point of the vehicle as an origin. A virtual steering wheel (5) is imagined at a position on the direction line Q and at a distance n from the origin O, and the steering angle which is a steering angle of the virtual steering wheel with respect to the traveling direction line Q of the vehicle body together with the traveling angle β. α is given as a command signal to the virtual steered wheel (5), and a straight line R perpendicular to the travel direction Q and passing through the origin O intersects the extended line T of the axis of the virtual steered wheel. The turning center C is set at the intersection, and the traveling angle β given to the virtual steered wheel (5)
A steering angle α and a driving speed V which are calculated around the turning center C and controlled by a command signal of a steering angle α and speed information γ representing a running speed of the virtual steered wheels. It is characterized by doing.

請求項2の発明は、前記駆動速度の制御が、実在する
全車輪の内の駆動可能な駆動車輪になされるとともに、
駆動車輪はかじ取り軸中心Sに対してオフセット量f1で
オフセットして取り付けられ、この駆動車輪の駆動速度
Vは、前記駆動車輪のかじ取り軸中心Sと旋回中心Cと
の間の距離dとオフセット量f1との和(d+f1)に対す
る前記旋回中心Cから仮想の操舵輪までの距離Lの比
(d+f1)/Lに仮想の操舵輪の速度情報γを乗じた値で
あることを特徴とする。
In the invention of claim 2, the control of the driving speed is performed on the drive wheels that can be driven among all the existing wheels,
The driving wheel is mounted with an offset f1 with respect to the steering shaft center S, and the driving speed V of the driving wheel is determined by the distance d between the steering shaft center S and the turning center C of the driving wheel and the offset amount. It is a value obtained by multiplying the ratio (d + f1) / L of the distance L from the turning center C to the virtual steered wheel to the sum (d + f1) of f1 and the speed information γ of the virtual steered wheel.

請求項3の発明は、実在する全車輪は、前記かじ取り
角Uが全車輪の軸心方向線が前記旋回中心Cで互いに交
わる向きに設定されることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is characterized in that the steering angles U of the existing real wheels are set such that the axial lines of all the wheels cross each other at the turning center C.

〔作用〕[Action]

全車輪は独立して操舵可能に形成されるとともに、車
体に設置された指令装置を例えば操縦者が操作すること
により、走行しようとする進行角βと、操舵角αと、速
度情報γとの指令信号を発生する。この指令信号は、例
えば適宜の演算制御装置に与えられ、この装置は進行角
βの指令情報によって、車体の代表点、例えば車体の中
央点を原点とする座標の縦軸Y(車体中心線)に対して
進行角βをなす車体の進行方向線Qを設定する。又装置
はこの進行方向線Q上かつ原点から一定の半径距離nを
隔てる位置に仮想の操舵輪5を仮想する。なお前記操舵
角αは、この仮想の操舵輪5の進行方向線Qに対する操
角角度を指令することとなる。また速度情報γは前記仮
想の操舵輪の走行速度を指令することとなる。
All wheels are formed so as to be independently steerable, and, for example, when a driver operates a command device installed on the vehicle body, a traveling angle β to be traveled, a steering angle α, and a speed information γ Generate command signal. This command signal is supplied to, for example, an appropriate arithmetic and control unit, and the device uses the command information of the advancing angle β to represent a representative point of the vehicle body, for example, a vertical axis Y (vehicle center line) of coordinates having the origin at the center point of the vehicle body. A traveling direction line Q of the vehicle body that forms a traveling angle β with respect to is set. In addition, the apparatus virtually simulates a virtual steered wheel 5 at a position on the traveling direction line Q and at a constant radial distance n from the origin. The steering angle α instructs the steering angle of the virtual steered wheel 5 with respect to the traveling direction line Q. The speed information γ commands the traveling speed of the virtual steered wheels.

実在の車輪のかじ取り角Uと駆動速度Vとの制御のた
めに、まず前記進行方向線Qと直角かつ原点を通る進行
方向直角線Rと、前記仮想の操舵輪の軸心延長線Tとが
交わる交点として旋回中心Cを設定する。この旋回中心
Cの回りで演算することにより、前記実在する車輪のか
じ取り角Uと駆動速度Cとを制御できる。
In order to control the steering angle U and the driving speed V of the actual wheels, first, a traveling direction perpendicular line R perpendicular to the traveling direction line Q and passing through the origin and an axis extension line T of the virtual steered wheels are formed. The turning center C is set as an intersection. By calculating around the turning center C, the steering angle U and the driving speed C of the actual wheels can be controlled.

さらに具体的には、駆動速度Vの制御は、請求項2に
記載するように、実在する全車輪の内の駆動可能な駆動
車輪になされる。またこの駆動車輪がかじ取り軸中心S
に対してオフセット量f1でオフセットして取り付けられ
ているとすると、この駆動車輪の駆動速度Vを、前記駆
動車輪のかじ取り軸中心Sまでの距離dとオフセット量
f1との和(d+f1)に対する前記旋回中心Cから仮想の
操舵輪までの距離Lの比(d+f1)/Lに仮想の操舵輪の
速度情報γを乗じた値として制御する。
More specifically, the control of the drive speed V is performed on the drive wheels that can be driven among all the existing wheels, as described in claim 2. Also, this drive wheel is the steering shaft center S.
Assuming that the drive wheel is mounted offset by an offset amount f1, the drive speed V of the drive wheel is determined by the distance d to the steering shaft center S of the drive wheel and the offset amount.
Control is performed as a value obtained by multiplying the ratio (d + f1) / L of the distance L from the turning center C to the virtual steered wheel to the sum (d + f1) of f1 and the virtual steered wheel speed information γ.

またかじ取り角Uについては、実在する全車輪につい
て、全車輪の軸心方向線Wが前記旋回中心Cで互いに交
わる向きとなるように設定することにより制御される。
The steering angle U is controlled by setting the axial lines W of all the wheels so as to intersect each other at the turning center C for all the existing wheels.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は全方向車の全体を略示し、車体2の例えば4
隅に車輪1A、1B、1C、1D(総称するとき車輪1という)
を配置している。また全車輪1は独立してかじ取りされ
うる。さらに車輪1A、1Bを全車輪の内の駆動可能な駆動
車輪1S、1Sとする。さらに全車輪1は、かじ取り軸中心
Sに対してオフセット量f1でオフセットして取り付けら
れている。なお、オフセットした車輪の操舵、乃至駆動
機構は例えば特開昭59−92262号公報をまつまでもなく
周知である。
FIG. 1 schematically shows the whole of the omnidirectional vehicle.
Wheels 1A, 1B, 1C, 1D in the corners (collectively called wheels 1)
Has been arranged. Also, all wheels 1 can be steered independently. The wheels 1A and 1B are drive wheels 1S and 1S that can be driven among all the wheels. Further, all the wheels 1 are mounted offset by an offset amount f1 with respect to the steering shaft center S. It should be noted that the steering or drive mechanism of the offset wheel is well known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-92262.

また車体2には指令装置3と演算制御装置4を搭載で
きる。前記指令装置3は操作者の操作により、第2図に
示す進行角βの指令情報を生じ、操舵角αの指令情報を
発生し、さらに速度情報γの指令情報を生じさせること
ができる。ここで進行角βとは、車体の代表点、例えば
車体の中央点を原点Oとする座標のY軸(車体中心線)
に対して車体2の進行方向線Qがなす角度をいう。また
左回りを正とする。
A command device 3 and an arithmetic and control unit 4 can be mounted on the vehicle body 2. The command device 3 can generate command information of a traveling angle β shown in FIG. 2, generate command information of a steering angle α, and further generate command information of speed information γ by an operation of an operator. Here, the advancing angle β is a representative point of the vehicle body, for example, a Y-axis (vehicle center line) having a center point O as an origin O.
With respect to the traveling direction line Q of the vehicle body 2. Also, counterclockwise is defined as positive.

この指令情報が演算制御装置3に与えられ、この装置
3は、この進行角βの指令情報によって、前記車体の進
行方向線Q上かつ原点から一定の半径距離nを隔てる位
置に仮想の操舵輪5を仮想する。なお、装置3はこの仮
想の操舵輪5の設定とともに実在の全車輪1の配置を記
憶し、必要によりディスプレに表示できる。
This command information is given to the arithmetic and control unit 3, and the device 3 receives the command information of the advancing angle β and sets the virtual steering wheel at a position on the advancing direction line Q of the vehicle body and at a certain radial distance n from the origin. 5 is assumed. In addition, the device 3 stores the arrangement of all the actual wheels 1 together with the setting of the virtual steered wheels 5, and can display the arrangement on the display if necessary.

さらに前記操舵角αとは、車体2の進行方向線Qに対
するこの仮想の操舵輪5の操舵角度をいい左回りを正と
する。前記速度情報γは前記仮想の操舵輪の走行速度を
指令することとなる。
Further, the steering angle α refers to the steering angle of the virtual steered wheel 5 with respect to the traveling direction line Q of the vehicle body 2, and the counterclockwise direction is defined as positive. The speed information γ commands the traveling speed of the virtual steered wheels.

このように、指令装置3が進行角β、操舵角α、速度
情報γをともに生じていることは、進行角βの全方向モ
ードでかつ速度情報γに基づく速度で走行しつつその全
方向モードの向きを中心線として操舵角αで自動車モー
ド状に曲がって走行していることとなる。なお操舵角α
が0であるときには全方向モードでの走行を意味し、進
行角βが0であることは前への直進を意味する。操作者
の指令情報によって操舵角αでの旋回モードとなりう
る。さらに進行角βが0であって操舵角α、速度情報γ
を与えるときにはいわゆる自動車モードで走行させるこ
とができる。また全車輪1は、垂直な操舵中心軸S回り
を転動することにより操舵される。
As described above, the command device 3 generates both the traveling angle β, the steering angle α, and the speed information γ in the omnidirectional mode of the traveling angle β and in the omnidirectional mode while traveling at the speed based on the speed information γ. Is turned in the vehicle mode at the steering angle α with the direction of the center line as the center line. Note that the steering angle α
Is 0, indicating that the vehicle is traveling in the omnidirectional mode, and that the traveling angle β is 0 indicates that the vehicle is traveling straight ahead. The turning mode at the steering angle α can be set according to the command information of the operator. Further, the traveling angle β is 0 and the steering angle α and the speed information γ
Can be run in a so-called automobile mode. All the wheels 1 are steered by rolling around a vertical steering center axis S.

さらに演算制御装置3は、これらの指令情報により、
以下のように実在の全車輪1のかじ取り角Uを制御しか
つ駆動車輪についてはその駆動速度Vを制御する。ここ
では、駆動、操舵可能な例えば車輪1A(駆動車輪1S)を
主として例にとって説明する。
Further, the arithmetic and control unit 3 obtains
As described below, the steering angle U of all the actual wheels 1 is controlled, and the driving speed V of the driving wheels is controlled. Here, a description will be given mainly of, for example, a wheel 1A (a drive wheel 1S) that can be driven and steered.

第2図において、車体の中心点を原点Oとする車体中
心線方向の縦軸Yと、原点Oを通る横軸Xとの座標を車
体に設定する。また車体の進行方向線Qを縦軸yとし、
この進行方向線Q(縦軸y)と直角かつ原点Oを通る進
行方向直角線Rを横軸xとする第2の座標(x、y)を
考える。縦軸yは縦軸Yに対してなす角度が進行角βで
あり、従って進行角βの変化とともに第2の座標(x、
y)は座標(X、Y)に対して回転する。
In FIG. 2, the coordinates of a vertical axis Y in the vehicle body center line direction with the center point of the vehicle body as the origin O and a horizontal axis X passing through the origin O are set in the vehicle body. In addition, a traveling direction line Q of the vehicle body is defined as a vertical axis y,
A second coordinate (x, y) having a horizontal axis x and a vertical line R perpendicular to the traveling direction line Q (vertical axis y) and passing through the origin O is considered. The vertical axis y forms an angle of advance with the vertical axis Y as the advance angle β. Therefore, the second coordinate (x,
y) rotates with respect to coordinates (X, Y).

前記仮想の操舵輪5は縦軸y上にあり、また横軸x即
ち進行方向直角線Rと、前記仮想の操舵輪5の軸心延長
線Tとが交わる交点に旋回中心Cを設定する。
The virtual steering wheel 5 is on the vertical axis y, and a turning center C is set at an intersection of the horizontal axis x, that is, the perpendicular line R of the traveling direction and the axis extension line T of the virtual steering wheel 5.

実在の前記車輪1Aのかじ取り軸中心SのX・Y座標に
おける位置を、(m1、m2)として、第3図のフローチャ
ートにより処理手順を説明する。仮想の操舵輪5の前記
y軸(車体の進行方向線Q)上の原点Oからの距離をn
とする。この値は良好な制御が可能となるよう、実際の
車輪配置を考慮して試行によって設定することもでき
る。
The processing procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 assuming that the position of the actual steering wheel center S of the wheel 1A in the XY coordinates is (m1, m2). Let n be the distance of the virtual steered wheel 5 from the origin O on the y-axis (the traveling direction line Q of the vehicle body).
And This value can be set by trial in consideration of the actual wheel arrangement so that good control is possible.

まず第1の処理手順S1として、車輪1Aのかじ取り軸中
心Sの座標(X、Y)における前記座標(m1、m2)を、
第2の座標(x、y)における車輪1Aのかじ取り軸中心
Sの座標(a、b)に変換する。座標変換は下記(1)
式により求まる。
First, as a first processing procedure S1, the coordinates (m1, m2) at the coordinates (X, Y) of the steering axis center S of the wheel 1A are
The coordinates are converted to the coordinates (a, b) of the steering axis center S of the wheel 1A at the second coordinates (x, y). The coordinate transformation is as follows (1)
It is determined by the formula.

即ち a=m1×cos(β)+m2×sin(β) b=m2×cos(β)−m1×sin(β) …(1) 第2の処理手順S2として、実在の車輪の1Aのかじ取り
軸中心Sから横軸(x)に対する垂直線が、横軸(x)
に交わる交点Aから旋回中心Cまでの距離cを下記の
(2)式より求めうる。
That is, a = m1 × cos (β) + m2 × sin (β) b = m2 × cos (β) −m1 × sin (β) (1) As the second processing procedure S2, the steering axis of the actual wheel 1A is obtained. The vertical line from the center S to the horizontal axis (x) is the horizontal axis (x).
Can be obtained from the following equation (2) from the intersection point A intersecting to the turning center C.

c=n/tan(α)+a …(2) なおα=π/2、従って仮想の操舵輪5の軸心延長線T
が縦軸yと一致するとき、(2)式ではc=−aとなる
ことは明らかである。
c = n / tan (α) + a (2) Note that α = π / 2, and thus the axis extension line T of the virtual steered wheel 5
Is coincident with the vertical axis y, it is clear that c = −a in the equation (2).

第3の処理手順S3として、実在の車輪1Aのかじ取り軸
中心Sと旋回中心Cとの間の、線(SC)上の距離dは下
記(3)式により求まる。
As a third processing procedure S3, the distance d on the line (SC) between the steering axis center S and the turning center C of the actual wheel 1A is obtained by the following equation (3).

第4の処理手順S4として、実在の車輪1のかじ取り軸
中心Sと、旋回中心Cと車体の原点Oとがなす角U1を下
記(4−1)〜(4−3)式により求める。かじ取り軸
中心Sと旋回中心Cとを結ぶ前記線(SC)は、実在する
車輪の軸心方向線Wであり、(4−1)〜(4−3)各
車輪の軸心方向線Wが前記旋回中心Cで互いに交わる向
きとなるように設定することとなる。
As a fourth processing procedure S4, an angle U1 formed by the center S of the steering wheel of the actual wheel 1, the turning center C, and the origin O of the vehicle body is obtained by the following equations (4-1) to (4-3). The line (SC) connecting the steering shaft center S and the turning center C is the axial line W of the actual wheel, and (4-1) to (4-3) are the axial lines W of the wheels. The directions are set so as to cross each other at the turning center C.

I) α>0の場合 b>0のとき U1=cos-1(c/d) b≦0のとき U1=−cos-1(c/d)(第4図の場合) …(4−1) 但しd=0、即ちc、bがともに0であるとき、換言
すると実在の車輪1Aが第5図のように旋回中心Cにきた
ときc/dが不定となるため、U1=π/2と定めておく。
I) When α> 0 When b> 0 U1 = cos −1 (c / d) When b ≦ 0 U1 = −cos −1 (c / d) (case of FIG. 4) (4-1) However, when d = 0, that is, when c and b are both 0, in other words, when the actual wheel 1A comes to the turning center C as shown in FIG. 5, c / d becomes indefinite, so that U1 = π / 2 It is determined.

II) α<0の場合 b>0のとき U1=−cos-1(c/d)(第6図の場合) b≦0のとき U1=cos-1(c/d)(第7図の場合) …(4−2) 但しd=0、即ちc、bがともに0であるとき、換言
すると実在の車体1Aが第8図のように旋回中心Cにきた
ときc/dが不定となるため、U1=−π/2と定めておく。
II) When α <0 When b> 0, U1 = −cos −1 (c / d) (FIG. 6) When b ≦ 0, U1 = cos −1 (c / d) (FIG. 7) Case) (4-2) However, when d = 0, that is, when c and b are both 0, in other words, when the actual vehicle body 1A comes to the turning center C as shown in FIG. 8, c / d becomes indefinite. Therefore, U1 is set to −π / 2.

III) α=0のとき、旋回中心Cは無限遠となる。換
言すると操舵角αが0であることは進行角βのみであっ
て、即ち進行角βの全方向モードで進行していることと
なる。従って、車輪はy軸方向(仮想の操舵輪の方向)
に向いている。即ち U1=0 …(4−3) 第5の処理手順S5として、駆動車輪の駆動速度Vを下
記(5−1)〜(5−2)式より求まる。前記旋回中心
Cから仮想の操舵輪までの距離Lはn/sin(α)であ
り、 α>0の場合 V=γ×(d+f1)/L=γ×(d+f1)×sin(α)/n α<0の場合 V=γ×(d−f1)/L=γ×(d−f1)×sin(−α)/
n …(5−1) α=0のとき、旋回中心Cは無限遠となる。換言する
と操舵角αが0であることは進行角βのみであって、即
ち進行角βの全方向モードで進行していることとなる。
従って、車輪はy軸方向(仮想の操舵輪の方向)に向い
ている。即ち仮想の操舵=の速度情報γと等しくなる。
III) When α = 0, the turning center C is at infinity. In other words, the fact that the steering angle α is 0 is only the traveling angle β, that is, the vehicle is traveling in the omnidirectional mode with the traveling angle β. Therefore, the wheel is in the y-axis direction (the direction of the virtual steered wheels).
Suitable for That is, U1 = 0 (4-3) As the fifth processing procedure S5, the drive speed V of the drive wheel is obtained from the following equations (5-1) to (5-2). The distance L from the turning center C to the virtual steering wheel is n / sin (α), and when α> 0, V = γ × (d + f1) / L = γ × (d + f1) × sin (α) / n When α <0 V = γ × (d−f1) / L = γ × (d−f1) × sin (−α) /
n (5-1) When α = 0, the turning center C is at infinity. In other words, the fact that the steering angle α is 0 is only the traveling angle β, that is, the vehicle is traveling in the omnidirectional mode with the traveling angle β.
Therefore, the wheels are oriented in the y-axis direction (the direction of the virtual steered wheels). That is, it becomes equal to the speed information γ of virtual steering =.

V=γ …(5−2) この処理手順S5は駆動車輪1Sについてのみ行われる。 V = γ (5-2) This processing procedure S5 is performed only for the drive wheel 1S.

第6の処理手順S6として、車輪1Aのかじ取り角Uは下
記(6)式により求まることは明らかである。
It is apparent that the steering angle U of the wheel 1A is obtained by the following equation (6) as the sixth processing procedure S6.

U=U1+β …(6) このような処理手順を各車輪について自動演算し各車
輪を制御する。これにより、全車輪のかじ取り角U、駆
動車輪の走行速度Vが各車輪毎に設定でき、演算制御さ
れることとなる。また進行角βを与えつつ操舵角αを付
与することによって、全方向モードでの進行方向線Qの
変更、かじ取りが可能となる。
U = U1 + β (6) Such a processing procedure is automatically calculated for each wheel to control each wheel. As a result, the steering angles U of all the wheels and the traveling speed V of the drive wheels can be set for each wheel, and are calculated and controlled. Further, by giving the steering angle α while giving the traveling angle β, it is possible to change and steer the traveling direction line Q in the omnidirectional mode.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の方法は、仮想の操舵輪に与えられる指令情報
に基づき演算し各実在の車輪のかじ取り角、駆動速度を
求め、各車輪を制御しつつ、全方向車を走行・操舵制御
するものであるから、例えば全方向モードでの走行状態
で外力が全方向車に働き、全方向車が回転して、車体の
角度がずれた場合であっても、停止することなく操舵角
を修正して走行させることができる。したがって、ステ
ーション等にも正確に横付けでき、荷役効率を向上させ
るという効果が生じる。
The method of the present invention calculates the steering angle and drive speed of each actual wheel by calculating based on command information given to virtual steered wheels, and controls traveling and steering of an omnidirectional vehicle while controlling each wheel. Therefore, for example, when the external force acts on the omnidirectional vehicle in the running state in the omnidirectional mode, the omnidirectional vehicle rotates, and even if the body angle is shifted, the steering angle is corrected without stopping. You can run. Therefore, it is possible to accurately lay the station on a station or the like, and the effect of improving the cargo handling efficiency is produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の方法で用いる全方向車を例示する線
図、第2図は本発明の方法を例示する原理を説明する線
図、第3図は本発明の方法のフローチャート図、第4〜
8図は原理を説明する他の線図、第9〜11図は走行モー
ドを説明する線図である。 1,1A、1B、1C、1D……車輪、1S……駆動車輪、2……車
体、 5……仮想の操舵輪、α……操舵角、β……進行角、γ
……速度情報、 U……かじ取り角,V……駆動速度。
1 is a diagram illustrating an omnidirectional vehicle used in the method of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the principle illustrating the method of the present invention, FIG. 3 is a flowchart of the method of the present invention, 4 ~
FIG. 8 is another diagram for explaining the principle, and FIGS. 9 to 11 are diagrams for explaining the traveling mode. 1, 1A, 1B, 1C, 1D ... wheels, 1S ... drive wheels, 2 ... body, 5 ... virtual steered wheels, α ... steering angle, β ... travel angle, γ
... Speed information, U ... Steering angle, V ... Drive speed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 忍 京都府長岡京市東神足2丁目1番1号 日本輸送機株式会社内 合議体 審判長 粟津 憲一 審判官 清水 英雄 審判官 鈴木 久雄 (56)参考文献 特開 昭61−218459(JP,A) 実開 昭60−58481(JP,U) 実開 昭61−87779(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 7/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinobu Tanaka 2-1-1, Higashikami-shi, Nagaokakyo-shi, Kyoto Referee, Japan Transport Aircraft Co., Ltd. JP-A-61-218459 (JP, A) JP-A-60-58481 (JP, U) JP-A-61-87779 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 7/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】全車輪を操舵可能としかつ全車輪を同一方
向に向けて走行可能とした全方向車の走行・操舵制御方
法であって、 車体の代表点を原点とする座標の車体中心線方向である
縦軸Yに対して進行角βをなす車体の進行方向線Q上か
つ原点Oから距離nを隔てる位置に仮想の操舵輪(5)
を仮想し、前記進行角βとともに、前記車体の進行方向
線Qに対する仮想の操舵輪の操舵角度である操舵角αを
指令信号として前記仮想の操舵輪(5)に与え、 しかも前記進行方向線Qと直角かつ原点Oを通る進行方
向直角線Rと、前記仮想の操舵輪の軸心延長線Tとが交
わる交点に旋回中心Cを設定し、 かつ仮想の操舵輪(5)に与えられる前記進行角βと、
操舵角αと、前記仮想の操舵輪の走行速度を表す速度情
報γとの指令信号により、前記旋回中心C廻りで演算し
て実在する前記車輪のかじ取り角Uと駆動速度Vとを制
御することを特徴とする全方向車の走行・操舵制御方
法。
1. A traveling / steering control method for an omnidirectional vehicle in which all wheels are steerable and all wheels are able to travel in the same direction, comprising: a vehicle center line having a coordinate originating from a representative point of the vehicle. A virtual steered wheel (5) at a position on the traveling direction line Q of the vehicle body forming a traveling angle β with respect to the longitudinal axis Y and at a distance n from the origin O.
And a steering angle α, which is a steering angle of a virtual steered wheel with respect to the traveling direction line Q of the vehicle body, is given to the virtual steered wheel (5) as a command signal together with the traveling angle β. A turning center C is set at an intersection of a traveling direction perpendicular line R passing through the origin O and a right angle with Q, and the virtual steering wheel is provided to the virtual steering wheel (5). Advancing angle β,
Controlling the steering angle U and the driving speed V of the actual wheels by calculating around the turning center C by a command signal of a steering angle α and speed information γ representing a running speed of the virtual steered wheels. A traveling / steering control method for an omnidirectional vehicle, characterized in that:
【請求項2】前記駆動速度の制御は、実在する全車輪の
内の駆動可能な駆動車輪になされるとともに、駆動車輪
はかじ取り軸中心Sに対してオフセット量f1でオフセッ
トして取り付けられ、この駆動車輪の駆動速度Vは、前
記駆動車輪のかじ取り軸中心Sと旋回中心Cとの間の距
離dとオフセット量f1との和(d+f1)に対する前記旋
回中心Cから仮想の操舵輪までの距離Lの比(d+f1)
/Lに仮想の操舵輪の速度情報γを乗じた値であることを
特徴とする請求項1記載の全方向車の走行・操舵制御方
法。
2. The driving speed control is performed on driving wheels that can be driven among all the actual wheels, and the driving wheels are mounted with an offset amount f1 with respect to a steering shaft center S. The driving speed V of the driving wheel is a distance L from the turning center C to the virtual steering wheel with respect to the sum (d + f1) of the distance d between the steering shaft center S and the turning center C of the driving wheel and the offset amount f1. Ratio (d + f1)
2. The traveling / steering control method for an omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the value is obtained by multiplying / L by virtual speed information γ of the steered wheels.
【請求項3】実在する全車輪は、前記かじ取り角Uが全
車輪の軸心方向線が前記旋回中心Cで互いに交わる向き
に設定されることを特徴とする請求項1記載の全方向車
の走行・操舵制御方法。
3. The omnidirectional vehicle according to claim 1, wherein the steering angle U is set so that the axial lines of all the wheels cross each other at the turning center C. Driving / steering control method.
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