自主移动体及自主移动体的运动控制方法技术

本发明专利技术提供了一种自主移动体，该自主移动体在其识别到行驶方向上没有台阶时，通过允许后脚轮位于相对于行驶方向的前侧对驱动轮进行控制，并且当自主移动体识别到行驶方向上有台阶时，自主移动体控制驱动轮以改变布置有驱动轮及后脚轮的基座本体的方位并接近台阶，使得两个驱动轮中的至少一个驱动轮在后脚轮接触台阶之前接触台阶。

Motion control method of autonomous mobile body and autonomous mobile body

The invention provides a mobile body, the mobile body on the recognition to no steps on the driving direction, by allowing the caster is located relative to the driving direction after the front control of the driving wheel, and when the independent moving body recognition to a higher level on the driving direction, driving wheel control to change the layout of a drive after the wheel and the base body position and close step casters move automatically, makes the two driving wheels in before at least one driving wheel in contact contact step step casters.

【技术实现步骤摘要】
自主移动体及自主移动体的运动控制方法
本专利技术涉及自主移动体及自主移动体的运动控制方法。
技术介绍
已知一种包括台车的自主移动体，该台车包括一对驱动轮和后轮。由于驱动轮被彼此独立地驱动，该自主移动体能够直线向前移动或转动。此外，已知一种由连杆机构提升车轮以越过台阶的全方位移动车辆(例如，日本未审查专利申请公开号为2004-131017)。
技术实现思路
当包括一对驱动轮和后轮的台车控制为全方位台车时，一种后轮位于行驶方向的前方的活动脚轮系统是有效的。然而，在活动脚轮控制装置中，针对跨越在行驶路径上的台阶的特性的可越过性较低。另一方面，当在车轮中采用复杂机构以改善可越过性时，降低了可维持性。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，并且本专利技术的目的在于提高自主移动体的可越过性。一种根据本专利技术的第一方面的自主移动体包括：两个驱动轮，所述两个驱动轮被彼此独立地旋转驱动；至少一个后脚轮；基座本体，其中，两个驱动轮和后脚轮布置在该基座本体中；控制器，该控制器控制驱动轮的旋转驱动；以及获取单元，该获取单元获取有关行驶路径上的台阶的信息；其中，当控制器已经识别到由获取单元获取信息的结果是在行驶方向上没有台阶时，控制器通过允许后脚轮位于基座本体相对于行驶方向的前侧而对驱动轮进行控制，并且当控制器已经识别到在行驶方向上有台阶时，对驱动轮进行控制以改变基座本体的方位并接近台阶，使得两个驱动轮中的至少一个驱动轮在后脚轮接触台阶之前接触台阶。一种根据本专利技术的第二方面的自主移动体的运动控制方法是自主移动体的运动控制方法，该自主移动体包括：彼此独立地旋转驱动的两个驱动轮、至少一个后脚轮以及基座本体，其中，两个驱动轮和后脚轮布置在该基座本体中，该方法包括：获取有关行驶路径上的台阶的信息；以及当控制器已经识别到获取信息的结果是在行驶方向上没有台阶时，通过允许后脚轮位于基座本体相对于行驶方向的前侧而对驱动轮进行控制，并且当控制器已经识别到在行驶方向上有台阶时，对驱动轮进行控制以改变基座本体的方位并接近台阶，使得两个驱动轮中的至少一个驱动轮在后脚轮接触台阶之前接触台阶。根据各个方面的结构，在除了移动体越过台阶的情况以外的正常行驶期间，两个驱动轮与后脚轮之间的位置关系不受约束，由此移动体能够全方向地移动并且用于可以采用的移动路径的选项的数量增加。也就是说，运动的自由度大大提高。另一方面，当移动体越过台阶时，驱动轮位于前侧并且驱动轮在脚轮越过台阶之前试图越过台阶。因此，可以减小越过台阶所需的推进力并因而能够平稳地越过台阶。也就是说，相对于台阶的可越过性得到改善。根据本专利技术，能够改善自主移动体的可越过性。本专利技术的上述及其它目的、特征和优点将从下文给出的详细描述和附图中得到更充分的理解，其中，这些描述和附图仅仅是为了说明，并因此不被认为是对本专利技术进行限制。附图说明图1以分解图示出了根据一个实施方式的移动机器人的一部分的外部立体图；图2是移动机器人的控制框图；图3是用于描述活动脚轮控制的图解；图4是用于描述台阶可越过性的图解；图5示出了在移动机器人越过台阶之前的方向改变的状态的图解；图6示出了移动机器人接近台阶的状态的图解；图7A～7C示出了当移动机器人不能在台阶前方改变方向时的方向改变的状态的图解；图8示出了可以在移动机器人到达台阶之前确保迂回路时的方向改变的状态的图解；图9示出了由移动机器人执行的操作程序的流程图；图10示出了用于越过台阶的控制的经修改的示例的流程图；以及图11示出了当台阶以倾斜的方式与移动路径相交时移动机器人越过台阶的状态的示意图。具体实施方式下面将参照本专利技术的实施方式对本专利技术进行描述，权利要求书中阐述的专利技术并不限于下述实施方式。此外，并非实施方式中描述的所有结构都是必须作为用于解决问题的手段。图1以分解图示出了根据本实施方式的移动机器人的一部分的外部立体图。作为自主移动体的移动机器人100主要由台车部分110和上本体部分120组成。图1示出了上本体部分120从台车部分110稍微升起的状态。台车部分110主要由台车基部111、两个驱动轮112以及一个脚轮113构成，其中，当从上方观察时台车基部111形成为四边形，并且两个驱动轮112以及一个脚轮113附接至台车基部111。台车基部111用作台车部分110的基部本体并且具有例如框架结构。两个驱动轮112以其旋转轴彼此匹配的方式布置在台车基部111的彼此相对置的相应的侧部上。驱动轮112通过马达(未示出)彼此独立地旋转地驱动。脚轮113是后轮且布置成使得从台车基部111沿竖向方向延伸的转动轴支持驱动轮，从而使所述转动轴与驱动轮的旋转轴之间存在一定空间，并且脚轮113用作根据台车部分110的移动方向进行追踪的后脚轮。例如，当两个驱动轮112以相同的旋转速度沿相同的方向旋转时，移动机器人100直线向前行驶，并且当两个驱动轮112以相同的旋转速度沿相反的方向旋转时，移动机器人100围绕穿过重心的竖向轴转动。也就是说，移动机器人100能够通过控制两个驱动轮112中的每个驱动轮的旋转方向及旋转速度而向前移动、向后移动或者转动。台车部分110包括各种传感器以感测障碍物并识别周围环境。摄像机114是所述传感器中的一个传感器且在台车基部111的四个角部中的每个角部中均设置有一个摄像机114。例如，摄像机114包括CMOS图像传感器，CMOS图像传感器将已经捕获的图像信号发送到稍后将进行描述的控制器。当两个相邻的摄像机114捕获相同的障碍物时，能够获得视差图像并且也能够计算到障碍物的距离。此外，利用障碍物的图像与视角的比例以及已经计算的距离，可以计算障碍物的尺寸。根据这种操作，也可以计算存在于行驶路径上的台阶的高度。台车基部111上表面的中央部分处设置有转动机构119。转动机构119中装配有构成上本体部分120的上本体基部125的装配部分(未示出)并且上本体基部125因此放置在台车基部111上。上本体基部125经由转动机构119通过设置在台车基部111中的马达(未示出)绕竖向轴以可旋转的方式驱动。在本实施方式中，将在如下假设下而给出解释：假设移动机器人100的重心位于转动机构119的转动轴上，并且假设当驱动轮112以相同的速度但沿相反的方向驱动时，移动机器人100执行围绕与转动机构119的转动轴相同的轴的枢转转动(原地转动)。当转动机构119的转动轴与枢转转动的转动轴彼此偏离时，驱动轮112的平移分量可以在考虑偏移量的情况下进行调整。除了上本体基部125之外，上本体部分120主要包括多个臂121和抓持部124。多个臂121彼此连接成使得在其相应的端部处转动。一系列臂121的基部端部侧固定至上本体基部125且其末端端部侧以可旋转的方式支承抓持部124。抓持部124包括承载机构，使得抓持部124能够承载物体。臂121和抓持部124经由马达(未示出)驱动且各自采取预定的姿态并承载物体。图2是移动机器人100的控制框图。控制器200例如是CPU且设置在台车部分110中。驱动轮单元210包括驱动电路和马达以对驱动轮112进行驱动，并且驱动轮单元210设置在台车部分110中。控制器200通过向驱动轮单元210发送驱动信号来执行驱动轮112的旋转控制。转动驱动单元212包括驱动电路或马达以可旋转地驱动上本体基部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主移动体，包括：两个驱动轮，所述两个驱动轮被彼此独立地旋转驱动；至少一个后脚轮；基座本体，所述两个驱动轮和所述后脚轮布置在所述基座本体中；控制器，所述控制器对所述驱动轮的旋转驱动进行控制；以及获取单元，所述获取单元获取有关行驶路径上的台阶的信息；其中，当所述控制器已经识别到由所述获取单元获取所述信息的结果是在行驶方向上没有台阶时，所述控制器通过允许所述后脚轮位于所述基座本体相对于所述行驶方向的前侧来控制所述驱动轮，并且当所述控制器已经识别到在所述行驶方向上有台阶时，所述控制器控制所述驱动轮以改变所述基座本体的方位并接近所述台阶，使得所述两个驱动轮中的至少一个驱动轮在所述后脚轮接触所述台阶之前接触所述台阶。

【技术特征摘要】
2016.07.07 JP 2016-1351061.一种自主移动体，包括：两个驱动轮，所述两个驱动轮被彼此独立地旋转驱动；至少一个后脚轮；基座本体，所述两个驱动轮和所述后脚轮布置在所述基座本体中；控制器，所述控制器对所述驱动轮的旋转驱动进行控制；以及获取单元，所述获取单元获取有关行驶路径上的台阶的信息；其中，当所述控制器已经识别到由所述获取单元获取所述信息的结果是在行驶方向上没有台阶时，所述控制器通过允许所述后脚轮位于所述基座本体相对于所述行驶方向的前侧来控制所述驱动轮，并且当所述控制器已经识别到在所述行驶方向上有台阶时，所述控制器控制所述驱动轮以改变所述基座本体的方位并接近所述台阶，使得所述两个驱动轮中的至少一个驱动轮在所述后脚轮接触所述台阶之前接触所述台阶。2.根据权利要求1所述的自主移动体，其中，当所述控制器已经识别到在所述行驶方向上识别的台阶的高度等于或大于预定高度时，所述控制器控制所述驱动轮以改变所述基座本体的方位并接近所述台阶，使得所述两个驱动轮中的至少一个驱动轮在所述后脚轮接触所述台阶之前接触所述台阶。3.根据权利要求1或2所述的自主移动体，其中，当所述控制器判定不能在所述行驶方向上已经识别出台阶的位置改变所述基座本体的方位时，所述控制器以使得所述移动体向后移动、所述基座本体的方位改变以及所述驱动轮接近所述台阶的方式控制所述驱动轮，使得所述两个驱动轮中的至少一个驱动轮在所述后脚轮接触所述台阶之前接触所述台阶。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自主移动体，其中，当从所述行驶方向上已经识别出台阶的位置到所述台阶的距离大于预定距离时，所述控制器以使得所述驱动轮在改变所述基座本体的方位的同时靠近所述台阶的方式控制所述驱动轮，使得所述两个驱动轮中的至少一个驱动轮在所述后脚轮接触所述台阶之前接触所述台阶。5.根据权利要求1至4中任一项所述的自主移动体，其中，当所述控制器判定从所述行驶方向上已经识别出台阶的位置到所述台阶能够确保迂回路时，所述控制器以使得所述驱动轮在改变所述基座本体的方位的同时靠近所述台阶的方式控制所述驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺田耕志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP