JP4992754B2 - 倒立車輪式移動ロボットとその制御方法 - Google Patents
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Description
2 駆動輪
3 サスペンション軸
4 補助輪
10,13 倒立車輪式移動ロボット
11 倒立走行コントローラ
12 駆動部
14 検出部
15 外力オブザーバ
16 目標車体傾斜角補正量算出部
17 フィルタ処理部
18 係数処理部
19 目標車体傾斜角補正量算出部
Claims (10)
- 倒立状態で駆動輪の回転により走行する倒立車輪式移動ロボットであって、
前記駆動輪を駆動する駆動部と、
前記倒立車輪式移動ロボットの実状態を検出する検出部と、
前記検出部によって検出した実状態と目標状態の偏差に応じて制御量を生成し、前記駆動部に対して出力することにより、倒立走行を制御する倒立走行コントローラと、
斜面を下るときの前記駆動輪の回転方向を正としたとき、斜面上において前記検出部によって検出された実状態の車輪回転角速度が目標状態の車輪回転角速度よりも大きい場合に、実状態の車輪回転角速度と目標状態の車輪回転角速度の偏差量に応じて、前記目標状態に含まれる目標車体傾斜角を負の方向に補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、実状態の車輪回転角速度と目標状態の車輪回転角速度の偏差に対して、目標状態の車輪回転角速度又は実状態の車輪回転角速度に応じて決定した係数を乗算する係数処理部を有する倒立車輪式移動ロボット。 - 前記係数処理部は、目標状態の車輪回転角速度又は実状態の車輪回転角速度が増加するに従って当該係数を小さくすることを特徴とする請求項1記載の倒立車輪式移動ロボット。
- 倒立状態で駆動輪の回転により走行する倒立車輪式移動ロボットであって、
前記駆動輪を駆動する駆動部と、
前記倒立車輪式移動ロボットの実状態を検出する検出部と、
前記検出部によって検出した実状態と目標状態の偏差に応じて制御量を生成し、前記駆動部に対して出力することにより、倒立走行を制御する倒立走行コントローラと、
斜面を下る方向を正としたとき、斜面上において前記検出部によって検出された実状態の車体の移動速度が目標状態の車体の移動速度よりも大きい場合に、実状態の車体の移動速度と目標状態の車体の移動速度の偏差量に応じて、前記目標状態に含まれる目標車体傾斜角を、斜面を下るときの前記駆動輪の回転方向と反対の方向に補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、実状態の車体の移動速度と目標状態の車体の移動速度の偏差に対して、目標状態の車体の移動速度又は実状態の車体の移動速度に応じて決定した係数を乗算する係数処理部を有する倒立車輪式移動ロボット。 - 前記係数処理部は、目標状態の車体の移動速度又は実状態の車体の移動速度が増加するに従って当該係数を小さくすることを特徴とする請求項3記載の倒立車輪式移動ロボット。
- 前記補正手段は、実状態の車輪回転角速度又は車体の移動速度と、目標状態の車輪回転角速度又は車体の移動速度の偏差に対してフィルタリング処理を行い、前記係数処理部に出力するフィルタ処理部を備えていることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の倒立車輪式移動ロボット。
- 倒立状態で駆動輪の回転により走行する倒立車輪式移動ロボットの制御方法であって、
前記倒立車輪式移動ロボットの実状態を検出するステップと、
検出した実状態と目標状態の偏差に応じて制御量を生成し、倒立走行を制御するステップと、
実状態の車輪回転角速度と目標状態の車輪回転角速度の偏差に対して、目標状態の車輪回転角速度又は実状態の車輪回転角速度に応じて決定した係数を乗算するステップと、
斜面を下るときの前記駆動輪の回転方向を正としたとき、斜面上において検出された実状態の車輪回転角速度が目標状態の車輪回転角速度よりも大きい場合に、前記係数を乗算した実状態の車輪回転角速度と目標状態の車輪回転角速度の偏差量に応じて、前記目標状態に含まれる目標車体傾斜角を負の方向に補正するステップを備えた倒立車輪式移動ロボットの制御方法。 - 目標状態の車輪回転角速度又は実状態の車輪回転角速度が増加するに従って当該係数を小さくすることを特徴とする請求項6記載の倒立車輪式移動ロボットの制御方法。
- 倒立状態で駆動輪の回転により走行する倒立車輪式移動ロボットの制御方法であって、
前記倒立車輪式移動ロボットの実状態を検出するステップと、
検出した実状態と目標状態の偏差に応じて制御量を生成し、倒立走行を制御するステップと、
実状態の車体の移動速度と目標状態の車体の移動速度の偏差に対して、目標状態の車体の移動速度又は実状態の車体の移動速度に応じて決定した係数を乗算するステップと、
斜面を下る方向を正としたとき、斜面上において検出された実状態の車体の移動速度が目標状態の車体の移動速度よりも大きい場合に、前記係数を乗算した実状態の車体の移動速度と目標状態の車体の移動速度の偏差量に応じて、前記目標状態に含まれる目標車体傾斜角を、斜面を下るときの前記駆動輪の回転方向と反対の方向に補正するステップを備えた倒立車輪式移動ロボットの制御方法。 - 目標状態の車体の移動速度又は実状態の車体の移動速度が増加するに従って当該係数を小さくすることを特徴とする請求項8記載の倒立車輪式移動ロボットの制御方法。
- 実状態の車輪回転角速度又は車体の移動速度と、目標状態の車輪回転角速度又は車体の移動速度の偏差に対してフィルタリング処理を行うステップをさらに備えていることを特徴とする請求項6〜9いずれかに記載の倒立車輪式移動ロボットの制御方法。
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