JP2008056192A - Unstable moving body and method of controlling movement of the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the ride comfort of a passenger by simply controlling optimal movement. <P>SOLUTION: The unstable moving body comprises a data memory for storing a group of personal data composed a plurality of personal data, a personal authentication section for individually authenticating a passenger, a measurement section for measuring at least one of the height and the weight of the passenger, and a movement control section for deciding movement control algorithm when moving, and moves in a state that the passenger is loaded. Among the group of personal data stored in the data memory, a personal data corresponding to a result of personal authentication by the personal authentication section is read out, and a control parameter for moving is specified based on the read personal data. The specified control parameter is corrected based on a result of the measurement by the measurement section, and the movement is controlled to decide the movement control algorithm based on the control parameter after the correction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、搭乗者を載置した状態で移動させる、不安定型移動体に関するものである。   The present invention relates to an unstable moving body that moves a passenger in a mounted state.

近年、人間が搭乗し、操作することによって移動可能な搭乗型の移動体として、脚式歩行型の移動体や、駆動輪を駆動することで倒立状態を維持する倒立振子型の移動体といった、いわゆる不安定型の移動体が開発されつつある。(例えば特許文献1、2)   In recent years, as a boarding type moving body that can be moved by a human being boarded and operated, such as a legged walking type moving body or an inverted pendulum type moving body that maintains an inverted state by driving a driving wheel, So-called unstable moving bodies are being developed. (For example, Patent Documents 1 and 2)

このような不安定型移動体は、搭乗者を載置した状態で移動するために、全体の重心位置を倒立状態を維持可能な位置に保つように維持しつつ、移動するための脚部や駆動輪といった移動手段を用いて移動するものである。例えば、左右に脚部を各々有する2足歩行タイプの脚式歩行型移動体の場合、移動する平面に接地する接地脚の足平部分の接地面内部に、搭乗者を含む移動体の重心によるモーメントが作用しない点(ZMP=Zero Moment Point)を位置させる必要があることが知られている。そのため、移動を行う際に、移動体全体における多くの重量を占める載置部を揺動させて、移動体のZMPの位置を接地脚の足平部分の接地面内部となるように移動体の中心位置を調整する。   Since such an unstable mobile body moves in a state where the occupant is placed, a leg portion and a drive for moving while maintaining the overall center of gravity position so as to maintain an inverted state. It moves using moving means such as a wheel. For example, in the case of a biped walking type legged walking type mobile body having legs on the left and right sides, the center of gravity of the moving body including the passenger is located inside the ground contact surface of the foot portion of the grounding leg that contacts the moving plane. It is known that a point where a moment does not act (ZMP = Zero Moment Point) needs to be located. Therefore, when performing the movement, the mounting unit that occupies a large weight in the entire moving body is swung so that the position of the ZMP of the moving body is within the grounding surface of the foot portion of the grounding leg. Adjust the center position.

また、倒立振子型の移動体である不安定型移動体の場合、車体の重心が車輪の回転軸より上方に位置しており、車体傾斜角度(車軸位置から鉛直方向に伸びる基準位置から車体の重心位置が傾斜する度合い)や車体傾斜角速度等のパラメータに基づいて、車体が倒立を維持するように車輪を駆動するための車輪駆動量を算出する。そして、駆動手段により車輪を前記車輪駆動量だけ駆動することで、移動体の倒立状態を維持するように移動制御を行うことを可能としている。   In addition, in the case of an unstable type moving body that is an inverted pendulum type moving body, the center of gravity of the vehicle body is located above the rotation axis of the wheel, and the vehicle body tilt angle (the center of gravity of the vehicle body from the reference position extending vertically from the axle position). Based on parameters such as the degree of inclination of the position) and the vehicle body inclination angular velocity, a wheel drive amount for driving the wheels so as to maintain the vehicle body in an inverted position is calculated. Then, by driving the wheel by the wheel driving amount by the driving means, it is possible to perform movement control so as to maintain the inverted state of the moving body.

このような不安定型の移動体は、移動体の重心位置に応じて適切な移動制御を行う必要があるため、搭乗者の身長や体重といった条件に応じて、適切な制御を行うことが好ましい。   Such an unstable moving body needs to perform appropriate movement control according to the position of the center of gravity of the moving body. Therefore, it is preferable to perform appropriate control according to conditions such as the height and weight of the passenger.

特開2006−150568号公報JP 2006-150568 A 特開2004−295430号公報JP 2004-295430 A

ところで、前述のような不安定型の移動体が移動を行う場合、常に同じ人が移動体に搭乗する場合であっても、時間の経過とともに搭乗者の身長や体重は変動するため、搭乗者を含む移動体の重心位置は、移動体単体の重心位置と異なる場合がある。また、搭乗者が荷物を保持した状態で搭乗する場合なども、この荷物と搭乗者を含む移動体の重心位置は、移動体単体の重心位置と大きく異なる場合もある。このように、搭乗者の条件を考慮した最適な重心位置制御はその都度変化するため、乗り心地のよい最適な移動制御を行うためには、搭乗者の条件を搭乗者自身が移動体を利用する度に把握し、その情報を入力する必用がある。   By the way, when the unstable type moving body as described above moves, even if the same person always gets on the moving body, the height and weight of the passenger fluctuate as time passes. The position of the center of gravity of the moving body that is included may be different from the position of the center of gravity of the moving body alone. In addition, when the passenger boardes while holding the luggage, the center of gravity of the mobile body including the luggage and the passenger may be significantly different from the center of gravity of the mobile body alone. In this way, the optimal center-of-gravity position control that takes into account the passenger's conditions changes each time, so in order to perform optimal movement control with a comfortable ride, the passenger himself / herself uses the moving body according to the passenger's conditions. It is necessary to grasp and input the information every time.

しかしながら、搭乗者が移動体を利用する度にそのような情報を入力する作業を行うのは大変手間がかかるものであり、また、常に自身の条件を把握すること自体が、移動体を手軽に利用することに対して大きな妨げとなりうる。   However, it is very time consuming for passengers to input such information every time they use the mobile object, and it is always easy to grasp the conditions of their own. It can be a big hindrance to use.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、簡単に最適な移動制御を可能とすることで、搭乗者の乗り心地を向上させることが可能な不安定型移動体、および不安定型移動体の移動方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and can easily improve the ride comfort of a passenger by enabling optimal movement control, and It is an object of the present invention to provide a method for moving an unstable moving body.

本発明にかかる不安定型移動体は、複数の個人データからなる個人データ群を記憶するデータ記憶部と、搭乗者を個人認証する個人認証部と、搭乗者の身長または体重の少なくとも一方を測定する測定部と、移動する際の移動制御アルゴリズムを決定する移動制御部とを備えた、搭乗者を搭乗した状態で移動するものであって、前記移動制御部が、前記データ記憶部に記憶された個人データ群の中から、前記個人認証部が個人認証した結果に対応する個人データを読み出し、読み出した個人データに基づいて、移動するための制御パラメータを特定するとともに、前記測定部の測定結果に基づいて、特定した制御パラメータを修整し、修整後の制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムを決定することを特徴としている。   An unstable mobile unit according to the present invention measures at least one of a height or weight of a passenger, a data storage unit that stores a personal data group composed of a plurality of personal data, a personal authentication unit that personally authenticates the passenger, and A movement unit including a measurement unit and a movement control unit that determines a movement control algorithm when moving, the vehicle moving in a state of being on board, the movement control unit being stored in the data storage unit The personal data corresponding to the result of personal authentication by the personal authentication unit is read from the personal data group, the control parameter for moving is specified based on the read personal data, and the measurement result of the measurement unit is Based on this, the specified control parameter is modified, and a movement control algorithm is determined based on the modified control parameter.

このような不安定型移動体は、既に記憶された搭乗者のデータから、利用する搭乗者を選択し、暫定的にその搭乗者に適した制御パラメータを定めるとともに、搭乗者の現在の身長や体重といった条件を測定し、その制御パラメータを最適なものに修整する。それによって、移動体を移動させる移動制御アルゴリズムが、搭乗者が搭乗した時点で現在の搭乗者の条件を満たしたものとなる。このように、不安定型移動体を最適に移動させるための移動制御アルゴリズムが簡単に得られるため、搭乗者が移動体を利用する際に身長や体重といった条件を入力するなどといった手間をかける必要がなくなる。そのため、不安定型移動体を、手間をかけることなく、最適な移動制御を可能とすることで搭乗者の乗り心地を向上させるようなことが可能となる。   Such an unstable mobile unit selects a passenger to be used from already stored passenger data, provisionally determines control parameters suitable for the passenger, and presents the current height and weight of the passenger. And adjust the control parameters to the optimum ones. Accordingly, the movement control algorithm for moving the moving body satisfies the current conditions of the passenger when the passenger has boarded. As described above, since a movement control algorithm for optimally moving an unstable moving body can be easily obtained, it is necessary for a passenger to take time and effort to input conditions such as height and weight when using the moving body. Disappear. Therefore, it becomes possible to improve the ride comfort of the passenger by enabling the optimal movement control of the unstable moving body without taking time and effort.

なお、このような不安定型移動体としては、搭乗者が操作する操作部をさらに備え、該操作部を搭乗者が操作した操作度合いにより、移動する方向及び移動する方向を指示するものであってもよいし、移動体が外部環境を認識して自律的に移動するものであってもよい。前者の場合は、前記操作度合いにより、移動する方向及び移動する方向を指示する指示信号を前記移動制御部が受け取り、前記移動制御アルゴリズムに基づいて、該指示にしたがった移動制御を行う。一方、後者の場合は、外部環境を認識する認識部として、レーザレンジセンサや、光学カメラなどの画像認識手段や超音波・赤外センサなどの距離測定手段を用いることで、移動する方向や速度などを自律的に定め、移動制御を行う。本発明に係る不安定移動体においては、上記いずれの認識部をも適用することができる。   Such an unstable mobile body further includes an operation unit operated by the passenger, and indicates the moving direction and the moving direction depending on the degree of operation of the operating unit by the passenger. Alternatively, the moving body may recognize the external environment and move autonomously. In the former case, the movement control unit receives an instruction signal indicating a moving direction and a moving direction according to the degree of operation, and performs movement control according to the instruction based on the movement control algorithm. On the other hand, in the latter case, the direction and speed of movement can be obtained by using a laser range sensor, an image recognition unit such as an optical camera, or a distance measurement unit such as an ultrasonic / infrared sensor as a recognition unit that recognizes the external environment. Etc. are autonomously determined, and movement control is performed. Any of the above recognition units can be applied to the unstable moving body according to the present invention.

また、このような不安定型移動体としては、2つの脚部を備えた2足歩行タイプの脚式移動体であってもよいし、回転軸に垂直な断面が円形の回転体である駆動輪を駆動して倒立状態を維持する倒立振子型の移動体であってもよい。なお、倒立振子型の移動体の場合、駆動輪としては、左右一対の車輪や、球体、円柱型などといった形状の車輪を用いることができる。このような駆動輪の形態は、移動体の用途に応じて任意に適切なものを選択することができる。   In addition, as such an unstable moving body, a bipedal walking type legged moving body having two legs may be used, or a driving wheel having a circular cross section perpendicular to the rotation axis. It may be an inverted pendulum type moving body that drives and maintains the inverted state. Note that in the case of an inverted pendulum type moving body, a pair of left and right wheels, a sphere, a cylinder, or the like can be used as a drive wheel. The form of such a drive wheel can be arbitrarily selected according to the application of the moving body.

また、このような不安定型移動体においては、前記測定部が、搭乗者と併せて載置される物体の重量や形状をも測定するものであってもよい。例えば、搭乗者が荷物を保持している場合などは、その荷物の重量を併せて測定することで、移動体に負荷する全体の重量が把握できるため、より最適な移動制御を行うことができる。このような測定部としては、搭乗者の搭乗する座席や、荷物を収納する収納スペースに設けられた重量センサや、光学的に搭乗者の身長や荷物の形状を測定する光学センサ、または搭乗者が搭乗する際に接触する箇所を検出する接触センサなどが好適に用いられる。なお、不安定型移動体が、搭乗者を座席に座った状態で移動するものである場合、搭乗者の身長を測定する際に、搭乗者の頭上から足先までを測定することが困難であるため、搭乗者の腰位置から頭上までの高さを測定し、その測定結果から搭乗者の全体の身長を推定してもよい。このように、搭乗者の身長を完全に測定するのではなく、搭乗者の身体の一部を測定することで、搭乗者の身長を推定するものであってもよい。   Moreover, in such an unstable mobile body, the measurement unit may also measure the weight and shape of an object placed together with the passenger. For example, when the occupant is holding a load, the weight of the load can be measured together so that the total weight loaded on the moving body can be grasped, so that more optimal movement control can be performed. . Examples of such a measurement unit include a weight sensor provided in a seat on which the passenger is boarded, a storage space for storing luggage, an optical sensor for optically measuring the height of the passenger and the shape of the luggage, or the passenger. A contact sensor or the like that detects a location that comes into contact with when boarding is suitably used. In addition, when the unstable mobile body moves with the passenger sitting on the seat, it is difficult to measure from the head of the passenger to the toes when measuring the height of the passenger. Therefore, the height from the waist position of the passenger to the overhead may be measured, and the overall height of the passenger may be estimated from the measurement result. In this way, the height of the passenger may be estimated by measuring a part of the passenger's body instead of measuring the height of the passenger completely.

また、本発明は、不安定型移動体の移動制御方法をも提供するものであり、複数の個人データからなる個人データ群を記憶するデータ記憶部と、搭乗者を個人認証する個人認証部と、搭乗者の身長または体重の少なくとも一方を測定する測定部とを備える、搭乗者を搭乗した状態で移動する不安定型移動体において、前記データ記憶部に記憶された個人データ群の中から、前記個人認証部が個人認証した結果に対応する個人データを読み出し、読み出した個人データに基づいて移動するための制御パラメータを特定し、前記測定部の測定結果に基づいて、特定した制御パラメータを修整し、修整後の制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムを決定し、前記移動制御アルゴリズムに基づいて移動制御することを特徴としている。   In addition, the present invention also provides a movement control method for an unstable mobile body, a data storage unit that stores a personal data group composed of a plurality of personal data, a personal authentication unit that personally authenticates a passenger, An unstable mobile body that moves in a state where the passenger is on board, the measurement unit measuring at least one of the height or weight of the passenger, and the personal data group stored in the data storage unit. Read the personal data corresponding to the result of the personal authentication by the authentication unit, specify the control parameter for moving based on the read personal data, modify the specified control parameter based on the measurement result of the measurement unit, A movement control algorithm is determined based on the corrected control parameter, and movement control is performed based on the movement control algorithm.

このような不安定型移動体の移動制御方法により、既に記憶された搭乗者のデータから、利用する搭乗者を選択し、暫定的にその搭乗者に適した制御パラメータを定めるとともに、搭乗者の現在の身長や体重といった条件を測定し、その制御パラメータを最適なものに修整する。そのため、移動体を移動させる移動制御アルゴリズムが、搭乗者が搭乗した時点で現在の搭乗者の条件を簡単に満たしたものとなる。このように、不安定型移動体を最適に移動させるための移動制御アルゴリズムが簡単に得られるため、搭乗者が移動体を利用する際に身長や体重といった条件を入力するなどといった手間をかける必要がなくなる。そのため、不安定型移動体を、手間をかけることなく、最適な移動制御を可能とすることで搭乗者の乗り心地を向上させるようなことが可能となる。   By such a movement control method of the unstable mobile body, the passenger to be used is selected from the already stored passenger data, the control parameters suitable for the passenger are provisionally determined, and the passenger's current Measure the conditions such as the height and weight, and adjust the control parameters to the optimum ones. For this reason, the movement control algorithm for moving the moving body easily satisfies the current conditions of the passenger when the passenger has boarded. As described above, since a movement control algorithm for optimally moving an unstable moving body can be easily obtained, it is necessary for a passenger to take time and effort to input conditions such as height and weight when using the moving body. Disappear. Therefore, it becomes possible to improve the ride comfort of the passenger by enabling the optimal movement control of the unstable moving body without taking time and effort.

以上、説明したように、本発明によると、不安定型移動体において、簡単に最適な移動制御を可能として搭乗者の乗り心地を向上させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily perform optimum movement control and improve the ride comfort of the passenger in the unstable moving body.

発明の実施の形態1.
以下に、図1から図6を参照しつつ、本発明の実施の形態1にかかる不安定型移動体(以下、単に移動体という)である、2足歩行型の脚式ロボットの詳細について説明する。
Embodiment 1 of the Invention
The details of a bipedal legged robot that is an unstable moving body (hereinafter simply referred to as a moving body) according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. .

図1は、移動体1を側方(移動体の移動する方向を向いて右方向)から見た様子を概略的に表す概略図であり、移動体1に搭乗者Pが搭乗している様子を表している。図2は図1に示す移動体1を背面から見た様子を表している。なお、図1においては、説明の便宜上、移動体1が進行する向き(前後方向)をx軸、移動体1が進行する方向について水平方向に直交する向き(左右方向)をy軸、移動体の移動する平面から鉛直方向に延びる向き(上下方向)をz軸とし、これらの3軸からなる座標系を用いて説明する。すなわち、図1中において、前記x軸は紙面に向かって左右方向、y軸は紙面の奥行方法、z軸は紙面中の上下方向を示す。   FIG. 1 is a schematic view schematically illustrating a state in which the mobile body 1 is viewed from the side (rightward when facing the direction in which the mobile body moves), and a passenger P is on the mobile body 1. Represents. FIG. 2 shows a state in which the moving body 1 shown in FIG. 1 is viewed from the back. In FIG. 1, for convenience of explanation, the direction in which the moving body 1 travels (front-rear direction) is the x-axis, and the direction in which the moving body 1 travels is perpendicular to the horizontal direction (left-right direction), the moving body 1 The direction (vertical direction) extending in the vertical direction from the plane on which the lens moves is defined as the z-axis, and will be described using a coordinate system composed of these three axes. That is, in FIG. 1, the x-axis indicates the left-right direction toward the paper surface, the y-axis indicates the depth method of the paper surface, and the z-axis indicates the vertical direction in the paper surface.

図1および図2に示すように、移動体1は、搭乗者Pが搭乗する載置部11と、この載置部11に結合された腰部12と、腰部12に対して回動自在に固定される脚部20と、を備えた2足歩行型のロボットであり、搭乗者Pの操作によってその移動が制御されるものである。以下、詳細に説明する。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the moving body 1 is fixed so as to be freely rotatable with respect to the placement portion 11 on which the passenger P is boarded, the waist portion 12 coupled to the placement portion 11, and the waist portion 12. The leg 20 is a biped walking type robot, and its movement is controlled by the operation of the passenger P. Details will be described below.

2足歩行を行うための脚部20は、右脚21と左脚22とから構成されている。詳細には、図2に示すように、右脚21は右股関節21a、右上腿21b、右膝関節21c、右下腿21d、右足首関節21e、右足平21fを備え、同様に、左脚22は左股関節22a、左上腿22b、左膝関節22c、左下腿22d、左足首関節22e、左足平22fを備えている。   The leg 20 for bipedal walking is composed of a right leg 21 and a left leg 22. Specifically, as shown in FIG. 2, the right leg 21 includes a right hip joint 21a, an upper right thigh 21b, a right knee joint 21c, a right lower leg 21d, a right ankle joint 21e, and a right foot 21f. Similarly, the left leg 22 A left hip joint 22a, a left upper thigh 22b, a left knee joint 22c, a left lower thigh 22d, a left ankle joint 22e, and a left foot 22f are provided.

そして、右脚21および左脚22とは、図示しないモータからの駆動力が、同じく図示しないプーリおよびベルトを介して伝達されることで、各関節部が所望の角度に駆動され、その結果、脚部に所望の動きをさせることができる。   The right leg 21 and the left leg 22 are each driven to a desired angle by transmitting a driving force from a motor (not shown) through a pulley and a belt (not shown). A desired movement can be made to a leg part.

なお、本実施形態においては、脚部20(右脚21および左脚22)は、下腿を膝関節回りに前方側に持ち上げると、上腿と下腿とが前方側に向かって開いた状態(上腿の延長線よりも前方側に、下腿が膝関節回りに回転した状態)、いわゆる「鳥足状態」をとるように構成されている。このように脚部20を構成することによって、搭乗者が載置部に乗降するために脚部の膝関節を曲げても、上腿および下腿が載置部の後方に位置するため、曲げた脚部が下降する載置部に接触することが無い。したがって、載置部を搭乗者の乗降がし易い位置にまで十分下降させることができる。ただし、本発明はこれに限られたものではなく、人間の脚部のように、上腿と下腿が後方側に向かって開いた状態(上腿の延長線よりも後方側に、下腿が膝関節回りに回転した状態)を取り得るものであってもよい。   In the present embodiment, the leg 20 (the right leg 21 and the left leg 22) is in a state in which the upper leg and the lower leg are opened toward the front side (upper side) when the lower leg is lifted forward around the knee joint. It is configured to take a so-called “bird's foot state” in a state where the lower leg is rotated around the knee joint in front of the extension line of the thigh. By configuring the leg portion 20 in this way, even if the rider bends the knee joint of the leg portion to get on and off the placement portion, the upper thigh and the lower leg are located behind the placement portion, and thus the bend portion is bent. There is no contact with the mounting part where the leg part descends. Therefore, the mounting portion can be sufficiently lowered to a position where the passenger can easily get on and off. However, the present invention is not limited to this, and the upper leg and lower leg are open toward the rear side like a human leg (the lower leg is below the extension line of the upper leg and the lower leg is the knee). It may be possible to take a state of rotating around the joint.

載置部11は、搭乗者Pが着座するための座席111と、搭乗者Pの背面を支持するための背当て部112と、搭乗者Pにより操作される操作部113を有する肘掛部14(右肘掛部141、左肘掛部142)と、搭乗者Pを個人認証するための個人認証部115とを備えている。   The mounting portion 11 includes an armrest portion 14 having a seat 111 for the passenger P to sit on, a backrest portion 112 for supporting the back of the passenger P, and an operation portion 113 operated by the passenger P ( A right armrest part 141, a left armrest part 142) and a personal authentication part 115 for personally identifying the passenger P.

座席111は、搭乗者Pの腰付近を載置するための板状の部材により構成されているとともに、その内部に搭乗者Pの体重を測定するための測定部の一部である重量測定部111aを備えている。この重量測定部111aは、既知の荷重センサ等から構成される重量センサであり、搭乗者Pが座席111に着座した際にその搭乗者Pの体重が座席111に及ぼす重量を測定し、その測定結果を出力する。   The seat 111 is composed of a plate-like member for placing the vicinity of the waist of the passenger P, and a weight measuring unit that is a part of a measuring unit for measuring the weight of the passenger P inside the seat 111 111a. The weight measuring unit 111a is a weight sensor composed of a known load sensor or the like, and measures the weight exerted on the seat 111 by the weight of the passenger P when the passenger P is seated on the seat 111. Output the result.

背当て部112は、座席111に対して略垂直に形成されており、その内部には高さ方向の略全面において、背当て部の複数箇所から前面に向けて赤外光等を照射し、その反射光を検出する光学センサからなる、同じく測定部の一部である身長測定部112aを備えている。この身長測定部112aは、前述のように照射した光の反射光を検出し、搭乗者Pの背当て部112に対する位置を検出する。すなわち、搭乗者Pの上半身が、背当て部112のどの高さまで届いているかを検出し、検出した高さから搭乗者Pの上半身に相当する身長を測定し、その測定結果から搭乗者Pの全体の身長を推定して、その推定値を出力する。   The back pad portion 112 is formed substantially perpendicular to the seat 111, and the inside of the back pad portion 112 is irradiated with infrared light or the like from a plurality of positions of the back pad portion toward the front surface in substantially the entire height direction, A height measuring unit 112a, which is an optical sensor that detects the reflected light and is also a part of the measuring unit, is provided. The height measuring unit 112a detects the reflected light of the irradiated light as described above, and detects the position of the passenger P with respect to the backrest unit 112. That is, the height of the upper part of the passenger P is detected, the height corresponding to the upper part of the passenger P is measured from the detected height, and the measurement result of the passenger P is measured. Estimate the overall height and output the estimated value.

操作部113は、例えばジョイスティックのような任意の方向に傾斜可能な操作子から構成されており、搭乗者Pの操作により傾斜した操作子の傾斜角度や傾斜速度に応じて、脚部20の駆動量や駆動パターンを変更し、移動体1の移動する方向および速度を制御することができる。また、載置部11は、図示は省略するが座席111の下面と、背当て部112の後面に沿う形状に形成されたフレームを備えており、その構造上の剛性が高められている。   The operation unit 113 is composed of an operation element that can be inclined in an arbitrary direction such as a joystick, for example, and drives the leg part 20 according to the inclination angle and the inclination speed of the operation element that is inclined by the operation of the passenger P. The amount and drive pattern can be changed to control the moving direction and speed of the moving body 1. Further, although not shown, the mounting portion 11 includes a frame formed in a shape along the lower surface of the seat 111 and the rear surface of the backrest portion 112, and the structural rigidity thereof is enhanced.

個人認証部115は、本実施形態においては搭乗者Pを識別可能な指紋センサが用いられている。なお、個人認証部115としては、このような指紋センサに代えて、静脈センサなどの既知のセンサや、カメラ等による画像認識技術を用いた個人認証手段が用いられてもよい。また、個人認証部115は、搭乗者Pが初めて移動体1に搭乗した際には、その個人情報を後述するデータ記憶部に記憶する。   In this embodiment, the personal authentication unit 115 uses a fingerprint sensor that can identify the passenger P. The personal authentication unit 115 may be a known sensor such as a vein sensor or a personal authentication unit using an image recognition technique using a camera or the like instead of such a fingerprint sensor. In addition, when the passenger P first boardes the moving body 1, the personal authentication unit 115 stores the personal information in a data storage unit described later.

また、載置部11の背当て部112の後方部分には、板状の支え部121が形成されており、この支え部121上に箱状の収容部120が取り付けられている。この収容部120は移動体1の動作を制御する移動制御部130や、脚部のモータ等に電力を供給するためのバッテリー(図示せず)等が収容されている。   In addition, a plate-like support part 121 is formed at a rear portion of the backrest part 112 of the placement part 11, and a box-shaped accommodation part 120 is attached on the support part 121. The accommodating unit 120 accommodates a movement control unit 130 that controls the operation of the moving body 1, a battery (not shown) for supplying power to a leg motor and the like.

移動制御部130は、図3に示すように、脚部20を駆動し、移動体1を動かすための歩容データや、指紋データと関連付けられた、複数の搭乗者の個人データ(個人データ群)、さらには移動制御アルゴリズムを決定するための所定のプログラムや、歩行動作を行うために必要な歩容データ等を記憶するデータ記憶部131と、演算処理部132と、脚部20に含まれるモータを駆動するモータ駆動部133と、を備えている。これらの各構成要素は、収容部120の内部に設けられたバッテリー(図示せず)から電力を供給されることで動作する。   As shown in FIG. 3, the movement control unit 130 drives the leg unit 20 to move the mobile body 1 and gait data for moving the moving body 1 and personal data (personal data group) of a plurality of passengers associated with fingerprint data. ) And a data storage unit 131 for storing a predetermined program for determining a movement control algorithm, gait data necessary for performing a walking motion, and the like, an arithmetic processing unit 132, and a leg unit 20 A motor driving unit 133 for driving the motor. Each of these components operates by being supplied with electric power from a battery (not shown) provided inside the accommodating portion 120.

なお、データ記憶部131に記憶された歩容データは、操作部113から送られる信号で特定される脚部20の移動量に対応づけて、脚部20の足平(右足平21f、左足平22f)の先端(足先)の位置と、移動体本体(本実施の形態においては載置部11)の位置とを、移動体1の移動する空間を定める座標系(例えばxyz座標系)において経時的に指示するものである。   Note that the gait data stored in the data storage unit 131 is associated with the amount of movement of the leg 20 specified by the signal sent from the operation unit 113, and the foot of the leg 20 (right foot 21f, left foot 22f) in the coordinate system (for example, xyz coordinate system) that defines the space in which the moving body 1 moves, with the position of the tip (toe) of the moving body 1 and the position of the moving body main body (mounting portion 11 in the present embodiment). Instruct over time.

演算処理部132は、重量測定部111aおよび身長測定部112aで測定した結果を受けて、移動制御アルゴリズムを決定するとともに、操作部113からの信号に基づいて変化する歩容データをデータ記憶部131から読み出し、この読み出した歩容データによって特定される移動体1の姿勢を実現するために必要な脚部20の関節角を算出する。そして、このように算出した関節角に基づく信号をモータ駆動部133に送信することで、モータ駆動部133は、演算処理部132より送信された信号に基づいて、脚部を駆動するための各モータの駆動量を特定し、これらの駆動量でモータを駆動させるためのモータ駆動信号を各モータに送信する。これによって脚部20の各関節における駆動量が変更され、移動体1の動きが制御され、脚部20は所定の歩行動作を行う。前述の移動制御アルゴリズムの決定する手順については詳細を後述する。   The arithmetic processing unit 132 receives the results measured by the weight measuring unit 111a and the height measuring unit 112a, determines a movement control algorithm, and changes gait data based on a signal from the operation unit 113 to the data storage unit 131. The joint angle of the leg 20 necessary for realizing the posture of the moving body 1 specified by the read gait data is calculated. And the motor drive part 133 transmits each signal for driving a leg part based on the signal transmitted from the arithmetic processing part 132 by transmitting the signal based on the joint angle calculated in this way to the motor drive part 133. The motor drive amount is specified, and a motor drive signal for driving the motor with these drive amounts is transmitted to each motor. Thereby, the drive amount in each joint of the leg 20 is changed, the movement of the moving body 1 is controlled, and the leg 20 performs a predetermined walking motion. Details of the procedure for determining the above-described movement control algorithm will be described later.

また、演算処理部132は、読み出した歩容データに基づいてモータの駆動を行うように指令するほか、移動体1に組み込まれたジャイロや加速度計などセンサ(図示せず)からの信号を受けて、モータの駆動量を調整する。このように、センサにより検出した移動体1に作用する外力や、移動体1の姿勢などに応じて脚部20の関節角を調整することで、移動体1が安定した状態を維持することができる。   The arithmetic processing unit 132 instructs the motor to be driven based on the read gait data, and receives a signal from a sensor (not shown) such as a gyroscope or an accelerometer built in the moving body 1. Adjust the motor drive amount. In this way, the movable body 1 can be maintained in a stable state by adjusting the joint angle of the leg 20 according to the external force acting on the movable body 1 detected by the sensor, the posture of the movable body 1, and the like. it can.

なお、前述の制御部130やバッテリー、または載置部11は、その重量が既知であり、搭乗者の重量を測定した測定結果に加えて、これらの重量が考慮されて移動制御アルゴリズムは決定される。   The weight of the control unit 130, the battery, or the mounting unit 11 is known, and the movement control algorithm is determined in consideration of the weight in addition to the measurement result obtained by measuring the weight of the passenger. The

次に、図4に示すフローチャートを用いながら、前述のように構成された移動体1が歩行による移動を行う際に、歩行動作を行うための移動制御アルゴリズムを決定する手順について説明する。   Next, a procedure for determining a movement control algorithm for performing a walking operation when the moving body 1 configured as described above moves by walking will be described using the flowchart shown in FIG.

まず、移動体1が停止し、脚部20の膝関節部分が折り曲げられた状態において、搭乗者Pが載置部11に乗り込み、搭乗する(ステップ101)。そして、搭乗者Pが載置部11に搭乗すると、個人認証部115は搭乗者Pの指紋を検出し、記録領域131内に記憶された指紋データ群の中から、検出した指紋データを照合し、検出した指紋データと一致する指紋データが存在するか否かを判断する(ステップ102)。このとき、一致する指紋データが指紋データ群中に存在すれば、その指紋データから搭乗者Pを特定し、特定した搭乗者Pの、身長や体重に関する情報を含む個人データを読み出す(ステップ103)。そして、これらの個人データを読み出した後に、測定部である重量測定部111aおよび身長測定部112aを用いて、搭乗した搭乗者Pの身長および体重を測定し、その測定結果を演算処理部132に送信する(ステップ104)。   First, in a state where the moving body 1 is stopped and the knee joint portion of the leg portion 20 is bent, the passenger P gets into the placement portion 11 and gets on (step 101). When the passenger P gets on the mounting unit 11, the personal authentication unit 115 detects the fingerprint of the passenger P and collates the detected fingerprint data from the fingerprint data group stored in the recording area 131. It is then determined whether there is fingerprint data that matches the detected fingerprint data (step 102). At this time, if matching fingerprint data exists in the fingerprint data group, the occupant P is identified from the fingerprint data, and personal data including information on the height and weight of the identified occupant P is read (step 103). . Then, after reading out these personal data, the height and weight of the passenger P boarded are measured using the weight measuring unit 111a and the height measuring unit 112a, which are measuring units, and the measurement results are sent to the arithmetic processing unit 132. Transmit (step 104).

次に、移動体1に搭乗した搭乗者Pの個人データを取得した演算処理部132は、これらの個人データに基づいて歩行動作を行うための制御パラメータを作成する。この制御パラメータは、前記個人データに基づいて移動体1の重心位置を暫定的に定めることで得られる。そして、このように特定された制御パラメータを、前述の重量測定部111aおよび身長測定部112aにより得られた搭乗者Pの身長および体重を用いて修整する(ステップ105)。そして、この修整された制御パラメータを用いて、移動体1の移動制御アルゴリズムを決定する(ステップ106)。演算処理部132では、搭乗者Pが操作した操作部113の傾斜した操作子の傾斜角度や傾斜速度を示す信号を受けて(ステップ107)、前記特定された移動制御アルゴリズムに基づきつつ、搭乗者Pが操作した操作部13の傾斜した操作子の傾斜角度や傾斜速度に応じた脚部20の駆動量や駆動パターンを決定し、脚部を駆動するための各モータの駆動量を特定する駆動信号を送信する(ステップ108)。脚部20に設けられた各モータは、この駆動信号に基づいて駆動し、その結果、移動体1の歩行手順、すなわち、移動体1の移動速度や移動時における平面上の足平位置の配置などが決定され、移動体1は歩行動作を行うことができる。そして、このような脚部20の駆動を継続するか否か(移動体1を停止させるか否か)を判断し(ステップ109)、継続するのであればステップ107に戻って操作子の傾斜角度等を示す信号を受けるまで待機し、継続しないのであれば移動体1を停止させるために、移動速度を徐々に低下させる、重心位置を徐々に下げるなどの所定の安全な動作を行って(ステップ110)、移動体1の動きを停止する(ステップ111)。なお、ステップ109で移動体1を停止させないと判断した場合は、ステップ107に戻って搭乗者の操作に従って移動を継続する。   Next, the arithmetic processing part 132 which acquired the personal data of the passenger P who boarded the mobile body 1 creates a control parameter for performing a walking motion based on these personal data. This control parameter is obtained by provisionally determining the position of the center of gravity of the moving body 1 based on the personal data. And the control parameter specified in this way is corrected using the height and weight of the passenger P obtained by the above-mentioned weight measurement part 111a and height measurement part 112a (step 105). And the movement control algorithm of the moving body 1 is determined using this modified control parameter (step 106). The arithmetic processing unit 132 receives a signal indicating the tilt angle or tilt speed of the tilted operator of the operation unit 113 operated by the passenger P (step 107), and based on the identified movement control algorithm, the passenger Drive that determines the drive amount and drive pattern of the leg portion 20 according to the tilt angle and the tilt speed of the tilted operator of the operation portion 13 operated by P, and specifies the drive amount of each motor for driving the leg portion A signal is transmitted (step 108). Each motor provided in the leg 20 is driven based on this drive signal. As a result, the walking procedure of the moving body 1, that is, the moving speed of the moving body 1 and the arrangement of the foot position on the plane at the time of movement. The mobile body 1 can perform a walking motion. Then, it is determined whether or not the driving of the leg 20 is continued (whether or not the moving body 1 is stopped) (step 109). In order to stop the moving body 1 if it does not continue, a predetermined safe operation such as gradually lowering the moving speed or gradually lowering the position of the center of gravity is performed (step). 110), the movement of the moving body 1 is stopped (step 111). If it is determined in step 109 that the moving body 1 is not to be stopped, the process returns to step 107 and the movement is continued according to the operation of the passenger.

逆に、ステップ102において一致する指紋データが存在しない場合、搭乗者Pは初めて移動体1に搭乗したと判断し、搭乗者の個人データを収集するために、測定部である重量測定部111aおよび身長測定部112aを用いて搭乗者の身長および体重を測定し、その測定結果を演算処理部132に送信する(ステップ201)。演算処理部132は、重量測定部111aおよび身長測定部112aで測定された測定結果と、個人認証部115で検出した指紋データとを関連付けてデータ記憶部131に記憶する(ステップ202)。   On the contrary, if there is no matching fingerprint data in step 102, it is determined that the passenger P has boarded the mobile body 1 for the first time, and the weight measuring unit 111a, which is a measuring unit, The height and weight of the occupant are measured using the height measuring unit 112a, and the measurement result is transmitted to the arithmetic processing unit 132 (step 201). The arithmetic processing unit 132 associates the measurement results measured by the weight measuring unit 111a and the height measuring unit 112a with the fingerprint data detected by the personal authentication unit 115 and stores them in the data storage unit 131 (step 202).

そして、ステップ201で得られた測定結果に基づいて、演算処理部132では、制御パラメータを特定し(ステップ105)、この決定した制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムを決定する(ステップ106)。そして、この移動制御アルゴリズムに基づき、搭乗者Pが操作した操作部113の傾斜した操作子の傾斜角度や傾斜速度を示す信号を受けて、ステップ107以下の手順で歩行動作を行う。   Then, based on the measurement result obtained in step 201, the arithmetic processing unit 132 specifies a control parameter (step 105), and determines a movement control algorithm based on the determined control parameter (step 106). Based on this movement control algorithm, a signal indicating the tilt angle or tilt speed of the tilted operator of the operation unit 113 operated by the passenger P is received, and the walking motion is performed in the procedure from step 107 onward.

本実施形態においては、移動体1に搭乗する搭乗者の身長および体重を測定し、予め定められた搭乗者の個人データにより特定される制御パラメータを、その測定結果から修整している。そのため、過去に作成された個人データが変更された場合や、搭乗者が荷物等を保持している場合であっても、その状態に最も適した制御パラメータに修整され、その修整後の制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムが決定されるため、搭乗者が移動体を利用する際に身長や体重といった条件を入力するなどといった手間をかけることなく、移動体を最適に移動させるための移動制御アルゴリズムを簡単に得ることができる。   In the present embodiment, the height and weight of a passenger boarding the moving body 1 are measured, and control parameters specified by predetermined personal data of the passenger are modified from the measurement results. Therefore, even if personal data created in the past has been changed, or even if the passenger holds luggage, etc., the control parameters will be modified to the most suitable condition, and the modified control parameters The movement control algorithm is determined based on the movement control algorithm for optimally moving the moving object without the hassle of inputting conditions such as height and weight when the passenger uses the moving object. Can be easily obtained.

なお、前述の説明においては、個人データとして搭乗者の身長および体重に関する情報を用いた例を示したが、個人データとしては、この他に搭乗者の年齢や性別、過去の登場回数などの情報を含んでいてもよい。そして、これらの情報に基づいて制御パラメータを特定すると、より適切な移動制御を行うことができる。   In the above description, an example using information on the height and weight of the passenger as personal data has been shown. However, as personal data, other information such as the age and sex of the passenger and the number of appearances in the past are also included. May be included. And if a control parameter is specified based on these information, more suitable movement control can be performed.

また、この実施形態においては、測定部として搭乗者の身長を測定する身長測定部、および搭乗者の体重を測定する重量測定部を備えているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、これらの測定部のうち、少なくとも一方を備えることで、搭乗者の身長または体重の少なくともいずれかにより、制御パラメータを特定するものであってもよい。特に、搭乗者の身長は、成人した人間は年齢に応じてほとんど変化することがないため、必要に応じて移動体に組み込むことなく構成してもよい。また、重量測定部においても、本実施形態においては座席内に組み込まれた重量測定部(センサ)が開示されているが、例えばこれに代えて移動体の脚部に重量測定部を組み込むようにしてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the height measurement part which measures a passenger's height and the weight measurement part which measures a passenger's weight are provided as a measurement part, this invention is not limited to this. That is, by providing at least one of these measurement units, the control parameter may be specified by at least one of the height or weight of the passenger. In particular, the height of the occupant may be configured without being incorporated into the moving body as necessary, since an adult human hardly changes with age. In addition, in this embodiment, the weight measuring unit (sensor) incorporated in the seat is disclosed as the weight measuring unit. However, instead of this, for example, the weight measuring unit is incorporated in the leg of the moving body. May be.

さらに、前述の実施形態においては、搭乗者の体重と身長とを測定する例を示しているが、これに加えて、さらに収容部120に収容された荷物の重さを測定し、その重さを移動制御を行う際に考慮するようにしてもよい。このようにすることで、搭乗者と、この搭乗者の荷物との重量が移動体の重心位置に及ぼす影響を考慮し、制御パラメータを修正することで、より最適な移動制御を行うことができる。また、収容部120に収容された荷物の重量と併せて、荷物の形状を測定して、その測定値から移動体の重心位置を推定して制御パラメータを修正するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-mentioned embodiment, although the example which measures a passenger's weight and height is shown, in addition to this, the weight of the load accommodated in the accommodating part 120 is further measured, and the weight is measured. May be taken into account when performing movement control. By doing so, more optimal movement control can be performed by correcting the control parameters in consideration of the influence of the weight of the passenger and the luggage of the passenger on the position of the center of gravity of the moving body. . Further, the control parameter may be corrected by measuring the shape of the load together with the weight of the load stored in the storage unit 120, and estimating the position of the center of gravity of the moving body from the measured value.

発明の実施の形態2.
次に、図5から図7を参照しつつ本発明の実施の形態2にかかる倒立振子型の2輪式の移動体(以下、移動体1')について説明する。図5は、載置台に搭乗者を搭乗した状態で、搭乗者の操作によって走行制御可能な倒立振子型の移動体1'を側面から見た様子を示しており、図6は、図5に示す移動体1'を背面から見た様子を示している。
Embodiment 2 of the Invention
Next, an inverted pendulum type two-wheeled moving body (hereinafter referred to as a moving body 1 ′) according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a state in which an inverted pendulum type moving body 1 ′ that can be travel-controlled by the operation of the passenger in a state where the passenger is mounted on the mounting table is viewed from the side. FIG. The state which looked at the moving body 1 'shown from the back is shown.

図5および図6に示すように、移動体1'は、搭乗者を搭乗する載置台31と、載置台31に一体的に形成されたハウジング32と、ハウジング32に固定された固定部33aと、固定部33aに対して回動軸33bを介して回動自在に取り付けられたロッド部材33cとを含む介在リンク33と、介在リンク33のロッド部材33cに対して回転可能に支持される駆動輪34とを備えている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the moving body 1 ′ includes a mounting table 31 on which the passenger is mounted, a housing 32 formed integrally with the mounting table 31, and a fixing portion 33 a fixed to the housing 32. The interposition link 33 including a rod member 33c rotatably attached to the fixed portion 33a via a rotation shaft 33b, and a drive wheel supported rotatably with respect to the rod member 33c of the interposition link 33 34.

載置台31は、搭乗者が着座するための座席311と、搭乗者の背面を支持するための背当て部312と、搭乗者により操作される操作部313を固定した肘掛部314(右肘掛部314a、左肘掛部314b)と、搭乗者Pを個人認証するための個人認証部315と、足載置台316と、外部環境を認識するための認識部としてのレーザレンジセンサ317と、を備えている。   The mounting table 31 includes an armrest 314 (right armrest portion) to which a seat 311 for a passenger to sit, a backrest portion 312 for supporting the back of the passenger, and an operation portion 313 operated by the passenger are fixed. 314a, left armrest 314b), a personal authentication unit 315 for personal authentication of the passenger P, a footrest 316, and a laser range sensor 317 as a recognition unit for recognizing the external environment. Yes.

座席311は、搭乗者の腰付近を載置するための板状の部材により構成されているとともに、その内部に着座した搭乗者の体重を測定するための重量測定部311aを備えている。この重量測定部311aは、前述の実施形態と同様に、荷重センサ等から構成される重量センサであり、搭乗者が座席311に着座した際に、搭乗者の体重を測定し、その測定結果を出力する。   The seat 311 is composed of a plate-like member for placing the vicinity of the occupant's waist, and includes a weight measuring unit 311a for measuring the weight of the occupant seated therein. The weight measuring unit 311a is a weight sensor composed of a load sensor or the like, as in the above-described embodiment. When the passenger sits on the seat 311, the weight of the passenger is measured, and the measurement result is obtained. Output.

背当て部312は、座席311に対して略垂直に形成されており、その内部には前述の実施形態と同様の構成からなる光学センサを含む、身長測定部312aが設けられている。この身長測定部312aは、前述のように照射した光の反射光を検出し、搭乗者の背当て部312に対する位置を検出する。すなわち、搭乗者の上半身が、背当て部312のどの高さまで届いているかを検出し、検出した高さから搭乗者の上半身に相当する身長を測定し、その測定結果から搭乗者の全体の慎重を推定して、その推定値を出力する。   The backrest part 312 is formed substantially perpendicular to the seat 311, and a height measurement part 312 a including an optical sensor having the same configuration as that of the above-described embodiment is provided therein. The height measuring unit 312a detects the reflected light of the irradiated light as described above, and detects the position of the passenger with respect to the backrest unit 312. That is, the height of the passenger's upper body is detected to which height of the back pad 312 is detected, the height corresponding to the upper body of the passenger is measured from the detected height, and the passenger's overall carefulness is determined from the measurement result. And output the estimated value.

操作部313は、前述の実施形態と同様に、ジョイスティック等の任意の方向に傾斜可能な操作子から構成されており、搭乗者の操作により傾斜した操作子の傾斜角度や傾斜速度に応じて、駆動輪34を駆動する量や駆動する速度を指示するための信号を出力することができる。   The operation unit 313 is composed of an operation element that can be inclined in an arbitrary direction, such as a joystick, as in the above-described embodiment, and according to the inclination angle and the inclination speed of the operation element inclined by the operation of the passenger, A signal for instructing the driving amount and the driving speed of the driving wheel 34 can be output.

肘掛部314(右肘掛部314a、左肘掛部314b)は、背当て部312から前方に伸びるフレームで構成されており、搭乗者の肘から先の腕部分を載置可能であるとともに、その前方端部において操作部313が設けられている。さらに、操作部313の近傍のフレーム上部には、搭乗者の個人認証を行うための個人認証部315が固定されている。この個人認証部315は、本実施形態においては、搭乗者の手の平表面または指の腹部表面から読み取り可能な静脈の流れにより、個人を識別する静脈センサが用いられている。   The armrest portion 314 (the right armrest portion 314a and the left armrest portion 314b) is composed of a frame extending forward from the backrest portion 312. The arm portion ahead of the passenger's elbow can be placed on the front, An operation unit 313 is provided at the end. Furthermore, a personal authentication unit 315 for performing personal authentication of the passenger is fixed to the upper part of the frame near the operation unit 313. In this embodiment, the personal authentication unit 315 uses a vein sensor that identifies an individual by the flow of veins that can be read from the palm surface of the passenger or the abdomen surface of the finger.

ハウジング32は、その内部に駆動輪34の駆動制御を行うための移動制御部としての制御コンピュータ320や、電力供給用の図示しないバッテリー、および後述する駆動輪の車軸を含む、鉛直方向に向けた基準面から移動体1'の重心位置がどの程度傾斜しているかを計測する図示しないジャイロセンサ等が設けられている。   The housing 32 is oriented in the vertical direction, including a control computer 320 as a movement control unit for performing drive control of the drive wheels 34, a battery (not shown) for power supply, and an axle of the drive wheels described later. A gyro sensor (not shown) that measures how much the position of the center of gravity of the moving body 1 ′ is inclined from the reference surface is provided.

制御コンピュータ320は、図7に示すように、駆動輪34を駆動し、移動体1'の移動制御アルゴリズムを決定するための所定のプログラムや搭乗者の個人データ、移動体1'の移動経路を定めるための移動マップ等を予め記憶するデータ記憶部321と、このデータ記憶部321に記憶されたデータの読み出しや、所定のプログラムを実行するため演算処理部322と、駆動輪34を駆動するための駆動信号を送信するモータ駆動部323と、を備えている。このモータ駆動部323は、後述する駆動輪34の右駆動輪34aと左駆動輪34bを各々独立して駆動するための信号を送信する。このように、データ記憶部321を含む制御コンピュータ320は、個人データ群を記憶するデータ記憶部としても作用する。   As shown in FIG. 7, the control computer 320 drives a drive wheel 34 to determine a predetermined program for determining a movement control algorithm of the moving body 1 ′, personal data of the passenger, and a moving path of the moving body 1 ′. In order to drive a data storage unit 321 that stores in advance a movement map or the like to be determined, to read out data stored in the data storage unit 321, to execute a predetermined program, and to drive wheels 34 And a motor driving unit 323 for transmitting the driving signal. The motor drive unit 323 transmits a signal for independently driving a right drive wheel 34a and a left drive wheel 34b of a drive wheel 34 to be described later. Thus, the control computer 320 including the data storage unit 321 also functions as a data storage unit that stores a personal data group.

介在リンク33は、ハウジング32の左右方向に伸びるとともに、ハウジング32の底面に固定された固定部33aと、固定部33aに対して回動軸33bを介して回動自在に接続されたロッド部材33cと、ロッド部材33cに対して固定部33aを回動させせるための図示しないモータを備えている。このモータにより、ハウジング32、すなわち載置台31を路面に対して水平となるようにロッド部材33cに対する回動度合いが定められている。   The intervening link 33 extends in the left-right direction of the housing 32, and is fixed to a fixed portion 33a fixed to the bottom surface of the housing 32, and a rod member 33c rotatably connected to the fixed portion 33a via a rotation shaft 33b. And a motor (not shown) for rotating the fixing portion 33a with respect to the rod member 33c. By this motor, the degree of rotation with respect to the rod member 33c is determined so that the housing 32, that is, the mounting table 31 is horizontal with respect to the road surface.

駆動輪34は、各々独立して駆動される右駆動輪34aおよび左駆動輪34bと、この両駆動輪を支持する車軸340a,340bと、該車軸340を覆うボックス341とを備えている。ボックス341の内部には、右駆動輪34aおよび左駆動輪34bを各々独立して駆動するための駆動モータ341a、341bが設けられており、前述のモータ駆動部323からの信号に基づいてその回転方向および回転速度等が制御される。   The drive wheel 34 includes a right drive wheel 34 a and a left drive wheel 34 b that are driven independently, axles 340 a and 340 b that support both drive wheels, and a box 341 that covers the axle 340. Inside the box 341 are provided drive motors 341a and 341b for independently driving the right drive wheel 34a and the left drive wheel 34b, respectively, and the rotation thereof based on the signal from the motor drive unit 323 described above. Direction, rotation speed, etc. are controlled.

足載置台316は、座席311の前端部付近からやや斜め下方に伸びるフレーム316aと、フレーム316aの先端に設けられた板状部材316bとを備えている。板状部材316bは、搭乗者が座席311に着座した際に、その足裏を載置することで、移動体1'に対して安定した姿勢をとることが可能になる。   The footrest 316 includes a frame 316a that extends slightly obliquely downward from the vicinity of the front end of the seat 311 and a plate-like member 316b provided at the tip of the frame 316a. When the occupant sits on the seat 311, the plate-like member 316 b can take a stable posture with respect to the moving body 1 ′ by placing the sole of the foot.

認識部としてのレーザレンジセンサ317は、赤外線レーザを水平方向および鉛直方向にスウィングして照射し、その反射したレーザ光量を検出することで移動体1'の前方の環境を3次元的に計測するものであり、計測した結果から得られるデータを、制御コンピュータ320に送信する。そして、制御コンピュータ320のデータ記憶部321内に予め記憶された移動マップなどのマップデータに、計測した移動体1'周囲の環境データが追加または修整され、移動体1'が移動するための移動計画を自律的に決定し、または修整するために用いられる。   The laser range sensor 317 as a recognition unit irradiates the infrared laser by swinging in the horizontal direction and the vertical direction, and detects the reflected laser light amount to measure the environment in front of the moving body 1 ′ in a three-dimensional manner. The data obtained from the measurement result is transmitted to the control computer 320. Then, the environment data around the measured moving body 1 ′ is added or modified to map data such as a movement map stored in advance in the data storage unit 321 of the control computer 320, and the movement for moving the moving body 1 ′. Used to autonomously determine or modify a plan.

なお、ハウジング32内に設けられた制御コンピュータは、この移動体1'を倒立状態に維持し、かつ、搭乗者の操作に応じて走行移動するように駆動輪34を駆動する。移動体1'詳細には、図8に示すように、路面Rに接地する駆動輪34(右駆動輪34a、左駆動輪34b)の車軸を含む、鉛直方向に平行な基準面内から、移動体1'の重心位置(G)が傾斜する傾斜角θを目標角(例えばゼロ度)となるように駆動輪34を駆動する。この傾斜角は、ハウジング32内に設けられたジャイロセンサで時系列的に検出し、その検出した値を制御コンピュータに入力することで、駆動輪34の駆動制御が行われる。   The control computer provided in the housing 32 keeps the moving body 1 ′ in an inverted state and drives the drive wheels 34 so as to travel and move according to the operation of the passenger. In detail, as shown in FIG. 8, the moving body 1 ′ moves from a reference plane parallel to the vertical direction including the axles of the drive wheels 34 (the right drive wheel 34 a and the left drive wheel 34 b) that contact the road surface R. The drive wheel 34 is driven so that the inclination angle θ at which the center of gravity (G) of the body 1 ′ is inclined becomes the target angle (for example, zero degrees). The inclination angle is detected in time series by a gyro sensor provided in the housing 32, and the detected value is input to a control computer, whereby drive control of the drive wheels 34 is performed.

また、制御コンピュータ320によって行われる駆動輪34の駆動制御は、搭乗者の年齢や搭乗回数、反射神経等によってその細部が変更される。すなわち、制御コンピュータ320内のデータ記憶部321内に記憶された個人データ内には、前述のような複数の搭乗者の個人データが記憶されており、個人認証部315によって搭乗者が認証されると、その認証結果に基づいて個人データを読み出して駆動制御を行うための基本的な制御パラメータを特定する。そして、特定した制御パラメータを、重量測定部311aで測定した搭乗者の体重に基づく測定結果で修整し、最終的な移動制御アルゴリズムを決定する。   The details of the drive control of the drive wheels 34 performed by the control computer 320 are changed according to the age of the passenger, the number of times of boarding, the reflexes, and the like. That is, in the personal data stored in the data storage unit 321 in the control computer 320, personal data of a plurality of passengers as described above is stored, and the passenger is authenticated by the personal authentication unit 315. Based on the authentication result, the basic control parameters for performing the drive control by reading the personal data are specified. Then, the specified control parameter is modified with a measurement result based on the weight of the passenger measured by the weight measurement unit 311a, and a final movement control algorithm is determined.

また、搭乗した搭乗者を個人認証部315で認証できなかった場合は、その搭乗者を新たな搭乗者として、測定した搭乗者の体重などのデータを併せてデータ記憶部321に記憶する。   In addition, when the boarding passenger cannot be authenticated by the personal authentication unit 315, the data such as the measured weight of the passenger is stored in the data storage unit 321 together with the passenger as a new passenger.

このように構成された移動体1'は、前述の実施形態と同様に、搭乗者の体重によって変化する移動体1'の重心位置変化を考慮して最適なものとすることできる。なお、このような移動体1'は、予め定められた移動経路計画に基づいて移動する移動制御を自律的に行うため、搭乗者の操作が基本的には不必要であり、搭乗者が移動体の制御に関わることが少ない。したがって、搭乗者は移動体の移動制御を行うことができず、移動速度や倒立制御などに対して自身で調整することができない不安を感じることがあるが、このような移動体の場合、搭乗した搭乗者に対して各々適切な移動する速度や倒立制御の速さを提供することができる。   The moving body 1 ′ configured as described above can be optimized in consideration of the change in the center of gravity position of the moving body 1 ′ that changes depending on the weight of the passenger, as in the above-described embodiment. In addition, since such moving body 1 'autonomously performs the movement control which moves based on a predetermined movement route plan, operation of a passenger is fundamentally unnecessary, and a passenger moves Less involved in body control. Therefore, the passenger may not be able to control the movement of the moving body, and may feel anxiety that he / she cannot adjust himself / herself with respect to the moving speed and the inversion control. Thus, it is possible to provide an appropriate speed of movement and speed of inversion control for each passenger.

なお、このような移動体の場合、外部環境を認識する認識部としては、レーザレンジセンサだけではなく、CCD等の光学カメラや超音波・赤外センサ等の距離測定手段、または外部に設けられた基地局などであってもよい。すなわち、移動体の移動する経路を決定または修正するような制御信号を付加的に提供する手段であれば、このような移動体に広く適用することが可能である。   In the case of such a moving body, the recognition unit for recognizing the external environment is not only provided with a laser range sensor but also provided with a distance measuring means such as an optical camera such as a CCD or an ultrasonic / infrared sensor, or outside. Or a base station. That is, any means that additionally provides a control signal that determines or corrects a route along which the moving body moves can be widely applied to such a moving body.

また、前述の第2実施形態として説明した移動体においては、載置部が搭乗者のみを搭乗するものであったが、これに加えて荷物等を収容する収容部を載置部に設けてもよい。そして、この収容された荷物の重さや形状を測定し、その測定値を考慮して制御パラメータを修正するようにしてもよい。   In addition, in the moving body described as the second embodiment, the placement unit is used to board only the occupant. In addition to this, an accommodation unit that accommodates luggage and the like is provided in the placement unit. Also good. Then, the weight and shape of the stored luggage may be measured, and the control parameter may be corrected in consideration of the measured value.

第1の実施の形態に係る不安定型移動体の全体概略を側面視により表した側面図である。It is the side view which represented the whole outline of the unstable type moving object concerning a 1st embodiment by side view. 図1に示す不安定型移動体を背面から見た様子を表した背面図である。It is the rear view showing a mode that the unstable type mobile body shown in FIG. 1 was seen from the back surface. 図1に示す不安定型移動体に備えられた制御部の内部を概念的に表したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram conceptually showing the inside of a control unit provided in the unstable moving body shown in FIG. 1. 図1に示す不安定型移動体が、移動するための移動制御アルゴリズムを特定して移動を行うための制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure for specifying the movement control algorithm for the unstable mobile body shown in FIG. 1 to move, and moving. 第2の実施の形態に係る不安定型移動体の全体概略を側面視により表した側面図である。It is the side view which represented the whole outline of the unstable type | mold moving body which concerns on 2nd Embodiment by the side view. 図5に示す不安定型移動体を背面から見た様子を表した背面図である。It is the rear view showing a mode that the unstable type mobile body shown in FIG. 5 was seen from the back surface. 図5に示す不安定型移動体に備えられた制御部の内部を概念的に表したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram conceptually showing the inside of a control unit provided in the unstable moving body shown in FIG. 5. 不安定型移動体における傾斜角を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the inclination | tilt angle in an unstable type mobile body.

符号の説明Explanation of symbols

1、1'・・・不安定型移動体(移動体)
11、31・・・載置部
111a,311a・・・重量測定部(測定部)
112a,312a・・・身長測定部(測定部)
115,315・・・個人認証部
120・・・収容部(揺動部)
130,320・・・移動制御部(制御コンピュータ)
131,321・・・データ記憶部
317・・・認識部(レーザレンジセンサ)
20・・・脚部
34・・・駆動輪(車輪)
P・・・搭乗者
1, 1 '... Unstable moving body (moving body)
11, 31 ... Placement part 111a, 311a ... Weight measurement part (measurement part)
112a, 312a ... Height measuring unit (measuring unit)
115, 315... Personal authentication unit 120... Accommodation unit (swinging unit)
130, 320 ... Movement control unit (control computer)
131, 321... Data storage unit 317... Recognition unit (laser range sensor)
20 ... Leg 34 ... Drive wheel (wheel)
P ... Passenger

Claims (11)

複数の個人データからなる個人データ群を記憶するデータ記憶部と、
搭乗者を個人認証する個人認証部と、
搭乗者の身長または体重の少なくとも一方を測定する測定部と、
移動する際の移動制御アルゴリズムを決定する移動制御部とを備えた、搭乗者を搭乗した状態で移動する不安定型移動体であって、
前記移動制御部が、
前記データ記憶部に記憶された個人データ群の中から、前記個人認証部が個人認証した結果に対応する個人データを読み出し、読み出した個人データに基づいて、移動するための制御パラメータを特定するとともに、
前記測定部の測定結果に基づいて、特定した制御パラメータを修整し、修整後の制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムを決定することを特徴とする不安定型移動体。
A data storage unit for storing a personal data group composed of a plurality of personal data;
A personal authentication unit for personal authentication of the passenger;
A measurement unit that measures at least one of the height or weight of the passenger;
An unstable moving body that moves in a state in which a passenger is on board, comprising a movement control unit that determines a movement control algorithm when moving;
The movement control unit is
The personal data corresponding to the result of personal authentication by the personal authentication unit is read out from the personal data group stored in the data storage unit, and control parameters for moving are specified based on the read personal data. ,
An unstable moving body characterized in that a specified control parameter is modified based on a measurement result of the measurement unit, and a movement control algorithm is determined based on the modified control parameter.
搭乗者によって操作される操作部をさらに備えており、該操作部が、搭乗者により操作された操作度合いに基づいて、移動する方向および移動する速度等を指示する指示信号を送信し、
前記移動制御部が、決定した移動制御アルゴリズムに基づいて、送信された指示信号にしたがった移動制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の不安定型移動体。
An operation unit operated by a passenger, and the operation unit transmits an instruction signal instructing a moving direction, a moving speed, and the like based on an operation degree operated by the passenger;
The unstable movement body according to claim 1, wherein the movement control unit performs movement control according to the transmitted instruction signal based on the determined movement control algorithm.
外部環境を認識する認識部をさらに備えており、該認識部が、認識した外部環境に応じて、移動する方向および移動する速度を指示する指示信号を送信し、
前記移動制御部が、決定した移動制御アルゴリズムに基づいて、送信された指示信号にしたがって自律的な移動制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の不安定型移動体。
A recognition unit for recognizing an external environment, and the recognition unit transmits an instruction signal instructing a moving direction and a moving speed according to the recognized external environment;
The unstable movement body according to claim 1, wherein the movement control unit performs autonomous movement control in accordance with a transmitted instruction signal based on the determined movement control algorithm.
前記認識部が、照射したレーザの反射により外部環境を認識するレーザレンジセンサであることを特徴とする請求項3に記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to claim 3, wherein the recognition unit is a laser range sensor that recognizes an external environment by reflection of an irradiated laser. 前記認識部が、外部環境を視覚的に認識する光学カメラであることを特徴とする請求項3に記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to claim 3, wherein the recognition unit is an optical camera that visually recognizes an external environment. 移動手段として、2つの脚部を備えており、2足歩行運動により移動を行う請求項1から5のいずれかに記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to any one of claims 1 to 5, comprising two legs as moving means, and moving by bipedal walking motion. 移動手段として、回転軸に垂直な断面が円形の回転体である駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動部とを備えており、前記駆動部による回転体の駆動により倒立状態を維持する倒立振子型の倒立制御を行うことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の不安定型移動体。   The moving means includes a driving wheel that is a rotating body having a circular cross section perpendicular to the rotating shaft, and a driving unit that drives the driving wheel, and the inverted unit that maintains the inverted state by driving the rotating body by the driving unit. 6. The unstable moving body according to claim 1, wherein pendulum type inversion control is performed. 前記回転体が左右一対の車輪であることを特徴とする請求項7に記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to claim 7, wherein the rotating body is a pair of left and right wheels. 前記回転体が球であることを特徴とする請求項7に記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to claim 7, wherein the rotating body is a sphere. 前記測定部が、搭乗者と併せて載置される物体の重量をも測定可能であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の不安定型移動体。   The unstable moving body according to any one of claims 1 to 9, wherein the measurement unit can also measure the weight of an object placed together with a passenger. 複数の個人データからなる個人データ群を記憶するデータ記憶部と、
搭乗者を個人認証する個人認証部と、
搭乗者の身長または体重の少なくとも一方を測定する測定部とを備えた、搭乗者を搭乗した状態で移動する不安定型移動体の移動制御方法であって、
前記データ記憶部に記憶された個人データ群の中から、前記個人認証部が個人認証した結果に対応する個人データを読み出し、
読み出した個人データに基づいて移動するための制御パラメータを特定し、
前記測定部の測定結果に基づいて、特定した制御パラメータを修整し、
修整後の制御パラメータに基づいて移動制御アルゴリズムを決定し、
前記移動制御アルゴリズムに基づいて移動制御することを特徴とする不安定型移動体の移動制御方法。
A data storage unit for storing a personal data group composed of a plurality of personal data;
A personal authentication unit for personal authentication of the passenger;
A movement control method for an unstable mobile body that moves in a state where the passenger is on board, comprising a measurement unit that measures at least one of the height or weight of the passenger,
Read out personal data corresponding to the result of personal authentication by the personal authentication unit from the personal data group stored in the data storage unit,
Identify control parameters to move based on the read personal data,
Based on the measurement result of the measurement unit, modify the specified control parameter,
Determine the movement control algorithm based on the modified control parameters,
A movement control method for an unstable movable body, wherein movement control is performed based on the movement control algorithm.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011084121A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Toyota Motor Corp Inverted two-wheel type moving body, operation method therefor, and program
JP2016076219A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 フォアベルク ウント コー. インターホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングVorwerk & Co. Interholding GmbH Floor processing robot equipped with weight scale
JP2017213189A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 パナソニック株式会社 Electric Wheelchair
KR101959942B1 (en) * 2018-03-05 2019-03-19 울산과학기술원 Personal mobility and controling method for the same
WO2020036293A1 (en) * 2018-08-13 2020-02-20 현대무벡스 주식회사 Method for controlling moving speed of automatic guided vehicle

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011084121A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Toyota Motor Corp Inverted two-wheel type moving body, operation method therefor, and program
JP2016076219A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 フォアベルク ウント コー. インターホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングVorwerk & Co. Interholding GmbH Floor processing robot equipped with weight scale
US9486923B2 (en) 2014-10-08 2016-11-08 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Floor treatment robot with personal weighing scale
JP2017213189A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 パナソニック株式会社 Electric Wheelchair
KR101959942B1 (en) * 2018-03-05 2019-03-19 울산과학기술원 Personal mobility and controling method for the same
WO2020036293A1 (en) * 2018-08-13 2020-02-20 현대무벡스 주식회사 Method for controlling moving speed of automatic guided vehicle
KR20200018899A (en) * 2018-08-13 2020-02-21 현대무벡스 주식회사 Method for controlling speed of RTV
KR102139127B1 (en) * 2018-08-13 2020-07-30 현대무벡스 주식회사 Method for controlling speed of RTV

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