(57)【要約】【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。【選択図】      図３
2019111672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体、および搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７８３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】車輪用モータの回転速度例を示す図である。
【図５】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６】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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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＞
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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＞
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
【数１】
2019111672.tif 000003
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。
【００３７】
【数２】
2019111672.tif 000004
【００３８】
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。
【００３９】
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＞
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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＞
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
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
【図１】
2019111672.tif 000005
【図２】
2019111672.tif 000006
【図３】
2019111672.tif 000007
【図４】
2019111672.tif 000008
【図５】
2019111672.tif 000009
【図６】
2019111672.tif 000010
【図７】
2019111672.tif 000011
【国際調査報告】
2019111672.tif 000012
2019111672.tif 000013
2019111672.tif 000014
2019111672.tif 000015