JPH11134031A - 移動ロボットの軌道制御方法 - Google Patents
移動ロボットの軌道制御方法Info
- Publication number
- JPH11134031A JPH11134031A JP9299728A JP29972897A JPH11134031A JP H11134031 A JPH11134031 A JP H11134031A JP 9299728 A JP9299728 A JP 9299728A JP 29972897 A JP29972897 A JP 29972897A JP H11134031 A JPH11134031 A JP H11134031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle body
- turning
- steering
- center
- drive unit
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲線路の小回り性と直線路での安定性を満足
させる。 【解決手段】 車体１の前部，後部の左右中心に駆動機
能とステアリング機能を有する駆動部ユニット２ｆ，２
ｒと誘導線検出センサを備えた移動ロボットを、センサ
からの誘導体に対する車体位置ずれ量から軌道制御のア
ルゴリズムにより車輪速度とステアリング操舵の目標値
を算出して車体位置のずれ量がなくなるようにステアリ
ングを制御する方法において、前記アルゴリズムを、後
側駆動ユニット２ｒの転回軸中心点と旋回中心Ｏを車体
の左右中心線ａ上に射影した点の距離ｐの値を設定する
ことにより、距離ｐに対応した旋回中心Ｏが得られるよ
うに駆動ユニット２ｆ，２ｒのステアリング角θf，θ
ｒを制御しうるようにした。ｐ＝Ｌ1／２に設定すると
θr＝θrとなり小回り性がよくなり、ｐ＜Ｌ1／２とす
ると旋回中心Ｏが後側に寄り直進路での安定性が向上す
る。
させる。 【解決手段】 車体１の前部，後部の左右中心に駆動機
能とステアリング機能を有する駆動部ユニット２ｆ，２
ｒと誘導線検出センサを備えた移動ロボットを、センサ
からの誘導体に対する車体位置ずれ量から軌道制御のア
ルゴリズムにより車輪速度とステアリング操舵の目標値
を算出して車体位置のずれ量がなくなるようにステアリ
ングを制御する方法において、前記アルゴリズムを、後
側駆動ユニット２ｒの転回軸中心点と旋回中心Ｏを車体
の左右中心線ａ上に射影した点の距離ｐの値を設定する
ことにより、距離ｐに対応した旋回中心Ｏが得られるよ
うに駆動ユニット２ｆ，２ｒのステアリング角θf，θ
ｒを制御しうるようにした。ｐ＝Ｌ1／２に設定すると
θr＝θrとなり小回り性がよくなり、ｐ＜Ｌ1／２とす
ると旋回中心Ｏが後側に寄り直進路での安定性が向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車輪による全方
向移動機構を有する移動ロボットの軌道制御方法に関す
るものである。
向移動機構を有する移動ロボットの軌道制御方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】車輪による全方向移動機構を有する無人
搬送車（ＡＧＶ）の走行装置に関する構造を図１に示
す。図中、１は車体、２ｆ及び２ｒは車体の前部車幅中
心部分及び後部車幅中心部分に設けられた駆動部ユニッ
トで、車体を走行させるための駆動機能と車体の進行方
向を変えるためのステアリング機能をそれぞれ１つずつ
持っている。
搬送車（ＡＧＶ）の走行装置に関する構造を図１に示
す。図中、１は車体、２ｆ及び２ｒは車体の前部車幅中
心部分及び後部車幅中心部分に設けられた駆動部ユニッ
トで、車体を走行させるための駆動機能と車体の進行方
向を変えるためのステアリング機能をそれぞれ１つずつ
持っている。
【０００３】３1及び３2は車体に対して車輪の方向が自
在に動くように車体の車長中心部の両側に設けられた従
動輪、４ｆ及び４ｒは走行路面に敷設された誘導線を検
出する誘導線検出用センサで、駆動部ユニット２ｆ及び
２ｒにリンクして動作するように車体の前部及び後部に
設けられている。
在に動くように車体の車長中心部の両側に設けられた従
動輪、４ｆ及び４ｒは走行路面に敷設された誘導線を検
出する誘導線検出用センサで、駆動部ユニット２ｆ及び
２ｒにリンクして動作するように車体の前部及び後部に
設けられている。
【０００４】以上の構造を持った車体を、誘導線に追従
させる制御系のブロック線図を図２に示す。センサ１１
（４）は車体位置と誘導線のずれ量を検出する。目標値
生成部１２は車輪速度とステアリング操舵の目標値を、
センサ１１で検出したずれ量から駆動制御のアルゴリズ
ムにより算出する。制御器１３は目標値生成部１２から
の目標値と車体１４（１）からのフィードバック情報に
より駆動部ユニット２ｆ，２ｒの駆動用，操舵用計４つ
のモータへ入力する操作量を、適当な制御則に基づいて
計算するモジュールである。
させる制御系のブロック線図を図２に示す。センサ１１
（４）は車体位置と誘導線のずれ量を検出する。目標値
生成部１２は車輪速度とステアリング操舵の目標値を、
センサ１１で検出したずれ量から駆動制御のアルゴリズ
ムにより算出する。制御器１３は目標値生成部１２から
の目標値と車体１４（１）からのフィードバック情報に
より駆動部ユニット２ｆ，２ｒの駆動用，操舵用計４つ
のモータへ入力する操作量を、適当な制御則に基づいて
計算するモジュールである。
【０００５】上記目標値生成部１２におにける軌道制御
のアルゴリズムについて説明する。図４に示すように座
標系を設定する。図４中の各記号は、以下のとおりであ
る。
のアルゴリズムについて説明する。図４に示すように座
標系を設定する。図４中の各記号は、以下のとおりであ
る。
【０００６】Ｆ，Ｒ：駆動部ユニットのステアリングの
転回軸が交わる点 Ｌ1 ：駆動部ユニットのステアリングの転回軸間距離 φ：座標のＸ軸と車体の進行方向との間の角 θf,θｒ：駆動部ユニットのステアリングの方向と車体
の進行方向との間の角 ｖf，ｖr：駆動部ユニットの速度 また、図５に示すように、センサ４ｆと４ｒ間の距離を
Ｌ2，検出されるずれ量をｅf，ｅrとする。この場合、
車体の目標速度をｖdで表すと、従来の軌道制御アルゴ
リズムは（１）〜（３）式となる。ただし、ｋは変換定
数。
転回軸が交わる点 Ｌ1 ：駆動部ユニットのステアリングの転回軸間距離 φ：座標のＸ軸と車体の進行方向との間の角 θf,θｒ：駆動部ユニットのステアリングの方向と車体
の進行方向との間の角 ｖf，ｖr：駆動部ユニットの速度 また、図５に示すように、センサ４ｆと４ｒ間の距離を
Ｌ2，検出されるずれ量をｅf，ｅrとする。この場合、
車体の目標速度をｖdで表すと、従来の軌道制御アルゴ
リズムは（１）〜（３）式となる。ただし、ｋは変換定
数。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の（１）〜
（３）式で表される軌道制御アルゴリズムは、車体の旋
回運動の中心（旋回中心）が常に車体の前後中心軸ｂ上
に位置するため、小回りが実現できる。
（３）式で表される軌道制御アルゴリズムは、車体の旋
回運動の中心（旋回中心）が常に車体の前後中心軸ｂ上
に位置するため、小回りが実現できる。
【０００９】しかしながら、誘導線９の形状に関係無く
制御方策が一定であるので、僅かなステアリングの切り
量で大きく車体の姿勢が変化し、その結果、直進安定性
が劣るという問題がある。この発明は、従来のこのよう
な問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、曲線路の小回り性と直線路における安定性を
満足しうる移動ロボットの軌道制御方法を提供すること
にある。
制御方策が一定であるので、僅かなステアリングの切り
量で大きく車体の姿勢が変化し、その結果、直進安定性
が劣るという問題がある。この発明は、従来のこのよう
な問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、曲線路の小回り性と直線路における安定性を
満足しうる移動ロボットの軌道制御方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、車体の前部
および後部に駆動機能とステアリング機能を有する駆動
部ユニットと誘導線検出センサをそれぞれ備えた移動ロ
ボットを、センサからの誘導線に対する車体位置のずれ
量から軌道制御のアルゴリズムにより車輪速度とステア
リング操舵の目標値を算出して車体位置のずれ量がなく
なるようにステアリングを制御する移動ロボットの軌道
制御方法において、前記軌道制御のアルゴリズムを次式
とし、
および後部に駆動機能とステアリング機能を有する駆動
部ユニットと誘導線検出センサをそれぞれ備えた移動ロ
ボットを、センサからの誘導線に対する車体位置のずれ
量から軌道制御のアルゴリズムにより車輪速度とステア
リング操舵の目標値を算出して車体位置のずれ量がなく
なるようにステアリングを制御する移動ロボットの軌道
制御方法において、前記軌道制御のアルゴリズムを次式
とし、
【００１１】
【数３】
【００１２】ただし、Ｌ1は前側，後側駆動ユニットの
転回軸間距離、θf，θrは前側，後側駆動ユニットのス
テアリングの方向と車体の進行方向との間の角、ｐは後
側駆動ユニットの転回軸中心点と旋回中心を車体の左右
中心線上に射影した点の距離、ｒf，ｒrは前側，後側駆
動ユニットにおける旋回半径、ｒは車体中心における旋
回半径，ｖf，ｖrは前側，後側駆動ユニットの速度、ｖ
dは車体の目標速度、前記アルゴリズムのｐの値を誘導
線の形状に応じて変えることにより旋回中心位置を最適
位置に指定しうるようにしたことを特徴とする。
転回軸間距離、θf，θrは前側，後側駆動ユニットのス
テアリングの方向と車体の進行方向との間の角、ｐは後
側駆動ユニットの転回軸中心点と旋回中心を車体の左右
中心線上に射影した点の距離、ｒf，ｒrは前側，後側駆
動ユニットにおける旋回半径、ｒは車体中心における旋
回半径，ｖf，ｖrは前側，後側駆動ユニットの速度、ｖ
dは車体の目標速度、前記アルゴリズムのｐの値を誘導
線の形状に応じて変えることにより旋回中心位置を最適
位置に指定しうるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】一般に、直線路では進行方向に対
して後ろ側に旋回中心が位置するほど、直進安定性が増
すことが知られている。この発明は、車輪による全方向
移動機構を有する移動ロボット（図１，図２）の制御系
における目標値生成部１２の軌道制御のアルゴリズム
を、車体の旋回中心を任意の位置に指定可能とし、直線
路において、進行方向に対して旋回中心を後側とするこ
とで直進安定性が得られるようにしたものである。以下
その軌道制御のアルゴリズムを図３に基づいて説明す
る。なお、図３中の各記号は以下の通りである。
して後ろ側に旋回中心が位置するほど、直進安定性が増
すことが知られている。この発明は、車輪による全方向
移動機構を有する移動ロボット（図１，図２）の制御系
における目標値生成部１２の軌道制御のアルゴリズム
を、車体の旋回中心を任意の位置に指定可能とし、直線
路において、進行方向に対して旋回中心を後側とするこ
とで直進安定性が得られるようにしたものである。以下
その軌道制御のアルゴリズムを図３に基づいて説明す
る。なお、図３中の各記号は以下の通りである。
【００１４】Ｌ1：駆動部ユニットのステアリングの転
回軸間距離 θf，θr：駆動部ユニットのステアリングの方向と車体
の進行方向との間の角（目標値） θ：車体中心の進行方向と車体の左右との間の角 ｐ：進行方向に対して後ろ側になる駆動部ユニットのス
テアリングの転回軸中心点と旋回中心を車体の左右中心
線上に射影した点の距離（旋回中心を設定するための変
数） Ｏ：旋回中心 ｒf，ｒr：駆動部ユニットにおける旋回半径 ｒ：車体中心における旋回半径 ｈ：旋回中心と車体の左右中心線の距離 従来の車体姿勢と目標姿勢の誤差に相当するθは、２つ
のセンサ情報により算出する。これを従来図３の記号を
用いて表すと、（４）式となる。
回軸間距離 θf，θr：駆動部ユニットのステアリングの方向と車体
の進行方向との間の角（目標値） θ：車体中心の進行方向と車体の左右との間の角 ｐ：進行方向に対して後ろ側になる駆動部ユニットのス
テアリングの転回軸中心点と旋回中心を車体の左右中心
線上に射影した点の距離（旋回中心を設定するための変
数） Ｏ：旋回中心 ｒf，ｒr：駆動部ユニットにおける旋回半径 ｒ：車体中心における旋回半径 ｈ：旋回中心と車体の左右中心線の距離 従来の車体姿勢と目標姿勢の誤差に相当するθは、２つ
のセンサ情報により算出する。これを従来図３の記号を
用いて表すと、（４）式となる。
【００１５】
【数４】
【００１６】この時、幾何学的な条件から、
【００１７】
【数５】
【００１８】なる関係が存在する。車体の目標速度ｖd
で表すと、図３のように旋回中心Ｏを進行方向の後側に
する場合のアルゴリズム（９）〜（１２）式となる。
で表すと、図３のように旋回中心Ｏを進行方向の後側に
する場合のアルゴリズム（９）〜（１２）式となる。
【００１９】
【数６】
【００２０】なお、旋回中心位置の設定値は、適当な外
部信号によって上記アルゴリズムのｐの値を変えること
によって前後に移動させる。
部信号によって上記アルゴリズムのｐの値を変えること
によって前後に移動させる。
【００２１】これにより、誘導線９の形状に応じて最適
な旋回中心位置を指定できることとなり、曲線路の小回
り性と直線路における直進性が共に満足することが可能
となる。具体的にはｐ＝Ｌ1／２つの場合に旋回半径が
最も小さい走行軌道となる。ｐがＬ1／２より小さいほ
ど、旋回半径は大きくなり、直線路における安定性が向
上する。
な旋回中心位置を指定できることとなり、曲線路の小回
り性と直線路における直進性が共に満足することが可能
となる。具体的にはｐ＝Ｌ1／２つの場合に旋回半径が
最も小さい走行軌道となる。ｐがＬ1／２より小さいほ
ど、旋回半径は大きくなり、直線路における安定性が向
上する。
【００２２】また、ｐの設定をＡＧＶの重心位置に合わ
せると、重心軸回りの慣性モーメントを最小化すること
ができ、機台の振れ量を小さく押えることができるの
で、最も安定な走行が実現できる。また、スピーンター
ンなどにより小さな旋回が要求される場合は、その値に
合うようにｐの設定を変えることで安定な旋回が可能と
なる。
せると、重心軸回りの慣性モーメントを最小化すること
ができ、機台の振れ量を小さく押えることができるの
で、最も安定な走行が実現できる。また、スピーンター
ンなどにより小さな旋回が要求される場合は、その値に
合うようにｐの設定を変えることで安定な旋回が可能と
なる。
【００２３】この発明は、何らかの手法により車体中心
の進行方向θがオンラインで与えられるのであれば、誘
導線のない、いわゆる自律走行を行う台車にも適用可能
である。
の進行方向θがオンラインで与えられるのであれば、誘
導線のない、いわゆる自律走行を行う台車にも適用可能
である。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、誘導線の形状に応じ
て最適な旋回中心位置を任意に指定できるため、曲線路
における小回り性と直線路における安定性を共に満足す
ることが可能である。
て最適な旋回中心位置を任意に指定できるため、曲線路
における小回り性と直線路における安定性を共に満足す
ることが可能である。
【図１】無人搬送車の走行装置に関する構造説明図。
【図２】無人搬送車の制御ブロック線図。
【図３】この発明にかかる軌道制御のアルゴリズムを説
明するための線図。
明するための線図。
【図４】従来軌道制御のアルゴリズムを説明するための
線図（その１）。
線図（その１）。
【図５】同（その２）。
１…車体 ２…駆動部ユニット ３…従動輪 ４，１１…誘導線検出用センサ ９…誘導線 １２…目標値生成部 １３…制御器 １４…車体 Ｌ1…前，後のステアリング軸間の距離 θf，θr…ステアリングの方向と車体の進行方向との間
の角（目標値） θ…車体中心の進行方向と車体の左右中心との間の角 ｐ…後側駆動部ユニットの転回軸中心と旋回中心を車体
の左右中心線上に射影した点の距離（旋回中心を設定す
るための変数） Ｏ…旋回中心 ｒf，ｒr…駆動部ユニットにおける旋回半径 ｒ…車体中心における旋回半径 ｈ…旋回中心と車体の左右中心線の距離 ｅf，ｅr…センサで検出される誘導線からのずれ量。
の角（目標値） θ…車体中心の進行方向と車体の左右中心との間の角 ｐ…後側駆動部ユニットの転回軸中心と旋回中心を車体
の左右中心線上に射影した点の距離（旋回中心を設定す
るための変数） Ｏ…旋回中心 ｒf，ｒr…駆動部ユニットにおける旋回半径 ｒ…車体中心における旋回半径 ｈ…旋回中心と車体の左右中心線の距離 ｅf，ｅr…センサで検出される誘導線からのずれ量。
Claims (1)
- 【請求項１】 車体の前部および後部に駆動機能とステ
アリング機能を有する駆動部ユニットと誘導線検出セン
サをそれぞれ備えた移動ロボットを、センサからの誘導
線に対する車体位置のずれ量から軌道制御のアルゴリズ
ムにより車輪速度とステアリング操舵の目標値を算出し
て車体位置のずれ量がなくなるようにステアリングを制
御する移動ロボットの軌道制御方法において、 前記軌道制御のアルゴリズムを次式とし、 【数１】 ただし、Ｌ1は前側，後側駆動ユニットの転回軸間距
離、θf，θrは前側，後側駆動ユニットのステアリング
の方向と車体の進行方向との間の角、ｐは後側駆動ユニ
ットの転回軸中心点と旋回中心を車体の左右中心線上に
射影した点の距離、ｒf，ｒrは前側，後側駆動ユニット
における旋回半径、ｒは車体中心における旋回半径，ｖ
f，ｖrは前側，後側駆動ユニットの速度、ｖdは車体の
目標速度、 前記アルゴリズムのｐの値を誘導線の形状に応じて変え
ることにより旋回中心位置を最適位置に指定しうるよう
にしたことを特徴とする移動ロボットの軌道制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299728A JPH11134031A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 移動ロボットの軌道制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299728A JPH11134031A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 移動ロボットの軌道制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11134031A true JPH11134031A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17876252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9299728A Pending JPH11134031A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 移動ロボットの軌道制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11134031A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010282329A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Tsubakimoto Chain Co | 無人搬送車 |
| CN108227708A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 广州市技田信息技术有限公司 | 一种移动机器人定位方法及其系统 |
| CN108732925A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-11-02 | 北京猎户星空科技有限公司 | 智能设备的行进控制方法、装置和智能设备 |
| JP2020140424A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日本車輌製造株式会社 | 搬送車および搬送車の操舵制御プログラム |
| CN111722625A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-09-29 | 北京交通大学 | 时变数量群体机器人接力目标跟踪系统的稳定性分析方法 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP9299728A patent/JPH11134031A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010282329A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Tsubakimoto Chain Co | 無人搬送車 |
| CN108732925A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-11-02 | 北京猎户星空科技有限公司 | 智能设备的行进控制方法、装置和智能设备 |
| CN108227708A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 广州市技田信息技术有限公司 | 一种移动机器人定位方法及其系统 |
| JP2020140424A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日本車輌製造株式会社 | 搬送車および搬送車の操舵制御プログラム |
| CN111722625A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-09-29 | 北京交通大学 | 时变数量群体机器人接力目标跟踪系统的稳定性分析方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3286334B2 (ja) | 移動体の制御装置 | |
| JP2669043B2 (ja) | 自律走行車両 | |
| CN111580520B (zh) | 基于二维码导航的四轮转向agv轨迹纠偏方法 | |
| KR101915887B1 (ko) | 주행 장치, 주행 장치의 제어 방법, 및 주행 장치의 제어 프로그램 | |
| JPH08305440A (ja) | 通常車輪型全方向移動ロボットの運動制御のための制御装置および方法 | |
| JPS6044185B2 (ja) | 車両の操舵方法及びその装置 | |
| JPH09315215A (ja) | 車両用前照灯装置 | |
| JPH096434A (ja) | ロボットの自動走行制御装置およびその方法 | |
| JPS6319011A (ja) | 地点追従方式による無人移動機械の誘導方法 | |
| JP2007296947A (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JPH02105904A (ja) | 移動体の誘導方法及びその装置 | |
| JP3707379B2 (ja) | 車両の前後輪舵角制御装置 | |
| JP2000042958A (ja) | 移動ロボットによる協調搬送方式 | |
| JPH11134031A (ja) | 移動ロボットの軌道制御方法 | |
| JP4264399B2 (ja) | 無人搬送車 | |
| JP3267323B2 (ja) | 無人車の制御装置 | |
| JPH075922A (ja) | 無人作業車の操舵制御方法 | |
| JP2019189187A (ja) | 走行軌道設計方法及び車両運動制御装置 | |
| JPS61278912A (ja) | 地点追従方式による無人移動機械の誘導方法 | |
| CN114637296B (zh) | 一种prt车辆的循迹控制系统及控制方法 | |
| JP3602625B2 (ja) | 車両の操舵角補正装置 | |
| JP4089344B2 (ja) | 全方位走行無人搬送車の誘導走行方法 | |
| JP4097844B2 (ja) | 移動体の誘導装置 | |
| WO1997036217A1 (fr) | Technique permettant de commander le fonctionnement d'un mecanisme en mouvement et appareil correspondant | |
| JP3012651B2 (ja) | 全方向車の走行・操舵制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060411 |