JPH02179587A - 全方向車の走行・操舵制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、全方向車の走行・操舵制御方法に関するもの
である。

（従来の技術） 従来の全方向車の走行・操舵制御方法は、上述のように
、その全方向車の駆動輪を全方向モード、自動車モード
及び回転モードのそれぞれのモードに応じてロック機構
にてロックして走行・操舵制御をしていたので、全方向
モードでの走行状態で外力が全方向車に働き、全方向車
が回転して、車体の角度がずれた場合には、そのずれた
状態のまま走行を継続して、進行角を修正できないとい
う課題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明の全方向車の走行・操舵制御方法（以下本発明方
法と称す。）は、少なくとも２つの各々独立したかじ取
り角を制御できる機構を持った操舵輪を有し、該操舵輪
のうち少なくとも２つが各々独立に駆動制御できる機構
をもった駆動輪である全方向車において、 直進時の進行方向を車体に固定した座標軸に対する角度
で表す進行角と、 任意に定めた車体を代表する点を通って前記進行角に直
角な直線上に仮想の固定輪を設定し、かつ前記車体を代
表する点を通って前記進行角の方向の直線上に前記車体
を代表する点より適当な距離の位置に仮想の操舵輪を設
定して、該仮想の操舵輪の前記進行角の方向に対するか
じ取り角を表す操舵角と、 前記仮想の操舵輪の走行速度を表す走行速度を指令信号
として、 前記仮想の固定輪と前記仮想の操舵輪とで幾何的に定ま
る旋回中心と、前記仮想の操舵輪の走行速度に応じて実
在する各車輪のかじ取り角と駆動速度を演算制御するこ
とにより、上述の課題を解決している。

（作　　用） 車体に設置された指令装置から、直進時の進行方向を車
体に固定した座標軸に対する角度で表す進行角と、 任意に定めた車体を代表する点を通って前記進行角に直
角な直線上に仮想の固定輪を設定し、かつ前記車体を代
表する点を通って前記進行角の方向の直線上に前記車体
を代表する点より適当な距離の位置に仮想の操舵輪を設
定して、該仮想の操舵輪の前記進行角の方向に対するか
じ取り角を表す操舵角と、 前記仮想の操舵輪の走行速度を表す走行速度を指令信号
として、 前記仮想の固定輪と前記仮想の操舵輪とで幾何的に定ま
る旋回中心と、前記仮想の操舵輪の走行速度に応じて実
在する各車輪のかじ取り角と駆動速度を演算制御しつつ
走行・操舵する。

この時の指令信号として、車体代表点０の進行角β、操
舵角α及び走行速度Ｔが発せられているとすると、第１
図において、全方向車の各車輪例えば、車輪１のような
実在する各車輪のかじ取り角と駆動速度を下記のような
手順で演算制御する。車体に固定した横軸がＹ軸、縦軸
がＹ軸とし、該横軸（Ｙ軸）と縦軸（Ｙ軸）とが直交し
ている原点をとおり上記縦軸（Ｙ軸）に対して進行角β
の傾きがある直交軸の縦軸をｙ軸、横軸をＹ軸として、
この縦軸（ｙ軸）上に仮想の操舵輪を設け、横軸（Ｙ軸
）上に仮想の固定輪を設定する。

仮想の操舵輪は縦軸（ｙ軸）に対して、操舵角゛αの角
度をなしている。この仮想の操舵輪の直行線と横軸（Ｙ
軸）との交点が旋回中心Ｃとなる。

今（ｘ、ｙ）座標に対する実在の車輪ｌの位置は（ｊ！
＋　、　　ｉｔ　）とし、実在の車輪ｌのオフセット量
をｆ、とする。

第２図のフローチャートにて処理手順を説明すると、 まず第１の処理手順Ｓ１として、座標軸（Ｘ。

Ｙ）における車輪１のかじ取り軸中心Ｓの座標（２、，
２，＞を座標軸（ｘ、ｙ）における車輪１のかじ取り軸
中心Ｓの座標（ａ、ｂ）に座標変換する。その座標変換
は下記（１）式により求まる。

即ち ａ＝１．ＸＣｏ５　（β）　　ｆｔＸ５ｉｎ（β）ｂ＝
１！、ＸＣｏ５　（β）＋ｆ、Ｘ５ｉｎ　（β）第２の
処理手順Ｓ２として、実在の車輪ｌのかじ取り軸中心Ｓ
から横軸（Ｙ軸）に対する垂直線の交点Ａから旋回中心
Ｃまでの距離Ｃは下記（２）式より求まる。

α＝Ｏのとき、Ｃ＝−ａ 以外のとき、　　ｃ＝ｆ／Ｔａｎ　（α）−ａ第３の処
理手順Ｓ３として、実在の車輪１のかじ取り軸中心Ｓと
旋回中心Ｏとを結ぶ線（ＳＣ）の距離ｄは下記（３）式
より求まる。

ｄ＝　　ｂ　　＋ｃ７ ・・−・・・・・・・〜・−・・・−・・−・・・（３
）第４の処理手順Ｓ４として、実在の車輪ｌのかじ取り
軸中心Ｓと旋回中心Ｃと車体代表点０とで形成される角
Ｕ１は下記（４）弐より求まる。

ｉ）α〉０の場合 ｄ＝ｏのとき　Ｕ１＝π／２ ｂ＞Ｑのとき　Ｕ１＝Ｃｏｓ−’　（ｃ／ｄ）以外のと
き　　Ｕ１＝−Ｃｏ　ｓ−’　（ｃ／ｄ）ｉｉ　）αく
０の場合 ｄ＝ｏのとき　Ｕ１＝−π／２ ｂ＞ｏのとき　Ｕ１＝−Ｃｏｓ−”　（ｃ／ｄ）以外の
とき　　Ｕ１＝Ｃｏｓ−’　（ｃ／ｄ）ｉｉ〕α＝０の
場合 Ｕｌ＝０ 第５の処理手順Ｓ５として、４つある車輪の内の１個の
車輪１の駆動速度■は下記（５）式より求まる。

α〉０の場合 Ｖ＝ＴＸ　（ｄ＋ｆ＋）　ＸＳ　ｉ　ｎ　（α）　／ｊ
！α〈０の場合 ■＝７Ｘ　（ｄ−ｆｌ）ＸＳｉｎ　（−α）／ｊ２α＝
０の場合　　　　Ｖ＝γ 第６の処理手順Ｓ６として、４つある車輪の内の１個の
車輪ｌのかじ取り角Ｕは下記（６）式より求まる。

Ｕ＝Ｕ　１＋β （効　　果） 本発明方法は、上記の演算を他の３つの車輪に対しても
行い、車体の動きを代表するところの仮想の操舵輪から
演算によりその制御信号に基づき制御を行う各車輪のか
じ取り角、駆動速度を求め、それに基づき各車輪を制御
しつつ、全方向車を走行・操舵制御するものであるから
、例えば全方向モードでの走行状態で外力が全方向車に
働き、全方向車が回転して、車体の角度がずれた場合で
あっても、操舵角を修正して走行させることができる。

したがって、ステーション等にも正確に横付けでき、荷
役効率を向上させるという効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の原理図、第２図は本発明方法の、
フローチャートを示す。 α−−−−−−・・・・・・操舵角　　β　−・−・−
・−進行角Ｔ　−・・−・−走行速度　Ｕ−・−・−・
かじ取り角■−・−・−・・−・駆動速度 第　１　図 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも２つの各々独立したかじ取り角を制御できる
   機構を持った操舵輪を有し、該操舵輪のうち少なくとも
   ２つが各々独立に駆動制御できる機構をもった駆動輪で
   ある全方向車において、直進時の進行方向を車体に固定
   した座標軸に対する角度で表す進行角と、 任意に定めた車体を代表する点を通って前記進行角に直
   角な直線上に仮想の固定輪を設定し、かつ前記車体を代
   表する点を通って前記進行角の方向の直線上に前記車体
   を代表する点より適当な距離の位置に仮想の操舵輪を設
   定して、該仮想の操舵輪の前記進行角の方向に対するか
   じ取り角を表す操舵角と、 前記仮想の操舵輪の走行速度を表す走行速度を指令信号
   として、 前記仮想の固定輪と前記仮想の操舵輪とで幾何的に定ま
   る旋回中心と、前記仮想の操舵輪の走行速度に応じて実
   在する各車輪のかじ取り角と駆動速度を演算制御するこ
   とを特徴とする全方向車の走行・操舵制御方法。