JPH01258007A - 移動体の走行制御装置 - Google Patents
移動体の走行制御装置Info
- Publication number
- JPH01258007A JPH01258007A JP63085881A JP8588188A JPH01258007A JP H01258007 A JPH01258007 A JP H01258007A JP 63085881 A JP63085881 A JP 63085881A JP 8588188 A JP8588188 A JP 8588188A JP H01258007 A JPH01258007 A JP H01258007A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- straight
- travel
- deflection
- moving body
- driving wheel
- 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
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、無人搬送車・床面清掃ロボット・自立移動
ロボット等の移動体の走行制御装置に関するものである
。
ロボット等の移動体の走行制御装置に関するものである
。
従来の技術
無人搬送車や各種移動ロボット等の移動体を外部誘導な
しで走行制御する方法として、本体に設けたジャイロコ
ンパスやレートジャイロ等のジャイロによって本体の方
向を計測し誘導するものが提案されている。
しで走行制御する方法として、本体に設けたジャイロコ
ンパスやレートジャイロ等のジャイロによって本体の方
向を計測し誘導するものが提案されている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来のこのような走行制御装置では、制
御システムが大きくなり複雑化することが避けられなか
った。また、このような複雑な制御システムではコスト
上のデメリットは当然ながら、フィードバック系が組み
合わされたことにより制御誤差が大きくなるという問題
があった。
御システムが大きくなり複雑化することが避けられなか
った。また、このような複雑な制御システムではコスト
上のデメリットは当然ながら、フィードバック系が組み
合わされたことにより制御誤差が大きくなるという問題
があった。
そこで、本発明は簡単な制御システムで、外部からの誘
導なしで、確実に直進走行できる移動体の走行制御装置
を提供するものである。
導なしで、確実に直進走行できる移動体の走行制御装置
を提供するものである。
課題を解決するための手段
前記課題を解決する本発明の技術的手段は、移動体の本
体に設けた駆動輪および従輪と、駆動輪を駆動する走行
モータと、駆動輪の方向を変える操舵モータと、駆動輪
の回転速度を検知する速度センサと、駆動輪の方向を検
知するジャイロと、移動体を直進走行させる直進制御手
段とを有し、上記直進制御手段は、ジャイロの出力から
直進方向に対する駆動輪の角度偏位を演算する角度偏位
演算手段と、速度センサおよびジャイロの出力から駆動
輪の直進軌道に対する左側または右側の距離偏位を演算
する距離偏位演算手段と、上記角度偏位が一定値より大
きいか否かを判断する第１の判断手段と、上記距離偏位
が一定値より大きいか否かを判断する第２の判断手段と
、この距離偏位が前回に演算した距離偏位より大きいか
否かを判断する第３の判断手段とからなるものである。
体に設けた駆動輪および従輪と、駆動輪を駆動する走行
モータと、駆動輪の方向を変える操舵モータと、駆動輪
の回転速度を検知する速度センサと、駆動輪の方向を検
知するジャイロと、移動体を直進走行させる直進制御手
段とを有し、上記直進制御手段は、ジャイロの出力から
直進方向に対する駆動輪の角度偏位を演算する角度偏位
演算手段と、速度センサおよびジャイロの出力から駆動
輪の直進軌道に対する左側または右側の距離偏位を演算
する距離偏位演算手段と、上記角度偏位が一定値より大
きいか否かを判断する第１の判断手段と、上記距離偏位
が一定値より大きいか否かを判断する第２の判断手段と
、この距離偏位が前回に演算した距離偏位より大きいか
否かを判断する第３の判断手段とからなるものである。
作用
この技術的手段による作用は次のとおりである。
すなわち、ジャイロにより駆動輪の方向を直接検知し、
直進制御手段によって駆動輪は直進軌道上を走行できる
。この駆動輪が直進軌道上を走行すれば移動体の本体も
おのずと直進軌道上を走行するから本体の方向を検知せ
ずとも本体を直進走行させることができるものである。
直進制御手段によって駆動輪は直進軌道上を走行できる
。この駆動輪が直進軌道上を走行すれば移動体の本体も
おのずと直進軌道上を走行するから本体の方向を検知せ
ずとも本体を直進走行させることができるものである。
しかも、本体の方向を検知する必要がないから方向制御
のためのフィードバック系は１つにすることができる。
のためのフィードバック系は１つにすることができる。
実施例
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図、第２図において、１は移動体の本体で、走行面
Ａ上を矢印Ｂの方向に走行する。２は本体１の前方に配
置された駆動輪、３は同じく後方に配置された２個の従
輪である。４は駆動輪２に固定された駆動軸２°を回動
自在に支持する駆動輪支持体で、走行モータ５とこの回
転を減速する走行減速機５′が取り付けられている。走
行モータ５は走行減速機５′を介して駆動軸２′の一端
と接続され駆動輪２を駆動する。また駆動輪支持体４は
操舵モータ６によって本体１に対して回転させられ、本
体１の走行方向が変えられる。すなわち駆動輪支持体４
の上部に固定された操舵軸７が本体１に固定された操舵
減速機８を介して操舵モータ６と接続されている。９は
駆動軸２″に固定され駆動輪２とともに回転するエンコ
ーダディスクで、表面に反射パターンが印刷されている
。１０はエンコーダディスク９の反射パターンに光を照
射し、その反射光を読み取ることによりエンコーダディ
スク９の回転速度を検知するフォトインタラプタで、こ
の両者で駆動輪２の回転速度を検知する速度センサ１１
を構成している。１２は、ガスレートジャイロ、振動ジ
ャイロ等からなるジャイロで、操舵軸７を介して駆動輪
支持体４に取り付けられ駆動輪２の走行面Ａに対する水
平方向の回転角速度を認識することにより駆動輪２の方
向を検知するものである。１３は、ジャイロ１２および
速度センサ１１と接続され直進制御手段である制御回路
で、演算部と判断処理部にはマイクロコンピュータを使
用している。１４は上記制御回路１３が収納されている
回路収納箱、１５は電源を供給するバッテリーである。
Ａ上を矢印Ｂの方向に走行する。２は本体１の前方に配
置された駆動輪、３は同じく後方に配置された２個の従
輪である。４は駆動輪２に固定された駆動軸２°を回動
自在に支持する駆動輪支持体で、走行モータ５とこの回
転を減速する走行減速機５′が取り付けられている。走
行モータ５は走行減速機５′を介して駆動軸２′の一端
と接続され駆動輪２を駆動する。また駆動輪支持体４は
操舵モータ６によって本体１に対して回転させられ、本
体１の走行方向が変えられる。すなわち駆動輪支持体４
の上部に固定された操舵軸７が本体１に固定された操舵
減速機８を介して操舵モータ６と接続されている。９は
駆動軸２″に固定され駆動輪２とともに回転するエンコ
ーダディスクで、表面に反射パターンが印刷されている
。１０はエンコーダディスク９の反射パターンに光を照
射し、その反射光を読み取ることによりエンコーダディ
スク９の回転速度を検知するフォトインタラプタで、こ
の両者で駆動輪２の回転速度を検知する速度センサ１１
を構成している。１２は、ガスレートジャイロ、振動ジ
ャイロ等からなるジャイロで、操舵軸７を介して駆動輪
支持体４に取り付けられ駆動輪２の走行面Ａに対する水
平方向の回転角速度を認識することにより駆動輪２の方
向を検知するものである。１３は、ジャイロ１２および
速度センサ１１と接続され直進制御手段である制御回路
で、演算部と判断処理部にはマイクロコンピュータを使
用している。１４は上記制御回路１３が収納されている
回路収納箱、１５は電源を供給するバッテリーである。
次に、本実施例の直進制御系のブロック図を第３図に示
す。図のように、直進制御手段１６は、ジャイロ１２と
接続された角度偏位演算手段１７と、速度センサ１１と
接続され距離偏位演算手段１８と、これらの演算結果を
判断して操舵モータ６を制御する判断処理部１９とから
構成される。
す。図のように、直進制御手段１６は、ジャイロ１２と
接続された角度偏位演算手段１７と、速度センサ１１と
接続され距離偏位演算手段１８と、これらの演算結果を
判断して操舵モータ６を制御する判断処理部１９とから
構成される。
角度偏位演算手段１７は、ジャイロ１２から得られる方
位データより、直進方向に対する駆動輪２の角度偏位θ
を演算する。距離偏位演算手段１８は、速度センサ１１
から得られる走行距離および上記角度偏位演算手段１７
で演算された角度偏位θより、駆動輪２の直進軌道に対
する左側または右側の距離偏位Ｘを演算する。また、判
断処理部１９は、角度偏位θが一定値αより大きいか否
かを判断する第１の判断手段２０と、距離偏位Ｘが一定
値ａより大きいか否かを判断する第２の判断手段２１と
、この距離偏位Ｘが前回に演算した距ｍ偏位Ｘ°より大
きいか否かを判断する第３０判断手段２２とからなる。
位データより、直進方向に対する駆動輪２の角度偏位θ
を演算する。距離偏位演算手段１８は、速度センサ１１
から得られる走行距離および上記角度偏位演算手段１７
で演算された角度偏位θより、駆動輪２の直進軌道に対
する左側または右側の距離偏位Ｘを演算する。また、判
断処理部１９は、角度偏位θが一定値αより大きいか否
かを判断する第１の判断手段２０と、距離偏位Ｘが一定
値ａより大きいか否かを判断する第２の判断手段２１と
、この距離偏位Ｘが前回に演算した距ｍ偏位Ｘ°より大
きいか否かを判断する第３０判断手段２２とからなる。
以上のように構成された移動体の走行制御装置について
、以下その動作を第４図のフローチャートに基づいて説
明する。
、以下その動作を第４図のフローチャートに基づいて説
明する。
直進走行を行なうときは、まず操舵モータ６を回転して
駆動輪２を直進方向を向けてから走行モータ５を回転し
て走行を始め、直進制御手段１６によって操舵モータ６
を制御しながら走行する。
駆動輪２を直進方向を向けてから走行モータ５を回転し
て走行を始め、直進制御手段１６によって操舵モータ６
を制御しながら走行する。
直進走行を始めると、直進制御手段１６は、角度偏位演
算手段１７で角度偏位θを、距離偏位演算手段１８で距
離偏位Ｘを演算する（直進走行のスタート時はθ＝０、
Ｘ＝０）。次に、第２の判断手８２１で距離偏位Ｘが一
定値ａより大きいか否かを判断する。もし、距離偏位Ｘ
が一定値ａより大きければ、すなわち、駆動輪２の走行
軌道が左右にずれていれば、第３の判断手段２２でこの
距離偏位Ｘが前回に演算した距離偏位Ｘ°より大きいか
否かを判断する。このとき、この距離偏位Ｘが前回に演
算した距離偏位Ｘ′より大きければ、すなわち、直進軌
道から遠ざかっていれば、操舵モータ６を回転して駆動
輪２を直進軌道に近づける方向に一定角度だけ向けると
ともに、このときの距離偏位ＸをＸ゛として記憶する。
算手段１７で角度偏位θを、距離偏位演算手段１８で距
離偏位Ｘを演算する（直進走行のスタート時はθ＝０、
Ｘ＝０）。次に、第２の判断手８２１で距離偏位Ｘが一
定値ａより大きいか否かを判断する。もし、距離偏位Ｘ
が一定値ａより大きければ、すなわち、駆動輪２の走行
軌道が左右にずれていれば、第３の判断手段２２でこの
距離偏位Ｘが前回に演算した距離偏位Ｘ°より大きいか
否かを判断する。このとき、この距離偏位Ｘが前回に演
算した距離偏位Ｘ′より大きければ、すなわち、直進軌
道から遠ざかっていれば、操舵モータ６を回転して駆動
輪２を直進軌道に近づける方向に一定角度だけ向けると
ともに、このときの距離偏位ＸをＸ゛として記憶する。
そうでなければ、なにも行なわず、再び角度偏位θおよ
び距離偏位Ｘを演算し以上の動作を繰り返す。
び距離偏位Ｘを演算し以上の動作を繰り返す。
また、距離偏位Ｘが一定値ａより大きくなく、駆動輪２
の走行軌道が左右にずれていない場合は、第１の判断手
段２０で角度偏位θが一定値αより大きいか否かを判断
し、角度偏位θが一定値αより大きければ、駆動輪２を
直進方向すなわち、θ＝０の方向を向ける。角度偏位θ
が一定値αより大きくなければ、再度角度偏位θおよび
距ｌＩ偏位Ｘを演算し以上の動作を繰り返す。以上の直
進制御の様子を第５図に示す。
の走行軌道が左右にずれていない場合は、第１の判断手
段２０で角度偏位θが一定値αより大きいか否かを判断
し、角度偏位θが一定値αより大きければ、駆動輪２を
直進方向すなわち、θ＝０の方向を向ける。角度偏位θ
が一定値αより大きくなければ、再度角度偏位θおよび
距ｌＩ偏位Ｘを演算し以上の動作を繰り返す。以上の直
進制御の様子を第５図に示す。
このように、直進制御手段１６によって操舵モータ６を
制御することにより、駆動輪２は直線軌道上を補正され
ながら走行する。そして、駆動輪２が直進軌道上を走行
すれば移動体の本体１もおのずと直進軌道上を走行する
こととなる。
制御することにより、駆動輪２は直線軌道上を補正され
ながら走行する。そして、駆動輪２が直進軌道上を走行
すれば移動体の本体１もおのずと直進軌道上を走行する
こととなる。
なお、本実施例では、駆動輪２を本体１の前方に、従輪
３を本体１の後方に配置しているため、第３の判断手段
２２で距離偏位Ｘが前回に演算した距離偏位Ｘ″より大
きく、直進軌道から遠ざかっていると判断したときには
駆動輪２を直進軌道に近づける方向に向けるているが、
逆に駆動輪２を本体１の後方に、従輪３を本体１の前方
に配置した場合には、直進軌道から遠ざかっていると判
断したときには駆動輪２を直進軌道から遠ざかる方向に
向ければよい。
３を本体１の後方に配置しているため、第３の判断手段
２２で距離偏位Ｘが前回に演算した距離偏位Ｘ″より大
きく、直進軌道から遠ざかっていると判断したときには
駆動輪２を直進軌道に近づける方向に向けるているが、
逆に駆動輪２を本体１の後方に、従輪３を本体１の前方
に配置した場合には、直進軌道から遠ざかっていると判
断したときには駆動輪２を直進軌道から遠ざかる方向に
向ければよい。
発明の効果
以上のように本発明は、ジャイロにより駆動輪の方向を
直接検知し、直進制御手段によって駆動輪は直進軌道上
を走行できるものであり、この駆動輪が直進軌道上を走
行すれば移動体の本体もおのずと直進軌道上を走行する
から本体の方向を検知せずとも本体を直進走行させるこ
とができ、しかも、本体の方向を検知する必要がないか
ら方向制御のためのフィードバック系は１つになるとい
う簡単な制御システムで、外部からの誘導なしで、確実
に直進走行できる移動体の走行制御装置が実現するもの
である。
直接検知し、直進制御手段によって駆動輪は直進軌道上
を走行できるものであり、この駆動輪が直進軌道上を走
行すれば移動体の本体もおのずと直進軌道上を走行する
から本体の方向を検知せずとも本体を直進走行させるこ
とができ、しかも、本体の方向を検知する必要がないか
ら方向制御のためのフィードバック系は１つになるとい
う簡単な制御システムで、外部からの誘導なしで、確実
に直進走行できる移動体の走行制御装置が実現するもの
である。
第１図は本発明の移動体の走行制御装置を搭載した移動
体の一実施例を示す側断面図、第２図は同正面断面図、
第３図は同直進制御系のブロック図、第４図は同直進制
御手段の動作を示すフローチャート、第５図は同直進制
御の様子を示す説明図である。 １・・・・移動体の本体、２・・・・駆動輪、３・・・
・従輪、５・・・・走行モータ、６・・・・操舵モータ
、１１・・・・速度センサ、１２・・・・ジャイロ、１
３・・・・制御回路、１６・・・・直進制御手段、１７
・・・・角度偏位演算手段、１８・・・・距離偏位演算
手段、２ｏ・・・・第１の判断手段、２１・・・・第２
の判断手段、２２・・・・第３の判断手段。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名ｌ ゛−−
オでンａ−タ主〈の二Ｐ（イイ（２−−一駆勅輸 Ｊ−、イ是輪 ど−揉柁モーダ ｑ、 １０−−−テじ斐センサ ー？−シぞイロ １３−゛−制′ａ回路 第 １ 図 １、 ＼ ３−・一定将モーグ 第２図 ７．５ ＼ １ １８ ／ｑ １ ／ 、７１６ 第４図
体の一実施例を示す側断面図、第２図は同正面断面図、
第３図は同直進制御系のブロック図、第４図は同直進制
御手段の動作を示すフローチャート、第５図は同直進制
御の様子を示す説明図である。 １・・・・移動体の本体、２・・・・駆動輪、３・・・
・従輪、５・・・・走行モータ、６・・・・操舵モータ
、１１・・・・速度センサ、１２・・・・ジャイロ、１
３・・・・制御回路、１６・・・・直進制御手段、１７
・・・・角度偏位演算手段、１８・・・・距離偏位演算
手段、２ｏ・・・・第１の判断手段、２１・・・・第２
の判断手段、２２・・・・第３の判断手段。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名ｌ ゛−−
オでンａ−タ主〈の二Ｐ（イイ（２−−一駆勅輸 Ｊ−、イ是輪 ど−揉柁モーダ ｑ、 １０−−−テじ斐センサ ー？−シぞイロ １３−゛−制′ａ回路 第 １ 図 １、 ＼ ３−・一定将モーグ 第２図 ７．５ ＼ １ １８ ／ｑ １ ／ 、７１６ 第４図
Claims (1)
- 移動体の本体に設けた駆動輪および従輪と、駆動輪を駆
動する走行モータと、駆動輪の方向を変える操舵モータ
と、駆動輪の回転速度を検知する速度センサと、駆動輪
の方向を検知するジャイロと、移動体を直進走行させる
直進制御手段とを有し、上記直進制御手段は、ジャイロ
の出力から直進方向に対する駆動輪の角度偏位を演算す
る角度偏位演算手段と、速度センサおよびジャイロの出
力から駆動輪の直進軌道に対する左側または右側の距離
偏位を演算する距離偏位演算手段と、上記角度偏位が一
定値より大きいか否かを判断する第１の判断手段と、上
記距離偏位が一定値より大きいか否かを判断する第２の
判断手段と、この距離偏位が前回に演算した距離偏位よ
り大きいか否かを判断する第３の判断手段とからなる移
動体の走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085881A JPH01258007A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 移動体の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085881A JPH01258007A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 移動体の走行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01258007A true JPH01258007A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13871247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085881A Pending JPH01258007A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 移動体の走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01258007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443350C (zh) * | 2006-09-29 | 2008-12-17 | 西安理工大学 | 一种自动导航牵引车 |
-
1988
- 1988-04-07 JP JP63085881A patent/JPH01258007A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443350C (zh) * | 2006-09-29 | 2008-12-17 | 西安理工大学 | 一种自动导航牵引车 |
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