WO2019111672A1 - 移動体、および搬送ロボット - Google Patents

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WO2019111672A1
WO2019111672A1 PCT/JP2018/042473 JP2018042473W WO2019111672A1 WO 2019111672 A1 WO2019111672 A1 WO 2019111672A1 JP 2018042473 W JP2018042473 W JP 2018042473W WO 2019111672 A1 WO2019111672 A1 WO 2019111672A1
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wheel
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motor
speed
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Inventor
惇史 山本
Original Assignee
日本電産株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/50—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another by comparing electrical values representing the speeds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a movable body and a transfer robot.
  • a mobile object such as a transfer robot or an articulated robot
  • a plurality of rotating bodies such as wheels and joints are provided, and each rotating body is driven by each motor to individually control the rotational state of each rotating body.
  • attitude and the movement of a moving body or a robot are controlled.
  • Patent Document 1 discloses a technique for performing phase difference synchronization (PLL) control of a reference signal indicating a rotation reference of a motor and a rotation angle detected for the motor.
  • PLL phase difference synchronization
  • an object of the present invention is to provide a moving body and a transfer robot capable of suppressing distortion of posture and motion even when control of the rotating body is disturbed.
  • a moving body includes a base, a first wheel for moving the base, a second wheel for moving the base, and a first driver for rotationally driving the first wheel. And a second driver for rotationally driving the second wheel, and a rotational speed of a first rotating body, which is one of the first wheel and the first driver, to a target first rotational speed.
  • the first measurement value of the rotational state of the rotating body and the second rotating body The second measured value of the rotational state is acquired, and the relative relationship between the first measured value and the second measured value is added with the correction closer to the relative relationship of the target obtained based on the operation information given from the outside.
  • the first rotation speed and the second rotation speed are newly obtained by the correction, and the obtained first rotation speed and the second rotation speed are given to the first controller and the second controller. It also functions as an integrated control unit.
  • a transport robot comprises a base having a mounting table on which a transported object is placed, a first wheel for moving the base, a second wheel for moving the base, and A first driver that rotationally drives one wheel, a second driver that rotationally drives the second wheel, and a first rotation that is one of the first wheel and the first driver
  • a first hardware that functions as a first controller that controls the rotational speed of the body to a target first rotational speed; and a second rotating body that is one of the second wheel and the second driver
  • a second hardware functioning as a second controller for controlling the rotational speed to a target second rotational speed, the second hardware having a configuration equivalent to the first hardware separately from the first hardware.
  • the first hardware is in the form of a rotation in the first rotating body
  • the second measurement value of the rotational state of the second rotating body and the relative relationship between the first measurement value and the second measurement value is based on operation information given from the outside.
  • Correction to approximate the relative relationship of the target obtained, and the first rotation speed and the second rotation speed are newly determined by the correction, and the obtained first rotation speed and the second rotation speed are calculated by the correction. It also functions as an integrated control unit to be provided to one controller and the second controller.
  • the first control speed and the second control speed, to which the correction is added by the integrated control unit are controlled by the first controller and the second control. Since it is given to the container, distortion in the movement and posture of the moving body is suppressed.
  • FIG. 1 is a block diagram of a control system including a transfer robot 1 according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the operation
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a transfer robot of the present invention.
  • the transfer robot 1 of the present embodiment also corresponds to an embodiment of the mobile unit of the present invention.
  • the transfer robot 1 is used, for example, to transfer materials in a factory.
  • the transfer robot 1 includes a vehicle body (base) 2 and two wheels 4A and 4B supported by the vehicle body 2 and rotating.
  • the vehicle body 2 is a substantially horizontal frame provided below the transport robot 1.
  • the wheels 4A and 4B are the same shape and size, and are arranged concentrically.
  • ⁇ Control system> On the vehicle body 2 are mounted two wheel motors 6A and 6B for driving the wheels 4A and 4B, respectively. Further, on the vehicle body 2 is mounted a battery case 8 in which a battery, which is a power source for driving the wheel motors 6A and 6B, is accommodated. Furthermore, printed boards 10A, 10B, 12A, 12B for driving the wheel motors 6A, 6B are mounted on the vehicle body 2. Further, a plurality of support posts 14 are attached to the vehicle body 2, and the support posts 14 support a loading platform 16. ⁇ Control system>
  • FIG. 2 is a block diagram of a control system including the transfer robot 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the transfer robot 1 can communicate with an external computer (external control device) 40 that remotely operates the transfer robot 1 by wireless communication.
  • the wireless communication method may be, for example but not limited to, Wi-Fi (registered trademark).
  • the transfer robot 1 has two motor units, that is, a first motor unit 42A and a second motor unit 42B. These two motor units 42A and 42B are in one-to-one correspondence with the two wheels 4A and 4B shown in FIG. 1, and each of the two motor units 42A and 42B drives the corresponding wheels 4A and 4B. It includes wheel motors 6A and 6B.
  • the motor units 42A and 42B are supplied with power by a power supply 43.
  • the power source 43 is a battery housed in a battery case 8 (see FIG. 1).
  • the two motor units 42A and 42B have the same structure as hardware, and the wheel motors 6A and 6B, the wireless communication circuits 44A and 44B, and the main control units 46A and 46B, respectively. It has memories 48A, 48B, motor drive control units 50A, 50B, drive circuits 52A, 52B and speed sensors 54A, 54B.
  • the wireless communication circuit 44A, the main control unit 46A, the memory 48A, the motor drive control unit 50A, and the drive circuit 52A of the first motor unit 42A are separately mounted on two printed circuit boards as hardware, as shown in FIG. Among the four printed circuit boards 10A, 10B, 12A, and 12B shown, they are mounted on two printed circuit boards 10A and 12A located on the first wheel 4A side. Specifically, the wireless communication circuit 44A, the main control unit 46A, the memory 48A, and the motor drive control unit 50A are mounted on the lower printed circuit board 12A, and the drive circuit 52A is mounted on the upper printed circuit board 10A.
  • the wireless communication circuit 44B, the main control unit 46B, the memory 48B, the motor drive control unit 50B and the drive circuit 52B of the second motor unit 42B are separately mounted on two printed circuit boards as hardware,
  • the four printed circuit boards 10A, 10B, 12A, 12B shown in FIG. 1 are mounted on two printed circuit boards 10B, 12B located on the second wheel 4B side.
  • the wireless communication circuit 44B, the main control unit 46B, the memory 48B and the motor drive control unit 50B are mounted on the lower printed circuit board 12B, and the drive circuit 52B is mounted on the upper printed circuit board 10B.
  • Each of the two wireless communication circuits 44A and 44B has a function of wirelessly communicating with the external computer 40.
  • the first wireless communication circuit 44A is normally used for wireless communication with the external computer 40, and the second wireless communication circuit 44B communicates, for example, due to a failure of the first wireless communication circuit 44A. It is used as a backup in case of failure.
  • the second wireless communication circuit 44B may be used as an aid to the first wireless communication circuit 44A.
  • the first wireless communication circuit 44A may be used for reception from the external computer 40, and the second wireless communication circuit 44B may be used for transmission to the external computer 40.
  • each of the main control units 46A and 46B is, for example, a processor, and the first controller according to the present invention is realized by each reading and executing a program stored in a recording medium (not shown). And the second controller operate as an example of each. Therefore, the program (program code) itself read from the recording medium implements the function of the main control units 46A and 46B in the present embodiment.
  • the first main control unit 46A wirelessly communicates with the external computer 40 using the wireless communication circuit 44A.
  • the first main control unit 46A controls the drive of the wheel motor 6A by controlling the motor drive control unit 50A. Furthermore, the first main control unit 46A is communicably connected to the second main control unit 46B in a wired manner.
  • the second main control unit 46B also controls the drive of the wheel motor 6B by controlling the motor drive control unit 50B. Further, when communication failure occurs in the first main control unit 46A, the second main control unit 46B uses the wireless communication circuit 44B to replace the first main control unit 46A with wireless communication with the external computer 40. Do.
  • Each of the memories 48A and 48B stores data necessary for each of the main control units 46A and 46B to perform processing. Each of main control units 46A and 46B reads necessary data from memories 48A and 48B.
  • the memories 48A and 48B in the present embodiment are volatile memories (for example, SRAMs), but may be nonvolatile memories (for example, flash memories). Also, each of the memories 48A and 48B may include both volatile memory and non-volatile memory.
  • the motor drive control units 50A and 50B control the drive (for example, the rotational speed) of the wheel motors 6A and 6B in accordance with the commands from the main control units 46A and 46B.
  • Each of the motor drive control units 50A and 50B can perform, for example, PID (Proportional-Integral-Differential) control or vector control, and for example, a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), or a DSP (Digital Signal Processor) It is.
  • Each of drive circuits 52A and 52B drives wheel motors 6A and 6B under the control of motor drive control units 50A and 50B.
  • Each of the speed sensors 54A, 54B outputs an electrical signal indicating the rotational speed of the wheel motor 6A, 6B.
  • Each of the speed sensors 54A and 54B is, for example, a Hall sensor attached to the inside of the wheel motor 6A or 6B, and converts the magnetic field into an electrical signal.
  • Each of motor drive control units 50A and 50B calculates the rotational speed of wheel motors 6A and 6B based on the output signals of speed sensors 54A and 54B. That is, each of motor drive control units 50A, 50B measures the rotational speed of the corresponding wheel motor 6A, 6B.
  • the measured values of the rotational speeds of the wheel motors 6A and 6B are notified to the main control units 46A and 46B, and the main control units 46A and 46B use the values of the rotational speeds of the wheel motors 6A and 6B.
  • a command for controlling the driving of the wheel motors 6A, 6B is given to the motor drive control units 50A, 50B.
  • each of the motor drive control units 50A, 50B can calculate the torque of the wheel motor 6A, 6B by a known calculation method based on the current value of the drive circuit 52A, 52B. That is, the drive circuits 52A and 52B can measure the torques of the wheel motors 6A and 6B. The measured torque values of the wheel motors 6A and 6B are notified to the main control units 46A and 46B, and the main control units 46A and 46B use the torque values of the wheel motors 6A and 6B to drive the motor. A command for controlling the drive of the wheel motor 6A, 6B can be given to the control units 50A, 50B.
  • Example of motor control operation An example of control operation in which the motor units 42A and 42B control the wheel motors 6A and 6B based on control commands from the external computer 40 will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation procedure of the external computer 40 and the two motor units 42A and 42B.
  • the operation of the motor units 42A and 42B is shown divided into communication threads 61A and 61B and control threads 62A and 62B.
  • the external computer 40 calculates the target velocity of each of the translational velocity and the turning velocity of the transport robot 1 to cause the transport robot 1 to execute the target motion, and wirelessly communicates the control command indicating the target velocity to the transport robot 1 Send by In the transport robot 1, the first motor unit 42A normally receives a control command.
  • the main control unit 46A converts the target speeds of the translational speed and the turning speed into target speeds of the two wheel motors 6A and 6B. Then, a control command indicating the target speed of the second wheel motor 6B is transmitted from the first motor unit 42A to the second motor unit 42B by wired communication. In addition, the target speed of the first wheel motor 6A is given to the main control unit 46A as information of rotation control in the first motor unit 42A.
  • the main control units 46A and 46B respectively control the motor drive control units 50A and 50B according to the target speeds to rotate the wheel motors 6A and 6B. The speed is accelerated to the indicated target speed.
  • FIG. 4 is a view showing an example of rotational speeds of the wheel motors 6A and 6B.
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the elapsed time, and the vertical axis indicates the rotational speed of the wheel motors 6A and 6B.
  • the rotational speed of the wheel motors 6A and 6B is substantially linearly accelerated by the acceleration control, and reaches the target speed with a predetermined arrival time (Duration). Thereafter, by performing speed control, the rotational speed of the wheel motor 6A, 6B is maintained at, for example, a constant target speed.
  • the target velocity given to the motor units 42A and 42B at the time of velocity control is corrected so that the transport robot 1 draws a planned trajectory.
  • information representing the rotational states of the wheel motors 6A and 6B in the two motor units 42A and 42B is one of the two motor units 42A and 42B.
  • the collected information is used to calculate the current translational speed and turning speed of the transport robot 1 by, for example, the first motor unit 42A.
  • the translational velocity and the pivoting velocity thus calculated deviate from the target velocity of the translational velocity and the pivoting velocity instructed by the control command from the external computer 40.
  • a new target speed is calculated by the main control unit 46A based on the target speed and the current speed in the translational speed and the turning speed of the transport robot 1. That is, in the first main control unit 46A, while the transport robot 1 deviates from the original target velocity, new target velocities of translational velocity and turning velocity (that is, corrections are made so as to draw a trajectory close to a planned trajectory).
  • Target speed is calculated by a known calculation method. Many such calculation methods are known and not particularly specified in this embodiment, but by calculating a new target speed in one of the two motor units 42A and 42B, an efficient and comprehensive method can be obtained. Calculation is possible.
  • the main control unit 46A that has calculated such new target speeds for the translational speed and the turning speed converts the new target speeds into target speeds for the two wheel motors 6A and 6B.
  • this conversion for example, the following equation in kinematics of an independent two-wheeled robot not considering skidding is used.
  • V ref time derivative of target translational speed
  • ⁇ ref target turning speed
  • the following equation for calculating the target velocity of each of the two wheel motors 6A and 6B can be obtained from the target translational velocity and the target turning velocity by the transformation of the equation to the above equation.
  • the first main control unit 46A substitutes, for example, the target translational speed and the target turning speed into this equation to calculate the corrected target speeds of the two wheel motors 6A and 6B, respectively (ie, Target speed is corrected).
  • Target speed is corrected
  • the report of the motor information and the calculation of the corrected target speed are repeatedly performed.
  • the corrected target speed is given to the two main control units 46A and 46B every time it is calculated, and the two wheel motors 6A and 6B are controlled to the corrected target speeds.
  • the transport robot 1 can draw a locus close to a planned locus even when a disturbance occurs.
  • the corrected target speed is calculated by one of the two main control units 46A and 46B (the first main control unit 46A in the above example), for example, when there is a shortage of resources, the two main control units The other one of 46A and 46B takes over the role, and calculation of the corrected target velocity is continued. As a result, the certainty of the calculation of the target velocity and the correction control is improved, and the operation of the transfer robot 1 is stabilized. ⁇ Another correction of target speed>
  • both the target speed in constant speed control and the target speed for realizing follow-up control are calculated by one of the two motor units 42A and 42B (for example, the first motor unit 42A in the following example), It is given to motor drive control units 50A and 50B via main control units 46A and 46B of units 42A and 42B.
  • FIG. 5 is a view showing a method of calculating a target velocity corrected so as to realize follow-up control.
  • FIG. 5 shows an example where constant speed control is realized by the second motor unit 42B and follow-up control is realized by the first motor unit 42A. Further, the follow-up control shown in FIG. 5 is executed when the operation of the transport robot 1 is a straight-ahead operation (that is, the target velocity of the turning velocity is zero).
  • the first main control unit 46A causes the motor drive control unit 50B to measure the speed of the first wheel motor 6A, and the measured value ⁇ 1 of the rotational speed obtained by the measurement. and dividing the measured value theta 2 of the rotational speed of the second wheel motor 6B which is obtained from the second motor unit 42B. Thus, the difference in rotational speed between the two wheel motors 6A and 6B is calculated.
  • the first main control unit 46A calculates a proportional operation 71 and an integration operation 72 in PI control based on the rotational speed difference.
  • This PI control is correction control that corrects the rotational speed of the first wheel motor 6A such that the rotational speed difference approaches zero.
  • the first main control unit 46A calculates the corrected target speed by adding the component of the correction control to the original target speed given to the first wheel motor 6A. Then, the first main control unit 46A controls the motor drive control unit 50A such that the first wheel motor 6A has the corrected target speed.
  • the correction for the second motor unit 42B is performed similarly to the calculation method shown in FIG. 5 by the first main control unit 46A.
  • the calculated target speed is calculated and transmitted to the second motor unit 42B.
  • the second main control unit 46B controls the motor drive control unit 50B such that the second wheel motor 6B has the corrected target speed.
  • FIG. 6 is a view showing an example of rotational speeds of the wheel motors 6A and 6B in another correction method.
  • the horizontal axis in FIG. 6 indicates the elapsed time, and the vertical axis indicates the rotational speed of the wheel motor.
  • an example of the rotational speed of the first wheel motor 6A is shown by a solid line, and an example of the rotational speed of the second wheel motor 6B is shown by a broken line.
  • the rotational speeds of the two wheel motors 6A and 6B reach the target speed during the target achievement time (Duration) by the above-described acceleration control. Then, after this acceleration control, constant speed control is usually realized by the second motor unit 42B, and follow-up control is realized by the first motor unit 42A.
  • the rotational speed of the first wheel motor 6A follows the rotational speed of the second wheel motor 6B. That is, even when the rotational speed of the second wheel motor 6B is maintained at the target speed, and also when the disturbance as described above occurs, the rotational speed of the first wheel motor 6A is the second wheel The rotational speed is the same as the rotational speed of the motor 6B. As a result, the transport robot 1 maintains the straight movement even when a disturbance occurs in the second motor unit 42B.
  • a threshold is provided for the target speed, and the occurrence of disturbance is detected by comparing the threshold with the rotational speed in the first main control unit 46A. That is, when the measured value of the rotational speed of the first wheel motor 6A deviates from the target speed and exceeds the threshold value, it is considered that a disturbance is generated in the first motor unit 42A. However, when the measured value of the rotational speed of the second wheel motor 6B first exceeds the threshold, the rotational speed of the first wheel motor 6A exceeds the threshold in accordance with the follow-up control. Therefore, it is not considered that disturbance has occurred in the first motor unit 42A.
  • the constant velocity control is executed in the second motor unit 42B. Following control is executed by the motor unit 42A. Then, in phase 2 after the occurrence of disturbance in the first motor unit 42A is detected, constant speed control is executed by the first motor unit 42A, and follow-up control is executed by the second motor unit 42B. If the rotational speed of the first wheel motor 6A falls within the threshold range during constant speed control of phase 2, it is considered that the disturbance in the first motor unit 42A has ended. Then, in phase 3 after the end of the disturbance, the control operation is alternated again between the first motor unit 42A and the second motor unit 42B, and the constant speed control is executed by the second motor unit 42B. Following control is executed in unit 42A.
  • any motor unit 42A, 42A, as shown in FIG. 6, is obtained by the execution target of the following control being switched between the first motor unit 42A and the second motor unit 42B according to the detection of occurrence and end of disturbance. Even when a disturbance occurs at 42B (ie, in any phase), the rotational speeds of the second wheel motor 6B and the first wheel motor 6A follow each other. Straight movement is maintained. In addition, such follow-up control is maintained in a straight-ahead operation with a simple control as compared with the correction control based on the translational speed and the turning speed described above. ⁇ Follow-up control in curve operation>
  • FIG. 7 is a diagram showing a method of calculating a target velocity corrected so as to realize follow-up control in a curve operation.
  • the rotational speed of the first wheel motor 6A and the rotational speed of the second wheel motor 6B are maintained at a ratio according to the planned curve radius. That is, when the target speed of the turning speed described above is not zero, the ratio ⁇ of the original target speed to the rotational speed of the first wheel motor 6A and the rotational speed of the second wheel motor 6B is determined. In the follow-up control, the rotational speed of the first wheel motor 6A is controlled such that the ratio ⁇ is maintained.
  • the first main control unit 46A causes the motor drive control unit 50B to measure the speed of the first wheel motor 6A.
  • the first main control section 46A integrates the ratio of target speed ⁇ relative measurements theta 2 of the rotational speed of the second wheel motor 6B which is obtained from the second motor unit 42B, the integration result And the measured value ⁇ 1 of the speed of the first wheel motor 6A.
  • the rotational speed of the first wheel motor 6A such that the ratio of the rotational speeds of the two wheel motors 6A and 6B is maintained at the target speed ratio ⁇ , and the measured first wheel motor 6A The difference with the rotational speed of is calculated.
  • the first main control unit 46A calculates a proportional operation 71 and an integration operation 72 in PI control based on the difference.
  • the PI control is correction control that corrects the rotational speed of the first wheel motor 6A such that the difference approaches zero and the ratio of the rotational speeds of the two wheel motors 6A and 6B approaches the ratio ⁇ .
  • the first main control unit 46A calculates the corrected target speed by adding the component of the correction control to the original target speed given to the first wheel motor 6A. Then, the first main control unit 46A controls the motor drive control unit 50A such that the first wheel motor 6A has the corrected target speed.
  • a transport system having one transport robot is illustrated, but the present invention may be applied to, for example, a transport system in which a plurality of transport robots transport one pallet and the like.
  • the relative relationship between the rotational speeds of the wheel motors 6A and 6B is maintained, but in the present invention, the relative relationship between torques may be maintained instead of the rotational speed. Alternatively, the relative relationship of the rotation angles may be maintained.
  • one of the two motor units 42A and 42B carries out both the communication with the external computer 40 and the correction control of the rotational speed
  • the present invention shows two examples. Communication and correction control may be shared and executed by the motor units 42A and 42B. By sharing in this way, the bias of the resource load in the two motor units 42A and 42B is suppressed.
  • SYMBOLS 1 mobile body (automatic apparatus), 2 ... vehicle body (support body), 6A, 6B ... motor for wheels, 40 ... external computer (external control apparatus) 42A ... 1st motor unit, 42B ... 2nd motor Unit, 44A: Wireless communication circuit, 46A, 46B: Main control unit, 50A, 50B: Motor drive control unit, 52A, 52B: Drive circuit

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Abstract

【課題】回転体の制御に乱れが生じた場合であっても、姿勢や動きのゆがみを抑制することが出来る移動体、および搬送ロボットを提供する。 【解決手段】移動体は、ベースと、第１および第２の車輪と、第１および第２の駆動器と、第１の制御器として機能する第１ハードウェアと、第２の制御器として機能する、上記第１ハードウェアとは別個にその第１ハードウェアと同等な構成を有した第２ハードウェアと、を備え、上記第１ハードウェアが、上記第１の回転体における回転状態の第１測定値と上記第２の回転体における回転状態の第２測定値とを取得し、上記第１測定値と上記第２測定値との相対関係に、外部から与えられる動作情報に基づいて得られる目標の相対関係に近づける補正を加味し、上記補正により新たに上記第１回転速度および上記第２回転速度を求め、その求めた上記第１回転速度および上記第２回転速度を上記第１の制御器および上記第２の制御器に与える統合制御部としても機能する。

Description

移動体、および搬送ロボット
　本発明は、移動体、および搬送ロボットに関する。
　従来、例えば搬送ロボットなどといった移動体や多関節ロボットなどにおいて、車輪や関節などといった回転体が複数備えられ、各回転体が各モータで駆動されて各回転体における回転状態が個別に制御されることで移動体やロボットの姿勢や動きが制御される技術が知られている。
　例えば特許文献１には、モータの回転基準を示した基準信号と、そのモータについて検出された回転角とを位相差同期（ＰＬＬ）制御する技術が開示されている。
特開２００２－７８３７４号公報
　しかしながら、複数の回転体それぞれについて回転状態が基準信号に同期される場合であっても、信号遅延やノイズなどが原因で回転体の制御に乱れが生じた場合は、回転体の相互間では同期が乱れてしまい、移動体の姿勢や動きがゆがんでしまう。
　そこで、本発明は、回転体の制御に乱れが生じた場合であっても、姿勢や動きのゆがみを抑制することが出来る移動体、および搬送ロボットを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る移動体は、ベースと、上記ベースを移動させる第１の車輪と、上記ベースを移動させる第２の車輪と、上記第１の車輪を回転駆動する第１の駆動器と、上記第２の車輪を回転駆動する第２の駆動器と、上記第１の車輪および上記第１の駆動器の一方である第１の回転体の回転速度を目標の第１回転速度に制御する第１の制御器として機能する第１ハードウェアと、上記第２の車輪および上記第２の駆動器の一方である第２の回転体の回転速度を目標の第２回転速度に制御する第２の制御器として機能する、上記第１ハードウェアとは別個にその第１ハードウェアと同等な構成を有した第２ハードウェアと、を備え、上記第１ハードウェアが、上記第１の回転体における回転状態の第１測定値と上記第２の回転体における回転状態の第２測定値とを取得し、上記第１測定値と上記第２測定値との相対関係に、外部から与えられる動作情報に基づいて得られる目標の相対関係に近づける補正を加味し、上記補正により新たに上記第１回転速度および上記第２回転速度を求め、その求めた上記第１回転速度および上記第２回転速度を上記第１の制御器および上記第２の制御器に与える統合制御部としても機能する。
　本発明の一態様に係る搬送ロボットは、搬送物が載置される載置台を有したベースと、上記ベースを移動させる第１の車輪と、上記ベースを移動させる第２の車輪と、上記第１の車輪を回転駆動する第１の駆動器と、上記第２の車輪を回転駆動する第２の駆動器と、上記第１の車輪および上記第１の駆動器の一方である第１の回転体の回転速度を目標の第１回転速度に制御する第１の制御器として機能する第１ハードウェアと、上記第２の車輪および上記第２の駆動器の一方である第２の回転体の回転速度を目標の第２回転速度に制御する第２の制御器として機能する、上記第１ハードウェアとは別個にその第１ハードウェアと同等な構成を有した第２ハードウェアと、を備え、上記第１ハードウェアが、上記第１の回転体における回転状態の第１測定値と上記第２の回転体における回転状態の第２測定値とを取得し、上記第１測定値と上記第２測定値との相対関係に、外部から与えられる動作情報に基づいて得られる目標の相対関係に近づける補正を加味し、上記補正により新たに上記第１回転速度および上記第２回転速度を求め、その求めた上記第１回転速度および上記第２回転速度を上記第１の制御器および上記第２の制御器に与える統合制御部としても機能する。
　本発明によれば、回転体の制御に乱れが生じた場合であっても、統合制御部によって補正が加味された第１回転速度および第２回転速度が第１の制御器および第２の制御器に与えられるので、移動体の動作や姿勢におけるゆがみが抑制される。
本発明の搬送ロボットの一実施形態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る搬送ロボット１を含む制御システムのブロック図である。 外部コンピュータと２つのモータユニットの動作手順を示す図である。 車輪用モータの回転速度例を示す図である。 追従制御が実現されるように補正された目標速度の算出方式を示す図である。 別の補正方法における車輪用モータの回転速度例を示す図である。 カーブ動作における追従制御が実現されるように補正された目標速度の算出方式を示す図である。
　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。
＜搬送ロボット＞
　図１は、本発明の搬送ロボットの一実施形態を示す斜視図である。
　本実施形態の搬送ロボット１は、本発明の移動体の一実施形態にも相当する。この搬送ロボット１は、例えば工場内における資材の搬送などに用いられる。
　搬送ロボット１は、車体（ベース）２と、車体２に支持されて回転する２つの車輪４Ａ，４Ｂとを備える。車体２は、搬送ロボット１の下部に設けられたほぼ水平なフレームである。車輪４Ａ，４Ｂは、同形同大であり、同心に配置されている。
　車体２には、車輪４Ａ，４Ｂをそれぞれ駆動する２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂが搭載されている。また、車体２には、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを駆動するための電源であるバッテリが収容されたバッテリケース８が搭載されている。さらに、車体２には、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを駆動するためのプリント基板１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが実装されている。
　さらに、車体２には、複数の支柱１４が取り付けられており、支柱１４は荷台１６を支持している。
＜制御システム＞
　図２は、本発明の実施形態に係る搬送ロボット１を含む制御システムのブロック図である。搬送ロボット１は、搬送ロボット１を遠隔操作する外部コンピュータ（外部の制御装置）４０と無線通信で通信することができる。無線通信の手法としては、限定されないが、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）であってよい。
　搬送ロボット１は、２つのモータユニット、すなわち第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂを有する。これら２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂは、図１に示す２つの車輪４Ａ，４Ｂと１対１に対応しており、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂのそれぞれが、対応する車輪４Ａ，４Ｂを駆動する車輪用モータ６Ａ，６Ｂを含んでいる。以下の説明では、第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂそれぞれに対応した各要素を区別する場合には「第１の」、「第２の」という表記を用いて区別する場合がある。
　モータユニット４２Ａ，４２Ｂは、電源４３により給電される。電源４３は、バッテリケース８（図１参照）に収容されたバッテリである。
　本実施形態では、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂは、ハードウェアとして互いに同等の構造を有しており、それぞれ、車輪用モータ６Ａ，６Ｂ、無線通信回路４４Ａ，４４Ｂ、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂ、メモリ４８Ａ，４８Ｂ、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂ、駆動回路５２Ａ，５２Ｂおよび速度センサ５４Ａ，５４Ｂを有する。
　第１のモータユニット４２Ａの無線通信回路４４Ａ、メイン制御部４６Ａ、メモリ４８Ａ、モータ駆動制御部５０Ａおよび駆動回路５２Ａは、ハードウェアとしては２つのプリント基板に分けて実装されており、図１に示す４つのプリント基板１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂのうち、第１の車輪４Ａ側に位置する２つのプリント基板１０Ａ，１２Ａに実装される。具体的には、無線通信回路４４Ａ、メイン制御部４６Ａ、メモリ４８Ａおよびモータ駆動制御部５０Ａは、下段のプリント基板１２Ａに実装され、駆動回路５２Ａは、上段のプリント基板１０Ａに実装される。
　第２のモータユニット４２Ｂの無線通信回路４４Ｂ、メイン制御部４６Ｂ、メモリ４８Ｂ、モータ駆動制御部５０Ｂおよび駆動回路５２Ｂも同様に、ハードウェアとしては２つのプリント基板に分けて実装されており、図１に示す４つのプリント基板１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂのうち、第２の車輪４Ｂ側に位置する２つのプリント基板１０Ｂ，１２Ｂに実装される。具体的には、無線通信回路４４Ｂ、メイン制御部４６Ｂ、メモリ４８Ｂおよびモータ駆動制御部５０Ｂは、下段のプリント基板１２Ｂに実装され、駆動回路５２Ｂは、上段のプリント基板１０Ｂに実装される。
　２つの無線通信回路４４Ａ，４４Ｂは、いずれも外部コンピュータ４０と無線通信する機能を有する。本実施形態では、外部コンピュータ４０との無線通信に第１の無線通信回路４４Ａが通常は使用され、第２の無線通信回路４４Ｂは、例えば第１の無線通信回路４４Ａの故障などが原因で通信不良が生じた場合の予備として使用される。なお、第２の無線通信回路４４Ｂは、第１の無線通信回路４４Ａの補助として使用されてもよい。例えば、第１の無線通信回路４４Ａが外部コンピュータ４０からの受信に使用され、第２の無線通信回路４４Ｂが外部コンピュータ４０への送信に使用されてもよい。
　本実施形態では、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂの各々は例えばプロセッサであり、記録媒体（図示せず）に記憶されたプログラムを各々が読み出して実行することによって、本発明にいう第１の制御器および第２の制御器それぞれの一例として動作する。したがって、記録媒体から読み出されたプログラム（プログラムコード）自体が本実施形態ではメイン制御部４６Ａ，４６Ｂの機能を実現することになる。
　第１のメイン制御部４６Ａは、無線通信回路４４Ａを用いて、外部コンピュータ４０と無線通信する。また、第１のメイン制御部４６Ａは、モータ駆動制御部５０Ａを制御することにより、車輪用モータ６Ａの駆動を制御する。さらに、第１のメイン制御部４６Ａは、第２のメイン制御部４６Ｂに通信可能に有線接続されている。
　第２のメイン制御部４６Ｂも、モータ駆動制御部５０Ｂを制御することにより、車輪用モータ６Ｂの駆動を制御する。また、第２のメイン制御部４６Ｂは、第１のメイン制御部４６Ａで通信不良が生じた場合に無線通信回路４４Ｂを用いて、第１のメイン制御部４６Ａに替わって外部コンピュータ４０と無線通信する。
　メモリ４８Ａ，４８Ｂの各々は、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂの各々が処理を行うために必要なデータを記憶する。メイン制御部４６Ａ，４６Ｂの各々は、メモリ４８Ａ，４８Ｂから必要なデータを読み出す。本実施形態のメモリ４８Ａ，４８Ｂは、揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭ）であるが、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）であってもよい。また、メモリ４８Ａ，４８Ｂの各々が、揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を備えていてもよい。
　モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂは、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂからの指令に従って、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの駆動（例えば回転速度）を制御する。モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの各々は、例えばＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御やベクトル制御を行うことができ、例えば、マイクロプロセッサ、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、またはDSP（Digital Signal Processor）である。
　駆動回路５２Ａ，５２Ｂの各々は、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの制御の下で、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを駆動する。
　速度センサ５４Ａ，５４Ｂの各々は、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を示す電気信号を出力する。速度センサ５４Ａ，５４Ｂの各々は、例えば、車輪用モータ６Ａまたは６Ｂの内部に取り付けられたホールセンサーであって、磁界を電気信号に変換する。モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの各々は、速度センサ５４Ａ，５４Ｂの出力信号に基づいて車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を計算する。すなわち、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの各々は、対応する車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を測定する。測定された車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度の値は、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂに通知され、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂは、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度の値を使用して、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂに車輪用モータ６Ａ，６Ｂの駆動の制御のための指令を与える。
　また、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの各々は、駆動回路５２Ａ，５２Ｂの電流値に基づいて、公知の計算方式で、車輪用モータ６Ａ，６Ｂのトルクを計算することができる。すなわち、駆動回路５２Ａ，５２Ｂは車輪用モータ６Ａ，６Ｂのトルクを測定することができる。測定された車輪用モータ６Ａ，６Ｂのトルクの値は、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂに通知され、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂは、車輪用モータ６Ａ，６Ｂのトルクの値を使用して、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂに車輪用モータ６Ａ，６Ｂの駆動の制御のための指令を与えることができる。
＜モータの制御の動作例＞
　外部コンピュータ４０からの制御コマンドに基づいてモータユニット４２Ａ，４２Ｂが車輪用モータ６Ａ，６Ｂを制御する制御動作の例を説明する。
　図３は、外部コンピュータ４０と２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂの動作手順を示す図である。なお、モータユニット４２Ａ，４２Ｂの動作については、通信スレッド６１Ａ，６１Ｂと制御スレッド６２Ａ，６２Ｂとに分けて示されている。
　外部コンピュータ４０は、目標の動作を搬送ロボット１に実行させるために、搬送ロボット１の並進速度および旋回速度それぞれの目標速度を算出し、その目標速度を指示した制御コマンドを搬送ロボット１に無線通信で送信する。搬送ロボット１では、通常は第１のモータユニット４２Ａが制御コマンドを受信する。
　第１のモータユニット４２Ａでは、無線通信回路４４Ａが制御コマンドを受信すると、メイン制御部４６Ａは、並進速度および旋回速度の目標速度を２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂそれぞれの目標速度に換算する。そして、第２の車輪用モータ６Ｂの目標速度を指示した制御コマンドが第１のモータユニット４２Ａから第２のモータユニット４２Ｂへ有線通信で送信される。また、第１の車輪用モータ６Ａの目標速度については第１のモータユニット４２Ａにおける回転制御の情報としてメイン制御部４６Ａに与えられる。
　制御コマンドなどによって目標速度が与えられたモータユニット４２Ａ，４２Ｂでは、それぞれ、メイン制御部４６Ａ，４６Ｂが目標速度に従ってモータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂを制御することにより、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度が、指示された目標速度まで加速される。
　加速制御によって車輪用モータ６Ａ，６Ｂが目標速度に到達すると、モータユニット４２Ａ，４２Ｂでは、与えられた目標速度に車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を保つ速度制御が実行される。ただし、この速度制御に際して与えられる目標速度は一定値である必要はなく、モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂにおける上述したＰＩＤ制御やベクトル制御で十分迅速に再現可能な程度の変化幅であれば、目標速度は変化されてもよい。目標速度の具体的な求め方については後述する。
　図４は、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度例を示す図である。図５の横軸は経過時間を示し、縦軸は車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を示している。
　図４に示すように、車輪用モータ６Ａ，６Ｂは、加速制御によって回転速度がほぼ直線的に加速され、所定の到達時間（Duration）で目標速度まで到達する。その後、速度制御が行われることにより、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度は、例えば一定の目標速度に保たれる。
　しかし、例えばノイズなどといった外乱が生じた場合には、モータユニット４２Ａ，４２Ｂにおける制御が乱れ、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度が目標速度から逸脱してしまう場合がある。また、本実施形態では、第２のモータユニット４２Ｂが第１のモータユニット４２Ａから有線通信で制御コマンドを受信しているので、有線通信の堅牢性により、制御コマンドの通信遅延による制御の乱れが抑制されているが、第２のモータユニット４２Ｂが第１のモータユニット４２Ａと並行して外部コンピュータ４０から制御コマンドを無線通信によって受信する場合には、通信遅延なども上記外乱の原因となり得る。また、このような外乱は、第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂとのいずれにおいても生じうる。
＜目標速度の補正＞
　本実施形態では、このような外乱が生じた場合であっても、予定された軌跡を搬送ロボット１が描くように、速度制御時にモータユニット４２Ａ，４２Ｂに与えられる目標速度が補正される。
　図３に示すように、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂそれぞれにおける車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転状態を表した情報（ここでは一例として回転速度の情報）が、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂのうちの一方（ここでは一例として第１のモータユニット４２Ａ）に集められる。そして、集められた情報が用いられて、例えば第１のモータユニット４２Ａで、搬送ロボット１における現状の並進速度と旋回速度が算出される。上述した外乱が生じている場合には、このように算出された並進速度と旋回速度は、外部コンピュータ４０から制御コマンドによって指示された並進速度と旋回速度の目標速度から逸脱している。第１のモータユニット４２Ａでは、搬送ロボット１の並進速度および旋回速度における目標速度と現状の速度に基づいて、新たな目標速度がメイン制御部４６Ａで算出される。即ち、第１のメイン制御部４６Ａでは、搬送ロボット１が本来の目標速度から逸脱しながらも、予定された軌跡に近い軌跡を描くような並進速度と旋回速度の新たな目標速度（即ち補正された目標速度）が、公知の算出方法によって算出される。そのような算出方法は多々知られており、本実施形態では特に特定されないが、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂのうちの一方で新たな目標速度が算出されることにより、効率的かつ総合的な算出が可能となる。また、並進速度と旋回速度についてこのような新たな目標速度を算出したメイン制御部４６Ａは、その新たな目標速度を、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂそれぞれの目標速度に変換する。この変換では、例えば、横滑りを考慮しない独立２輪ロボットのキネマティクスにおける下記の式が用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 但し、
Ｖref：目標並進速度
φrefの時間微分：目標旋回速度
ω１：第１の車輪用モータ６Ａの目標速度
ω２：第２の車輪用モータ６Ｂの目標速度
Ｒ：車輪４Ａ，４Ｂの半径
Ｔ：車輪４Ａ，４Ｂ相互間の距離（トレッド長）
である。
　上記式に対する式の変形により、目標並進速度と目標旋回速度から２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂそれぞれの目標速度を算出する下記式が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　第１のメイン制御部４６Ａでは、例えばこの式に対して目標並進速度と目標旋回速度が代入されることにより、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂそれぞれの補正された目標速度が算出される（即ち目標速度が補正される）。図３に示すように、モータ情報の報告と補正された目標速度の算出は繰り返し実行される。そして、補正された目標速度は、算出される度に２つのメイン制御部４６Ａ，４６Ｂに与えられて２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂそれぞれが補正された目標速度に制御される。このような制御によって搬送ロボット１は、外乱発生時にも、予定された軌跡に近い軌跡を描くことができる。
　補正された目標速度は、２つのメイン制御部４６Ａ，４６Ｂの一方（上記例では第１のメイン制御部４６Ａ）で算出されるが、例えばリソース不足が生じた場合などは、２つのメイン制御部４６Ａ，４６Ｂのもう一方が役割を交代し、補正された目標速度の算出が継続される。これにより、目標速度の算出と補正制御の確実性が向上し、搬送ロボット１の動作が安定する。
＜目標速度の別の補正＞
　次に、上述した補正方法とは異なる別の補正方法による目標速度の補正について説明する。この別の補正方法では、上述した加速制御の後、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂのうち、外乱が生じている方のモータユニット４２Ａ，４２Ｂでは、外部コンピュータ４０から制御コマンドが送られてきたときの目標速度がそのまま用いられる等速制御が実行され、外乱が生じていない方のモータユニット４２Ａ，４２Ｂでは、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを、外乱が生じている方のモータユニット４２Ａ，４２Ｂの回転速度に追従させる追従制御（後述）が実行される。この追従制御は、そのような追従を生じさせるように補正された目標速度がメイン制御部４６Ａ，４６Ｂを介してモータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂに与えられることによって実現する。そして、等速制御における目標速度も、追従制御を実現させる目標速度も、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂのうちの一方（例えば以下の例では第１のモータユニット４２Ａ）で算出され、両方のモータユニット４２Ａ，４２Ｂのメイン制御部４６Ａ，４６Ｂを介してモータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂに与えられる。
　ここで、追従制御が実現されるように補正された目標速度の算出方式について説明する。
　図５は、追従制御が実現されるように補正された目標速度の算出方式を示す図である。
　図５には、第２のモータユニット４２Ｂで等速制御が実現され、第１のモータユニット４２Ａで追従制御が実現される例が示されている。また、図５に示す追従制御は、搬送ロボット１の動作が直進動作である（即ち旋回速度の目標速度がゼロである）場合に実行される。
　追従制御用の目標速度の算出では、第１のメイン制御部４６Ａは、モータ駆動制御部５０Ｂに第１の車輪用モータ６Ａの速度を測定させ、測定で得られた回転速度の測定値θ１を、第２のモータユニット４２Ｂから得られた第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度の測定値θ２から除算する。これにより、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂにおける回転速度差が算出される。
　第１のメイン制御部４６Ａは、この回転速度差に基づいて、ＰＩ制御における比例動作７１と積分動作７２を算出する。このＰＩ制御は、回転速度差がゼロに近づくように第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を補正する補正制御となる。第１のメイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａに対して与えられた本来の目標速度にこの補正制御の成分を加算して、補正された目標速度を算出する。そして第１のメイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａがその補正された目標速度となるようにモータ駆動制御部５０Ａを制御する。
　なお、第２のモータユニット４２Ｂで追従制御が実現される場合には、上述したように、第１のメイン制御部４６Ａで図５に示す算出方式と同様に第２のモータユニット４２Ｂ用の補正された目標速度が算出されて第２のモータユニット４２Ｂへと送信される。そして、第２のモータユニット４２Ｂでは、第２の車輪用モータ６Ｂがその補正された目標速度となるように第２のメイン制御部４６Ｂがモータ駆動制御部５０Ｂを制御することになる。
　図６は、別の補正方法における車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度例を示す図である。図６の横軸は経過時間を示し、縦軸は車輪用モータの回転速度を示している。また、図６には、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度例が実線で示され、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度例が破線で示されている。
　２つの車輪用モータ６Ａ、６Ｂそれぞれの回転速度は、上述した加速制御によって目標達成時間（Duration）の間に目標速度に到達する。そして、この加速制御の後は、通常、第２のモータユニット４２Ｂで等速制御が実現され、第１のモータユニット４２Ａで追従制御が実現される。
　このように追従制御が行われることで、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度は、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度に追従する。即ち、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度が目標速度に保たれている場合も、上述したような外乱が生じた場合も、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度は、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度と同様の回転速度になる。この結果、搬送ロボット１は、第２のモータユニット４２Ｂで外乱が生じた場合にも直進動作を保つことになる。
　ところで、ノイズなどによる外乱は第１のモータユニット４２Ａでも生じ得る。そこで、本実施形態では、目標速度に対して閾値が設けられており、第１のメイン制御部４６Ａでこの閾値と回転速度が比較されることによって外乱の発生が検知される。即ち、第１の車輪用モータ６Ａにおける回転速度の測定値が目標速度から乖離して閾値を越えた場合には、第１のモータユニット４２Ａで外乱が生じたと見做される。但し、第２の車輪用モータ６Ｂにおける回転速度の測定値が先に閾値を越えている場合には、第１の車輪用モータ６Ａにおける回転速度は追従制御に伴って閾値を越えたことになるので、第１のモータユニット４２Ａで外乱が生じたとは見做されない。
　図６に示すように、加速制御が終わってから第１のモータユニット４２Ａでの外乱発生が検知されるまでのフェーズ１では、第２のモータユニット４２Ｂで等速制御が実行され、第１のモータユニット４２Ａで追従制御が実行される。そして、第１のモータユニット４２Ａでの外乱発生が検知された後のフェーズ２では、第１のモータユニット４２Ａで等速制御が実行され、第２のモータユニット４２Ｂで追従制御が実行される。フェーズ２の等速制御中に、第１の車輪用モータ６Ａにおける回転速度が閾値範囲内に納まった場合には、第１のモータユニット４２Ａでの外乱が終了したと見做される。そして、外乱終了後のフェーズ３では、再び第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂとで制御動作が交代し、第２のモータユニット４２Ｂで等速制御が実行され、第１のモータユニット４２Ａで追従制御が実行される。
　このように外乱の発生および終了の検知に従って第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂとで追従制御の実行対象が交代することにより、図６に示すように、いずれのモータユニット４２Ａ，４２Ｂで外乱が生じた場合であっても（即ちいずれのフェーズであっても）、第２の車輪用モータ６Ｂと第１の車輪用モータ６Ａとで相互に回転速度が追従することになり、直進動作が維持される。また、このような追従制御は、上述した並進速度および旋回速度に基づいた補正制御に較べて簡素な制御で直進動作が維持される。
＜カーブ動作における追従制御＞
　次に、カーブ動作における追従制御について説明する。カーブ動作の場合にも上述した追従制御の実行対象の交代が行われるが、以下では説明の便宜上、第１のモータユニット４２Ａで追従制御が行われる場合を例として説明する。
　図７は、カーブ動作における追従制御が実現されるように補正された目標速度の算出方式を示す図である。
　カーブ動作の場合には、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度と第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度は、予定されたカーブ半径に応じた比率に保たれる。即ち、上述した旋回速度の目標速度がゼロでない場合には、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度と第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度それぞれに対する本来の目標速度の比率γが求められ、追従制御ではこの比率γが保たれるように第１の車輪用モータ６Ａの回転速度が制御される。
　具体的には、第１のメイン制御部４６Ａは、モータ駆動制御部５０Ｂに第１の車輪用モータ６Ａの速度を測定させる。また、第１のメイン制御部４６Ａは、第２のモータユニット４２Ｂから得られた第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度の測定値θ２に対して目標速度の比率γを積算し、積算結果から第１の車輪用モータ６Ａの速度の測定値θ１を除算する。
　これにより、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂにおける回転速度の比率が目標速度の比率γに保たれるような第１の車輪用モータ６Ａの回転速度と、測定された第１の車輪用モータ６Ａの回転速度との差分が求められる。
　第１のメイン制御部４６Ａは、この差分に基づいて、ＰＩ制御における比例動作７１と積分動作７２を算出する。このＰＩ制御は、この差分がゼロに近づき２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂにおける回転速度の比率が比率γに近づくように第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を補正する補正制御となる。第１のメイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａに対して与えられた本来の目標速度にこの補正制御の成分を加算して、補正された目標速度を算出する。そして第１のメイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａがその補正された目標速度となるようにモータ駆動制御部５０Ａを制御する。
　このような追従制御の結果、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂにおける回転速度の比率は、本来の目標速度の比率γに保たれることになり、搬送ロボット１は、外乱が生じた場合にも、予定された半径のカーブ動作を保つことになる。
　なお、上記説明では、１台の搬送ロボットを有する搬送システムが例示されているが、本発明は、例えば複数台の搬送ロボットで１つのパレットなどを搬送する搬送システムに適用されてもよい。
　また、上記説明では、車輪用モータ６Ａ，６Ｂにおける回転速度の相対関係が維持される例が示されているが、本発明では、回転速度に替えてトルクの相対関係が維持されてもよいし、あるいは、回転角度の相対関係が維持されてもよい。
　また、上記説明では、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂの一方で外部コンピュータ４０との通信と回転速度の補正制御との双方が担われている例が示されているが、本発明では、２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂで通信と補正制御とが分担されて実行されてもよい。このように分担されることで２つのモータユニット４２Ａ，４２Ｂにおけるリソース負担の偏りが抑制される。
１…移動体（自動装置）、２…車体（支持体）、６Ａ，６Ｂ…車輪用モータ、４０…外部コンピュータ（外部の制御装置）、４２Ａ…第１のモータユニット、４２Ｂ…第２のモータユニット、４４Ａ…無線通信回路、４６Ａ，４６Ｂ…メイン制御部、５０Ａ，５０Ｂ…モータ駆動制御部、５２Ａ，５２Ｂ…駆動回路

Claims (6)

  1. 　ベースと、
    　前記ベースを移動させる第１の車輪と、
    　前記ベースを移動させる第２の車輪と、
    　前記第１の車輪を回転駆動する第１の駆動器と、
    　前記第２の車輪を回転駆動する第２の駆動器と、
    　前記第１の車輪および前記第１の駆動器の一方である第１の回転体の回転速度を目標の第１回転速度に制御する第１の制御器として機能する第１ハードウェアと、
    　前記第２の車輪および前記第２の駆動器の一方である第２の回転体の回転速度を目標の第２回転速度に制御する第２の制御器として機能する、前記第１ハードウェアとは別個に該第１ハードウェアと同等な構成を有した第２ハードウェアと、を備え、
    　前記第１ハードウェアが、前記第１の回転体における回転状態の第１測定値と前記第２の回転体における回転状態の第２測定値とを取得し、
    　前記第１測定値と前記第２測定値との相対関係に、外部から与えられる動作情報に基づいて得られる目標の相対関係に近づける補正を加味し、
    　前記補正により新たに前記第１回転速度および前記第２回転速度を求め、
    　その求めた前記第１回転速度および前記第２回転速度を前記第１の制御器および前記第２の制御器に与える統合制御部としても機能する、移動体。
  2. 　前記第１ハードウェアが前記統合制御部として機能する第１モードと、
    　前記第２ハードウェアが前記統合制御部として機能する第２モードと、が選択的に実行される請求項１に記載の移動体。
  3. 　前記第１ハードウェアおよび前記第２ハードウェアが、前記外部と無線通信を行う通信機能を有する請求項１または２に記載の移動体。
  4. 　前記第１ハードウェアおよび前記第２ハードウェアが、相互に有線通信を行う通信機能を有するものである請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体。
  5. 　前記統合制御部が、一時には、前記第１の制御器および前記第２の制御器の一方のみに補正を与えて前記測定値同士の相対関係を前記目標の相対関係に近づけるとともに、
    　該補正を与える相手を状況に応じて切り換える、請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体。
  6. 　搬送物が載置される載置台を有したベースと、
    　前記ベースを移動させる第１の車輪と、
    　前記ベースを移動させる第２の車輪と、
    　前記第１の車輪を回転駆動する第１の駆動器と、
    　前記第２の車輪を回転駆動する第２の駆動器と、
    　前記第１の車輪および前記第１の駆動器の一方である第１の回転体の回転速度を目標の第１回転速度に制御する第１の制御器として機能する第１ハードウェアと、
    　第２の回転体の回転速度を目標の第２回転速度に制御する第２の制御器として機能する、前記第１ハードウェアとは別個に該第１ハードウェアと同等な構成を有した第２ハードウェアと、を備え、
    　前記第１ハードウェアが、前記第１の回転体における回転状態の第１測定値と前記第２の回転体における回転状態の第２測定値とを取得し、
    　前記第１測定値と前記第２測定値との相対関係に、外部から与えられる動作情報に基づいて得られる目標の相対関係に近づける補正を加味し、
    　前記補正により新たに前記第１回転速度および前記第２回転速度を求め、
    　その求めた前記第１回転速度および前記第２回転速度を前記第１の制御器および前記第２の制御器に与える統合制御部としても機能する、搬送ロボット。
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