JP2017117205A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】 コスト低減を図りつつ、路面を障害物として誤検知されるのを抑制することができる移動体を提供する。
【解決手段】 電動車椅子１は、電動車椅子１の前方にある被検知物の三次元データＤを取得する検知装置４０と、三次元データＤを、水平方向に複数の区域Ｇに分割された平面領域Ｃに投影し、区域Ｇに三次元データＤがある場合に、区域Ｇを占有区域Ｆと判断する投影部５４と、規定時間間隔の間に、占有区域Ｆの増大数が、判定閾値Ｔｈを越えた場合に、増大した占有区域Ｆを路面と判定する路面判定部５６と、占有区域Ｆのうち、路面と判定された占有区域Ｆを除外した占有区域Ｆを障害物と認識する障害物認識部５８と、を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、移動体に関する。

従来より、レーザーを前方に向かって放射状に発射し、このレーザーの反射波を受信することにより前方の障害物を検出するセンサを備え、このセンサによって前方に障害物が検出された場合に、障害物との衝突を回避するために、自動的に走行を停止する電動車椅子等の移動体がある。この移動体がうねり（凹凸）のある路面を走行することにより、移動体の前部が下方に移動するように移動体が傾き、センサの俯角が水平面に対して下方側に移動すると、センサから発射されたレーザーが路面に反射して、路面が障害物であると誤検知されて、移動体が減速されて停車する。このように、障害物が無いにも関わらず、移動体がうねりのある路面を走行しているだけで、路面が障害物と誤検知されて、移動体が減速されると、移動体のユーザが違和感を覚える。

そこで、特許文献１に示されるように、路面の距離画像を検出するセンサによって検出された距離画像に基づいて、非線形カルマンフィルタを用いて、センサの俯角を推定する技術がある。特許文献１に示されるように、センサの俯角を推定することができれば、移動体がうねりのある路面を走行することにより、センサの俯角が水平面に対して下方側に移動したことを認識することができる。そして、センサから発射されたレーザーが路面に反射した場合であっても、路面を障害物と誤検出しないことにより、移動体の減速や停車を回避することができる。

特開２０１３−２５４４７４号公報

上述した特許文献１においては、非線形カルマンフィルタを用いて、センサの俯角を推定しているので、高度な演算処理が必要となり、複雑なプログラムと高いスペックの演算装置が必要となり、移動体のコストが増大するという問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解消するためになされたもので、コスト低減を図りつつ、路面を障害物として誤検知されるのを抑制することができる移動体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、駆動装置による駆動によって路面を走行する移動体であって、前記移動体の前方にある被検知物の情報を三次元で示される三次元データとして取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記三次元データを、基準平面に複数の区域に分割された平面領域に投影する投影部と、前記三次元データが投影された前記平面領域の前記区域に前記被検知物がある占有区域であるか否かを判定する占有区域判定部と、前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域の数の変化率に基づいて、又は前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域のうち所定の前記占有区域に前記移動体が近づく速度に基づいて、前記占有区域が前記路面であるか否かを判定する路面判定部と、を有する。

このように、路面判定部は、占有区域判定部によって判定された占有区域の数の変化率に基づいて、又は平面領域は高さ方向に複数に分割され、投影部が高さ方向に複数に分割された平面領域のそれぞれに三次元データを投影する場合に、高さ方向に複数に分割された平面領域にある占有区域に基づいて、占有区域が路面であるか否かを判定する。これにより、占有区域が路面であるか否かが判定されるので、路面が障害物として誤検知されるのが抑制される。また、障害物を検知するための取得部を用いて、占有区域が路面であるか否かを判定するので、移動体のコストの低減を図ることができる。

本発明による移動体の一実施形態である電動車椅子の構成を示す概要図である。 図１の操作装置に入力された操作情報を示す模式図であり、縦軸は、電動車椅子の前後方向を、横軸は電動車椅子の左右方向を表している。 図１に示す第一実施形態の電動車椅子のブロック図である。 図３に示す制御装置に記憶されている第一マップであり、所望直進速度と電動車椅子の直進速度との関係を示したマップである。 図３に示す制御装置に記憶されている第二マップであり、所望旋回速度と電動車椅子の旋回速度との関係を示したマップである。 第一実施形態の電動車椅子が水平な路面を走行している状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第一実施形態の電動車椅子が前傾した状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 段差に接近する第一実施形態の電動車椅子と、平面領域Ｃに投影された占有区域Ｆとの関係を表した図である。 段差に接近する第一実施形態の電動車椅子と、平面領域Ｃに投影された占有区域Ｆとの関係を表した図である。 段差に接近する第一実施形態の電動車椅子と、平面領域Ｃに投影された占有区域Ｆとの関係を表した図である。 「路面・障害物判定処理」のフローチャートである。 水平な路面を走行し、障害物に接近する第一実施形態の電動車椅子と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 障害物に接近する第一実施形態の電動車椅子が前傾した状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 障害物に接近する第一実施形態の電動車椅子が前傾した状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子のブロック図である。 第二実施形態の電動車椅子が水平な路面を走行している状態における、第二検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子の前部が下方に傾いている状態におけるにおける、第二検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子の前部が下方に傾いている状態におけるにおける、第二検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３を表した図である。 検知装置の検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３と、第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３との関係を表した図である。 検知装置の検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３と、第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３との関係を表した図である。 検知装置の検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３と、第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３との関係を表した図である。 図１１Ａの第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３を表した図である。 図１１Ｂの第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３を表した図である。 図１１Ｃの第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が水平な路面を走行している状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が前傾した状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第一実施形態の電動車椅子が前傾した状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が障害物に近づいている状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が障害物に近づいている状態と、平面領域Ｃとの関係を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が障害物に近づいている状態における、第二検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３を表した図である。 第二実施形態の電動車椅子が障害物に近づいている状態における、第二検出領域の第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３を表した図である。 図１５Ａの第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３を表した図である。 図１５Ｂの第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３を表した図である。

（第一実施形態の移動体）
以下、本発明による第一実施形態の移動体について図面を参照して説明する。本実施形態における移動体として、図１に示す電動車椅子１を例に挙げて説明する。なお、本明細書においては説明の便宜上、図１における上側及び下側をそれぞれ電動車椅子１の上方及び下方とし、同じく左下側及び右上側をそれぞれ電動車椅子１の前方及び後方とし、同じく左上側及び右下側を、それぞれ電動車椅子１の右方及び左方として説明する。また、図１には、各方向を示す矢印を示している。

電動車椅子１は、車椅子本体１０、駆動装置２０、速度検出部２１、操作装置３０、検知装置４０、及び制御装置５０を有している。電動車椅子１は、乗員が搭乗するものであり、乗員による操作装置３０への入力に従って駆動される駆動装置２０によって走行する移動体である。駆動装置２０、操作装置３０、検知装置４０及び制御装置５０は、車椅子本体１０に取り付けられている。なお、移動体は、乗員が搭乗しその乗員によって操作されるものに限られず、乗員が搭乗しない自律型のものもある。

車椅子本体１０は、フレーム１１、乗員が着座する座席１２及び車輪１３を備えている。座席１２及び車輪１３は、フレーム１１に取り付けられている。車輪１３は、回転軸回りに回転可能に構成されている。車輪１３は、車椅子本体１０の左右両側に配設され、駆動装置２０によって駆動される左駆動輪１３ａ及び右駆動輪１３ｂ、並びに、電動車椅子１の走行を補助する左補助輪１３ｃ及び右補助輪１３ｄを備えている。

駆動装置２０は、各駆動輪１３ａ，１３ｂをそれぞれ回転駆動させて、電動車椅子１を走行させるものである。駆動装置２０は、例えば、電動モータ（図示なし）と減速機（図示なし）とを組み合わせることにより構成されている。駆動装置２０は、各駆動輪１３ａ，１３ｂにそれぞれ１つずつ（合計２つ）設けられている。

速度検出部２１は、車輪１３の回転速度を検出して、電動車椅子１の速度を検出するためのホール素子等のセンサである。速度検出部２１によって検出された検出結果は、後述する制御装置５０の判定閾値設定部５７及び駆動制御部５２に出力される。

操作装置３０は、電動車椅子１の直進速度ｖ及び旋回速度ｗを指示するために乗員によって操作されるものである。直進速度ｖは、電動車椅子１の前方向（正面方向）における電動車椅子１の速度である。旋回速度ｗは、電動車椅子１の位置する場所において、電動車椅子１が電動車椅子１の重心を中心に旋回する角速度である。本実施形態において、操作装置３０は、ジョイスティックである。操作装置３０は、操作されていない位置（以下、ニュートラル位置とする）において、鉛直方向に起立した状態で位置決めされている。操作装置３０は、ニュートラル位置から乗員に傾けられることにより操作される。操作装置３０が操作された状態は、図２に示すように、操作装置３０を水平面と平行なＸＹ平面に投影したときにおける操作装置３０の先端の座標によって表すことができる。Ｙ軸の正負方向は、電動車椅子１の前後方向と同じである。Ｘ軸の正負方向は、電動車椅子１の左右方向と同じである。Ｙ座標の値は、乗員が所望する電動車椅子１の直進速度である所望直進速度ｙｊｓである。Ｘ座標の値は、乗員が所望する電動車椅子１の旋回速度である所望旋回速度ｘｊｓである。所望直進速度ｙｊｓ及び所望旋回速度ｘｊｓは、操作装置３０に入力された情報である操作情報として、制御装置５０に第一所定時間毎に出力される。第一所定時間は、例えば、１／２５秒である。

検知装置４０は、電動車椅子１の前方、つまり、電動車椅子１の進行方向にある被検知物を検知するものである。検知装置４０は、３次元測域センサ（レーザーレンジスキャナー（３Ｄスキャナー））である。検知装置４０は、発射受信部４１からレーザーを水平方向及び上下方向に（三次元的に）発射して、被検知物からの反射波を発射受信部４１にて受信する。これにより、検知装置４０は、発射受信部４１から被検知物までの直線距離、水平角度（基準（例えば電動車椅子１の直進方向）に対する）、垂直角度（基準（例えば電動車椅子１の水平方向）に対する）を取得することができ、ひいては被検知物に係る三次元データＤとして取得することができる。三次元データＤは、被検知物の三次元座標を表している。検知装置４０は、レーザーを電動車椅子１の前方に放射状に発射する。検知装置４０が取得した三次元データＤは、制御装置５０に出力される。

制御装置５０（制御部）は、操作情報に基づいて、駆動装置２０の駆動量を制御して電動車椅子１を走行させるものである。制御装置５０は、図３に示すように、駆動装置２０、操作装置３０及び検知装置４０が接続されている。さらに、制御装置５０は、操作情報取得部５１、駆動制御部５２、三次元データ取得部５３、投影部５４、占有区域判定部５５、路面判定部５６、判定閾値設定部５７、障害物認識部５８、及び速度制限領域設定部５９を備えている。

操作情報取得部５１は、操作装置３０からの操作情報を取得する。駆動制御部５２は、操作情報取得部５１によって取得された操作情報に基づいて駆動装置２０を制御して電動車椅子１の走行を制御する。
具体的には、操作装置３０が操作され、操作装置３０からの操作情報を制御装置５０が取得した時点から、制御装置５０は、走行制御を開始する。制御装置５０は、操作装置３０からの操作情報（所望直進速度ｙｊｓ及び所望旋回速度ｘｊｓ）を、直進速度ｖ及び旋回速度ｗに変換する。制御装置５０は、取得した所望直進速度ｙｊｓから、図４Ａに示す第一マップＭ１に基づいて、直進速度ｖを算出する。第一マップＭ１は、所望直進速度ｙｊｓと直進速度ｖとの関係を示したものである。また、制御装置５０は、取得した所望旋回速度ｘｊｓから、図４Ｂに示す第二マップＭ２に基づいて、旋回速度ｗを算出する。第二マップＭ２は、所望旋回速度ｘｊｓと旋回速度ｗとの関係を示したものである。

第一マップＭ１は、図４Ａに示すように、所望直進速度ｙｊｓと直進速度ｖとが、比例する比例部ｍｖ１と、所望直進速度ｙｊｓの大きさにかかわらず直進速度ｖが一定の値である不感部ｍｖ２備えている。直進速度ｖが正である場合、電動車椅子１が前進する。一方、直進速度ｖが負である場合、電動車椅子１が後退する。また、第二マップＭ２は、図４Ｂに示すように、所望旋回速度ｘｊｓと旋回速度ｗとが比例する比例部ｍｗ１と、所望旋回速度ｘｊｓの大きさにかかわらず旋回速度ｗが一定の値である不感部ｍｗ２を備えている。旋回速度ｗが正である場合、電動車椅子１が右旋回する。一方、旋回速度ｗが負である場合、電動車椅子１が左旋回する。

制御装置５０は、変換された直進速度ｖ及び旋回速度ｗに基づいて、駆動装置２０の駆動量（回転数）を制御する。具体的には、変換された直進速度ｖ及び旋回速度ｗが、左駆動輪１３ａの回転速度及び右駆動輪１３ｂの回転速度にさらに変換される。直進速度ｖの大きさは、各駆動輪１３ａ，１３ｂの回転速度の大きさに比例する。また、旋回速度ｗの大きさは、左駆動輪１３ａと右駆動輪１３ｂとの回転速度の差の大きさに比例する。直進速度ｖ及び旋回速度ｗと各駆動輪１３ａ，１３ｂの回転速度との関係は、予め実験等により実測されて導出されている。なお、駆動装置２０がＰＷＭ制御されているため、駆動装置２０の制御指令値は、デューティ比にて算出される。

制御装置５０が走行制御を行っている際に、乗員が操作装置３０の位置をニュートラル位置にした場合、直進速度ｖ及び旋回速度ｗがゼロとなることで、電動車椅子１が停止する。この場合、制御装置５０の走行制御が終了する。

三次元データ取得部５３は、検知装置４０から、電動車椅子１の前方にある被検知物の情報を三次元で示される三次元データＤとして取得する。図５Ａに示すように、電動車椅子１が水平な路面９９に有る場合に、つまり、検知装置４０（発射受信部４１）が水平である場合に、路面９９から規定高さｈ（例えば５ｃｍ）よりも下の三次元データＤが除外される。このようにして、検知装置４０で検知され、三次元データ取得部５３で取得される三次元データＤの領域は、図５Ａ、図５Ｂで示される検出領域である。図５Ａに示すように、電動車椅子１が路面９９に対して水平である場合には、路面９９は検出領域に入らない。

投影部５４は、三次元データ取得部５３によって取得された三次元データＤを、規定時間間隔（例えば１００ｍｓ）をおいて、図５Ａ、図５Ｂに示す平面領域Ｃに投影する。平面領域Ｃは、基準平面Ｐに配設されている。平面領域Ｃは、検知装置４０の発射受信部４１の位置を原点Ｃ０としている。平面領域Ｃは、基準平面Ｐ方向に、所定間隔（例えば、１０ｃｍ間隔）に区画された複数の区域Ｇを有している。基準平面Ｐは、電動車椅子１が水平面を走行している場合、つまり、検知装置４０（発射受信部４１）が水平な場合に、水平面と平行になる平面である。つまり、基準平面Ｐ方向は、水平方向、つまり、電動車椅子１を基準とした横方向（Ｘ１方向）及び前後方向（Ｙ１方向）である。

なお、分割された区域（Ｇｎ、ｍ）は、前後方向に発射受信部４１に近い列を第１行とし、原点Ｃ０に位置する列を第０列とし、原点Ｃ０の右側の列を第１列、原点Ｃ０の左側の列を第−１列とする。ｎは行番号を示し、ｍは列番号を示す。区域Ｇ１、０は、第１行、第０列の区域であり、区域Ｇ１、３は、第１行、第２列の区域であり、区域Ｇ２、−１は、第２行、第−１列の区域である。なお、図５Ａ、図５Ｂでは、（区域Ｇｎ、ｍ）を便宜的に、５列、５行で表しているが、（区域Ｇｎ、ｍ）の数は５列、５行に限定されない。三次元データＤの基準位置は発射受信部４１であり、投影部５４は、この基準位置を平面領域Ｃの原点Ｃ０に合わすことにより、三次元データＤを平面領域Ｃに投影することができる。なお、平面領域Ｃの原点Ｃ０は、検知装置４０の発射受信部４１の位置とする代わりに、例えば電動車椅子１の重心としても良い。また、投影部５４は、平面領域Ｃに代えて、円座標Ｃ（平面極座標）を使用して分割するようにしてもよい。

占有区域判定部５５は、各区域Ｇについて、Ｚ１成分が路面に相当する値（上下位置、高さ位置）に対して所定値以上である三次元データＤが、電動車椅子１を基準としたＺ１方向（上下方向、高さ方向）に規定数（例えば３）以上ある場合に、区域Ｇに被検知物があると判定して、区域Ｇを占有区域Ｆと判定する。このようにして、発射受信部４１によって検出された検出値のノイズにより、区域Ｇに物体が無いにも関わらず、区域Ｇが占有区域であると判定される誤判定が防止される。

路面判定部５６は、投影部５４によって平面領域Ｃに投影された占有区域Ｆ、及び判定閾値設定部５７によって設定された後述の判定閾値Ｔｈに基づいて、占有区域Ｆが路面であるか否かを判定する。具体的な判定方法については、後述する。
判定閾値設定部５７は、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖに基づいて、判定閾値Ｔｈを演算する。具体的な演算方法については、後述する。
障害物認識部５８は、投影部５４によって平面領域Ｃに投影された占有区域Ｆ、及び路面判定部５６によって路面と判定された占有区域Ｆに基づいて、障害物を認識する。具体的な認識方法については、後述する。

速度制限領域設定部５９は、電動車椅子１の速度が制限される速度制限領域を設定する。具体的には、速度制限領域設定部５９は、操作情報取得部５１によって取得された操作情報に基づいて、電動車椅子１の予想進行領域を設定し、この予想進行領域の両側に所定の幅寸法を有する付加領域を付加した領域を速度制限領域として設定する。速度制限領域は、基準平面Ｐと平行な平面である。

駆動制御部５２は、障害物認識部５８によって認識された障害物（後述の障害物占有区域Ｆａ）が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内に有ると判断した場合には、電動車椅子１の障害物９１への衝突を回避するために、駆動装置２０に指令を出力することにより、電動車椅子１の最高速度を制限する。なお、駆動制御部５２は、障害物認識部５８からの情報に基づいて、電動車椅子１と障害物９１との距離が短くなるに従って、電動車椅子１の最高速度をより低い速度に制限する。例えば、駆動制御部５２は、電動車椅子１と障害物９１との距離が１０ｍである場合には、電動車椅子１の最高速度を１０ｋｍ／ｈに制限し、電動車椅子１と障害物９１との距離が５ｍである場合には、電動車椅子１の最高速度を５ｋｍ／ｈに制限する。そして、駆動制御部５２は、障害物認識部５８からの情報に基づいて、図６Ｃに示すように、電動車椅子１と障害物９１との距離が規定距離Ｐｄ（例えば１ｍ）以下になったと判断した場合には、駆動装置２０に指令を出力することにより、電動車椅子１を停止させる。このようにして、電動車椅子１の障害物９１への衝突が回避される。

（路面・障害物判別処理の概要）
以下に、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、平面領域Ｃにある占有区域Ｆを路面と障害物とに判別するための路面・障害物判別処理の概要について説明する。
図５Ａに示すように、電動車椅子１が路面９９に対して水平、つまり、検知装置４０（発射受信部４１）が水平であり、電動車椅子１の前方に障害物が無い場合には、路面９９は検出領域に入らないので、平面領域Ｃに占有区域Ｆは存在しない。一方で、図５Ｂに示すように、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１の前部が下方に移動するように電動車椅子１が傾き（以下、単に、電動車椅子１が前傾すると略す）、検知装置４０（発射受信部４１）が前傾して、路面９９が検出領域に入ると、検知装置４０によって路面９９が三次元データＤとして検出される。すると、図５Ｂの右図に示すように、三次元データＤが平面領域Ｃに投影されて、平面領域Ｃにおいて占有区域Ｆが急激に増大（変化）する。そこで、路面判定部５６は、規定時間間隔の間に、つまり、平面領域Ｃのフレーム間において、平面領域Ｃ上に占有区域Ｆが判定閾値Ｔｈよりも増大（変化）した場合には、当該占有区域Ｆを、路面９９と判定して、路面占有区域Ｆｂ（図５Ｂの右図示）と判定する。

そして、障害物認識部５８は、平面領域Ｃにある占有区域Ｆのうち、路面判定部５６によって判定された路面占有区域Ｆｂを除外した占有区域Ｆを、障害物と認識し、当該占有区域Ｆを障害物占有区域Ｆａと判定して認識する。このため、電動車椅子１の前方に障害物が存在しない状態で、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾し、平面領域Ｃ上に占有区域Ｆが投影された場合に、電動車椅子１の速度制限や停止が抑制される。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、電動車椅子１の前方の路面９９上に段差９５がある場合において、電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、段差９５が検知装置４０の検出領域に入り、検知装置４０によって、段差９５が三次元データＤとして検出される。すると、三次元データＤが平面領域Ｃに投影されて、平面領域Ｃ上に占有区域Ｆが、電動車椅子１が段差９５に近づくに従って徐々に増大する。

電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾する場合と比較して、平面領域Ｃ上の占有区域Ｆの単位時間当たりの増大数（変化数の絶対値）が小さい。電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、段差９５を障害物として認識して、電動車椅子１を速度制限するとともに停止させる必要がある。そこで、電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、段差９５が路面９９と判定されないように、上記した判定閾値Ｔｈを電動車椅子１の速度Ｖに比例させることにより、電動車椅子１の速度Ｖが速くなるに従って大きな値となるような判定閾値Ｔｈが設定されるようにしている。
判定閾値Ｔｈは、下式（１）によって設定される。
Ｔｈ＝Ｖ×ａ…（１）
Ｔｈ：判定閾値
Ｖ：電動車椅子１の速度
ａ：定数（ａ＞１）

このように設定された判定閾値Ｔｈによって、電動車椅子１が段差９５に近づく際には、所定時間間隔の間における平面領域Ｃ上の占有区域Ｆの増大数が、判定閾値Ｔｈを越えない。このため、占有区域Ｆが路面占有区域Ｆｂと判定されずに障害物占有区域Ｆａと判定され、障害物占有区域Ｆａが速度制限領域内に入ると、電動車椅子１の速度が制限される。

（路面・障害物判定処理）
以下に、図７に示すフローチャートを用いて、「路面・障害物判定処理」を説明する。
電動車椅子１に電源が投入されると、プログラムはステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１において、三次元データ取得部５３は、検知装置４０から、電動車椅子１の前方にある被検知物の情報を三次元で示される三次元データＤとして取得して、プログラムをステップＳ１２に進める。
ステップＳ１２において、投影部５４は、上述したように、三次元データ取得部５３によって取得された三次元データＤを、平面領域Ｃの複数の区域Ｇに投影し、プログラムをステップＳ１３に進める。

占有区域判定部５５は、ステップＳ１３において、各区域Ｇについて、Ｚ１成分が所定値以上である三次元データＤが、Ｚ１方向に規定数以上ある場合に（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、区域Ｇに物体が存在すると判定して、区域Ｇを占有区域Ｆと判定する。
一方で、占有区域判定部５５は、ステップＳ１３において、各区域Ｇについて、Ｚ１成分が０よりも大きい０所定値以上である三次元データＤが、Ｚ１方向に規定数よりも少ない場合に（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１５において、区域Ｇに物体が存在しないと判定して、区域Ｇが占有区域Ｆでないと判定する。
ステップＳ１４又はステップＳ１５が終了すると、プログラムはステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、占有区域判定部５５は、全ての区域Ｇについて、この区域Ｇが占有区域Ｆであるか否かの判定が完了したと判断した場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ２１に進める。一方で、占有区域判定部５５は、全ての区域Ｇについて、この区域Ｇが占有区域Ｆであるか否かの判定が完了していないと判断した場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、プログラムをステップＳ１３に戻す。

ステップＳ２１において、路面判定部５６は、平面領域Ｃにある占有区域Ｆの個数を演算して、平面領域Ｃにある占有区域Ｆの個数を記憶し、プログラムをステップＳ２２に進める。
ステップＳ２２において、路面判定部５６は、前回のステップＳ２１における平面領域Ｃにある占有区域Ｆの個数から、今回のステップＳ２１における平面領域Ｃにある占有区域Ｆの個数の増加数（変化数の絶対値）を演算する。なお、「路面・障害物判定処理」のステップＳ１１からステップＳ２７までの１サイクルは、規定時間間隔（例えば１００ｍｓ）であり、ステップＳ２２は、規定時間間隔をおいて実行される。ステップＳ２２が終了すると、路面判定部５６は、プログラムをステップＳ２３に進める。
ステップＳ２３において、判定閾値設定部５７は、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖに基づいて、上式（１）を用いて、判定閾値Ｔｈを演算し、プログラムをステップＳ２４に進める。

ステップＳ２４において、路面判定部５６は、ステップＳ２２において演算された平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの増加数（変化数の絶対値）が、ステップＳ２３において演算された判定閾値Ｔｈよりも多いと判断した場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ２５に進める。一方で、路面判定部５６は、ステップＳ２２において演算された平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの増加数（変化数の絶対値）が、ステップＳ２３において演算された判定閾値Ｔｈ以下であると判断した場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、プログラムをステップＳ２７に進める。
ステップＳ２５において、路面判定部５６は、平面領域Ｃにおいて、増加した占有区域Ｆを、路面と判定して、路面占有区域Ｆｂと判定し、プログラムをステップＳ２７に進める。

ステップＳ２７において、障害物認識部５８は、平面領域Ｃにある占有区域Ｆのうち、ステップＳ２５において、路面と判定された路面占有区域Ｆｂを除外し、残った占有区域Ｆを障害物占有区域Ｆａと判定して、認識する。ステップＳ２７が終了すると、プログラムはステップＳ１１に戻る。

図８Ａに示すように、電動車椅子１が水平な路面９９を走行し、電動車椅子１の前方に障害物９１がある場合には、平面領域Ｃにおいて、占有区域Ｆが急激に増加しないので、ステップＳ２４においてＮＯと判断されて、ステップＳ２７において、占有区域Ｆが障害物占有区域Ｆａと判定される。

図８Ｂに示すように、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾し、平面領域Ｃにおいて、占有区域Ｆが急激に増加し、定時間間隔における占有区域Ｆの増加数が判定閾値Ｔｈよりも多くなる。すると、ステップＳ２４においてＹＥＳと判断されて、増加した占有区域Ｆが路面９９であると判定されて、路面占有区域Ｆｂと判定される。すると、ステップＳ２７において、平面領域Ｃにある占有区域Ｆのうち、路面９９と判定された路面占有区域Ｆｂが除外され、残った占有区域Ｆが障害物占有区域Ｆａと判定され、障害物９１が認識される（図８Ｃの右図示）。このため、電動車椅子１の前方に障害物９１がある場合に、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾した場合であっても、障害物９１が認識されて、電動車椅子１の速度が制限されて、電動車椅子１が減速する。

（第一実施形態の移動体による効果）
以上の説明から明らかなように、路面判定部５６は、占有区域Ｆの変化率、つまり、占有区域Ｆの数の規定時間間隔における増加数に基づいて、占有区域Ｆが路面であるか否かを判定する。このように、占有区域Ｆが路面９９であるか否かが判定されるので、路面９９が障害物９１として誤検知されるのが抑制される。また、障害物９１を検知するための検知装置４０を用いて、占有区域Ｆが路面９９であるか否を判定するので、電動車椅子１のコストを低減させることができる。更に、路面判定部５６は、占有区域Ｆが路面９９であるか否かを判定するに際して、複雑な演算を行わないので、高度な演算処理が不要であり、複雑なプログラムと高いスペックの演算装置が不要であるので、電動車椅子１のコストを低減させることができる。

電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾した場合には、路面９９が検知装置４０の検出領域に入り、平面領域Ｃにおいて占有区域Ｆが急激に増大する。そこで、路面判定部５６は、規定時間間隔の間に、占有区域Ｆの増大数が判定閾値Ｔｈよりも多い場合（占有区域Ｆの変化率が判定閾値よりも大きい場合）に、増大した占有区域Ｆを路面９９と判定する。このため、平面領域Ｃにおいて増大した占有区域Ｆが路面９９であるか否かが確実に判定される。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、電動車椅子１の前方の路面９９上に段差９５がある場合において、電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、検知装置４０によって、段差９５が物体として検出される。そして、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、三次元データＤが平面領域Ｃに投影されて、平面領域Ｃ上に占有区域Ｆが、電動車椅子１が段差９５に近づくに従って徐々に増大する。電動車椅子１が段差９５に近づく場合には、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾した場合と比較して、平面領域Ｃ上の占有区域Ｆの単位時間当たりの増大数（変化率）が小さい。そこで、判定閾値設定部５７は、電動車椅子１が段差９５に近づく際に、所定時間間隔の間における平面領域Ｃ上の占有区域Ｆの増大数が、判定閾値Ｔｈを越えないように、上式（２）を用いて、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖが速くなるに従って、大きな値となるような判定閾値Ｔｈを設定する。これにより、段差９５が路面９９と判定されず、障害物と判定される。このため、段差９５が路面９９と判定されることに起因して、電動車椅子１の減速や停止が実行されないことが防止される。

障害物認識部５８は、占有区域判定部５５によって判定された占有区域Ｆのうち、路面判定部５６によって路面９９と判定された路面占有区域Ｆｂを除外した占有区域Ｆを障害物占有区域Ｆａと判定して、障害物９１と認識する。そして、駆動制御部５２は、障害物認識部５８によって認識された障害物占有区域Ｆａ（障害物９１）が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内にある場合に、電動車椅子１の速度を制限する。このように、路面９９と判定された路面占有区域Ｆｂが除外された占有区域Ｆである障害物占有区域Ｆａに基づいて、電動車椅子１の進行方向に障害物９１があるか否かが判断されて、電動車椅子１の速度を制限するか否かが判断されるので、電動車椅子１が障害物９１に衝突する可能性が無いにも関わらず、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行しているだけで、電動車椅子１が減速されない。

（第一実施形態の移動体の別例）
上記説明の実施形態では、路面判定部５６は、規定時間間隔の間に、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの増加数が、判定閾値Ｔｈよりも多いと判断した場合に、増大した占有区域Ｆを路面９９と判定している。しかし、路面判定部５６は、規定時間間隔の間に、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの減少数の絶対値（変化数）が、判定閾値Ｔｈよりも多いと判断した場合に、減少した占有区域Ｆを路面９９と判定する実施形態であっても差し支え無い。上述したように、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行し、電動車椅子１が前傾すると、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆが急激に増加する。そして、電動車椅子１が路面９９に対して水平な状態に復帰すると、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆが急激に減少する。このため、規定時間間隔の間に、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの減少数の絶対値（変化数）が、判定閾値Ｔｈよりも多い場合に、減少した占有区域Ｆを路面９９と判定することができる。このように、路面判定部５６は、平面領域Ｃにおける占有区域Ｆの変化率に基づいて、占有区域Ｆが路面９９であるか否かを判定することができる。

なお、上記説明の実施形態では、障害物として路面の凸形状部を対象としているが、路面の凹形状部を対象としてもよい。

（第二実施形態の移動体）
以下に、第一実施形態と異なる点について、第二実施形態の移動体（電動車椅子１）を説明する。
図９に示すように、第二実施形態の制御装置５０（制御部）は、操作情報取得部５１、駆動制御部５２、三次元データ取得部５３、速度制限領域設定部５９、第一投影部６１、第二投影部６２、第三投影部６３、第一占有区域判定部６４、第二占有区域判定部６５、第三占有区域判定部６６、占有区域演算部６７、代表占有区域演算部６８、路面判定部６９、速度制限判断部７０、被検知物投影部８１、被検知物占有区域判定部８２、及び被検知物認識部８３を備えている。第二実施形態の操作情報取得部５１、三次元データ取得部５３、及び速度制限領域設定部５９は、それぞれ、上記した第一実施形態の操作情報取得部５１、三次元データ取得部５３、及び速度制限領域設定部５９と同じである。第二実施形態の駆動制御部５２が、上記した第一実施形態の駆動制御部５２と異なる点については、後述する。

被検知物投影部８１は、第一実施形態の投影部５４と同様に、三次元データ取得部５３によって取得された三次元データＤを平面領域Ｃに投影する。
被検知物占有区域判定部８２は、第一実施形態の占有区域判定部５５と同様に、Ｚ１成分が０よりも大きい所定値以上である三次元データＤが、電動車椅子１を基準としたＺ１方向に規定数以上ある場合に、区域Ｇに物体が存在すると判定して、区域Ｇを占有区域Ｆと判定する。
被検知物投影部８１及び被検知物占有区域判定部８２は、上述した図７のフローチャートのＳ１１〜Ｓ１６と同様の処理を実行する。
被検知物認識部８３は、被検知物占有区域判定部８２によって判定された占有区域Ｆを、被検知物であると認識する。なお、被検知物には、路面９９と障害物９１の両方が含まれる。

駆動制御部５２は、被検知物認識部８３によって認識された被検知物が、後述する速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内に無いと判断した場合に、電動車椅子１の速度を制限しない。
駆動制御部５２は、被検知物認識部８３によって認識された被検知物が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内に有ると判断し、且つ、後述するように、速度制限判断部７０が電動車椅子１の速度制限を許容すると判断した場合には、駆動制御部５２は、第一実施形態と同様に、電動車椅子１の速度を制限する。

第二実施形態では、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、三次元データ取得部５３が三次元データＤを検知装置４０から取得する範囲として、第二検出領域が設定されている。但し、第二検出領域は、第一投影部６１〜第三投影部６３が三次元データＤを後述する第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３に投影する場合において、三次元データ取得部５３が三次元データＤを検知装置４０から取得する範囲である。図１１Ａに示すように、電動車椅子１（検知装置４０）を基準としたＺ１座標方向（上下方向）に関して、第二検出領域は、下方から上方に順番に、層状の第一空間領域ｄ１、第二空間領域ｄ２、及び第三空間領域ｄ３に分割されている。電動車椅子１が路面９９に対して水平である場合、つまり、検知装置４０（発射受信部４１）が水平な場合には、第一空間領域ｄ１の下端は、路面９９から第一規定距離ｈ１離れ、路面９９と対向している。つまり、電動車椅子１が路面９９に対して水平である場合には、路面９９は第一空間領域ｄ１に入らない。第一空間領域ｄ１のＺ１座標方向の高さは、第二規定距離ｈ２である。

第二空間領域ｄ２は、第一空間領域ｄ１の上側に隣接して配置されている。つまり、第二空間領域ｄ２の下面は、第一空間領域ｄ１の上面と隣接している。第二空間領域ｄ２のＺ１座標方向の高さは、第三規定距離ｈ３である。第三空間領域ｄ３は、第二空間領域ｄ２の上側に隣接して配置されている。つまり、第三空間領域ｄ３の下端は、第二空間領域ｄ２の上端と隣接している。

第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３は、基準平面Ｐと平行な領域である。基準平面Ｐは、電動車椅子１が水平面を走行している場合、つまり、検知装置４０（発射受信部４１）が水平な場合に、水平面と平行になる平面である。このため、図１０Ｂや図１０Ｃに示すように、電動車椅子１が水平面に対して傾き、検知装置４０（発射受信部４１）が水平面に対して傾くと、第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３も水平面に対して傾く。このように、電動車椅子１が前傾すると、路面９９が第二検出領域に入り、路面９９が第一空間領域ｄ１に入り、場合によっては、路面９９が第二空間領域ｄ２に入る。

図１１Ａ〜図１１Ｃの左側の各図は、電動車椅子１（検知装置４０）を基準としたＹ１座標（前後方向）を紙面に対して水平に配置した図である。図１１Ａ〜図１１Ｃの右側の各図に示す第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３は、それぞれ、図１１Ａ〜図１１Ｃの左側の各図に示す第一空間領域ｄ１〜第三空間領域ｄ３に対応している。第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３は、水平面と平行となる平面であり、基準平面Ｐと平行となる平面である。また、第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３は、検知装置４０の発射受信部４１の位置を原点Ｃ０とするとともに、図１１Ａ〜図１１Ｃの右側を電動車椅子１の前方とした座標である。第一平面領域Ｃ１は、基準平面Ｐ方向に、所定間隔（例えば、１０ｃｍ間隔）に区画された複数の第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）を有している。同様に、第二平面領域Ｃ２は、基準平面Ｐ方向に、所定間隔に区画された複数の第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）を有している。同様に、第三平面領域Ｃ３は、基準平面Ｐ方向に、所定間隔に区画された複数の第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）を有している。

各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）は、前後方向に発射受信部４１に近い列を第１行とし、原点Ｃ０に位置する列を第０列とし、原点Ｃ０の右側の列を第１列、原点Ｃ０の左側の列を第−１列とする。ｎは行番号を示し、ｍは列番号を示す。第一区域Ｃ１（１、０）は、第一平面領域Ｃ１における第１行、第０列の区域であり、第一区域Ｃ１（２、１）は、第一平面領域Ｃ１における第２行、第１列の区域である。図１１Ａ〜図１１Ｃでは、区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）の数を、８行、３列で表しているが、区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）の数は、８行、３列に限定されない。なお、第一平面領域Ｃ１〜第三平面領域Ｃ３は、円座標、つまり、平面極座標を使用して、複数の区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）に分割されていても差し支え無い。

第一投影部６１は、三次元データ取得部５３によって取得された第一空間領域ｄ１内にある三次元データＤを、第一平面領域Ｃ１に投影する。第一占有区域判定部６４は、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）に三次元データＤが有る場合に、この第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）を第一占有区域Ｆ１と判定する。第一投影部６１及び第一占有区域判定部６４は、上述した図７に示す「路面・障害物判定処理」のステップＳ１１〜Ｓ１６と同様の処理を実行する。

第二投影部６２は、三次元データ取得部５３によって取得された第二空間領域ｄ２内にある三次元データＤを、第二平面領域Ｃ２に投影する。第二占有区域判定部６５は、第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）に三次元データＤが有る場合に、この第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）を第二占有区域Ｆ２と判定する。第二投影部６２及び第二占有区域判定部６５は、上述した図７に示す「路面・障害物判定処理」のステップＳ１１〜Ｓ１６と同様の処理を実行する。

第三投影部６３は、三次元データ取得部５３によって取得された第三空間領域ｄ３内にある三次元データＤを、第三平面領域Ｃ３に投影する。第三占有区域判定部６６は、第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）に三次元データＤが有る場合に、この第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）を第三占有区域Ｆ３と判定する。第三投影部６３及び第三占有区域判定部６６は、上述した図７に示す「路面・障害物判定処理」のステップＳ１１〜Ｓ１６と同様の処理を実行する。

占有区域演算部６７は、第一占有区域判定部６４〜第三占有区域判定部６６による演算結果に基づいて、以下に示す論理演算式（２）を用いて、図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、基準平面Ｐ方向に、複数の最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に分割された最終演算平面領域Ｃｃｆの各最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に占有区域Ｆがあるか否かを演算する。
Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）＝Ｃ１（ｎ、ｍ） ＡＮＤ （Ｃ１（ｎ、ｍ） ＸＯＲ （Ｃ２（ｎ、ｍ） ＯＲ Ｃ３（ｎ、ｍ）））…（２）
Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）：最終演算区域
Ｃ１（ｎ、ｍ）：第一区域
Ｃ２（ｎ、ｍ）：第二区域
Ｃ３（ｎ、ｍ）：第三区域
ＡＮＤ：論理積演算
ＸＯＲ：排他的論理和演算
ＯＲ：論理和演算
なお、最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）の”（ｎ、ｍ）”の意味は、上記した第一平面領域Ｃ１の各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）の”（ｎ、ｍ）”と同様である。

占有区域演算部６７は、各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）に、占有区域Ｆ１〜Ｆ３が存在する場合に、各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）の数値を１とし、各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）に、占有区域Ｆ１〜Ｆ３が存在しない場合に、各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）〜Ｃ３（ｎ、ｍ）の数値を０として、上記論理式（２）を演算する。そして、占有区域演算部６７は、上記論理式（２）の演算結果が１である場合には、該当する最終演算平面領域Ｃｃｆの各最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に最終演算占有区域Ｆｃｆが存在すると判定し、演算結果が０である場合には、該当する最終演算平面領域Ｃｃｆの各最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に最終演算占有区域Ｆｃｆが存在しないと判定する。

図９に示すように、占有区域演算部６７は、上記論理式（２）を演算するためのＯＲ演算部６７ａ、ＸＯＲ演算部６７ｂ、及びＡＮＤ演算部６７ｃを有している。以下に、図１２Ａ〜図１２Ｃを用いて、ＯＲ演算部６７ａ、ＸＯＲ演算部６７ｂ、及びＡＮＤ演算部６７ｃが実行する処理について説明する。
図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、第一演算平面領域Ｃｃ１は、基準平面Ｐ方向に、複数の第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に分割されている。
第二演算平面領域Ｃｃ２は、基準平面Ｐ方向に、複数の第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に分割されている。
なお、各第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）、及び各第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）の”（ｎ、ｍ）”の意味は、上記した第一平面領域Ｃ１の各第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）の”（ｎ、ｍ）”と同様である。

ＯＲ演算部６７ａは、第二投影部６２及び第三投影部６３の演算結果に基づいて、同一位置の各第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）及び各第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）について、第二占有区域Ｆ２及び第三占有区域Ｆ３のいずれかが存在する場合に、第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）及び各第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）に対応する位置の第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に、第一演算占有区域Ｆｃ１が存在すると演算する（ＯＲ演算）。そして、ＯＲ演算部６７ａは、上記以外の場合に、第一演算平面領域Ｃｃ１における、第二区域Ｃ２（ｎ、ｍ）及び各第三区域Ｃ３（ｎ、ｍ）に対応する位置の第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に、第一演算占有区域Ｆｃ１が存在しないと演算する（ＯＲ演算）。

ＸＯＲ演算部６７ｂは、第一投影部６１及びＯＲ演算部６７ａの演算結果に基づいて、同一位置の各第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び各第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）について、第一占有区域Ｆ１及び第一演算占有区域Ｆｃ１のいずれか一方のみが存在する場合に、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に対応する位置の第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に、第二演算占有区域Ｆｃ２が存在すると演算する（ＸＯＲ演算）。そして、ＸＯＲ演算部６７ｂは、上記以外の場合に、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に対応する位置の第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に、第二演算占有区域Ｆｃ２が存在しないと演算する（ＸＯＲ演算）。

ＡＮＤ演算部６７ｃは、第一投影部６１及びＸＯＲ演算部６７ｂの演算結果に基づいて、同一位置の各第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び各第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）について、第一占有区域Ｆ１及び第二演算占有区域Ｆｃ２の両方が存在する場合に、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に対応する位置の最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に、最終演算占有区域Ｆｃｆが存在すると演算する（ＡＮＤ演算）。そして、ＡＮＤ演算部６７ｃは、上記以外の場合に、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に対応する位置の最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に、最終演算占有区域Ｆｃｆが存在しないと演算する（ＡＮＤ演算）。

代表占有区域演算部６８は、最終演算平面領域Ｃｃｆにある最終演算占有区域Ｆｃｆのうち、最も電動車椅子１（原点Ｃ０）に近い最終演算占有区域Ｆｃｆを代表占有区域Ｆｄであると演算する。このように演算された代表占有区域Ｆｄは、電動車椅子１が前傾した場合において、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１（原点Ｃ０）に近い部分である。

路面判定部６９は、代表占有区域演算部６８によって演算された代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１（原点Ｃ０）が近づく速度である接近速度Ｖａを演算する。具体的には、路面判定部６９は、前回演算した代表占有区域Ｆｄと原点Ｃ０との距離から今回演算した代表占有区域Ｆｄと原点Ｃ０との距離を減算し、前回の代表占有区域Ｆｄを演算した時から今回の代表占有区域Ｆｄを演算した時までの経過時間（演算周期）で除算することにより接近速度Ｖａを演算する。このように演算された接近速度Ｖａは、電動車椅子１が前傾した場合において、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１に近い部分に電動車椅子１（原点Ｃ０）が接近する速度である。

次に、路面判定部６９は、演算した接近速度Ｖａと、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖに基づいて、代表占有区域Ｆｄと電動車椅子１との実際の相対速度である実接近速度Ｖｒを演算する。具体的は、路面判定部６９は、接近速度Ｖａから電動車椅子１の速度Ｖを減算することにより、実接近速度Ｖｒを演算する。このように演算された実接近速度Ｖｒは、電動車椅子１が前傾した場合において、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１に近い部分と電動車椅子１（原点Ｃ０）との実際の相対速度であり、代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１（原点Ｃ０）が近づく実際の速度である。

次に、路面判定部６９は、演算した実接近速度Ｖｒが規定速度Ｖｐ以上である場合に、第一平面領域Ｃ１にある第一占有区域Ｆ１を路面９９であると判定する。一方で、路面判定部６９は、演算した実接近速度Ｖｒが規定速度Ｖｐ未満である場合に、第一平面領域Ｃ１にある第一占有区域Ｆ１を路面９９でないと判定する。また、路面判定部６９は、第一平面領域Ｃ１に第一占有区域Ｆ１（代表占有区域Ｆｄ）が無いと判断した場合には、第一平面領域Ｃ１に路面９９が無いと判定する。

速度制限判断部７０は、路面判定部６９が第一平面領域Ｃ１にある第一占有区域Ｆ１を路面９９であると判断した場合には、電動車椅子１の速度制限を許容しないと判断する。一方で、速度制限判断部７０は、路面判定部６９が第一平面領域Ｃ１にある第一占有区域Ｆ１を路面９９でないと判断した場合や、路面判定部６９が第一平面領域Ｃ１に路面９９が無いと判断した場合には、電動車椅子１の速度制限を許容すると判断する。

駆動制御部５２が、被検知物認識部８３によって認識された被検知物が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内に有ると判断した場合であっても、速度制限判断部７０が電動車椅子１の速度制限を許容しないと判断した場合には、駆動制御部５２は、電動車椅子１の速度を制限しない。

図１３Ａに示すように、電動車椅子１の進行方向に障害物が無い場合において、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行することにより、電動車椅子１が前傾した場合には、図１３Ｂや図１３Ｃに示すように、電動車椅子１が前傾することによって、路面９９が検知装置４０の検出領域に入り、平面領域Ｃにおいて占有区域Ｆが増加し、この占有区域Ｆが被検知物認識部８３によって被検知物であると認識される。

電動車椅子１の進行方向に障害物が無いにも関わらず、占有区域Ｆが被検知物認識部８３によって被検知物であると認識されているが、電動車椅子１の進行方向に障害物が無いので、電動車椅子１の最高速度を制限する必要が無い。そこで、上述したように、電動車椅子１が前傾することによって、代表占有区域Ｆｄの実接近速度Ｖｒが規定速度Ｖｐ以上となった場合に、路面判定部６９は、第一平面領域Ｃ１にある第一占有区域Ｆ１を路面９９であると判定し、速度制限判断部７０は電動車椅子１の速度制限をしないと判断する。これにより、電動車椅子１の進行方向に障害物が無いにも関わらず、電動車椅子１の速度が制限されて、電動車椅子１が減速することや、電動車椅子１が停止することが防止される。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、及び図１６Ｂを用いて、第二実施形態の電動車椅子１が段差等の障害物９１に近づく場合について説明する。なお、図１６Ａは図１５Ａに対応し、図１６Ｂは図１５Ｂに対応している。
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように電動車椅子１が障害物９１に近づく場合には、障害物９１が検出領域に入り、平面領域Ｃに占有区域Ｆが現れ、被検知物認識部８３は被検知物を認識する。一方で、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、占有区域演算部６７は、最終演算平面領域Ｃｃｆに占有区域Ｆが無いと演算する。そして、路面判定部６９は第一平面領域Ｃ１に路面９９が無いと判断し、速度制限判断部７０は、電動車椅子１の速度制限を許容すると判断する。そして、駆動制御部５２は、被検知物認識部８３によって認識された被検知物が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内に有ると判断し、電動車椅子１の速度を制限する。

（第二実施形態の移動体の効果）
以上の説明から明らかなように、路面判定部６９は、高さ方向に複数に分割された平面領域のうち最も下方にある第一平面領域Ｃ１にある占有区域である第一占有区域Ｆ１の代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１が近づく速度に基づいて、第一占有区域Ｆ１が路面９９であるか否かを判定する。電動車椅子１が前傾すると、路面９９が検知装置４０によって検知されて、高さ方向に複数に分割された平面領域のうち最も下方にある第一平面領域Ｃ１に第一占有区域Ｆ１が現れ、第一占有区域Ｆ１のうち最も電動車椅子１に近い代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１が近づく。このため、代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１が近づく速度に基づいて、当該速度が判定速度以上であれば、第一占有区域Ｆ１が路面９９であると判定することができる。このように、第一占有区域Ｆ１が路面９９であるか否かが判定されるので、路面９９が障害物９１として誤検知されるのが抑制される。また、障害物９１を検知するための検知装置４０を用いて、移動体の前部が下方に移動するような移動体の路面に対する傾きを検知するので、移動体のコストの低減を図ることができる。

ＸＯＲ演算部６７ｂは、同一位置の各第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び各第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）について、第一占有区域Ｆ１及び第一演算占有区域Ｆｃ１のいずれか一方のみが存在する場合に、基準平面Ｐ方向に、複数の第二演算区域Ｃｃ２に分割された第二演算平面領域Ｃｃ２における、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第一演算区域Ｃｃ１（ｎ、ｍ）に対応する位置の第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に、第二演算占有区域Ｆｃ２が存在すると演算する。

また、ＡＮＤ演算部６７ｃは、同一位置の各第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び各第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）について、第一占有区域Ｆ１及び第二演算占有区域Ｆｃ２の両方が存在する場合に、基準平面Ｐ方向に、複数の最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に分割された最終演算平面領域Ｃｃｆにおける、第一区域Ｃ１（ｎ、ｍ）及び第二演算区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に対応する位置の最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に、最終演算占有区域Ｆｃｆが存在すると演算する。

そして、代表占有区域演算部６８は、最終演算平面領域Ｃｃｆにある最終演算占有区域Ｆｃｆのうち、最も原点Ｃ０に近い最終演算占有区域Ｆｃｆを代表占有区域Ｆｄであると演算する。このように演算された代表占有区域Ｆｄは、電動車椅子１が前傾した場合に、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１（原点Ｃ０）に近い部分である。このように、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１（原点Ｃ０）に近い部分を検出することができる。

図１０Ａや図１０Ｂに示すように、電動車椅子１がうねりのある路面９９を走行することにより、電動車椅子１が前傾した場合には、代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１（原点Ｃ０）が急激に近づく。そこで、路面判定部６９は、代表占有区域演算部６８によって演算された代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１が近づく速度である実接近速度Ｖｒ（特許請求の範囲に記載の接近速度）が規定速度Ｖｐ以上である場合に、第一占有区域判定部によって判定された第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定する。これにより、第一平面領域Ｃ１にある各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）が路面９９であるか否を判定することができる。路面判定部６９は、第一占有区域Ｆ１が路面９９であるか否かを判定するに際して、複雑な演算を行わないので、高度な演算処理が不要であり、複雑なプログラムと高いスペックの演算装置が不要であるので、電動車椅子１のコストを低減させることができる。

また、路面判定部６９は、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖに基づいて、接近速度Ｖａから電動車椅子１の速度Ｖを減算することにより、実接近速度Ｖｒを演算する。これにより、電動車椅子１が前傾した場合において、検知装置４０で検出された路面９９のうち、最も電動車椅子１に近い部分と電動車椅子との実際の相対速度である実接近速度Ｖｒが正確に演算される。このため、電動車椅子１が所定以上の速い速度で走行した場合に、第一占有区域Ｆ１が路面９９であると誤判定されることが防止される。

速度制限判断部７０は、路面判定部６９が第一占有区域判定部６４によって判定された第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定した場合に、電動車椅子１の速度制限を許容しないと判断する。そして、速度制限判断部７０は、路面判定部６９が第一占有区域判定部６４によって判定された第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定しない場合、又は第一平面領域Ｃ１に路面９９が無いと判断した場合には、電動車椅子１の速度制限を許容すると判断する。駆動制御部５２は、速度制限判断部７０が電動車椅子１の速度制限を許容すると判断した場合に、被検知物認識部８３によって認識された被検知物が、速度制限領域設定部５９によって設定された速度制限領域内にある場合に、電動車椅子１の速度を制限する。一方で、駆動制御部５２は、速度制限判断部７０が電動車椅子１の速度制限を許容しないと判断した場合に、電動車椅子１の速度を制限しない。これにより、電動車椅子１が前傾して、路面判定部６９が第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定した場合に、電動車椅子１の速度が制限されない。このため、電動車椅子１の進行方向に障害物９１が無く、電動車椅子１が前傾しただけで、電動車椅子１が障害物９１に衝突する可能性が無いにも関わらず、電動車椅子１が減速されることが防止される。

（第二実施形態の別例）
以上説明した実施形態では、検出領域は、下方から上方に順番に、第一空間領域ｄ１、第二空間領域ｄ２、第三空間領域ｄ３に分割されている。しかし、検出領域が、下方から上方に順番に、第一空間領域ｄ１及び第二空間領域ｄ２に分割されている実施形態であっても差し支え無い。この実施形態では、制御装置５０は第三投影部６３を有さず、占有区域演算部６７は、ＯＲ演算部６７ａを有さない。この実施形態では、占有区域演算部６７は、第一投影部６１及び第二投影部６２による演算結果に基づいて、以下に示す論理演算式（３）を用いて、最終演算平面領域Ｃｃｆの各最終演算区域Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）に占有区域Ｆがあるか否かを演算する。
Ｃｃｆ（ｎ、ｍ）＝Ｃ１（ｎ、ｍ） ＡＮＤ （Ｃ１（ｎ、ｍ） ＸＯＲ Ｃ２（ｎ、ｍ））…（３）

つまり、ＸＯＲ演算部６７ｂは、第一投影部６１及び第二投影部６２の演算結果に基づいて、第一平面領域Ｃ１及び第二平面領域Ｃ２のうち同一位置の各区域Ｃ１（ｎ、ｍ）、Ｃ２（ｎ、ｍ）について、当該区域Ｃ１（ｎ、ｍ）、Ｃ２（ｎ、ｍ）のいずれか一方のみに占有区域Ｆが存在する場合に、第二演算平面領域Ｃｃ２の区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に第二演算占有区域Ｆｃ２が存在すると演算し、そうでない場合に、第二演算平面領域Ｃｃ２の区域Ｃｃ２（ｎ、ｍ）に第二演算占有区域Ｆｃ２が存在しないと演算する。
また、検出領域が、下方から上方に順番に、４以上の領域に分割されている実施形態であっても差し支え無い。

以上説明した実施形態では、路面判定部６９は、実接近速度Ｖｒが規定速度Ｖｐ以上である場合に、第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定し、実接近速度Ｖｒが規定速度Ｖｐ未満である場合に、第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定しない。しかし、路面判定部６９は、接近速度Ｖａが規定速度Ｖｐ以上である場合に、第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定し、接近速度Ｖａが規定速度Ｖｐ未満である場合に、第一占有区域Ｆ１を路面９９と判定しない実施形態であっても差し支え無い。電動車椅子１の前傾による代表占有区域Ｆｄに電動車椅子１が近づく速度である接近速度Ｖａは、電動車椅子１の速度Ｖと比較して十分に速いので、電動車椅子１の速度Ｖを考慮しなくても、第一占有区域Ｆ１が路面９９であるか否かを判定することができる。

駆動制御部５２は、被検知物認識部８３によって認識された障害物と電動車椅子１との距離が所定の遠距離（例えば１００ｍ）以上である場合には、電動車椅子１の速度を制限しない実施形態であっても差し支え無い。この実施形態では、電動車椅子１が短時間で障害物と衝突しないにも関わらず、無駄に電動車椅子１が減速されることが防止される。

速度制限判断部７０は、速度検出部２１によって検出された電動車椅子１の速度Ｖが所定の低速度（例えば１ｋｍ／ｈ）よりも遅い場合に限って、電動車椅子１の速度制限をしないと判断する実施形態であっても差し支え無い。電動車椅子１の速度Ｖが、十分に低い場合には、電動車椅子１の進行方向に障害物がある場合であっても、駆動制御部５２によって、電動車椅子１の最高速度が制限されないので、速度制限判断部７０が電動車椅子１の速度制限をしないと判断する必要が無い。このため、速度制限判断部７０が無駄に電動車椅子１の速度制限をしないと判断することが回避される。

１…電動車椅子（移動体）、２０…駆動装置、２１…速度検出部、５２…駆動制御部、５３…三次元データ取得部（取得部）、５４…投影部、５６…路面判定部、５７…判定閾値設定部、５８…障害物認識部、５９…速度制限領域設定部、６１…第一投影部、６２…第二投影部、６４…第一占有区域判定部、６５…第二占有区域判定部、６７ｂ…ＸＯＲ演算部、６７ｃ…ＡＮＤ演算部、６８…代表占有区域演算部、７０…速度制限判断部、８１…被検知物投影部（投影部）、８２…被検知物占有区域判定部（投影部）、８３…被検知物認識部、

Claims (8)

1. 駆動装置による駆動によって路面を走行する移動体であって、
   前記移動体の前方にある被検知物の情報を三次元で示される三次元データとして取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記三次元データを、基準平面方向に複数の区域に分割された平面領域に投影する投影部と、
   前記三次元データが投影された前記平面領域の前記区域に前記被検知物がある占有区域であるか否かを判定する占有区域判定部と、
   前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域の数の変化率に基づいて、又は前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域のうち所定の前記占有区域に前記移動体が近づく速度に基づいて、前記占有区域が前記路面であるか否かを判定する路面判定部と、を有する移動体。
2. 前記路面判定部は、規定時間間隔の間に、前記占有区域判定部によって判断された前記占有区域の数の絶対値の変化数が、判定閾値よりも大きい場合に、変化した前記占有区域を前記路面と判定する請求項１に記載の移動体。
3. 前記移動体の速度を検出する速度検出部と、
   前記速度検出部によって検出された前記移動体の速度が速くなるに従って、大きな値となるように、前記判定閾値を設定する判定閾値設定部と、を有する請求項２に記載の移動装置。
4. 前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域のうち、前記路面判定部によって前記路面と判定された前記占有区域を除外した前記占有区域を障害物と認識する障害物認識部と、
   前記移動体の速度が制限される速度制限領域を設定する速度制限領域設定部と、
   前記障害物認識部によって認識された前記障害物が、前記速度制限領域設定部によって設定された前記速度制限領域内にある場合に、前記移動体の速度を制限する駆動制御部と、を有する請求項２又は請求項３に記載の移動体。
5. 前記路面判定部は、前記高さ方向に複数に分割された前記平面領域のうち最も下方にある第一平面領域にある前記占有区域である第一占有区域に前記移動体が近づく速度に基づいて、前記第一占有区域が前記路面であるか否かを判定する請求項１に記載の移動体。
6. 前記投影部は、
   前記取得部によって取得された前記三次元データのうち、前記移動体が前記路面に対して水平である場合に、下端が前記路面から所定距離離れ、上下方向に所定の高さを有する前記第一空間領域内にある前記三次元データを、前記基準平面方向に複数の第一区域に分割された第一平面領域に投影する第一投影部と、
   前記取得部によって取得された前記三次元データのうち、前記第一空間領域内の上側に隣接して配置され、上下方向に所定の高さを有する第二空間領域内にある前記三次元データを、前記基準平面方向に複数の第二区域に分割された第二平面領域に投影する第二投影部と、を有し、
   前記占有区域判定部は、
   前記三次元データが投影された前記第一平面領域の前記第一区域に前記三次元データがある場合に、前記第一区域を前記第一占有区域と判定する前記第一占有区域判定部と、
   前記三次元データが投影された前記第二平面領域の前記第二区域に前記三次元データがある場合に、前記第二区域を第二占有区域と判定する第二占有区域判定部と、を有し、
   同一位置の各前記第一区域及び各前記第二区域について、前記第一占有区域及び前記第二占有区域のいずれか一方のみが存在する場合に、前記基準平面方向に複数の演算区域に分割された演算平面領域における、前記第一区域及び前記第二区域と対応する位置の前記演算区域に、演算占有区域が存在すると判定するＸＯＲ演算部と、
   同一位置の各前記第一区域及び各前記演算区域について、前記第一占有区域と前記演算占有区域の両方が存在する場合に、前記基準平面方向に複数の最終演算区域に分割された最終演算平面領域における、前記第一区域及び前記演算区域と対応する位置の前記最終演算区域に最終演算占有区域が存在すると判定するＡＮＤ演算部と、
   前記ＡＮＤ演算部によって演算された前記最終演算平面領域にある前記最終演算占有区域のうち、最も前記移動体に近い前記最終演算占有区域を代表占有区域と演算する代表占有区域演算部と、を有し、
   前記路面判定部は、前記代表占有区域演算部によって演算された前記代表占有区域に前記移動体が近づく速度である接近速度が規定速度以上である場合に、前記第一占有区域判定部によって判定された前記第一占有区域を前記路面と判定する請求項５に記載の移動体。
7. 前記移動体の速度を検出する速度検出部を有し、
   前記路面判定部は、前記速度検出部によって検出された前記移動体の速度に基づいて、前記接近速度を演算する請求項６に記載の移動体。
8. 前記路面判定部が前記第一占有区域判定部によって判定された前記第一占有区域を前記路面と判定した場合に、前記移動体の速度制限を許容しないと判断し、前記路面判定部が前記第一占有区域判定部によって判定された前記第一占有区域を前記路面と判定しない場合、又は前記第一平面領域に前記第一占有区域が無いと判断した場合には、前記移動体の速度制限を許容すると判断する速度制限判断部と、
   前記移動体の速度が制限される速度制限領域を設定する速度制限領域設定部と、
   前記占有区域判定部によって判定された前記占有区域を被検知物と認識する被検知物認識部と、
   前記速度制限判断部が前記移動体の速度制限を許容すると判断した場合に、前記被検知物認識部によって認識された前記被検知物が、前記速度制限領域設定部によって設定された前記速度制限領域内にある場合に、前記移動体の速度を制限し、前記速度制限判断部が前記移動体の速度制限を許容しないと判断した場合に、前記移動体の速度を制限しない駆動制御部と、を有する請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の移動体。

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