特開 2024-140677 移動体のキャリブレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140677

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】移動体のキャリブレーション方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20241003BHJP

   B60B 19/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 S

B60B19/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051955

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯村 太紀

(72)【発明者】

【氏名】尾▲崎▼ 司昌

(72)【発明者】

【氏名】小橋 慎一郎

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA14

5H125AC12

5H125BA07

5H125CA02

5H125CA12

5H125DD15

5H125EE08

5H125EE51

(57)【要約】

【課題】 移動体のキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】 左右一対の全方向車輪３を有する移動体１のキャリブレーション方法は、移動体が、直線状の並進移動、又は超信地旋回をするように、４つの電動モータの回転数指令値を作成する第１ステップと、回転数指令値に基づいて電動モータのそれぞれを駆動させ、移動体を移動させる第２ステップと、移動体の移動が完了するまでの電動モータのそれぞれの総回転数を取得する第３ステップと、移動体の移動に伴う移動体のヨー角変化量を計測する第４ステップと、第１～第４ステップを、少なくとも３回繰り返し、電動モータのそれぞれの総回転数と、ヨー角変化量とを含むデータセットを３組以上取得する第５ステップと、３組以上のデータセットとに基づいて、補正値のそれぞれを算出する第６ステップとを含む。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右一対の全方向車輪を有する移動体のキャリブレーション方法であって、
前記全方向車輪のそれぞれは、一対のドライブディスクと、一対の前記ドライブディスクの間に配置された環状の主輪と、前記ドライブディスクのそれぞれを回転させる一対の電動モータとを有し、
前記主輪は、円環状の芯体と、前記芯体に回転可能に支持されると共に、一対の前記ドライブディスクに接触した複数のドリブンローラとを有し、
前記移動体が、直線状の並進移動、又は超信地旋回をするように、４つの前記電動モータの回転数指令値を作成する第１ステップと、
前記回転数指令値に基づいて前記電動モータのそれぞれを駆動させ、前記移動体を移動させる第２ステップと、
前記移動体の移動が完了するまでの前記電動モータのそれぞれの総回転数を取得する第３ステップと、
前記移動体の移動に伴う前記移動体のヨー角変化量を計測する第４ステップと、
前記第１～第４ステップを、少なくとも３回繰り返し、前記電動モータのそれぞれの前記総回転数と、前記ヨー角変化量とを含むデータセットを３組以上取得する第５ステップと、
前記電動モータのそれぞれの前記総回転数と、前記ヨー角変化量と、前記電動モータのそれぞれに対応して設定される前記回転数指令値の補正値との関係を規定したモデルと、３組以上の前記データセットとに基づいて、前記補正値のそれぞれを算出する第６ステップと、
前記補正値のそれぞれに基づいて対応する前記回転数指令値を補正する第７ステップとを含む移動体のキャリブレーション方法。

【請求項2】

３組以上の前記データセットは、移動方向が異なる少なくとも３パターンの前記並進移動、又は移動方向が異なる少なくとも２パターンの前記並進移動及び前記超信地旋回のいずれかに対応した前記データセットを含む請求項１に記載のキャリブレーション方法。

【請求項3】

左右の前記全方向車輪の同じ側の前記電動モータの組み合わせを除いた、２つの前記電動モータのそれぞれに対応した前記補正値に同一の値が設定される請求項２に記載のキャリブレーション方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、左右一対の全方向車輪を有する移動体のキャリブレーション方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、左右一対の全方向車輪を有する移動体を開示している。全方向車輪のそれぞれは、一対のドライブディスクと、一対のドライブディスクの間に配置された環状の主輪と、ドライブディスクのそれぞれを回転させる一対の電動モータとを有する。主輪は、円環状の芯体と、芯体に回転可能に支持されると共に、一対のドライブディスクに接触した複数のドリブンローラとを有する。一対の電動モータが対応するドライブディスクを回転させることによって、ドリブンローラが自身の軸線を中心として、又は芯体の軸線を中心として回転し、全方向車輪が前後及び左右を含む任意の方向に並進移動する。また、左右の全方向車輪に回転数の差が生じることによって移動体が旋回する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４６７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような移動体では、４つの電動モータによって、移動体の移動方向が定まる。そのため、各電動モータの個体差や、各電動モータから対応するドライブディスクまでの伝達機構の個体差、各ドライブディスクと主輪との接触状態等に応じて、移動体の移動方向がずれる虞がある。

【0005】

本発明は、以上の背景を鑑み、移動体のキャリブレーション方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、左右一対の全方向車輪（３）を有する移動体（１）のキャリブレーション方法であって、前記全方向車輪のそれぞれは、一対のドライブディスク（１８）と、一対の前記ドライブディスクの間に配置された環状の主輪（１９）と、前記ドライブディスクのそれぞれを回転させる一対の電動モータ（２０）とを有し、前記主輪は、円環状の芯体（３１）と、前記芯体に回転可能に支持されると共に、一対の前記ドライブディスクに接触した複数のドリブンローラ（３２）とを有し、前記移動体が、直線状の並進移動、又は超信地旋回をするように、４つの前記電動モータの回転数指令値を作成する第１ステップと、前記回転数指令値に基づいて前記電動モータのそれぞれを駆動させ、前記移動体を移動させる第２ステップと、前記移動体の移動が完了するまでの前記電動モータのそれぞれの総回転数を取得する第３ステップと、前記移動体の移動に伴う前記移動体のヨー角変化量を計測する第４ステップと、前記第１～第４ステップを、少なくとも３回繰り返し、前記電動モータのそれぞれの前記総回転数と、前記ヨー角変化量とを含むデータセットを３組以上取得する第５ステップと、前記電動モータのそれぞれの前記総回転数と、前記ヨー角変化量と、前記電動モータのそれぞれに対応して設定される前記回転数指令値の補正値との関係を規定したモデルと、３組以上の前記データセットとに基づいて、前記補正値のそれぞれを算出する第６ステップと、前記補正値のそれぞれに基づいて対応する前記回転数指令値を補正する第７ステップとを含む。

【0007】

この態様によれば、各電動モータの回転数指令値に対応した補正値を得ることができ、補正値に基づいて対応する回転数指令値を補正することができる。このようにして、移動体のキャリブレーション方法を提供することができる。

【0008】

上記の態様において、３組以上の前記データセットは、移動方向が異なる少なくとも３パターンの前記並進移動、又は移動方向が異なる少なくとも２パターンの前記並進移動及び前記超信地旋回のいずれかに対応した前記データセットを含んでもよい。

【0009】

この態様によれば、各補正値を算出することができる。

【0010】

上記の態様において、左右の前記全方向車輪の同じ側の前記電動モータの組み合わせを除いた、任意の２つの前記電動モータのそれぞれに対応した前記補正値に同一の値が設定されてもよい。

【0011】

この態様によれば、各補正値を算出することができる。

【発明の効果】

【0012】

以上の構成によれば、動体のキャリブレーション方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る移動体の斜視図

【図2】移動体の平面図

【図3】全方向車輪の断面図

【図4】主輪の側面図

【図5】移動体の制御装置を示すブロック図

【図6】キャリブレーションの適用前における、回転数指令値から算出された移動体のヨー角と、移動後のヨー角の実現値とを示すグラフ

【図7】キャリブレーションにより得られる補正係数とｐ値とを示す表

【図8】キャリブレーションの適用の前後における移動体のヨー角を示すグラフ

【図9】キャリブレーションの適用後における、回転数指令値から算出された移動体のヨー角と、移動後のヨー角の実現値とを示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明に係る移動体のキャリブレーション方法について説明する。最初に移動体の構成について説明する。本実施形態では、移動体は、台車として機能する。以下、移動体を基準として各方位を定める。

【0015】

図１に示すように、移動体１は、車体２と、車体２に設けられ、車体２を床面に沿った全方向に移動させる左右一対の全方向車輪３と、車体２に設けられ、使用者の操作を受け付けるハンドル５と、ハンドル５に加わる荷重を検出する力覚センサ６と、力覚センサ６のそれぞれが検出した荷重に基づいて各全方向車輪３を制御する制御装置７とを有する。

【0016】

車体２は、前後に延びている。車体２の後部２Ａは、前部２Ｂよりも上方に延びている。車体２の前部２Ｂには、他の装置を支持するための支持台１１が設けられている。支持台１１に支持される装置は、例えば、Ｘ線スキャナー等の検査機器を含む。装置は、支持台１１に締結されるとよい。車体２の後部２Ａの内部には、制御装置７、バッテリ、各種センサが設けられているとよい。

【0017】

本実施形態では、一対の全方向車輪３が車体２の後部２Ａの下部に設けられている。また、車体２の前部２Ｂの下部には、サスペンションを介して左右のキャスター１３が支持されている。サスペンションは、車体２の下方に配置され、左右に延びるアーム１４と、車体２とアーム１４との間に配置されたばね１５及びショックアブソーバ１６とを有する。各キャスター１３は、アーム１４の左端及び右端の下方に配置されている。各キャスター１３は、アーム１４に上下に延びる軸線を中心として回転可能に結合されたフォーク１３Ａと、フォーク１３Ａに水平方向に延びる軸線を中心として回転可能に支持された車輪１３Ｂとを有する。フォーク１３Ａはアーム１４に対して自由に回転し、車輪１３Ｂはフォーク１３Ａに対して自由に回転する。

【0018】

図２に示すように、左右一対の全方向車輪３は、左右に間隔をおいて配置されている。本実施形態では、一対の全方向車輪３は、車体２の後部２Ａの左下及び右下に配置されている。図３に示すように、各全方向車輪３は、フレーム１７と、フレーム１７に回転可能に支持された一対のドライブディスク１８と、一対のドライブディスク１８の間に配置された環状の主輪１９と、ドライブディスク１８のそれぞれを回転させる一対の電動モータ２０とを有する。

【0019】

図１及び図３に示すように、フレーム１７は、車体２の下部に結合されたフレーム上部１７Ａと、フレーム上部１７Ａの左右両端から下方に延びた一対のフレーム側部１７Ｂとを有する。一対のフレーム側部１７Ｂの下端には、左右に延びる支持軸２１が架け渡されている。支持軸２１には、一対のドライブディスク１８が回転可能に支持されている。一対のドライブディスク１８は支持軸２１の軸線Ｙ１を中心として回転する。各ドライブディスク１８は、支持軸２１に対して左右方向における位置が規制されている。各ドライブディスク１８は、左右方向に互いに距離をおいて対向している。

【0020】

ドライブディスク１８は、環状の主輪１９の両側にそれぞれ配置され、主輪１９に摩擦力を与えて主輪１９を中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転させる。ドライブディスク１８は、フレーム１７に回転可能に支持される円盤状のベース１８Ａと、ベース１８Ａの外周部に互いに傾斜して回転可能に支持され、主輪１９に接触する複数のドライブローラ１８Ｂとを有する。ベース１８Ａは、支持軸２１と同軸に配置されている。

【0021】

各ドライブディスク１８の互いに相反する面にはドリブンプーリ１８Ｃがそれぞれ設けられている。ドリブンプーリ１８Ｃはドライブディスク１８と同軸に設けられている。一対の電動モータ２０は、車体２の下部に設けられている。各電動モータ２０の出力軸にはドライブプーリ２６が設けられている。対応するドライブプーリ２６とドリブンプーリ１８Ｃとはベルト２７によって接続されている。各電動モータ２０が互いに独立して回転することによって、各ドライブディスク１８が互いに独立して回転する。

【0022】

図４に示すように、主輪１９は、環状をなし、一対のドライブディスク１８の間にドライブディスク１８と同軸に配置され、複数のドライブローラ１８Ｂに接触し、中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転可能となっている。主輪１９は、円環状の芯体３１と、芯体３１に回転可能に支持された複数のドリブンローラ３２とを有する。複数のドリブンローラ３２は、芯体３１の円周方向に等間隔で配列されている。各ドリブンローラ３２は、環状の芯体３１の軸線Ａ１（環状の軸線）を中心として回転可能に芯体３１に支持されている。各ドリブンローラ３２は、芯体３１に対するそれぞれの位置において、芯体３１の接線を中心として回転することができる。各ドリブンローラ３２は、外力を受けて芯体３１に対して回転する。

【0023】

主輪１９は、一対のドライブディスク１８の外周部に沿って配置され、各ドライブディスク１８に設けられた複数のドライブローラ１８Ｂと接触している。各ドライブディスク１８のドライブローラ１８Ｂは、主輪１９の内周部に接触し、左右両側から主輪１９を挟持する。また、左右のドライブディスク１８のドライブローラ１８Ｂは、主輪１９の内周部に接触することによって、ドライブディスク１８の軸線Ｙ１を中心とした径方向への変位を規制する。これにより、主輪１９は左右のドライブディスク１８に支持され、主輪１９（芯体３１）の中心軸線は左右のドライブディスク１８の軸線Ｙ１と同軸に配置される。主輪１９は、複数のドリブンローラ３２において、左右のドライブディスク１８の複数のドライブローラ１８Ｂに接触する。

【0024】

本実施形態では、図５に示すように、左側の全方向車輪３Ｌは、左側の電動モータ２０ＬＬと、右側の電動モータ２０ＬＲとを有し、右側の全方向車輪３Ｒは、左側の電動モータ２０ＲＬと、右側の電動モータ２０ＲＲとを有する。各電動モータ２０ＲＲ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＬＬには、各電動モータ２０ＲＲ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＬＬの回転角を検出する回転角センサ２２ＲＲ、２２ＲＬ、２２ＬＲ、２２ＬＬが設けられている。

【0025】

各全方向車輪３において、一対のドライブディスク１８が同一方向に同一の回転速度で回転する場合には、主輪１９は一対のドライブディスク１８と共に回転する。すなわち、主輪１９は軸線Ｙ１と一致する自身の回転軸線を中心として前転又は後転する。このとき、ドライブディスク１８のドライブローラ１８Ｂ及び主輪１９のドリブンローラ３２は芯体３１に対して回転しない。各全方向車輪３において、一対のドライブディスク１８間に回転速度差が生じる場合には、一対のドライブディスク１８の回転に起因する円周（接線）方向の力に対し、この力に直交する向きの分力が左右のドライブローラ１８Ｂから主輪１９のドリブンローラ３２に作用する。ドライブローラ１８Ｂの軸線がドライブローラ１８Ｂの周方向に対して傾斜しているため、ドライブディスク１８間に回転速度差に起因して分力が生じる。この分力によって、ドライブローラ１８Ｂがベース１８Ａに対して回転すると共に、ドリブンローラ３２が芯体３１に対して回転する。これにより、主輪１９は、左右方向への駆動力を発生させる。

【0026】

左右の全方向車輪３が前方に同じ速度で回転することによって、移動体１が前進する。左右の全方向車輪３が後方に同じ速度で回転することによって、移動体１が後退する。左右の全方向車輪３の前後方向への回転に速度が生じることによって、移動体１は右方又は左方に旋回する。左右の全方向車輪３の各主輪１９のドリブンローラ３２が回転することによって、移動体１は右方又は左方に平行移動する。

【0027】

図１及び図２に示すように、車体２の後部２Ａの上部には上方に突出したハンドルホルダ３５が設けられている。ハンドルホルダ３５には、力覚センサ６を介してハンドル５が支持されている。力覚センサ６は、水平面上において互いに直交する２軸に沿った荷重と、鉛直軸（ｚ軸）を中心としたモーメントとを検出する３軸力覚センサであるとよい。本実施形態では、力覚センサ６は、ハンドル５に加わる前後方向（ｘ軸）の荷重である前後荷重と、左右方向（ｙ軸）の荷重である左右荷重と、鉛直軸（ｚ軸）回りのモーメントとを検出する。力覚センサ６は、本体部と、本体部に設けられた入力部とを有する。本体部は、ハンドルホルダ３５に結合されている。

【0028】

ハンドル５は、左右に延びる横部５Ａと、横部５Ａの左右両端から前方に延びる一対の縦部５Ｂとを有する。横部５Ａの左右方向における中央部が、力覚センサ６の入力部に結合されている。

【0029】

図２に示すように、使用者がハンドル５の位置ｒｈに外力ｆｈ及びモーメントｍｈｚを加えると、力覚センサ６はセンサの位置ｒｓにおいて検出力ｆｓ及び検出モーメントｍｓｚを検出する。検出力ｆｓは、前後成分である前後荷重と、左右成分である左右荷重とを含む。

【0030】

制御装置７は、ＣＰＵ等のプロセッサ、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、及び、揮発性メモリ（ＲＡＭ）等を含む電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置７は、プロセッサにおいて不揮発性メモリに格納されたプログラムに沿った演算処理を実行することによって各全方向車輪３を制御する。制御装置７は１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。また、制御装置７の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

【0031】

図５に示すように、制御装置７は、力覚センサ６及び各全方向車輪３と接続されている。力覚センサ６は、検出信号を制御装置７に出力する。制御装置７は、制御信号を各全方向車輪３に出力する。

【0032】

制御装置７は、力覚センサ６からの信号に基づいて各全方向車輪３を制御する。力覚センサ６は、車体２とハンドル５との間に介装されている。力覚センサ６は、使用者がハンドル５に加える操作力（荷重）の大きさ及び方向を検出する。制御装置７は、力覚センサ６からの信号に基づいて移動体１の目標前後速度、目標左右速度、及び目標角速度を決定し、目標前後速度、目標左右速度、及び目標角速度に基づいて各全方向車輪３の各電動モータ２０の制御量を設定する。制御装置７は、目標前後速度、目標左右速度、及び目標角速度に基づいて電動モータ２０のそれぞれの目標回転速度を設定する。そして、制御装置７は、各電動モータ２０の回転数が目標回転速度となるように、各電動モータ２０に供給する電流を制御するとよい。

【0033】

次に、移動体１のキャリブレーション方法について、説明する。４つの電動モータ２０によって、移動体１の移動方向が定まるため、各電動モータ２０の個体差や、各電動モータ２０から対応するドライブディスク１８までの伝達機構の個体差、各ドライブディスク１８と主輪１９との接触状態等に応じて、移動体１の移動方向がずれる虞がある。キャリブレーション方法は、移動体１の移動方向がずれを低減することを目的とする。

【0034】

キャリブレーション方法は、以下の考え方に基づく。各電動モータ２０ＲＲ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＬＬのモータ回転速度ω_rr、ω_rl、ω_lr、ω_llと、移動体１の移動速度v_x、v_y、v_zとの理論上の関係は、以下の数（１）のようになる。

【数1】

ここで、v_xは前後移動速度［m/s］であり、v_yは横移動速度［m/s］であり、v_zはヨー回転速度［rad/s］であり、G_rは各ドライブディスク１８から対応する電動モータ２０までの速比であり、W_hxは主輪１９からドライブディスク１８までの速比であり、W_hyはドリブンローラ３２からドライブディスク１８までの速比であり、R_xは主輪１９の半径［ｍ］であり、R_yはドリブンローラ３２の半径［ｍ］であり、Lはトレッド長［ｍ］である。図４に示すように、主輪１９の外周は複数のドリブンローラ３２によって形成され、主輪１９の半径R_xは、主輪１９の外周と軸線Ｙ１との距離である。図２に示すようにトレッド長Lは、左右の全方向車輪３Ｌ、３Ｒの左右方向における距離である。

【0035】

数（１）は、モータ回転速度ω_rr、ω_rl、ω_lr、ω_llと、移動体１の移動速度v_x、v_y、v_zとの理論上の関係を表すが、実際には、速比、主輪１９の半径R_x、ドリブンローラ３２の半径R_y、トレッド長Lには公称値と実際の値との間にずれが生じ、また各電動モータ２０の回転数もバックラッシ等により指令値と実現値との間にずれが生じる。

【0036】

電動モータ２０の指令値が０である場合には、電動モータ２０の実現値が０になるため、指令値と実現値の写像fは次の数（２）を満たす。

【数2】

数（２）を満たす写像として、以下の数（３）を仮定する。

【数3】

ここで、添え字の「..」は、rr、rl、lr、llを表し、ω..は、各電動モータ２０の回転速度（ωrr、ωrl、ωlr、ωll）を表し、α..は、各電動モータ２０に対応した補正係数（αrr、αrl、αlr、αll）を表す。

【0037】

各電動モータ２０の回転速度のみのずれを考慮した場合、移動速度の実現値は、数（３）から数（４）のように表される。

【数4】

ここで、v_x＾は前後移動速度［m/s］の実現値であり、v_y＾は横移動速度［m/s］の実現値であり、v_z＾はヨー回転速度［rad/s］の実現値である。＾はハットを表す。

【0038】

更に、速比等のずれも考慮すると、移動速度の実現値は数（５）のように表される。

【数5】

ここで、β..は、速比等のずれをα..を組み入れた補正係数である。

【0039】

移動速度を積分して位置及び角度に変換すると数（６）のように表される。

【数6】

ここで、Ω..はΣω..Δtであり、各電動モータ２０の総回転数を表す。

【0040】

ここで、数（６）が成立するためには、移動体１の移動が、並進移動のみ、又は回転運動（超信地旋回）のみでなければならない。しかし、上記したように、移動体１の移動にはずれが生じるため、移動体１の移動を、並進移動のみ、又は回転運動（超信地旋回）のみにすることは難しい。しかし、ヨー角θについては、数（６）が成立する。そのため、数（４）のヨー回転角速度は、数（７）のように表すことができる。

【数7】

【0041】

数（７）の補正係数α..の推定量α..~を求めるためには、各電動モータ２０の回転数指令値ω..の時系列データを取得し、ヨー角の実現値θ＾を計測する必要がある。そのため、制御装置７が並進移動指令又は超信地旋回指令を生成し、各電動モータ２０の総回転数及びヨー角の実現値θ＾を計測するタスクを複数回実施すればよい。最適値（推定量）の計算手法は、数（７）の重回帰における正規方程式をα..＞0を条件とするラグランジュの未定乗数法によって解くとよい。

【0042】

上記の数（７）を解くためのデータを収集するために、上記のタスクをｎ回実行し、ｎ個のデータを取得する。数（７）をｎ個のデータでまとめると、数（８）のようになる。

【数8】

ここで、ヨー角の実現値θ＾の添え字は、ｎ回目のデータであることを表す。また、各電動モータ２０の総回転数Ωの左から３番目の添え字は、ｎ回目のデータであることを表す。

【0043】

数（８）より補正係数α..の推定量α..~は数（９）で表される。

【数9】

【0044】

左疑似逆行列(Ω^TΩ)^-1Ω^Tが存在するためには，rankΩ=4（列数）でなければならない。しかし、各データは、左右の全方向車輪３は横速度が同じであるという、数（１０）の拘束条件下にあり、Ωの列ベクトルのうち１つは線形従属となる。

【数10】

そのため、rankΩ≦3であり，左疑似逆行列(Ω^TΩ)^-1Ω^Tは存在しない。

【0045】

そこで、α_lrとα_llとがγに等しい（α_lr=α_ll=γ）と仮定して、数（８）を数（１１）のように変形した。

【数11】

これにより、係数行列の列数とランクが一致するため、各電動モータ２０の総回転数Ω..とヨー角の実現値θ＾とに基づいて、α_rr、α_rl、γ （γ=α_lr=α_ll）を演算することができる。同様に、α_rrとα_rlとが等しいと仮定、または、α_rrとα_llとが等しいと仮定、または、α_rlとα_lrとが等しいと仮定しても係数行列の列数とランクが一致するため、３つの補正係数を演算することができる。

【0046】

以下に、α_lrとα_llとがγに等しい（α_lr=α_ll=γ）と仮定した場合の、移動体１のキャリブレーション方法について説明する。キャリブレーション方法は、移動体１が、直線状の並進移動、又は超信地旋回をするように、４つの電動モータ２０の回転数指令値を作成する第１ステップと、回転数指令値に基づいて電動モータ２０のそれぞれを駆動させ、移動体１を移動させる第２ステップと、移動体１の移動が完了するまでの電動モータ２０のそれぞれの総回転数を取得する第３ステップと、移動体１の移動に伴う移動体１のヨー角変化量を計測する第４ステップと、第１～第４ステップを、少なくとも３回繰り返し、電動モータ２０のそれぞれの総回転数と、ヨー角変化量とを含むデータセットを３組以上取得する第５ステップと、電動モータ２０のそれぞれの総回転数と、ヨー角変化量と、電動モータ２０のそれぞれに対応して設定される回転数指令値の補正値との関係を規定したモデルと、３組以上のデータセットとに基づいて、補正値のそれぞれを算出する第６ステップと、補正値のそれぞれに基づいて対応する回転数指令値を補正する第７ステップとを含む。

【0047】

３組以上のデータセットは、移動方向が異なる少なくとも３パターンの並進移動、又は移動方向が異なる少なくとも２パターンの並進移動及び超信地旋回のいずれかに対応したデータセットを含む。移動方向は、例えば、前進（前方向への並進）、横並進（横方向への並進）、及び斜め前方向への並進の少なくとも３パターンの並進移動を含むとよい。斜め前方向への並進は、前方に対して任意の角度であってよく、例えば４５度であるとよい。また、移動方向は、前進、横並進、及び斜め前方向への並進の内の少なくとも２パターンの並進移動と、任意の旋回角度の超信地旋回とを含むとよい。また、データセットの組を増やすために、各移動方向において速度を変化させてもよく、超信地旋回において旋回角度を変化させてもよい。

【0048】

各電動モータ２０の総回転角は、各電動モータ２０に設けられた回転角センサ２２からの信号に基づいて取得されるとよい。また、他の実施形態では、制御装置７が各電動モータ２０の回転角指令値に基づいて総回転角を推定してもよい。

【0049】

移動体１のヨー角変化量は、例えば実測によって取得されるとよい。例えば、作業者は、移動後の移動体１の向きを測量することによって移動体１のヨー角変化量を取得するとよい。また、移動体１に方位計が設けられ、移動の前後における移動体１の向きの変化量がヨー角変化量として取得されてもよい。また、移動体１に慣性計測ユニット（IMU、Inertial Measurement Unit）又はジャイロセンサが設けられ、これらによってヨー角変化量が取得されてもよい。

【0050】

数（１１）に基づくモデルに、各電動モータ２０の総回転数Ω_rr、Ω_rl、Ω_lr、Ω_ll、及びヨー角変化量θ＾（ヨー角の実現値）を含む３組以上のデータセットが入力されることによって、補正係数α_rr、α_rl、α_lr、α_ll（α_lr=α_ll=γ）が出力される。

【0051】

制御装置７は、各電動モータ２０の回転数指令値に補正係数α_rr、α_rl、α_lr、α_llを乗じることによって、回転数指令値を補正する。

【0052】

上記のキャリブレーション方法により移動体１をキャリブレーションした結果について説明する。図６は、キャリブレーションの適用前における、各電動モータ２０の回転数指令値から算出された移動体１のヨー角と、各電動モータ２０の回転数指令値に基づいて移動を行った後のヨー角の実現値とを示すグラフである。図６のデータセットに基づいて、上記のキャリブレーション方法を実行した結果を図７に示す。図７に示すように、補正係数α_rr、α_rl、γのｐ値は、５％未満であり、推定の精度が高いことがわかる。また、二乗平均平方根誤差は９．３ｄｅｇであり、推定の精度が高いことがわかる。

【0053】

図８は、キャリブレーションの適用の前後における移動体１のヨー角を示すグラフである。図８に示すように、キャリブレーションの適用によって、直線状の並進移動時のヨー角の発生、すなわち回転が抑制されていることがわかる。特に、横並進時の回転が大きく抑制されていることがわかる。

【0054】

図９は、キャリブレーションの適用後における、各電動モータ２０の回転数指令値から算出される移動体１のヨー角と、各電動モータ２０の回転数指令値に基づいて移動を行った後のヨー角の実現値とを示すグラフである。図９に示すように、キャリブレーションの適用によって、直線状の並進移動時のヨー角の発生、すなわち回転が抑制されていることがわかる。また、各電動モータ２０の回転数指令値から算出される移動体１のヨー角と、各電動モータ２０の回転数指令値に基づいて移動を行った後のヨー角の実現値との差が小さくなるため、回転数指令値に応じた移動体１の挙動が実現されていることがわかる。

【0055】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記のキャリブレーション方法では、左側の全方向車輪３Ｌの右側及び左側の電動モータ２０ＬＲ、２０ＬＬに対する補正係数を同一の値としたが（α_lr=α_ll=γ）、右側の全方向車輪３Ｒの右側及び左側の電動モータ２０ＲＲ、２０ＲＬに対する補正係数を同一の値にしてもよい（α_rr=α_rl=γ）。また、右側の全方向車輪３Ｒの右側の電動モータ２０ＲＲ及び左側の全方向車輪３Ｌの左側の電動モータ２０ＬＬに対する補正係数を同一の値にしてもよく（α_rr=α_ll=γ）、右側の全方向車輪３Ｒの左側の電動モータ２０ＲＬ及び左側の全方向車輪３Ｌの右側の電動モータ２０ＬＲに対する補正係数を同一の値にしてもよい（α_rl=α_lr=γ）。すなわち、左右の全方向車輪の同じ側の電動モータの組み合わせを除いた、任意の２つの電動モータ２０のそれぞれに対応した補正係数（補正値）に同一の値を設定するとよい。

【符号の説明】

【0056】

１ ：台車
２ ：車体
３ ：全方向車輪
５ ：ハンドル
６ ：力覚センサ
７ ：制御装置
１７ ：フレーム
１８ ：ドライブディスク
１８Ａ ：ベース
１８Ｂ ：ドライブローラ
１９ ：主輪
２５ ：電動モータ
２７ ：ベルト
３１ ：芯体
３２ ：ドリブンローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】