KR100950952B1 - 이동돌리의 제어방법 및 이동돌리 - Google Patents

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도요타 지도샤（주）
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Abstract

구동수단인 모터(4, 5)에 의해 구동되는 차륜(2, 3), 상기 차륜(2, 3)에 의해 지지되는 차체(1) 및 상기 모터(4, 5)에 제어지령값을 지시하는 제어수단으로서 제어컴퓨터(10)를 구비하고, 상기 차체(1)의 중심이 상기 차륜(2, 3)의 회전축 상방에 위치되는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
상기 제어컴퓨터(10)는 상기 차체(1) 상에 가해지는 외력에 의해 발생되는 상기 차륜(2, 3)의 회전축 주위의 관성 모멘트인 외력 모멘트를 추정하고;
상기 차체(1) 중심의 회전축 주위의 중력 모멘트를 상기 외력 모멘트와 평형을 이루도록 상기 차체(1)의 경사각도를 목표차체경사각도로 설정하며;
상기 목표차체경사각도를 토대로, 상기 모터(4, 5)용 토크지령값이 산출되는 것을 특징으로 한다.

Description

이동돌리의 제어방법 및 이동돌리{CONTROL METHOD OF TRAVELING DOLLY AND TRAVELING DOLLY}
본 발명은 차체의 중심이 차륜의 회전축 상방에 위치하는 반추형 이동돌리(inverted pendulum-type traveling dolly)의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이동돌리에 관한 것이다.
반추형 이동돌리 및 그 제어방법에 있어서는, 예컨대 일본특허공개공보 제2004-295430호에 개시된 종래기술이 알려져 있다.
일본특허공개공보 제2004-295430호에는, 차륜 및 상기 차륜에 의해 지지되는 차체를 구비하고, 상기 차체의 중심이 차륜의 회전축 상방에 위치하는 이동돌리가 개시되어 있다. 상기 이동돌리에 관해서는, 반추제어 및 위치제어를 포함하는 돌리병진방향(상기 축에 직각 방향)으로의 제어 및 단지 위치제어만을 포함하는 돌리회전방향(상기 축의 회전 방향)으로의 제어가 수행된다.
상기 이동돌리는 차륜용 구동수단에 대한 제어지령값(모터에 대한 토크지령값)을 산출하는 제어수단을 구비한다. 제어수단은 차체가 외란(disturbance)에 대해 안정적으로 인버트되어 서 있도록 로버스트(robust)성을 갖고 있다. 이에 따라, 돌리가 위치한 경사면 또는 하중이 변경되더라도, 차체가 계속해서 안정하게 유지될 수 있게 된다.
돌리병진방향으로의 제어에 관해서는, 차륜각도(차체에 대한 차륜의 회전각도), 상기 차륜각도의 단일 적분인 차륜각속도, 차체경사각도(수직방향으로부터의 경사) 및 상기 차체경사각도의 단일 적분인 차체경사각속도가 상태량(관측량)으로 사용된다. 여기에서는, 차체경사각도가 불안정하므로 피드백 제어없이는 돌리가 인버트되어 안정적으로 유지될 수 없다. 이에 따라, 돌리병진방향으로의 제어에 대해서는, 모든 상태량을 0 으로 만들기 위하여 제어 입력이 결정된다.
하지만, 일본특허공개공보 제2004-295430호에 개시된 돌리병진방향으로의 제어는 1개의 입력(차축토크)과 2개의 출력(차륜각도 및 차체경사각도)을 가지고, 상기 차륜각도와 차체경사각도를 이용하여 모터에 대한 토크지령값을 산출하게 된다. 이에 따라, 두 출력들간에 트레이드-오프(상기 조건 중 하나가 충족되면, 다른 조건이 충족되지 못하는 관계)가 존재하고, 돌리에 가해지는 외란이 크면, 후술하는 문제들이 야기될 수도 있다.
다시 말해, 돌리병진방향으로의 제어가 상술된 바와 같이 1개의 입력과 2개의 출력을 가지기 때문에, 우선 차체 상의 조작자의 위치 변경으로 인하여 중심 이동, 차체에 짐을 실어 야기되는 중심 위치의 변동, 조작자가 타고 내리는 것 등에 의해 차체에 외력이 가해지면, 상기 외력에 의해 변동되는 차체경사각도를 0 으로 되돌리도록 하기 위하여 차축 토크가 인가된다. 이에 따라 차체경사각도가 안정화된 다음, 차축 토크가 인가되어 차륜각도를 0 으로 만들게 됨으로써, 움직인 돌리를 초기 위치로 되돌리게 된다.
외란이 작으면, 돌리가 약간 움직여 상술된 제어에 의해 초기 위치에 정지한 다. 하지만, 예컨대 고정되거나 일시적으로 현저하게 변경되는 큰 외란에 의해 야기되는 외력이 차체에 가해지면, 차체경사각도와 차륜각도가 동시에 0 으로 될 수가 없어, 초기 위치(외란이 가해지기 전 돌리의 위치) 상의 오실레이션 센터링이 수렴하기 어렵게 된다. 이에 따라, 차륜의 위치가 현저하게 이동된다(차륜각도가 현저하게 변경됨). 나아가, 동일한 이유로 인하여, 조작자가 이동돌리에 뛰어 올라 타거나 유사한 동작이 돌리 상에서 이루어지면, 차륜의 위치가 현저하게 이동되어, 조작자가 쉽게 승하차 할 수 없게 된다.
부언하면, 돌리병진방향으로, 차체의 중심 위치로부터의 위치 차이 상에 무거운 것이 실리거나 조작자가 차체 상에 올라타 돌리의 상부 상에 제공되는 아암과 같은 현가기구에 의해 무거운 것을 들어올린다면, 차체의 중심 위치가 변경되어, 상기 돌리가 초기 위치에 정지할 수 없게 된다.
조작자가 올라타거나 물건을 실어나르는 이동체로서 이러한 이동돌리를 고려하면, 외란에 의해 차륜 위치가 많이 이동하게 되는 것은 조작자의 승하차를 어렵게 만들고, 물건들을 싣고 내리기가 어렵게 된다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 돌리(차륜의 위치)의 이동을 최소로 만들어, 큰 외력이 돌리 상에 가해지는 경우에도 안정된 위치 제어를 가능하게 함으로써, 물건들을 싣고 내리기에 용이하고 조작자가 승하차하기에 용이한 이동돌리 및 이동돌리의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
상기 제어수단은 상기 차체 상에 가해지는 외력에 의해 발생되는 회전축 주위의 관성 모멘트인 외력 모멘트를 추정하고;
상기 추정된 외력 모멘트를 토대로, 상기 차체 중심의 회전축 주위의 중력 모멘트를 상기 외력 모멘트와 평형을 이루도록 상기 차체의 경사 각도를 목표차체경사각도로 설정하며;
상기 목표차체경사각도를 토대로, 상기 제어지령값이 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 목표차체경사각도를 토대로 제어지령값을 산출함으로써, 외력이 인가되더라도 돌리가 초기 위치에 정지할 수 있도록 더미차체경사각도가 0 이 된다. 즉, 큰 외력이 차체에 가해지는 경우에도, 돌리(차륜의 위치)가 움직이지 않아 상기 위치가 제자리에 안정하게 제어될 수 있으므로, 조작자가 쉽게 승하차할 수 있고, 물건을 쉽게 싣고 내릴 수 있게 된다.
본 발명에 따른 이동돌리의 제어방법에 있어서, 상기 외력 모멘트는 외란 옵저버(disturbance observer)로부터 구해진다. 다시 말해, 상태량으로서 외란으로부터 추정되는 외란 옵저버를 이용하여, 상기 외란에 의해 차체 상에 가해지는 외력으로 인해 발생되는 외력 모멘트가 상태량으로서 추정됨으로써, 파라미터 변동에 포함된 추정된 외란을 제어가능하게 상쇄하게 된다.
이에 따라, 상태량을 검출하기 위해 센서를 새롭게 제공하지 않고도 현존하는 센서 등에 의해 외력 모멘트를 구할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단 및 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제1검출수단에 의해 검출되는 상기 차체의 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외란에 의해 차체 상에 외력이 가해진 시간으로부터 이동돌리가 안정하게 정지된 시간까지의 이동 거리가 단축된다. 이에 따라, 예컨대 2륜 상태의 이동에 있어서, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수가 있으며, 조작자가 용이하게 승하차할 수 있다.
본 발명에 따른 이동돌리의 제어방법에 있어서, 목표경사각도는 제1검출수단에 의해 검출되는 차체의 경사각도 또는 경사각속도의 절대값에 대응하여 증가되거나 감소된다.
이에 따라, 차체경사각도 또는 차체경사각속도의 절대값이 작은 영역, 즉 차체의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 방지될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 이동돌리의 제어방법에 있어서, 상기 목표경사각도의 증가값 및 감소값은, 평가 지표로서 경사각도 및 경사각속도 중 하나 이상을 토대로 상기 경사각도 및 경사각속도의 변동을 감소시키기 위하여 학습된다.
이에 따라, 차체의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 효율적으로 방지된다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단 및 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외란에 의해 차체 상에 외력이 가해진 시간으로부터 이동돌리가 안정하게 정지된 시간까지의 이동 거리가 단축된다. 이에 따라, 예컨대 2륜 상태의 이동에 있어서, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수가 있으며, 조작자가 용이하게 승하차할 수 있다.
본 발명에 따른 이동돌리의 제어방법에 있어서, 상기 목표경사각도는, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도의 절대값에 대응하여 증가되거나 감소된다.
이에 따라, 차륜의 각속도의 절대값이 작은 영역, 즉 차체의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 방지될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 이동돌리의 제어방법에 있어서, 상기 목표경사각도의 증가값 및 감소값은, 평가 지표로서 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 토대로 상기 차륜의 회전각도와 각속도의 변동을 감소시키기 위하여 학습된다.
이에 따라, 차체의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 효율적으로 방지된다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
상기 제어수단은 상기 차체 상에 가해지는 외력에 의해 발생되는 회전축 주위의 관성 모멘트인 외력 모멘트를 추정하고;
상기 추정된 외력 모멘트를 토대로, 상기 차체 중심의 회전축 주위의 중력 모멘트를 상기 외력 모멘트와 평형을 이루도록 상기 차체의 경사 각도를 목표차체경사각도로 설정하며;
상기 목표차체경사각도를 토대로, 상기 제어지령값이 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 목표차체경사각도를 토대로 제어지령값을 산출함으로써, 외력이 인가되더라도 돌리가 초기 위치에 정지할 수 있도록 더미차체경사각도가 0 이 된다. 즉, 큰 외력이 차체에 가해지는 경우에도, 돌리(차륜의 위치)가 움직이지 않아 상기 위치가 제자리에 안정하게 제어될 수 있으므로, 조작자가 쉽게 승하차할 수 있고, 물건을 쉽게 싣고 내릴 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단 및 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제1검출수단에 의해 검출되는 상기 차체의 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외란에 의해 차체 상에 외력이 가해진 시간으로부터 이동돌리가 안정하게 정지된 시간까지의 이동 거리가 단축된다. 이에 따라, 예컨대 2륜 상태의 이동에 있어서, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수가 있으며, 조작자가 용이하게 승하차할 수 있다.
본 발명에 따르면, 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단 및 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외란에 의해 차체 상에 외력이 가해진 시간으로부터 이동돌리가 안정하게 정지된 시간까지의 이동 거리가 단축된다. 이에 따라, 예컨대 2륜 상태의 이동에 있어서, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수가 있으며, 조작자가 용이하게 승하차할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동돌리의 개략적인 구조를 나타낸 사시도;
도 2는 이동돌리의 제어시스템의 제어블럭도;
도 3은 병진방향에 따라 모델링된 이동돌리의 도면; 및
도 4는 제어컴퓨터에 의해 수행되는 프로세스 단계들의 흐름도이다.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 이동돌리의 일 례의 개략적인 구조를 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 이동돌리는 거의 직육면체 모양으로 성형하여 형성된 돌리의 본체(이하, "차체"라고 함)의 하부에 배치된 좌측 차륜 및 우측 차륜(2, 3)을 구비한다. 상기 차륜(2, 3)은 동일한 회전축 상에 좌우 대칭으로 배치되고, 상기 차체(1)는 상기 회전축에 직각 방향으로 기울어질 수 있다.
구동수단으로서 모터(4)가 우측 차륜(2)에 연결되고, 구동수단으로서 모터(5)가 좌측 차륜(3)에 연결된다. 인코더(4a, 5a)(도 2 참조)가 모터(4, 5)에 각각 부착되어, 그 회전속도를 검출하게 된다.
상기 차륜(2, 3)의 회전축에 직각 방향(차체(1)의 경사방향)을 따라 단축 자이로 센서(7)가 배치된다. 그 후, 자이로 센서(7)는 차체(1)의 경사각속도(이하, "차체경사각속도"라고 함)를 검출한다. 또한, 차체경사각속도를 측정하는 센서가 자이로 센서로 국한되는 것은 아니다. 중력가속도센서 및 스트랩-다운(strapped-down)과 같은 경사각도 또는 경사각속도를 측정하는 다양한 측정 도구들이 사용될 수도 있다.
모터(4, 5)를 구동하는 모터구동장치(6), 배터리(8) 및 제어수단으로서 제어 컴퓨터(10)가 차체(1)의 내부(저장부)에 장착된다.
상기 제어컴퓨터(10)는 자이로 센서(7)의 출력 및 모터(4, 5)의 인코더 출력을 토대로 제어지령값인 토크지령값을 산출한다. 상기 제어컴퓨터(10)에 의해 산출되는 토크지령값은 모터구동장치(6)로 출력되고, 상기 모터구동장치(6)는 상기 토크지령값을 토대로 모터(4, 5)를 제어한다.
로봇(도시안됨) 등의 바디가 차체(1)의 상부(1a)에 배치된다.
다음으로, 도 2에 따른 상술된 구조의 이동돌리의 제어시스템을 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어수단으로서 제어컴퓨터(10)가 이동돌리를 제어한다. 상기 제어컴퓨터(10)는 CPU, ROM, RAM 등을 포함하여 이루어지고, 돌리병진방향(차륜(2, 3)의 회전축에 직각 방향)에 관한 제어지령값을 산출하는 돌리병진방향제어지령값산출수단(11)(이하, 간단히 "제어지령값산출수단"이라고 함)으로서 그리고 상기 ROM에 저장된 제어프로그램을 실행하여 후술하는 목표차체경사각도를 설정하는 목표값설정수단(12)으로서의 기능을 한다. 또한, 제어프로그램을 실행하여, 상기 제어컴퓨터(10)가 돌리회전방향(차륜(2, 3)의 회전축의 선회방향)에 관한 제어지령값을 산출하는 돌리회전방향제어지령값산출수단으로서의 기능도 한다.
다시 말해, 도 1에 도시된 바와 같이, 동일한 회전축 상에 배치된 2개의 차륜(2, 3)을 포함하여 이루어지는 이동돌리에 있어서, 돌리병진방향 및 돌리회전방향에 대한 제어가 수행되고, 상기 돌리는 각각의 차륜(2, 3)을 독립적으로 구동하여 회전(선회)된다. 하지만, 본 발명에 따른 이동돌리가 이것으로 국한되는 것은 아니며, 동일한 회전축 상에 배치된 1개의 차륜 또는 2이상의 차륜을 포함하여 이루어지는 돌리도 가능하다. 다시 말해, 본 발명에 따른 이동돌리에 있어서, 돌리병진방향에 대한 제어가 수행되는 것이 가능하다.
자이로 센서(7)는 제어컴퓨터(10)에 연결되고, 상기 자이로 센서(7)의 출력(차체경사각속도)이 상기 제어컴퓨터(10) 안으로 입력된다. 부언하면, 제1검출수단의 일 례가 자이로 센서(7)이다.
모터구동장치(6)의 부분인 모터구동회로(6a, 6b)는 제어컴퓨터(10)에 연결된다. 상기 모터구동회로(6a)는 모터(4)에 연결되어, 상기 제어컴퓨터(10)로부터의 토크지령값에 따라 상기 모터(4)를 구동시킨다. 이와 유사하게, 모터구동회로(6b)는 모터(5)에 연결되어, 상기 제어컴퓨터(10)로부터의 토크지령값에 따라 상기 모터(5)를 구동시킨다. 상기 모터(4, 5)의 인코더(4a, 5a)는 제어컴퓨터(10)에 연결되어, 각각의 인코더(4a, 5a)의 출력(각 모터(4, 5)의 회전각도)이 제어컴퓨터(10) 안으로 입력되게 된다. 다시 말해, 제2검출수단의 일 례가 인코더(4a, 5a)이다.
이하, 제어지령값산출수단(11)에 대해 설명하기로 한다. 상기 제어지령값산출수단(11)은 돌리병진방향을 제어하기 위하여 모터(4, 5)용 토크지령값을 산출한다.
제어지령값산출수단(11)의 설계 과정의 일 례를 설명하기로 한다.
우선, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 측면도에 있어서 단일-차륜 반추로서 이동돌리가 모델링된다. 문자 1C는 차체(1)의 중심(이하, "차체중심"이라고 함)을 나타내고, 문자 S는 차륜의 회전축을 나타낸다. 도 3(b)는 모터(4)(또는 5)와 차 륜(2)(또는 3)간의 연결을 보여준다.
도 3에서, 문자 m1은 차체(1)의 질량을 나타내고, 문자 J1은 차체(1)의 중심 둘레의 관성 모멘트를 나타내며, 문자 mw는 차륜의 질량을 나타내고, 문자 Jw는 차륜의 축 둘레의 관성 모멘트를 나타내며, 문자 Jm은 모터 로터의 관성 모멘트를 나타내고, 문자 n은 기어비를 나타내며, 문자 l은 회전축(차축)(S)과 차체중심(C1)간의 거리를 나타내고, 문자 r은 차륜의 반경을 나타낸다.
각각의 파라미터 m1, J1, mw, Jw, n, l 및 r은 계산 또는 관측에 의해 구할 수 있다. 문자 η은 수직방향(회전축(S)을 통과하는 수직선(x))으로부터의 차체(1)의 경사(이하, "차체경사각도"라고 함)를 나타내고, 문자 θ는 수직방향으로부터의 차륜의 회전각도(이하, "차륜각도"라고 함)를 나타내며, 문자 g는 중력가속도를 나타낸다.
그 후, 도 3(a)에 도시된 단일-차륜 반추에 관한 운동 방정식이 이루어진다. 다시 말해, 토크지령값(u)이 제어모델로 입력되는 것을 가정하여 이루어진 운동 방정식이 아래와 같다.
Figure 112007091570339-pct00001
Figure 112007091570339-pct00002
조작자의 움직임 또는 화물의 적재와 같은 외란에 의하여 차체(1) 상에 외력이 가해지면, 차륜의 회전축(S) 둘레의 관성 모멘트가 돌리병진방향을 따라 외력의 성분(F)에 의해 발생된다. 외력에 기인하는 차체(1)의 회전축(S) 둘레의 관성 모멘트(이하, "외력 모멘트(f)"라고 함)가 상기 회전축(S) 주위의 질량(mf)을 갖는 질점(P)의 중력 모멘트로 치환되면, 외력 모멘트(f)는 아래의 공식에 의해 공식화된다.
Figure 112007091570339-pct00003
여기서, 문자 lf는 회전축(S)과 질점(P)간의 거리를 나타내고, 문자 ηf는 회전축(S) 상에 센터링되는 수직선(x)으로부터의 질점(P)의 각도(이하, "질점경사각도"라고 함)를 나타낸다.
이러한 제어에 있어서, 외력 모멘트(f)가 추정되고, 차체중심(1C)의 회전축(S) 둘레의 중력 모멘트가 외력 모멘트(f)와 같은 차체경사각도(η)가 목표차체경사각도(ηc)로 설정된다. 상기 목표차체경사각도(ηc)를 토대로, 제어지령값인 토크지령값(u)이 산출된다.
다시 말해, 차체중심(1C)의 회전축(S) 둘레의 중력 모멘트가 m1gl1sin(ηc)로 표현된다. 이에 따라, 목표차체경사각도(ηc)가 수학식 3에 따라 설정되어, 아래의 공식을 만족하게 된다.
Figure 112007091570339-pct00004
수학식 4에 의해 추정 외력 모멘트(f)로부터 구한 목표차체경사각도(ηc)를 토대로 토크지령값(u)을 산출함으로써, 더미차체경사각도(η)가 0 이 되어(차체중심(1C)이 x 축 상에 있음), 외력이 가해지더라도 돌리가 초기 위치에 정지할 수 있게 된다. 다시 말해, 큰 외력이 차체(1) 상에 가해지더라도, 돌리(차륜의 위치)가 움직이지 않고, 상기 위치가 제자리에 안정하게 제어될 수 있어, 조작자가 쉽게 승하차할 수 있고, 물건들을 쉽게 싣고 내릴 수 있게 된다.
이하, 외력 모멘트(f)의 추정 방법에 대해 설명하기로 한다.
수학식 1 및 수학식 2에 도시된 운동 방정식의 η이 작다고 가정하면, 아래의 공식을 유도하도록 선형화가 수행되고 행렬 표시가 수행된다.
Figure 112007091570339-pct00005
여기서, 수학식 5의 M은 아래와 같이 도시된다.
Figure 112007091570339-pct00006
수학식 5의 A0는 아래와 같이 도시된다.
Figure 112007091570339-pct00007
수학식 5의 B0는 아래와 같이 도시된다.
Figure 112007091570339-pct00008
이에 따라, 아래 상태 방정식이 수학식 5 내지 수학식 8로부터 유도된다.
Figure 112007091570339-pct00009
여기서, 상태량(X)은 아래와 같이 도시된다.
Figure 112007091570339-pct00010
좌변의 M-1을 수학식 9의 양 변에 곱하면, 아래와 같은 공식이 유도된다.
Figure 112007091570339-pct00011
여기서, M-1M = 1. M-1A0 = A 및 M-1B0 = B 라고 가정하면, 아래와 같은 공식이 유도된다.
Figure 112007091570339-pct00012
여기서, 상술된 제어시스템에서 관측된 상태량(관측량)(X)에 있어서, 차체경사각속도(dη/dt)는 자이로 센서(7)에 의해 측정될 수 있고, 차륜회전각도(θ)는 인코더(4a, 5a)에 의해 측정될 수 있다. 이에 따라, 미분과 적분에 의하면, 차체경사각속도(dη/dt)의 단일 적분인 차체경사각도(η) 및 차륜회전각도(θ)의 단일 미분인 차륜각속도(dθ/dt)가 계산된다.
상태량(X)으로는, 차체경사각도(η)와 차륜회전각도(θ) 또는 차체경사각도(η)와 차륜각속도(dθ/dt)와 같은 조합이 채택될 수 있다.
이에 따라, 수학식 12의 미지의 상태량인 외력 모멘트(f)를 추정하는 외란 옵저버가 아래의 공식을 토대로 구성된다.
Figure 112007091570339-pct00013
여기서, 문자 X는 상태량(변위 및 속도)를 나타내고, 문자 C는 댐퍼 항을 나타내며, 문자 L은 옵저버 게인을 나타낸다. 문자 y는 관측량을 나타내고, 이 경우에는 차체경사각도(η), 차체경사각속도(dη/dt), 차륜회전각도(θ) 및 차륜각속도(dθ/dt)를 보여준다. 상태량의 일부가 미지이면, 미분이나 적분을 근사시켜 상기 양이 계산된다.
예를 들어, 자이로 센서(7)에 의해 검출된 차체경사각속도(dη/dt), 인코더(4a, 5a)에 의해 측정된 차륜회전각도(θ), 상기 차체경사각속도(dη/dt)의 단일 적분인 차체경사각도(η), 및 차륜회전각도(θ)의 단일 미분인 차륜각속도(dθ/dt)인 4개의 상태량이 공지되면, 수학식 13의 C가 아래의 행렬이다.
Figure 112007091570339-pct00014
그 후, 외력 모멘트(f)는 수학식 13에 의해 추정되고, 수학식 4의 관계가 구체화된다.
이에 따라, 미지의 상태량을 추정하는 외란 옵저버에 의해 추정되는 외력 모멘트(f)와 평형시키기 위하여 수학식 4에서의 목표차체경사각도(ηc)를 설정하는 것이 필요하다. 본질적으로, 목표차체경사각도는 도 3(a)에 도시된 반추를 안정화하기 위하여 0 으로 설정된다. 하지만, 이러한 제어에 있어서, 수학식 4에 의해 유도된 목표차체경사각도(ηc)는 외력의 영향인 외력 모멘트(f)를 상쇄하기 위하여 아래의 공식으로 주어진다.
Figure 112007091570339-pct00015
상술된 미지의 상태량을 추정하는 외란 옵저버에 의하면, 상태량을 검출하기 위하여 센서 등을 새롭게 제공하지 않고도, 현존하는 자이로 센서(7) 및 현존하는 인코더(4a, 5a)에 의해 외력 모멘트(f)를 구할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 흐름도에 따라 상술된 바와 같이 구성된 제어컴퓨터(10)에 의해 수행되는 과정을 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어컴퓨터(10)는 우선 자이로 센서(7)에 의해 검출된 차체경사각속도(dη/dt)와 상기 모터(4, 5)의 인코더(4a, 5a)로부터의 값(차륜(2, 3)의 차륜회전각도(θ))들을 상태량(X)으로서 로딩한 다음, 수학식 13에 의해 이들 값과 그것의 미분 및 적분으로부터 외력 모멘트(f)를 추정한다(단계 S10).
다음으로, 차체중심(1C)의 중력 모멘트가 단계 S10에서 추정된 외력 모멘 트(f)와 평형되는 차체경사각도(η)가 수학식 15에 의해 산출된다(단계 S20).
단계 S20에서 산출된 차체경사각도(η)는 목표값설정수단(12)에 목표차체경사각도(ηc)로서 설정된다(단계 S30).
그 후, 단계 S30에서 설정된 목표차체경사각도(ηc)를 토대로, 제어지령값산출수단(11)은 모터(4, 5)의 모터구동회로(6a, 6b)용 토크지령값(u)을 산출한다(단계 S40). 산출된 토크지령값(u)은 모터(4, 5)를 제어하기 위하여 모터구동회로(6a, 6b) 안으로 입력된다. 단계 S40이 종료되면, 프로세스는 단계 S10으로 되돌아가, 다음 제어 시기에 개시된다. 다시 말해, 피드백 제어가 수행되어, 목표차체경사각도(ηc)가 차체(1)에 가해지는 외란에 의해 발생되는 외력 모멘트(f)와 평형 발생 시에 산출된다.
또한, 상술된 단계 S10 내지 S40의 프로세스는 고정된 간격(예컨대, 10ms)으로 수행된다.
이 때, 차체(1)에 가해지는 외력은, 상술된 바와 같이 외력 모멘트(f)를 직접 구하는 대신에 상기 차체경사각도(η)로부터 간접적으로 추정될 수도 있다.
외란이 차체(1) 상에 가해지면, 상기 차체(1)가 기울어져, 차체경사각도(η)가 0 이 아닌 값이 된다. 다시 말해, 차체(1)가 안정하게 정지되어(차체경사각도(η)가 0 임), 제어컴퓨터(10)가 돌리병진방향 및 돌리회전방향에 관한 토크지령값을 전송하지 않는 경우, 즉 차체(1)가 종방향 또는 회전방향을 따라 이동하지 않고 정지되어 있는 경우, 예컨대 여하한의 조작자도 차체(1)에 승차하지 않은 경우, 0 이 아닌 값인 차체경사각도(η)는 외력이 차체(1) 상에 가해진다는 것을 의미한다. 그 후, 차체경사각도(η)가 차체(1) 상에 가해지는 외력에 의해 0 이 아닌 값이 되면, 상기 차체경사각도(η)는 차체경사각도(η)를 상쇄하기 위하여(차체경사각도(η)를 0 으로 만들기 위하여) 조정된다.
다시 말해, 제어컴퓨터(10)가 차체(1)를 이동하기 위한 토크지령값(돌리병진방향 및 돌리회전방향에 관한 토크지령값)을 모터구동장치(6)에 전송하지 않은 상태(차체(1)가 정지되어 있는 상태)에서, 자이로 센서(7)의 검출값으로부터 산출된 차체경사각도(η)가 0 이 아닌 값이 되면, 상기 차체(1)의 목표차체경사각도(목표차체경사각도(ηc))는 상기 차체경사각도(η)를 0 으로 만들기 위하여 증가 및 감소되고, 이러한 목표차체경사각도(ηc)를 토대로 토크지령값(u)이 계산된다.
구체적으로는, 외란이 차체(1) 상에 가해져, 차체경사각도(η)가 0 이 아닌 값이 되면, 차체경사각도(η)가 0 이 될 때까지 △η이 목표차체경사각도(ηc)로 적분된다. 여기서는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 돌리병진방향을 따라 차체(1) 상에 가해지는 외란의 성분(F)의 방향이 양으로 고려된다. 이 경우, 차체중심(1C)의 위치가 외란에 의해 전방으로 이동되어, 차체경사각도(η)가 양으로 증가된다. 생성된 차체경사각도(η)가 상기와 유사하게 질점경사각도(ηf)라고 가정하면, 외란의 영향을 상쇄하기 위하여 △η이 목표차체경사각도(ηc)로 적분된다. 다시 말해, 외란에 의해 발생되는 차체경사각도(η)가 질점경사각도(ηf)이면, 목표차체경사각도 (ηc)로 적분되는 △η이 음이다.
차체경사각도(η)가 0 이 될 때까지 △η을 목표차체경사각도(ηc)로 적분하면, 차체경사각속도(dη/dt)가 0 이 될 때 수학식 4가 실현된다. 다시 말해, 차체(1) 상에 가해지는 외란에 의해 발생된 외력 모멘트(f)가 차체중심(1C)의 회전축(S) 둘레의 중력 모멘트와 평형된다. 이 때, △η의 적분이 중단된다.
이에 따라, 차체경사각도(η)로부터 간접적으로 차체(1) 상에 가해지는 외력을 추정하고, 상기 외력을 상쇄하기 위하여 목표차체경사각도(ηc)를 증가 및 감소시킴으로써, 외란에 의해 외력이 차체(1) 상에 가해지는 시간으로부터 이동돌리가 안정하게 정지되는 시간까지의 이동 거리가 단축된다. 이에 따라, 예컨대 이동돌리의 2륜 상태(차체(1)가 차륜(2, 3)에 의해서만 지지되는 상태)에서, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수 있으며, 조작자가 쉽게 승하차할 수 있다.
또한, 차체경사각도(η) 대신에, 차체(1) 상에 가해지는 외력을 간접적으로 추정하기 위하여 차체경사각속도(dη/dt)가 이용될 수도 있다. 이 경우, 제어컴퓨터(10)는 차체(1)를 이동하기 위한 토크지령값을 모터구동장치(6)에 전달하지 않는다. 자이로 센서(7)에 의해 검출되는 차체경사각속도(dη/dt)가 0 이 아니면, 목표차체경사각도(ηc)는 상기 차체경사각속도(dη/dt)가 0 이 될 때까지 증가 및 감소되고, 토크지령값(u)은 상기 목표차체경사각도(ηc)를 토대로 산출된다.
차체(1) 상에 가해지는 외력이 목표차체경사각도(ηc)를 증가 및 감소시키기 위하여 차체경사각도(η) 또는 차체경사각속도(dη/dt)로부터 간접적으로 추정되면, 차체경사각도(η) 또는 차체경사각속도(dη/dt)의 절대값을 토대로 상기 목표차체경사각도(ηc)의 증가값 및 감소값인 △η을 증가 및 감소시키는 것이 바람직하다.
다시 말해, 차체(1) 상에 가해지는 외력이 크고, 상기 외력에 의해 발생되는 차체경사각도(η) 또는 차체경사각속도(dη/dt)의 절대값이 크면, △η의 절대값이 증가된다. 그 후, 외란의 영향을 상쇄하는 목표차체경사각도(ηc)에 의한 차체경사각도(η)의 절대값의 감소에 이어, △η의 절대값이 감소된다.
이에 따라, 차체경사각도(η) 또는 차체경사각속도(dη/dt)의 절대값에 따라 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η을 증가 및 감소시킴으로써, 상기 차체경사각도(η) 또는 차체경사각속도(dη/dt)의 절대값이 작은 영역, 즉 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 방지될 수 있다.
그러므로, 차체(1) 상에 가해지는 외력이 크더라도, 상기 차체(1)가 즉시 정지될 수 있다. 나아가, 목표차체경사각도(ηc)의 순차적인 변동으로 야기되는 차체(1)의 진동이 감소되거나 방지될 수 있다.
목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η은 순차적으로 학습될 수 있다. 다시 말해, 예를 들면 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 차체경사각도(η)의 크기 및 차체경사각속도(dη/dt)의 변동이 평가 지표로 간주되고, 상기 차체경사각도 (η)의 크기 및 차체경사각속도(dη/dt)의 변동을 감소시키기 위하여 △η이 학습된다.
예컨대, 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 차체경사각도(η)의 크기를 감소시키기 위해서는, 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η를 증가시키는 것이 필요하다. △η이 커지자마자, 목표차체경사각도(ηc)는 외력과 평형한 상태(수학식 4가 실현된 상태)에 도달하여, 차체중심(1C)의 중력 모멘트가 외력 모멘트(f)와 평형하게 된다. 하지만, △η이 증가된다면, 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 평형 프로세스에서 커지게 된다.
차체(1) 상에 외력이 가해지는 시간으로부터 목표차체경사각도(ηc)로의 △η의 적분에 이어 차체경사각속도(dη/dt)가 감소된다. 이에 따라, 이러한 차체경사각속도(dη/dt)의 감소에 이어 △η을 감소시킴으로써, 차체경사각속도(dη/dt)의 변동이 작게 된다.
이에 따라, 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η와 차체경사각속도(dη/dt)간의 대응이 제어컴퓨터(10)의 RAM 등에 순차적으로 기억된다. 그러므로, 차체경사각도(η) 및 차체경사각속도(dη/dt) 양자 모두를 작게 만드는 △η이 최종적으로 학습되어, 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동을 효율적으로 방지하게 된다.
차체(1) 상에 가해지는 외력은 또한 차륜각속도(dθ/dt)로부터 간접적으로 추정될 수도 있다. 또한, 차체경사각도(η)로부터 차체(1) 상에 가해지는 외력을 추정하는 경우와 겹치는 설명은 생략하기로 한다.
외력이 차체(1) 상에 가해지면, 차체(1)가 기울어진다. 차륜(2, 3)은 차체(1)를 안정화시키기 위하여 차체(1)의 경사를 상쇄하는 방향(외력의 방향)으로 이동되어, 차륜각속도(dθ/dt)가 0 이 아닌 값이 된다. 다시 말해, 차체(1)가 안정하게 정지되어(차륜각속도(dθ/dt)가 0 임), 제어컴퓨터(10)가 돌리병진방향 및 돌리회전방향에 관한 토크지령값을 전송하지 않는 경우, 예컨대 조작자가 돌리를 조작하지 않는 경우, 0 이 아닌 값인 차륜각속도(dθ/dt)는 외력이 차체(1) 상에 가해진다는 것을 의미한다. 그 후, 차륜각속도(dθ/dt)가 차체(1) 상에 가해지는 외력에 의해 0 이 아닌 값이 되면, 상기 차륜각속도(dθ/dt)는 차륜각속도(dθ/dt)를 상쇄하기 위하여(차륜각속도(dθ/dt)를 0 으로 만들기 위하여) 조정된다.
다시 말해, 제어컴퓨터(10)가 차체(1)를 이동하기 위한 토크지령값을 모터구동장치(6)에 전송하지 않는 상태에서, 인코더(4a, 5a)에 의해 측정되는 차륜회전각도(θ)로부터 산출된 차륜각속도(dθ/dt)가 0 이 아닌 값이 되면, 목표차체경사각도(ηc)는 상기 차륜각속도(dθ/dt)를 0 으로 만들기 위하여 증가 및 감소되고, 이러한 목표차체경사각도(ηc)를 토대로 토크지령값(u)이 계산된다.
구체적으로는, 외란이 차체(1) 상에 가해져, 차륜각속도(dθ/dt)가 0 이 아닌 값이 되면, 차륜각속도(dθ/dt)가 0 이 될 때까지 △η이 목표차체경사각도(ηc)로 적분된다. 여기서는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 돌리병진방향을 따라 차체(1) 상에 가해지는 외란의 성분(F)의 방향이 양으로 고려된다. 이 경우, 차체중 심(1C)의 위치가 외란에 의해 전방으로 이동되어, 차체경사각도(η)가 양으로 증가된다. 생성된 차체경사각도(η)가 상기와 유사하게 질점경사각도(ηf)라고 가정하면, 외란의 영향을 상쇄하기 위하여 △η이 목표차체경사각도(ηc)로 적분된다. 다시 말해, 외란에 의해 발생되는 차체경사각도(η)가 질점경사각도(ηf)이면, 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η이 음이다.
차체경사각도(η)가 0 이 될 때까지 △η을 목표차체경사각도(ηc)로 적분하면, 차체경사각속도(dη/dt)가 0 이 될 때 수학식 4가 실현된다. 다시 말해, 차체(1) 상에 가해지는 외란에 의해 발생된 외력 모멘트(f)가 차체중심(1C)의 회전축(S) 둘레의 중력 모멘트와 평형된다. 이 때, △η의 적분이 중단된다.
이에 따라, 차륜각속도(dθ/dt)로부터 간접적으로 차체(1) 상에 가해지는 외력을 추정하고, 상기 외력을 상쇄하기 위하여 목표차체경사각도(ηc)를 증가 및 감소시킴으로써, 앞서 언급된 것과 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
차체(1) 상에 가해지는 외력이 목표차체경사각도(ηc)를 증가 및 감소시키기 위하여 차륜각속도(dθ/dt)로부터 간접적으로 추정되면, 상기 차륜각속도(dθ/dt)의 절대값을 토대로 목표차체경사각도(ηc)의 증가값과 감소값인 △η을 증가 및 감소시키는 것도 바람직하다.
다시 말해, 차체(1) 상에 가해지는 외력이 크고, 상기 외력에 의해 발생되는 차륜각속도(dθ/dt)의 절대값이 크면, △η의 절대값이 증가된다. 그 후, 외란의 영향을 상쇄하는 목표차체경사각도(ηc)에 의한 차체경사각도(η)의 절대값의 감소에 이어, △η의 절대값이 감소된다.
이에 따라, 차륜각속도(dθ/dt)의 절대값에 따라 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η을 증가 및 감소시킴으로써, 상기 차륜각속도(dθ/dt)의 절대값이 작은 영역, 즉 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 방지될 수 있다.
그러므로, 차체(1) 상에 가해지는 외력이 크더라도, 상기 차체(1)가 즉시 정지될 수 있다. 나아가, 목표차체경사각도(ηc)의 순차적인 변동으로 야기되는 차체(1)의 진동이 감소되거나 방지될 수 있다.
이 경우, 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η이 순차적으로 학습될 수도 있다. 다시 말해, 예를 들면 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 차륜회전각도(차륜의 이동 방향)(θ)의 크기 및 차륜각속도(dθ/dt)의 변동이 평가 지표로 간주되고, 상기 차륜회전각도(θ)의 크기 및 차륜각속도(dθ/dt)의 변동을 감소시키기 위하여 △η이 학습된다.
예컨대, 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 차륜의 이동 방향의 크기를 감소시키기 위해서는, 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η를 증가시키는 것이 필요하다. △η이 커지자마자, 목표차체경사각도(ηc)가 외력과 평형한 상태(수학식 4가 실현된 상태)에 도달하여, 차체중심(1C)의 중력 모멘트가 외력 모멘트(f)와 평형하게 된다. 하지만, △η이 증가된다면, 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동이 평형 프로세스에서 커지게 된다.
차체(1) 상에 외력이 가해지는 시간으로부터 목표차체경사각도(ηc)로의 △η의 적분에 이어 차륜각속도(dθ/dt)가 감소된다. 이에 따라, 이러한 차륜각속도(dθ/dt)의 감소에 이어 △η을 감소시킴으로써, 상기 차륜각속도(dθ/dt)의 변동이 작게 된다.
이에 따라, 외력이 차체(1) 상에 가해지는 경우의 목표차체경사각도(ηc)로 적분되는 △η와 차륜각속도(dθ/dt)간의 대응이 제어컴퓨터(10)의 RAM 등에 순차적으로 기억된다. 그러므로, 차륜의 이동 방향 및 차륜각속도(dθ/dt) 양자 모두를 작게 만드는 △η이 최종적으로 학습되어, 차체(1)의 평형 위치 부근에서의 경미한 진동을 효율적으로 방지하게 된다.
본 발명은 돌리(차륜의 위치)의 이동을 최소로 만들어, 큰 외력이 돌리 상에 가해지는 경우에 안정된 위치 제어를 가능하게 함으로써, 물건들을 용이하게 싣고 내릴 수 있으며 조작자가 용이하게 승하차할 수 있는 이동돌리 및 이동돌리의 제어방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 산업상 유용하다.

Claims (11)

  1. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 차체 상에 가해지는 외력에 의해 발생되는 회전축 주위의 관성 모멘트인 외력 모멘트를 추정하고;
    상기 추정된 외력 모멘트를 토대로, 상기 차체 중심의 회전축 주위의 중력 모멘트를 상기 외력 모멘트와 평형을 이루도록 상기 차체의 경사 각도를 목표차체경사각도로 설정하며;
    상기 목표차체경사각도를 토대로, 상기 제어지령값이 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외력 모멘트는 외란 옵저버(disturbance observer)로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  3. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
    상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제1검출수단에 의해 검출되는 상기 차체의 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 목표경사각도는, 상기 제1검출수단에 의해 검출되는 상기 차체의 경사각도 또는 경사각속도의 절대값에 대응하여 증가되거나 감소되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목표경사각도의 증가값 및 감소값은, 평가 지표로서 경사각도 및 경사각속도 중 하나 이상을 토대로 상기 경사각도 및 경사각속도의 변동을 감소시키기 위하여 학습되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  6. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리의 제어방법에 있어서,
    상기 이동돌리는, 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 목표경사각도는, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도의 절대값에 대응하여 증가되거나 감소되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 목표경사각도의 증가값 및 감소값은, 평가 지표로서 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 토대로 상기 차륜의 회전각도와 각속도의 변동을 감소시키기 위하여 학습되는 것을 특징으로 하는 이동돌리의 제어방법.
  9. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 차체 상에 가해지는 외력에 의해 발생되는 회전축 주위의 관성 모멘트인 외력 모멘트를 추정하고;
    상기 추정된 외력 모멘트를 토대로, 상기 차체 중심의 회전축 주위의 중력 모멘트를 상기 외력 모멘트와 평형을 이루도록 상기 차체의 경사 각도를 목표차체경사각도로 설정하며;
    상기 목표차체경사각도를 토대로, 상기 제어지령값이 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리.
  10. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
    상기 이동돌리는, 상기 차체의 경사각도와 경사각속도 중 하나 이상을 검출하는 제1검출수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제1검출수단에 의해 검출되는 상기 차체의 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 경사각도 또는 경사각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리.
  11. 구동수단에 의해 구동되는 차륜, 상기 차륜에 의해 지지되는 차체 및 상기 구동수단에 제어지령값을 지시하는 제어수단을 구비하고, 상기 차체의 중심이 상기 차륜의 회전축의 상방에 위치하는 이동돌리에 있어서,
    상기 이동돌리는, 상기 차륜의 회전각도와 각속도 중 하나 이상을 검출하는 제2검출수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 제어수단이 상기 차체를 이동시키기 위한 제어지령값을 전송하지 않고, 상기 제2검출수단에 의해 검출되는 상기 차륜의 각속도가 0 이 아닌 값이 되는 경우, 상기 차체의 목표경사각도는 상기 각속도가 0 이 될 때까지 증가되거나 감소되고, 상기 제어지령값은 상기 목표경사각도를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 이동돌리.
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