(57)【要約】【課題】倒立振子型移動ロボットにおいて、移動時に偏差なく追従可能な目標値の動作計画を提供すること。【解決手段】移動ロボットは、左右の車輪及びこの車輪を回転駆動する走行モータを有する移動機構と、移動機構に支持された上体と、移動機構を制御する制御装置とを備える。制御装置は複数の時系列目標値を生成する走行目標生成部を有する。走行目標生成部は、当該移動ロボットの接地点より上にある当該移動ロボットの位置及び傾きの線形和である特徴点の時系列値を、前記複数の時系列目標値に対する移動条件を満たすように生成する。【選択図】図３
2007319991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の車輪及びこの車輪を回転駆動する走行モータを有する移動機構と、
前記移動機構に支持された上体と、
前記移動機構を制御する制御装置とを備えた移動ロボットにおいて、
前記制御装置は複数の時系列目標値を生成する走行目標生成部を有し、
前記走行目標生成部は、当該移動ロボットの接地点より上にある当該移動ロボットの位置及び傾きの線形和である特徴点の時系列値を、前記複数の時系列目標値に対する移動条件を満たすように生成するものである
ことを特徴とする移動ロボット。
【請求項２】
請求項１の移動ロボットにおいて、前記移動条件が移動距離・最大速度・移動モータ最大駆動トルクであることを特徴とする移動ロボット。
【請求項３】
請求項１の移動ロボットにおいて、前記制御装置は当該移動ロボットの時系列に沿った移動目標値を生成する動作計画部を備え、前記走行目標生成部は、前記動作計画部から取得した移動目標値に基づいて、前記特徴点の時系列値を生成するものであることを特徴とする移動ロボット。
【請求項４】
請求項３の移動ロボットにおいて、前記制御装置は当該移動ロボットの到達位置までの経路上における旋回目標値を計算する経路制御部を備え、前記走行目標生成部は、前記経路制御部から取得した旋回目標値に基づいて、前記特徴点の時系列値を生成するものであることを特徴とする移動ロボット。
【請求項５】
請求項４の移動ロボットにおいて、前記移動目標値が当該移動ロボットの時系列に沿った目標位置、目標速度、目標傾斜角度、移動モータ駆動トルクであり、前記旋回目標値が当該移動ロボットの到達位置までの経路上における旋回角度目標値、旋回角速度目標値であることを特徴とする移動ロボット。
【請求項６】
請求項１の移動ロボットにおいて、前記走行目標生成部は当該移動ロボットの位置及び傾きの４階微分の線形和である特徴点の時系列値を生成するものであることを特徴とする移動ロボット。
【請求項７】
請求項１から６の何れかの移動ロボットにおいて、移動ロボットの経路上にある障害物または障害物になりうる物を検出する障害物センサを備え、前記制御装置は、前記障害物センサから得られた情報から前記障害物または障害物になりうる物の動きを予測する障害物挙動予測部と、前記障害物挙動予測部が予測した障害物の挙動と当該移動ロボットの挙動とを比較して前記障害物または障害物になりうる物と前記移動ロボットの衝突の有無を予測する衝突予測部とを備えることを特徴とする移動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボットに係り、特に倒立振子型移動ロボットに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
倒立振子型の移動ロボットとして、特開昭６３−３０５０８２号公報（特許文献１）、特開２００４−３４５０３０号公報（特許文献２）に記載されているものが知られている。
【０００３】
これらの移動ロボットでは、一対の車輪と、両車輪間に架設された車軸と、車軸に支持された上体と、車輪駆動装置と、車輪を制御する制御装置とを備えている。移動ロボットの傾斜は上体の傾斜角度計測手段によって検知され、車輪の回転角度は車輪回転角度検出手段によって検知される。車輪駆動装置は、検知された上体の傾斜角度と車輪の回転角度とを予め設定されている制御入力式に代入することで駆動トルクを演算し、車輪駆動用モータを制御することにより倒立を行なう。制御入力式の算出は、移動ロボットの運動方程式を基にして、各種制御理論（例えば、ＬＱＲ、ＬＱＧ、Ｈ∞制御理論、Ｈ２制御理論、μ−設計法等）により求められる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−３０５０８２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
人間の生活空間で移動ロボットを活用するためには、人間に対してストレスを与えない俊敏さと安定性、さらには邪魔にならないようなコンパクトさが重要である。これらの条件を満たす移動ロボットの形態として倒立振子が挙げられる。倒立振子型の移動ロボットでは重心を積極的に変移させて移動を行なうために機敏な動作を実現しつつも移動ロボットの底面積を削減できる利点がある。
【０００６】
しかし、一般的に倒立振子は動き始めと止まるときに逆方向に動く特性がある。従来技術では速度または位置を目標入力とした制御によって速度または位置を制御しているが、このような制御では倒立振子が逆に動く量の予測ができないため、移動ロボットが移動可能な領域を制限された場所では領域内に収まるよう制御することが難しかった。
【０００７】
また、モータ駆動トルクを予想できないためにモータ駆動トルクをモータの限界内に抑えることが難しかった。そのため出力トルクや移動可能な領域に対して余裕を持たせた目標入力を与えることしかできず、移動ロボット本来の性能が制限されて発揮できないという問題点があった。
【０００８】
また、移動ロボットの経路上に移動している障害物が存在している場合または存在する可能性がある場合では、移動ロボットの挙動を正確に予測しなければ、障害物回避のために大きく目標入力に余裕をとることになり、移動ロボット本来の性能が制限されてしまう。
【０００９】
さらに、移動ロボットが移動中に作業を行なう場合では、上体の傾きを予測できると、移動ロボットと作業対象との位置関係が明確になり作業指示が容易になる。しかし、従来の倒立振子への移動指定方法では、移動速度・加速度を予測できないために、移動速度・加速度と密接な関係がある上体角度も予測できず、移動中の作業指示が難しかった。
【００１０】
本発明の目的は、移動距離、移動中の最大速度、移動中の最大モータ駆動トルクを指定でき、位置・速度・上体角度・上体角速度・モータ駆動トルクを移動ロボットが移動開始から停止するまで偏差なく追従可能な目標値の動作計画を得るための技術を提供することである。また、障害物センサと動作計画を用いて衝突の有無を判断し、衝突を回避する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するために、本発明は、左右の車輪及びこの車輪を回転駆動する走行モータを有する移動機構と、前記移動機構に支持された上体と、前記移動機構を制御する制御装置とを備えた移動ロボットにおいて、前記制御装置は複数の時系列目標値を生成する走行目標生成部を有し、前記走行目標生成部は、当該移動ロボットの接地点より上にある当該移動ロボットの位置及び傾きの線形和である特徴点の時系列値を、前記複数の時系列目標値に対する移動条件を満たすように生成するものである。
【００１２】
係る本発明の好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記移動条件が移動距離・最大速度・移動モータ最大駆動トルクであること。
（２）前記制御装置は当該移動ロボットの時系列に沿った移動目標値を生成する動作計画部を備え、前記走行目標生成部は、前記動作計画部から取得した移動目標値に基づいて、前記特徴点の時系列値を生成するものであること。
（３）前記（２）において、前記制御装置は当該移動ロボットの到達位置までの経路上における旋回目標値を計算する経路制御部を備え、前記走行目標生成部は、前記経路制御部から取得した旋回目標値に基づいて、前記特徴点の時系列値を生成するものであること。
（４）前記（３）において、前記移動目標値が当該移動ロボットの時系列に沿った目標位置、目標速度、目標傾斜角度、移動モータ駆動トルクであり、前記旋回目標値が当該移動ロボットの到達位置までの経路上における旋回角度目標値、旋回角速度目標値であること。
（５）前記走行目標生成部は当該移動ロボットの位置及び傾きの４階微分の線形和である特徴点の時系列値を生成するものであること。
（６）移動ロボットの経路上にある障害物または障害物になりうる物を検出する障害物センサを備え、前記制御装置は、前記障害物センサから得られた情報から前記障害物または障害物になりうる物の動きを予測する障害物挙動予測部と、前記障害物挙動予測部が予測した障害物の挙動と当該移動ロボットの挙動とを比較して前記障害物または障害物になりうる物と前記移動ロボットの衝突の有無を予測する衝突予測部とを備えること。
【発明の効果】
【００１３】
かかる本発明の倒立振子型移動ロボットによれば、移動時に偏差なく追従可能な目標値の動作計画を提供することができ、移動可能領域の制限を外し、移動ロボットの移動可能領域を広くとることができる。また、障害物との衝突予測精度を上げることにより障害物の近傍を通過でき、スムーズな移動を行なう移動ロボットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例に係る移動ロボットについて図１から図５を用いて説明する。
【００１５】
まず、本実施例の移動ロボット１の機構構成を図１を参照しながら説明する。図１Ａは本実施例の移動ロボットの機構構成を説明する正面図、図１Ｂは図１Ａの移動ロボットの側面図である。
【００１６】
移動ロボット１は、倒立振子型の移動ロボットであり、大きく移動機構２と上体３とに２分される。移動機構２は、左右の車輪４、５と、これらを回転駆動する走行モータ６、７とを備えている。上体３は移動機構２の上部に回動可能に支持されている。移動機構２の上部には、鉛直方向を基準とした上体３の傾斜を検出する姿勢方位センサ８が設けられている。上体３には、作業用のマニピュレータ９、対人インターフェース機能を持つ頭部１０等の作業装置が搭載されている。さらに、上体３には、ロボット全体を制御する制御装置１１が内蔵されており、また、走行領域に存在する走行方向の障害物の位置及び形状を計測する障害物センサ１２が設けられている。
【００１７】
次に、移動ロボット１の制御系の構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１の移動ロボットの制御系構成図である。
【００１８】
制御装置１１は、移動目標生成部２２、動作計画部２０、経路制御部２１、走行目標生成部１７、障害物挙動予測部１８、衝突予測部１９、左右モータ駆動装置１３、１４を備えている。
【００１９】
移動目標生成部２２では、移動ロボット１の移動目標である、到着位置、移動時間、移動速度、最大移動加速度、最大モータ駆動トルクなどを生成する。
【００２０】
動作計画部２０では、移動目標生成部２２から到着位置、移動時間、移動速度、最大移動加速度、最大モータ駆動トルクを目標として受け、移動ロボットの時系列に沿った目標位置、目標速度、目標傾斜角度、移動モータ駆動トルクを生成する。以後、目標位置、目標速度、目標傾斜角度、移動モータ駆動トルクを総称して移動目標値と表記する。移動目標値の生成方法については後述する。
【００２１】
また、経路制御部２１では、移動目標生成部２２から到達位置を取得し、到達位置までの経路を生成し、その経路上における旋回角度目標値と旋回角速度目標値とを計算する。以後、旋回角度目標値と旋回角速度目標値とを纏めて旋回目標値と言う。
【００２２】
走行目標生成部１７では、動作計画部２０から移動目標値を取得し、経路制御部２１から旋回目標値を取得し、左右のエンコーダ１５、１６から車輪速度ｖ１，ｖ２を取得し、姿勢センサ８から上体３の傾斜角度θ１と傾斜角加速度ｄθ１／ｄｔを取得し、それらに基づいて左右のモータ駆動装置１３、１４へ目標モータ駆動トルクτ１ｒ、τ２ｒを指定する。
【００２３】
上体３に取り付けられた障害物センサ１２は障害物の位置と速度を検知しており、この情報を基に障害物挙動予測部１８は障害物がどのような移動を行なうか予測する。
【００２４】
衝突予測部１９では、動作計画部２０から移動目標値を取得し、経路制御部２１から旋回目標値を取得し、障害物挙動予測部１８から障害物の予測値を取得し、それらに基づいて障害物との接触の有無を判断し、衝突すると予測した場合は速やかに移動を取り止めるように走行目標生成部１７へ信号を出力する。
【００２５】
左右モータ駆動装置１３、１４では、走行目標生成部１７から目標モータ駆動トルクτ１ｒ、τ２ｒを取得し、左右のエンコーダ１５、１６から車輪速度ｖ１，ｖ２を取得し、それぞれ左右の走行モータ５、６のモータ駆動トルクτ１、τ２が目標モータ駆動トルクτ１ｒ、τ２ｒに等しくなるように制御を行なう。
【００２６】
次に、移動ロボット１の倒立振子制御を行っている制御装置１１の動作に関して図２を参照しながら説明する。
【００２７】
最初に、走行目標生成部１７で移動ロボット１が起立状態を保つためのモータ駆動トルクをどのように算出しているかを述べる。
【００２８】
移動ロボット１を２次元上で考え、車輪駆動機構２と上体３とから構成されているとする。車輪駆動機構２は、車輪４，５、走行モータ５，６、及び左右の車輪４，５と走行モータ５，６とを接続する車軸からなり、質量をｍ０、車軸の周りの慣性モーメントをＪ０とする。上体３はそれ以外の部分とし、質量ｍ１、重心周りの慣性モーメントｊ１、車軸と重心の間の距離をｌとする質点で代表する。また、車輪の半径をｒとし、車輪駆動部と上体３の間の粘性抵抗をｄとする。これらのパラメータｍ０、ｍ１、Ｊ０、Ｊ１、ｌ、ｒ、ｄは実機を測定しても良いし、設計値から計算することも出来る。車輪４，５の上体３となす回転角度をθ０とし、上体の鉛直方向からの傾きをθ１とする。さらにモータ５，６の出力トルクをτとすると、運動方程式は次の式（１）のように表される。
【００２９】
【数１】
2007319991.tif 000003
【００３０】
制御系の設計を簡単にするため、非線形項をθ１が十分に小さいとして、式（１）の線形化を行なう。これにより、簡略化運動方程式は次の式（２）のように表される。
【００３１】
【数２】
2007319991.tif 000004
【００３２】
式（２）の簡略化運動方程式を状態空間表現にしたものを次の式（３）に示す。
【００３３】
【数３】
2007319991.tif 000005
【００３４】
式（３）で表わされる制御対象は、公知となっている様々な制御理論に基づいて状態フィードバックゲインを算出し、状態フィードバックを行なうことにより安定化することが可能である。簡単には、次の式（４）のように、θ０、ｄθ０／ｄｔ、θ１、ｄθ１／ｄｔに対してそれぞれ状態フィードバックゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を乗じて加算したものをτに指定することにより、位置を保ち速度を０にしたまま倒立を保つことができる。
【００３５】
【数４】
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【００３６】
また、走行目標生成部１７で行なっている移動ロボットの位置（ｘ，ｙ）と方位（φ）は次のように算出している。
【００３７】
左右のエンコーダ１５、１６より得られる左右の車輪角速度ｖ１，ｖ２を用いて、直交座標で時刻ｔにおける移動ロボット１の位置をｐ（ｔ）＝（ｘ，ｙ）、速度をｖ（ｔ）＝（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）、方位を（φ）、旋回速度を（ｄφ／ｄｔ）を式（５），式（６）のように得る。
【００３８】
【数５】
2007319991.tif 000007
【００３９】
【数６】
2007319991.tif 000008
【００４０】
ここで、前記の現在位置を目標位置と現在位置との偏差に書き換えることにより、または前記の現在速度を目標速度と現在速度との偏差に変更することにより、移動ロボット１を移動させることが出来る。
【００４１】
しかし、式（３）で示す移動ロボットのシステムでは、現在位置または現在速度が単純な目標位置または目標速度、例えばステップ上の入力や台形速度パターン、台形加速度パターンなどに対して偏差なく追従できない。従来の単純な目標指定方法では、目標位置または目標速度に追従する場合において、行き過ぎや、追従開始直後に逆方向に動く。これは目標として与えていない動作を移動ロボット１が行なうと言うことであり、計画時では発生しなかった衝突等の問題を引き起こす可能性がある。また、移動ロボットが目標とずれた動作を行なうことにより、実際に移動ロボットを走行させた場合にモータ駆動トルクがモータの能力以内に収まるかが目標位置、目標速度を指定する段階では知ることが出来ず、指定した目標位置または目標速度がモータに過剰な要求をしているかを調べるためには一度シミュレーションや実機を用いて確認しなければわからず、さらにその結果は状態フィードバックゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４の大きさによって異なる。
【００４２】
そこで、上記の問題を解決するために、本実施形態の走行目標生成部１７は、移動距離・最大速度・移動モータ最大駆動トルクの３つを設定した上で、倒立振子型移動ロボットが移動開始から移動停止まで偏差なく追従可能な時系列に沿った移動目標値を生成する。
【００４３】
走行目標生成部１７が移動距離・最大速度・移動モータ最大駆動トルクの３つを満たすような移動開始から移動停止まで偏差なく倒立振子型移動ロボットが追従可能な時系列に沿った移動目標値を生成する手段を図３を参照して説明する。図３は図１の移動ロボットの移動計画を得る手順を示すフローチャートである。
【００４４】
最初に走行目標生成部１７は移動目標生成部より移動距離Ｌ、最大速度Ｖｍａｘ、移動モータ最大駆動トルクτｍａｘの３つからなる移動条件を取得する（Ｓ１）。次に移動距離Ｌ、最大速度Ｖｍａｘ、移動モータ最大駆動トルクτｍａｘを用いて式（７）に示すように、後述する特徴点ｑ（ｔ）の４階微分のパラメータである加速時間ｔ１、等速時間ｔ２、最大絶対値ｋを求める（Ｓ２）。
【００４５】
【数７】
2007319991.tif 000009
【００４６】
算出されたパラメータを基に時系列に沿った特徴点ｑ（ｔ）を次の式（８）によって求める（Ｓ３）。
【００４７】
【数８】
2007319991.tif 000010
【００４８】
最後に式（９）を用いて時系列に沿った移動目標値である移動ロボットの位置θ０ｒ（ｔ）、速度ｄθ０ｒ／ｄｔ（ｔ）、上体角度θ１ｒ（ｔ）、上体角速度ｄθ１ｒ／ｄｔ（ｔ）、トルクτｒ（ｔ）を時系列に沿った特徴点ｑ（ｔ）から求める（Ｓ４）
【００４９】
【数９】
2007319991.tif 000011
【００５０】
以下、上記の説明を行なう。
【００５１】
まず、式（２）に対してｄ＝０を仮定して整理することにより式（１０）を得る。
【００５２】
【数１０】
2007319991.tif 000012
【００５３】
ここで特徴点ｑを式（１１）のように定義する。
【００５４】
【数１１】
2007319991.tif 000013
【００５５】
特徴点ｑは移動ロボットの接地点より上に存在する点であり、特徴点ｑを用いることにより移動目標値の位置θ０ｒ、速度ｄθ０ｒ／ｄｔ、上体角度θ１ｒ、上体角速度ｄθ１ｒ／ｄｔ、トルクτｒは式（９）のように表わせる。式（９）より特徴点ｑを目標とする移動距離Ｌ、最大速度Ｖｍａｘ、移動モータ最大駆動トルクτｍａｘを満たすように設計すれば、移動目標値の位置θ０ｒ、速度ｄθ０ｒ／ｄｔ、上体θ１ｒ、上体角速度ｄθ１ｒ／ｄｔ、トルクτｒの時系列に沿った目標値を得ることになる。また、移動目標値は、停止から停止までの指定であるとして、ｑの４階微分は式（８）のようにした。移動目標値を停止から停止までと指定することにより、車輪速度ｄθ０ｒ／ｄｔ、及びその微分は移動開始と移動終了時において０をとる。また、停止時においては上体角度θ１ｒも０になる。ここから移動開始時と移動終了時においてｑの１階微分、２階微分、３階微分値は０をとらねばならない。さらに、移動距離Ｌ、最大速度Ｖｍａｘ、移動モータ最大駆動トルクτｍａｘを同時に満たすためには３つの設計自由度がいる。式（８）で定義したｑの４階微分は、加速時間ｔ１、等速時間ｔ２、最大絶対値ｋの３つの自由度を持つ、時間ｔに依存する値であり、以上の条件を全て満たす。移動距離Ｌ、最大速度Ｖｍａｘ、移動モータ最大駆動トルクτｍａｘの３つからなる移動条件を用いることによりｑの４階微分のパラメータ加速時間ｔ１、等速時間ｔ２、最大絶対値ｋは式（８）、式（９）を連立させることにより解析的に得らことができる。加速時間ｔ１、等速時間ｔ２、最大絶対値ｋは実数であるので得られた解析解は式（７）になる。
【００５６】
得られる移動目標値と特徴点ｑ及びその４階微分までの時系列値の例を図４（ａ）〜（ｅ）に示す。
【００５７】
以上により、走行目標生成部１７は、移動距離・最大速度・移動モータ最大駆動トルクの３つを設定した上で、倒立振子型移動ロボットの偏差なく追従可能な時系列に沿った移動目標値を生成する。移動目標値に移動ロボットを追従させるためには、次の式（１２）に示すように、式（４）における現在位置を現在位置と目標位置との差に、現在速度を現在速度と目標速度との差に、現在上体角度を現在上体角度と目標上体角度との差に、現在上体角速度を現在上体角速度と目標上体角速度との差にそれぞれ変更したものに移動モータ駆動トルクを加えることにより倒立用モータ駆動トルクτｓを計算する。
【００５８】
【数１２】
2007319991.tif 000014
【００５９】
次に衝突予測について説明する。障害物挙動予測部１８は障害物センサ１２より検知される障害物の位置と大きさを記録している。記録は障害物センサのスキャン時間ｅ秒毎に行われており、時刻ｔにおいて記録されている一つの障害物ｏの位置をｘ、ｙ平面におけるｐｏ（ｔ）で表わすと、障害物の速度ｖｏ（ｔ）は次の式（１３）のように表される。また、障害物は、障害物の位置ｐｏ（ｔ）を中心に半径Ｒｏの円柱であると考える。
【００６０】
【数１３】
2007319991.tif 000015
【００６１】
衝突予測部の処理手順を図５のフローチャートで示す。最初に衝突予測部１９は障害物挙動予測部１８より障害物の位置ｐｏ（ｔ）と速度ｖｏ（ｔ）、大きさである半径Ｒｏを取得し（Ｓ１１）、次の式（１４）を用いて障害物の予測位置ｐｏｐ（ｔ＋ｋ）を得る（Ｓ１２）。
【００６２】
【数１４】
2007319991.tif 000016
【００６３】
次に衝突予測部１９は動作計画部２０から移動ロボット１の移動計画を取得し、次の式（１５）で表わされる予測速度ｖｐ（ｔ）、経路制御部２１より移動経路を取得する（Ｓ１３）。
【００６４】
【数１５】
2007319991.tif 000017
【００６５】
得られた移動ロボットの経路上を移動ロボットが移動計画に偏差なく追従するとして、予測速度ｖｐ（ｔ）の時刻ｔから時刻（ｔ＋ｋ）までの積分と経路長が等しくなる地点を移動ロボットの予測位置ｐｐ（ｔ＋ｋ）とする（Ｓ１４）。衝突の判断は移動ロボットの予測位置ｐｐ（ｔ＋ｋ）を中心とする半径Ｒの範囲に障害物の予測位置ｐｏｐ（ｔ＋ｋ）が含まれているか次の式（１６）を用いて判断する（Ｓ１５）。ここでＲｒは移動ロボットを円柱とした場合の半径であり、Ｒｐは移動ロボットの予測位置の誤差範囲とした。
【００６６】
【数１６】
2007319991.tif 000018
【００６７】
式（１６）が成立した場合は衝突であると判断して走行目標生成部１７に対して移動停止を指定する（Ｓ１６）。
【００６８】
従来手法では、移動ロボットが移動計画に対して偏差なく追従できなかったために、移動ロボットの予測位置の誤差範囲Ｒｐを大きくとる必要があった。しかし、上記に示した偏差なく追従可能な移動計画を用いることにより移動ロボットの予測位置の誤差範囲Ｒｐを小さくでき、従来の方法では移動ロボットが衝突と判断して停止しなければならなかった場面でも移動ロボットは障害物に接触しないと正しく判断でき、衝突や停止することなく移動することが出来るようになる。
【００６９】
本実施形態によれば、上述したように、倒立振子型移動ロボットに対して移動時において偏差なく追従可能な目標値の動作計画を動作計画装置により提供することができる。本実施形態の動作計画装置から得られる動作計画では移動ロボットは動作計画に偏差なく追従するために、前記の移動可能領域の制限を外し、移動ロボットの移動可能領域を広くとることができる。また、障害物との衝突予測精度を上げることにより障害物の近傍を通過でき、スムーズな移動を行なう移動ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の一実施例に係る移動ロボットの機構構成を説明する正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの移動ロボットの側面図である。
【図２】図１の移動ロボットの制御系構成図である。
【図３】図１の移動ロボットの移動計画を得る手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の移動ロボットの特徴点及びその４階微分までの時系列値の一例を示す図である。
【図５】図２の衝突予測装置の衝突予測を行なう手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１…移動ロボット、２…移動機構、３…上体、４，５…車輪、６，７…走行モータ、８…姿勢センサ、９…マニピュレータ、１０…頭部、１１…制御装置、１２…障害物センサ。
【図１Ａ】
2007319991.tif 000019
【図１Ｂ】
2007319991.tif 000020
【図２】
2007319991.tif 000021
【図３】
2007319991.tif 000022
【図４】
2007319991.tif 000023
【図５】
2007319991.tif 000024