移動體控制設備，移動體控制方法和控制程序的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及控制一邊維持倒立狀態，一邊行進的倒立式移動體的移動體控制設備、移動體控制方法和控制程序。
【背景技術】
[0002]在維持移動體的倒立狀態的時候，按照移動體的傾斜，進行諸如前進或后退之類期望的行進的倒立式移動體已為人們所知(例如，參見公開的PCT申請的日語譯文N0.2010-500220(JP 2010-500220 A))。
[0003]順便提及，例如在制動的情況下，要求上述倒立式移動體沿與行進方向相反的方向傾斜。然而，當倒立式移動體高速移動時，倒立式移動體在行進方向上傾斜較大。從而，當在這種狀態下進行制動時，難以快速使倒立式移動體沿與行進方向相反的方向傾斜，從而導致制動距離的可能增大。在為了便利制動，進行時常限制倒立式移動體的傾斜的大小的控制的情況下，倒立式移動體的速度受到限制。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，作出了本發明，本發明提供一種能夠制動距離短地實現制動，而不限制正常狀態下的倒立式移動體的移動速度的移動體控制設備、移動體控制方法和控制程序。
[0005]本發明的一個方面提供一種移動體控制設備，包括:姿態角檢測部分，所述姿態角檢測部分被配置成檢測倒立式移動體的姿態角；命令值生成部分，所述命令值生成部分被配置成按照姿態角檢測部分檢測的姿態角，生成倒立式移動體的姿態角速度命令值；控制部分，所述控制部分被配置成按照命令值生成部分生成的姿態角速度命令值，控制倒立式移動體的驅動；判定部分，所述判定部分被配置成判定倒立式移動體是否恒向行進規定時間或更長時間；和加減速命令部分，所述加減速命令部分被配置成當判定部分判定持續規定時間或更長時間恒向進行行進時，增大或減小由命令值生成部分生成的姿態角速度命令值。在這方面，加減速命令部分可被配置成生成正弦式加減速命令值，移動體控制設備還可包括加法器部分，所述加法器部分被配置成相加由加減速命令部分生成的正弦式加減速命令值和由命令值生成部分生成的姿態角速度命令值。在這方面，加減速命令部分可被配置成當判定部分判定持續規定時間或更長時間恒向進行行進時，增大或減小由命令值生成部分生成的姿態角速度命令值，以致倒立式移動體的重心的平均移動速度變得恒定。在這方面，加減速命令部分可被配置成當判定部分判定持續規定時間或更長時間恒向進行行進時，增大或減小由命令值生成部分生成的姿態角速度命令值，和增大或減小倒立式移動體的驅動輪的移動速度，以隨著擺動改變倒立式移動體的傾斜。在這方面，加減速命令部分可被配置成按照倒立式移動體在其中移動的環境的信息，增大或減小正弦式加減速命令值的周期。在這方面，加減速命令部分可被配置成當判定倒立式移動體在室內環境中移動時，減小正弦式加減速命令值的周期，而當判定倒立式移動體在室外環境中移動時，增大正弦式加減速命令值的周期。在這方面，移動體控制設備還可包括存儲部分，所述存儲部分被配置成保存倒立式移動體的行進信息，加減速命令部分可被配置成按照保存在存儲部分中的倒立式移動體的行進信息，增大或減小正弦式加減速命令值的周期。在這方面，加減速命令部分可被配置成當倒立式移動體的行進信息的變動較大時，減小正弦式加減速命令值的周期，而當倒立式移動體的行進信息的變動較小時，增大正弦式加減速命令值的周期。在這方面，倒立式移動體的行進信息可包括倒立式移動體的姿態角、姿態角速度、姿態角加速度、移動距離、移動速度和移動加速度至少之一。在這方面，加減速命令部分可被配置成當判定部分判定持續規定時間或更長時間恒向進行前進、后退或轉向時，增大或減小命令值生成部分生成的姿態角速度命令值。在這方面，移動體控制設備還可包括:搭乘者搭乘在上面的踏板部分，所述踏板部分被配置成沿左右方向傾斜；和驅動部分，所述驅動部分被配置成沿左右方向傾斜踏板部分。加減速命令部分可被配置成當判定部分判定持續規定時間或更長時間恒向進行轉向時，增大或減小由命令值生成部分生成的姿態角速度命令值，并控制驅動部分，從而控制踏板部分的傾斜。在這方面，加減速命令部分可被配置成當生成的正弦式加減速命令值為負值時，控制驅動部分，從而向轉向的外側減小踏板部分的傾斜角，而當生成的正弦式加減速命令值為正值時，控制驅動部分，從而向轉向的內側增大踏板部分的傾斜角。為了實現所述目的，按照本發明的一個方面的移動體控制方法可以是包括以下步驟的移動體控制方法:檢測倒立式移動體的姿態角；按照檢測的姿態角，生成倒立式移動體的姿態角速度命令值；按照生成的姿態角速度命令值，控制倒立式移動體的驅動；判定倒立式移動體是否恒向行進規定時間或更長時間；和當判定持續規定時間或更長時間恒向進行行進時，增大或減小生成的姿態角速度命令值。為了實現所述目的，按照本發明的一個方面的控制程序可以是包括以下處理的控制程序:按照檢測的倒立式移動體的姿態角，生成倒立式移動體的姿態角速度命令值的處理；按照生成的姿態角速度命令值，控制倒立式移動體的驅動的處理；判定倒立式移動體是否恒向行進規定時間或更長時間的處理；和當判定持續規定時間或更長時間恒向進行行進時，增大或減小生成的姿態角速度命令值的處理，控制程序使計算機執行所述這些處理。
[0006]本發明的各個方面可提供能夠制動距離短地實現制動，而不限制正常狀態下的倒立式移動體的移動速度的移動體控制設備、移動體控制方法和控制程序。
【附圖說明】
[0007]下面參考附圖，說明本發明的例證實施例的特征、優點以及技術和產業意義，附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，其中:
[0008]圖1是表示按照本發明的第一實施例的倒立式移動體的透視圖；
[0009]圖2是表示按照本發明的第一實施例的移動體控制設備的示意系統結構的方框圖；
[0010]圖3表示倒立式移動體的傾斜隨著擺動的變化；
[0011]圖4是表示按照本發明的第一實施例的控制設備的示意系統結構的方框圖；
[0012]圖5是表示按照第一實施例的移動體控制設備的控制方法的控制處理流程的流程圖；
[0013]圖6是表示按照本發明的第二實施例的控制設備的示意系統結構的方框圖；
[0014]圖7是表示按照本發明的第三實施例的控制設備的示意系統結構的方框圖；以及
[0015]圖8是表示按照本發明的第四實施例的控制設備的示意系統結構的方框圖。
【具體實施方式】
[0016][第一實施例]下面參考附圖，說明本發明的實施例。按照本發明的第一實施例的移動體控制設備控制例如圖1中所示的一邊維持倒立狀態，一邊行進的倒立式移動體I的行進。
[0017]倒立式移動體I包括車輛主體2，安裝在車輛主體2上、搭乘者搭乘在上面的一對左右踏板部分3，可傾斜地安裝在車輛主體2上、搭乘者握著的操作把手4，可轉動地安裝在車輛主體2上的一對左右驅動輪5。
[0018]倒立式移動體I是例如作為其中同軸地布置驅動輪5，并在維持倒立狀態的同時行進的同軸兩輪車構成的。倒立式移動體I被配置成通過向前或向后移動搭乘者的重心，向前或向后傾斜車輛主體2的踏板部分3，進行前進或后退，和通過向右或向左移動搭乘者的重心，向右或向左傾斜車輛主體2的踏板部分3，進行右轉或左轉。如上所述的這種同軸兩輪車被用作倒立式移動體I ;不過，可以采用一邊維持倒立狀態，一邊行進的任何移動體。
[0019]圖2是表示按照本發明的第一實施例的移動體控制設備的示意系統結構的方框圖。按照第一實施例的移動體控制設備10包括驅動相應驅動輪5的一對車輪驅動單元6，檢測車輛主體2的姿態的姿態傳感器7，檢測相應驅動輪5的轉動信息的一對轉動傳感器8，控制各個車輪驅動單元6的控制設備9，和檢測搭乘者的腳踏上或離開各個踏板部分3的一對踏板傳感器13。
[0020]車輪驅動單元6包含在車輛主體2中，驅動一對相應的驅動輪5。車輪驅動單元6可獨立轉動和驅動一對相應的驅動輪5。每個車輪驅動單元6例如由電動機61和連接到電動機61的轉動軸以便能夠傳送動力的減速齒輪62構成。
[0021]姿態傳感器7是姿態角檢測部分的一個具體例子，設置在車輛主體2中，以檢測車輛主體2、操作把手4等的諸如姿態角(傾斜角)、姿態角速度(傾斜角