JP2021119975A - 電動車椅子、車椅子制御装置、電動車椅子制御方法及び電動車椅子制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
<構成>
図1は、本開示の実施形態1に係る電動車椅子1を示す機能ブロック構成図である。この電動車椅子1は、主に着座しているユーザにより操作される電動車椅子である。電動車椅子1を使用するユーザは、例えば上肢及び下肢の運動機能に制限があり、自力で手動の車椅子を動作させることが出来ないような患者である。電動車椅子1は、病院や介護施設のような施設、または屋外にて患者の移動手段として使用される。この電動車椅子1は、さらに、車椅子に配置されたセンサ部、例えばLIDAR(Light Detection and Ranging)が車椅子の略前方に障害物等の周辺物を検知した場合に、その周辺物との衝突を回避するために電動車椅子の移動を制御するものである。以下の実施形態において、LIDARは、3D−LIDARに対して比較的安価な2D−LIDARを使用するものとして説明するが、これに限られない。
図5を参照しながら、電動車椅子1及び車椅子制御装置100が実行する車椅子制御方法の一例の処理の流れについて説明する。図5は、図1の車椅子制御装置100の動作を示すフローチャートである。
以上のように、本実施形態に係る電動車椅子、車椅子制御装置、及び電動車椅子制御方法は、ユーザの頭部の位置よりも上方にLIDARが設けられ、電動車椅子の略前方に周辺物の存在を検知する。検知された場合、周辺物に対する電動車椅子の相対距離が算出され、異なる時刻の相対距離から周辺物と電動車椅子とが衝突するまでの衝突時間が算出される。この衝突時間に基づき、電動車椅子の速度を制御する。これにより、電動車椅子の周辺物を検知して電動車椅子の移動を制御するので、電動車椅子の危険な状況を回避することが可能となる。
図6は、本開示の実施形態2に係る電動車椅子1Aを示す機能ブロック構成図である。この電動車椅子1Aは、車椅子に配置されたLIDARが車椅子の略前方に障害物等の周辺物を検知した場合に、その周辺物との衝突を回避するために車椅子の移動を制御する点において、実施形態1に係る電動車椅子1と同様であるが、ユーザ検知センサ(着座状態検知部)400を備えている点において、実施形態1に係る電動車椅子1と異なる。
図8は、本開示の実施形態3に係る車椅子制御装置100の処理を伝達関数として示した際の入出力情報の一例を示す模式図である。図8に示す加減速制御関数B(x)の入力信号IN3は、実施形態2と同様に、信号受信部131が受信するセンサ部200の検知結果、及びユーザ検知センサ400からの着座検知信号である。また、出力信号OUT3は、制御信号出力部134が出力する電動車椅子駆動部300の制御信号であるが、電動車椅子1の速度を制御するための速度制御信号と共に、電動車椅子1におけるユーザの衝撃緩和動作を行うための信号が送信される。
図9は、本開示の実施形態4に係る車椅子制御装置100の処理を伝達関数として示した際の入出力情報の一例を示す模式図である。図9に示す加減速制御関数B(x)の入力信号IN4は、信号受信部131が受信するセンサ部200の周辺物の検知結果に加えて、センサ部200が周辺物とは異なる、電動車椅子1が使用される施設等の構造物、例えば施設建物の壁や備え付けられている椅子等を検知した場合の検知結果(第2測距検知信号)、及び予め記憶されている施設建物の施設情報である。また、出力信号OUT4は、制御信号出力部134が出力する電動車椅子駆動部300の制御信号であるが、電動車椅子1の速度制御を行う速度制御信号と共に、電動車椅子1の進行方向を制御する進行方向制御信号が送信される。
図10は、本開示の実施形態5に係る車椅子制御装置100の処理を伝達関数として示した際の入出力情報の一例を示す模式図である。図10に示す加減速制御関数B(x)の入力信号IN5は、信号受信部131が受信するセンサ部200の周辺物の検知結果、電動車椅子1が使用される構造物の検知結果、及び予め記憶されている施設情報に加えて、ユーザが電動車椅子1を操作している操作情報(操作信号)、及び予め車椅子諸元情報DB121に記憶されている電動車椅子1の諸元情報である。また、出力信号OUT5は、制御信号出力部134が出力する電動車椅子駆動部300の速度制御信号である。
図11は、本開示の実施形態6に係る車椅子制御装置100の処理を伝達関数として示した際の入出力情報の一例を示す模式図である。図11に示す加減速制御関数B(x)の入力信号IN6は、信号受信部131が受信するセンサ部200の周辺物の検知結果である。また、出力信号OUT6は、制御信号出力部134が出力する電動車椅子駆動部300の速度制御信号、及び電動車椅子1におけるユーザの衝撃緩和を行うための信号に加えて、ユーザに対する通知装置、例えば危険が迫っていることを光や音等で通知する装置に対する制御信号である。
図12は、コンピュータ(電子計算機)700の構成の例を示す機能ブロック構成図である。コンピュータ700は、CPU701、主記憶装置702、補助記憶装置703、インタフェース704を備える。
以降の説明において、電動車椅子の車輪が水平面に接している状態で当該電動車椅子の乗員の身体の向きを基準に正面側を前方(F方向)、背面側を後方(R方向)、左側を左方向(SL方向)、右側を右方向(SR方向)、上側を上方(U方向)、および下側を下方(D方向)としてそれぞれ定義する。
電動車椅子の構成について説明する。図13は、実施形態8の電動車椅子の構成を示すブロック図である。図14は、実施形態8の電動車椅子の外観を示す斜視図である。図15は、実施形態8の電動車椅子の外観を示す背面図である。図16は、図13のLIDARの配置の説明図である。
図13に示すように、電動車椅子801は、車椅子制御装置(「コントローラ」とも呼ぶ)810と、超音波センサ821と、LIDAR(Light Detection and Ranging)822と、移動機構831とを備える。
車椅子制御装置810は、電動車椅子801を制御することで、当該電動車椅子801の自動運転を可能とするように構成される。
車椅子制御装置810は、自動運転モードにおいて、超音波センサ821およびLIDAR822の少なくとも1つによる距離の測定結果に基づいて移動機構831を制御することで、人間(例えば、乗員、介助者)の操作によらずに、電動車椅子801の操舵、加速および制動の少なくとも1つを行うように構成される。例えば、車椅子制御装置810は、ユーザ指示に基づいて設定された目的地までの経路に沿って、障害物等の周辺物との接触を回避しながら電動車椅子801を運転し得る。
・OS(Operating System)のプログラム
・情報処理を実行するアプリケーション(例えば、電動車椅子801の自動運転アプリケーション)のプログラム
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ(つまり、情報処理の実行結果)
入力デバイスは、例えば、超音波センサ821、LIDAR822、操作部823、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。
出力デバイスは、例えば、移動機構831、ディスプレイ、スピーカ、ランプ又はそれらの組合せである。
基準平面BPは、例えば、移動機構(車輪)831(例えば、車輪831RL及び車輪831RR)の中心を通る平面である。
例えば、LIDAR822は、ポール835の上方(U方向)から下方(D方向)を向く方向に、当該電動車椅子801の左前方(SL方向かつF方向)〜前方(F方向)〜右前方(SR方向かつF方向)の範囲にある周辺物を対象として測距を行うように構成される。一例として、LIDAR822は、電動車椅子801に着座する乗員の頭部よりも高い位置に取り付けられ、電動車椅子801の前方(F方向)に周辺物が存在するか検知するように構成される。すなわち、LIDAR822のレーザの照射方向を、電動車椅子801の左前方(SL方向かつF方向)〜前方(F方向)〜右前方(SR方向かつF方向)を向き、かつLIDAR822の取り付け位置を通る水平面よりも下方(D方向)に向ける必要がある。故に、LIDAR822は、かかる水平面よりも下方(D方向)に傾斜して(換言すれば、電動車椅子801の走行面に対して傾斜して)取り付けられている。LIDAR822の傾斜角度は、固定でもよいし、電動(例えばアクチュエータ)または手動により可変としてもよい。
・目的地の設定
・ルートの選択
・自動運転の開始
・自動運転の終了
・自動運転モード及び手動運転モードの切り替え
・減速
・停止
・発進
・介助者の呼び出し
車輪831FRは、座部832を基準に下方(D方向)、かつ車輪831FLを基準に右方向(SR方向)に配置される。車輪831FRは、回転可能に構成される。
車輪831RLは、座部832を基準に下方(D方向)、かつ車輪831RRを基準に左方向(SL方向)に配置される。車輪831RLは、回転可能に構成される。
車輪831RRは、座部832を基準に下方(D方向)、かつ車輪831RLを基準に右方向(SR方向)に配置される。車輪831RRは、回転可能に構成される。
背部833は、座部832を基準に上方(U方向)かつ後方(R方向)に配置される。背部833は、乗員の背中を支持可能である。
フットレスト834FLは、座部832を基準に下方(D方向)、かつフットレスト834FRを基準に左方向(SL方向)に配置される。フットレスト834FLは、乗員の左足を支持可能である。
フットレスト834FRは、座部832を基準に下方(D方向)、かつフットレスト834FLを基準に右方向(SR方向)に配置される。フットレスト834FRは、乗員の右足を支持可能である。
バッテリ837は、車椅子制御装置810、移動機構831、超音波センサ821、及び、LIDAR822を含む電子デバイスに電源を供給するように構成される。
実施形態8の概要について説明する。図17は、仮想例の電動車椅子801の背面図である。
実施形態8の周辺物回避処理について説明する。周辺物回避処理は、電動車椅子801の自動運転中に繰り返し実行され得る。図18は、実施形態8に係る周辺物回避処理を例示するフローチャートである。
具体的には、制御部812は、測距センサ(超音波センサ821およびLIDAR822の少なくとも一方)に、当該測距センサから周辺物までの距離を測定させる。
具体的には、制御部812は、ステップS810における距離の測定結果に基づいて、移動機構831を制御する。
以上説明したように、実施形態8の電動車椅子のポールは、背部の幅方向の中心線とは異なる軸に沿って背部の上端よりも高い位置まで延設される。故に、この電動車椅子によれば、当該電動車椅子の後方(R方向)に立つ介助者の視界の中心が開けているので、介助者は前方(F方向)の状況を容易に確認して電動車椅子を操作することができる。また、介助者は電動車椅子の左側および右側のうちポールから遠い側から乗降介助を行うことで、ポールによる介助者の腕の可動域の制限を回避できる。すなわち、介助者は、ポールの存在を意識せずに、従来の手動式の車椅子と同じ動作で乗員の乗降介助を行うことができる。故に、乗員の安全を確保できるとともに、介助者が不自然な介助姿勢を取ることによる身体への負担の増加を回避することもできる。
実施形態8の変形例について説明する。
変形例1について説明する。変形例1において、ポール835は、ポール835の上端の高さが基準高よりも低くなるように、延設方向(すなわち上下方向(U−D軸方向))に沿って伸縮可能に構成される。図19は、ポールが第1状態にある時の変形例1の電動車椅子の外観を示す背面図である。図20は、ポールが第2状態にある時の変形例1の電動車椅子の外観を示す背面図である。
変形例2について説明する。変形例2は、変形例1のポール835を電動で(すなわち、車椅子制御装置810からの制御に応じて)伸縮可能とする例である。
具体的には、制御部812は、乗員または介助者からの目的地の設定および自動運転の開始指示を入出力インタフェース813または通信部814を介して受け付ける。例えば、操作部823には、例えば、施設内の複数の場所(例えば、食堂、トイレ、乗員の個室)に対応するボタンが設けられており、いずれかのボタンが押下されることで当該ボタンを目的地とする自動運転が開始してもよい。制御部812は、記憶部811に保存されている現在地データおよびマップデータを参照し、目的地までのルートを決定する。
具体的には、制御部812は、ポール835の上端が基準高に一致するように(すなわち、ポール835が第1状態(図19)になるように)、ポール835を制御する。これにより、電動車椅子801の自動運転の開始時に、ポール835は第1状態になる。
具体的には、制御部812は、ステップS820において決定したルートに沿って、加速、操舵および制動の少なくとも1つを制御することを繰り返すことにより、開始地点から目的地まで電動車椅子801を移動させる。自動運転処理(S822)の中で、周辺物回避処理(図18)が実行され得る。
具体的には、制御部812は、以下の少なくとも1つの条件が満足する場合に、自動運転を終了すると判定できる。
・電動車椅子801が目的地に到着した
・乗員、介護者、または他の管理者により、自動運転の終了が指示された
・乗員、介護者、または他の管理者により、手動運転モードへの切り替えが指示された
・故障、バッテリ状態、路面状態、などの要素に基づいて、自動運転の継続が困難であると判定された
具体的には、制御部812は、ポール835の上端が基準高よりも低くなるように(すなわち、ポール835が第2状態(図20)になるように)、ポール835を制御する。これにより、電動車椅子801の自動運転の終了時に、ポール835は第2状態になる。
変形例3について説明する。変形例3において、ポール835は、ポール835の上端の高さが基準高よりも低くなるように回転可能に構成される。図22は、ポールが第1状態にある時の変形例3の電動車椅子の外観を示す背面図である。図23は、ポールが第2状態にある時の変形例3の電動車椅子の外観を示す背面図である。
変形例4について説明する。変形例4は、変形例3のポール835を電動で(すなわち、車椅子制御装置810からの制御に応じて)回転可能とする例である。
具体的には、制御部812は、ポール835の上端が基準高に一致するように(すなわち、ポール835が第1状態(図22)になるように)、ポール835を制御する。例えば、制御部812は、ポール835の回転軸周りの回転角が第1角度に一致するように、ポール835を制御し得る。これにより、電動車椅子801の自動運転の開始時に、ポール835は第1状態になる。
具体的には、制御部812は、ポール835の上端が基準高よりも低くなるように(すなわち、ポール835が第2状態(図23)になるように)、ポール835を制御する。例えば、制御部812は、ポール835の回転軸周りの回転角が第2角度に一致するように、ポール835を制御し得る。これにより、電動車椅子801の自動運転の終了時に、ポール835は第2状態になる。
変形例4について説明する。変形例5は、変形例1および変形例3の電動車椅子801の自動運転の開始時にポール835が第1状態でないことが判明した場合に自動運転による移動を制限する例である。
・ポール835の伸縮状態
・ポール835の回転角
・ポール835のロック機構の状態
・LIDAR822から路面までの距離
具体的には、制御部812は、ポール835が第1状態であるか否かを判定する。
例えば、制御部812は、移動機構831を停止状態に維持する。移動機構831が物理的なロック機構を有している場合に、制御部812はこのロック機構を作動させて移動機構831が機能しないようにしてもよい。
具体的には、制御部812は、以下の少なくとも1つの警報を出力してもよい。
・乗員の介助者または周囲の人間に、ポール835の高さ調整を促すテキスト、音声、および画像の少なくとも1つを、電動車椅子801の備える出力装置(例えば、ディスプレイ、スピーカ、など)に出力させるための信号
・乗員の介助者を呼び出すためのテキスト、音声、および画像の少なくとも1つを外部装置(例えば、図示されない介助者の端末)または電動車椅子801の備える出力装置に出力させるための信号
・乗員の介助者または乗員の周囲の人間に、ポール835の高さ調整が必要であることを伝えるテキスト、音声、および画像の少なくとも1つを外部装置(例えば、図示されない介助者の端末)または電動車椅子801の備える出力装置に出力させるための信号
・電動車椅子801の備えるランプを、ポール835の高さ調整が必要であることを伝える点灯パターンで点灯させるための信号
・外部装置(例えば、図示されないサーバ)にポール835の高さ調整が必要であることを伝えるテキスト、音声、および画像の少なくとも1つを出力させるための信号
変形例6について説明する。変形例6において、ポール835は左右方向(SL−SR軸方向)にスライド可能に構成される。図26は、ポールを背部の右端に寄せた時の変形例6の電動車椅子の外観を示す背面図である。
例えば、車椅子制御装置810は、電動車椅子801が屋内を走行する時と屋外を走行する時とでLIDAR822の向きを変えてもよい。電動車椅子801が屋内を走行しているか、屋外を走行しているかは、位置情報およびユーザ入力の少なくとも1つに基づいて判定可能である。位置情報は、例えば、電動車椅子801に配置されたGPS(Global Positioning System)レシーバが取得するGPS情報、電動車椅子801を撮影するカメラに割り当てられた位置情報、電動車椅子801によって受信されたビーコンを送信した送信機に割り当てられた位置情報、および電動車椅子801によって送信されたビーコンを受信した受信機に割り当てられた位置情報の少なくとも1つを含み得る。
車椅子制御装置810は、屋外走行時には、屋内走行時に比べて、LIDAR822の測定可能な距離の範囲が遠方にシフトするようにLIDAR822の向きを変更してもよい。例えば、車椅子制御装置810は、屋外走行時には、屋内走行時に比べて、照射角φが小さくなるようにLIDAR822の向きを変更してもよい。このように、LIDAR822の測定可能な距離の範囲を遠方にシフトさせることで、周辺物を早期に検出することができる。周辺物を早期に検出することは、例えば、高速に移動する周辺物との衝突回避、および段差(例えば、階段、溝、川)の回避に有用である。屋外時であっても例えば中庭のような狭い通路を走行している時には、車椅子制御装置810は、LIDAR822の向きを屋内走行時と同じにしてもよい。
実施形態で説明した事項を、以下に付記する。
制御信号により動作制御される電動車椅子(1)であって、
ユーザが電動車椅子に着座した状態におけるユーザの頭部の位置よりも上方に設けられ、周辺物までの距離を測定する測距センサ(200)と、
測距センサが周辺物までの距離を測定したことに応答して、電動車椅子の移動制御を実行する制御部(130)と、を備える電動車椅子。
測距センサは、ユーザの略前方を検知するように水平方向よりも下方を向くように設けられている、付記1に記載の電動車椅子。
制御部は、測距センサが周辺物を検知すると、電動車椅子の制御を行う(S105)、付記2に記載の電動車椅子。
制御部は、
測距センサが周辺物を検知すると、測距センサが測定する周辺物までの距離と、垂直方向に対する測距センサの向きの角度と、から周辺物に対する電動車椅子の相対距離を算出する相対距離算出部(132)と、
異なる複数の時刻における電動車椅子の相対距離から、周辺物に対する電動車椅子の相対速度を算出し、周辺物と電動車椅子とが衝突するまでの時間である衝突時間を算出する衝突時間算出部(133)と、を備え、
衝突時間に基づき、電動車椅子の速度制御を行う(S104,S105)、付記1乃至付記3のいずれかに記載の電動車椅子。
電動車椅子は、ユーザの着座状態を検知する着座状態検知部(400)を備え、
制御部は、衝突時間と、ユーザの着座状態に基づき、電動車椅子の移動状態を制御する、付記4に記載の電動車椅子。
電動車椅子は、ユーザの衝撃を緩和する衝撃緩和部を備え、
制御部は、電動車椅子の速度制御と、衝撃緩和部に対する動作制御と、を行う、付記4または付記5に記載の電動車椅子。
制御部は、測距センサが周辺物とは異なる構造物を検知した場合、衝突時間と、構造物の相対距離と、予め定められている電動車椅子が使用される施設の情報と、に基づき、電動車椅子の移動制御を行う、付記4から付記6のいずれか1項に記載の電動車椅子。
制御部は、衝突時間と、構造物の相対距離と、施設の情報と、に基づき、電動車椅子の進行方向の制御を行う、付記7に記載の電動車椅子。
相対距離算出部は、測距センサが測定する周辺物までの検出距離と、垂直方向に対する測距センサの向きの角度と、予め定められている電動車椅子の諸元情報と、から電動車椅子の相対距離を算出し、
制御部は、衝突時間と、構造物の相対距離と、ユーザが電動車椅子を操作している状態を示す操作情報と、電動車椅子の諸元情報と、予め定められている施設の情報と、に基づき、電動車椅子の移動制御を行う、付記7または付記8に記載の電動車椅子。
制御部は、電動車椅子の速度制御と、電動車椅子に設けられているユーザに対する通知装置に対する動作制御と、電動車椅子に設けられているユーザの衝撃を緩和する衝撃緩和装置に対する動作制御と、を行う、付記4から付記9のいずれか1項に記載の電動車椅子。
電動車椅子(801)であって、
電動車椅子の乗員の臀部を支持可能な座部(832)と、
乗員の背中を支持可能な背部(833)と、
電動車椅子を移動可能な移動機構(831)と、
背部の幅方向の中心線(CL)とは異なる軸(PL)に沿って、背部の上端よりも高い基準高まで延設されたポール(35)と
電動車椅子の走行面に対して傾斜した状態でポールによって支持される測距センサ(22)と、
測距センサの測定結果に基づいて移動機構を制御する制御部(10)と
を具備する、電動車椅子。
ポールは、中心線よりも左側または右側を通る直線に沿って基準高まで延設される、付記11に記載の電動車椅子。
ポールは、背部の幅方向の左端または右端を通る直線に沿って基準高まで延設される、付記12に記載の電動車椅子。
ポールは、ポールの上端の高さが基準高よりも低くなるようにポールの延設方向に沿って伸縮可能である、付記11乃至付記13のいずれかに記載の電動車椅子。
ポールは、制御部による制御に応じてポールの延設方向に沿って伸縮可能であって、
制御部は、電動車椅子の自動運転の開始時に、ポールの上端の高さが基準高に一致するようにポールを制御する(S821)、
付記14に記載の電動車椅子。
ポールは、制御部による制御に応じてポールの延設方向に沿って伸縮可能であって、
制御部は、電動車椅子の自動運転の終了時に、ポールの上端の高さが基準高よりも低くなるようにポールを制御する、(S824)
付記14または付記15に記載の電動車椅子。
ポールは、ポールの上端の高さが基準高よりも低くなるように回転可能である、付記11乃至付記16のいずれかに記載の電動車椅子。
ポールは、制御部による制御に応じてポールの上端の高さが基準高よりも低くなるように回転可能であって、
制御部は、電動車椅子の自動運転の開始時に、ポールの上端の高さが基準高に一致するように、ポールを回転させる(S821a)、
付記17に記載の電動車椅子。
ポールは、制御部による制御に応じてポールの上端の高さが基準高よりも低くなるように回転可能であって、
制御部は、電動車椅子の自動運転の終了時に、ポールの上端の高さが基準高よりも低くなるように、ポールを回転させる(S824a)、
付記17または付記18に記載の電動車椅子。
制御部は、電動車椅子の自動運転の開始時に、ポールの上端の高さが基準高であるか否かを判定する(S830)、付記14乃至付記19のいずれかに記載の電動車椅子。
制御部は、ポールの上端の高さが基準高でないと判定した場合に、移動機構による自動運転をロックする(S831)、付記20に記載の電動車椅子。
制御部は、移動機構による自動運転がロックされた場合、自動運転がロックされたことを示す警報を提示する(S832)、付記21に記載の電動車椅子。
制御部は、ポールの上端の高さが基準高でないと判定した場合に、電動車椅子を発進しない、付記20乃至付記22の何れかに記載の電動車椅子。
測距センサは、2次元LIDAR(Light Detection and Ranging)である、付記1乃至付記23のいずれかに記載の電動車椅子。
制御信号により電動車椅子の動作を制御する車椅子制御装置であって、
ユーザが電動車椅子に着座した状態におけるユーザの頭部の位置よりも上方に設けられる測距センサが、電動車椅子の周辺物を検知した場合に測定する、測距センサから周辺物までの距離を示す測距検知信号を受信する信号受信部と、
測距検知信号から取得した測距センサから周辺物までの距離と、垂直方向に対する測距センサの向きの角度と、から周辺物に対する電動車椅子の相対距離を算出する相対距離算出部と、
異なる複数の時刻における電動車椅子の相対距離から、周辺物に対する電動車椅子の相対速度を算出し、周辺物と電動車椅子とが衝突するまでの時間である衝突時間を算出する衝突時間算出部と、
衝突時間に基づき、電動車椅子の速度制御を行う制御信号を電動車椅子へ出力する制御信号出力部と、を備える車椅子制御装置。
制御信号により電動車椅子の動作を制御する電動車椅子制御方法であって、
信号受信部が行う、ユーザが電動車椅子に着座した状態におけるユーザの頭部の位置よりも上方に設けられる測距センサが、電動車椅子の周辺物を検知した場合に測定する、測距センサから周辺物までの距離を示す測距検知信号を受信する信号受信ステップと、
相対距離算出部が行う、測距検知信号から取得した測距センサから周辺物までの距離と、垂直方向に対する測距センサの向きの角度と、から周辺物に対する電動車椅子の相対距離を算出する相対距離算出ステップと、
衝突時間算出部が行う、異なる複数の時刻における電動車椅子の相対距離から、周辺物に対する電動車椅子の相対速度を算出し、周辺物と電動車椅子とが衝突するまでの時間である衝突時間を算出する衝突時間算出ステップと、
制御信号出力部が行う、衝突時間に基づき、電動車椅子の速度制御を行う制御信号を電動車椅子へ出力する制御信号出力ステップと、を備える電動車椅子制御方法。
制御信号により電動車椅子の動作を制御する電動車椅子制御プログラムであって、
ユーザが電動車椅子に着座した状態におけるユーザの頭部の位置よりも上方に設けられる測距センサが、電動車椅子の周辺物を検知した場合に測定する、測距センサから周辺物までの距離を示す測距検知信号を受信する信号受信ステップと、
測距検知信号から取得した測距センサから周辺物までの距離と、垂直方向に対する測距センサの向きの角度と、から周辺物に対する電動車椅子の相対距離を算出する相対距離算出ステップと、
異なる複数の時刻における電動車椅子の相対距離から、周辺物に対する電動車椅子の相対速度を算出し、周辺物と電動車椅子とが衝突するまでの時間である衝突時間を算出する衝突時間算出ステップと、
衝突時間に基づき、電動車椅子の速度制御を行う制御信号を電動車椅子へ出力する制御信号出力ステップと、を電子計算機に実行させるための、電動車椅子制御プログラム。
Claims (24)
- 移動体の座面より上方に設置される第1センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第1検知手段と、
前記座面より下方に設置される第2センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第2検知手段と、
前記第1検知手段による検知の結果と前記第2検知手段による検知の結果とに基づいて前記移動体の移動を制御する移動制御手段と、を有する制御装置。 - 前記第1センサは、
光を発する発光手段と、
光を検出する検出手段と、を有し、
前記第1検知手段は、前記発光手段による発光に応じた前記検出手段による光の検出の結果に基づいて物体を検知する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1センサは、前記座面の前方へ水平方向よりも下向きに光を発する、請求項2に記載の制御装置。
- 前記第1センサは、2次元LIDAR(Light Detection and Ranging)センサである、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御装置。
- 移動体の座面より上方に設置される第1センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第1検知手段と、
前記第1検知手段による検知の結果に基づいて前記移動体の移動を制御する移動制御手段と、
を有する制御装置であって、
前記第1センサは、前記座面の前方へ水平方向よりも下向きに光を発する2次元LIDARセンサである、
制御装置。 - 前記座面より下方に設置される第2センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第2検知手段を有し、
前記移動制御手段は、前記第1検知手段による検知の結果と前記第2検知手段による検知の結果とに基づいて前記移動体の移動を制御する、請求項5に記載の制御装置。 - 前記第1センサは、前記座面より後方に設置される、請求項1から請求項6の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第1センサは、前記移動体の背部より上方に設置される、請求項1から請求項7の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第1センサは、前記座面の中心より右側又は左側に設置される、請求項1から請求項8の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第2検知手段は、前記第1センサの死角に存在する物体を検知する、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項9の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第2センサは、前記座面より前方に設置される、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項10の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第2センサは、前記移動体のフットレストより下方に設置される、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項11の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第2センサは、前記座面の中心より右側の第1位置と前記座面の中心より左側の第2位置とにそれぞれ設置される、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項12の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記第2検知手段は、
前記第1位置に設置される前記第2センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体と前記座面より右方に存在する物体とを検知し、
前記第2位置に設置される前記第2センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体と前記座面より左方に存在する物体とを検知する、
請求項13に記載の制御装置。 - 前記第2センサは、
超音波を発する発信手段と、
超音波を受信する受信手段と、を有し、
前記第2検知手段は、前記発信手段による超音波の発信に応じた前記受信手段による超音波の受信の結果に基づいて物体を検知する、
請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項14の何れか1項に記載の制御装置。 - 前記第1センサは、前記座面より前方に存在する物体と前記第1センサとの距離を測定し、
前記第2センサは、前記座面より前方に存在する物体と前記第2センサとの距離を測定する、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項15の何れか1項に記載の制御装置。 - 前記移動制御手段は、前記第1検知手段と前記第2検知手段との少なくとも何れかにより前記座面より前方に存在する物体が検知されたことに応じて、前記移動体を減速させる第1制御と、前記移動体を停止させる第2制御と、前記移動体の移動方向を制御する第3制御との、少なくとも何れかを実行する、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項16の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記移動制御手段は、前記第1検知手段と前記第2検知手段との少なくとも何れかにより、前記座面より前方に存在する物体であって前記移動体からの距離が所定値未満である物体が検知されたことに応じて、前記移動体を減速させる第1制御と、前記移動体を停止させる第2制御と、前記移動体の移動方向を制御する第3制御との、少なくとも何れかを実行する、請求項1から請求項4の何れか1項、又は請求項6から請求項17の何れか1項に記載の制御装置。
- 電動車椅子であって、
前記電動車椅子の乗員の臀部を支持可能な座部と、
前記電動車椅子の乗員の背中を支持可能な背部と、
前記電動車椅子を移動させる移動機構と、
前記座部より上方に設置される第1センサであって、前記座部より前方に存在する物体と前記第1センサとの距離を測定する第1センサと、
前記座部より下方に設置される第2センサであって、前記座部より前方に存在する物体と前記第2センサとの距離を測定する第2センサと、
前記第1センサによる測定の結果と前記第2センサによる測定の結果とに基づいて前記移動機構を制御する制御部と、を有する電動車椅子。 - 電動車椅子であって、
前記電動車椅子の乗員の臀部を支持可能な座部と、
前記電動車椅子の乗員の背中を支持可能な背部と、
前記電動車椅子を移動させる移動機構と、
前記座部より上方に設置される2次元LIDARセンサであって、前記電動車椅子の前方へ水平方向よりも下向きに光を発する2次元LIDARセンサと、
前記2次元LIDARセンサによる測定の結果に基づいて前記移動機構を制御する制御部と、を有する電動車椅子。 - 移動体の座面より上方に設置される第1センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第1検知工程と、
前記座面より下方に設置される第2センサを用いて、前記座面より前方に存在する物体を検知する第2検知工程と、
前記第1検知工程における検知の結果と前記第2検知工程における検知の結果とに基づいて前記移動体の移動を制御する移動制御工程と、を有する制御方法。 - 前記移動制御工程においては、前記第1検知工程と前記第2検知工程との少なくとも何れかにより前記座面より前方に存在する物体が検知されたことに応じて、前記移動体を減速させる第1制御と、前記移動体を停止させる第2制御と、前記移動体の移動方向を制御する第3制御との、少なくとも何れかが実行される、請求項21に記載の制御方法。
- 前記第2検知工程においては、前記第1センサの死角に存在する物体が検知される、請求項21又は22に記載の制御方法。
- コンピュータを、請求項1から請求項18の何れか1項に記載の制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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