JP2021187349A - 移動体の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動動作部と乗員の搭乗部とを有する移動体の、外力による旋回動作を円滑に行うことを可能とする制御装置を提供する。【解決手段】移動体１の移動動作部３Ｌ，３Ｒの移動制御を行う制御装置３０は、移動体１の運動に応じたヨー方向の運動回転力と、アクチュエータ２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲの駆動力に応じたヨー方向の回転駆動力とを推定し、これらの推定値から移動体１に付与される外力によるヨー方向の回転力である外力回転力を推定する。外力回転力の推定値と移動体１の操縦操作とに応じて移動体１の旋回動作が行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体の制御装置に関する。

従来、例えば、特許文献１、２に見られるように、床面上を移動可能な車輪等の移動動作部が組付けられた基体に、乗員の搭乗部が傾動可能に組付けられた構造の倒立振子型の移動体が知られている。この種の倒立振子型移動体では、全体重心のバランスを倒立振子の如く保つようにして、乗員の搭乗部の姿勢を安定化しつつ、乗員の上体の動き等の操縦操作（移動要求）に応じて移動動作部の移動制御が電動モータ等のアクチュエータを介して行われる。

また、乗員がリモコン等により操縦操作を行い得る電動車椅子等の移動体も従来より一般に知られている。

国際公開第２０１０／０６１４９８号公報 特開２０１５−０９３６５１号公報

上記移動体では、移動動作部の移動制御は、乗員による操縦操作に応じて行われる。また、特に倒立振子型の移動体では、乗員が意識的に操縦操作を行っていなくても、搭乗部の姿勢を安定化するように、移動動作部の移動制御が行われる。

一方、例えば移動体の乗員が移動体の操縦操作をうまく行うことができないような状況等では、移動体の乗員の付添者等が、乗員の操縦操作によらずに、移動体の旋回（方向転換を含む）を行わせるための外力を移動体に付与する場合もある。あるいは、乗員が通常の操縦操作を行わずに、手摺につかまりながら、移動体を旋回させようとしたり、あるいは、乗員がその足で床面を蹴ることで、移動体を旋回させようとする場合もある。

しかしながら、従来の移動体では、移動動作部の移動制御は、乗員による通常的な操縦操作に応じて行われるので、上記の如く外力によって移動体を旋回させようとしても、移動動作部の駆動用のアクチュエータは、移動動作部が通常的な操縦操作に応じた状態や乗員の搭乗部の姿勢に応じた状態で作動するように制御される。このため、移動体に付与する外力によって、該移動体を旋回させようとしても、該移動体を円滑に旋回させることが困難になりやすい。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、移動動作部と乗員の搭乗部とを有する移動体の、外力による旋回動作を円滑に行うことを可能とする制御装置を提供することを目的とする。

本発明の移動体の制御装置は、床面上を移動可能な移動動作部と、該移動動作部を駆動するアクチュエータと、乗員の搭乗部と、前記移動動作部、前記アクチュエータ及び前記搭乗部が組み付けられた基体とを備える移動体の前記移動動作部の移動制御を、少なくとも前記搭乗部に搭乗した乗員による操縦操作に応じて前記アクチュエータを介して実行する制御装置であって、
前記移動体の運動状態の観測データを取得し、該観測データに基づいて、該移動体の運動によって発生するヨー方向の慣性力に釣り合う回転力である運動回転力を推定する運動回転力推定部と、
前記アクチュエータが出力する駆動力又は該駆動力に関連する状態量の観測データを取得し、該観測データに基づいて、前記アクチュエータから前記移動動作部に付与されるヨー方向の回転駆動力を推定する回転駆動力推定部と、
前記移動体に付与された外力による回転力である外力回転力を、前記運動回転力推定部により推定された運動回転力と前記回転駆動力推定部により推定された回転駆動力とを用いて推定する外力回転力推定部と、
該外力回転力推定部で推定された外力回転力と前記乗員による操縦操作とに応じて前記移動動作部の旋回動作を行わせるように前記アクチュエータを介して該移動動作部の移動制御を行う移動制御部とを備えることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明において、「ヨー方向」は、上下方向（鉛直方向もしくはほぼ鉛直な方向）の軸心周り方向を意味する。また、「観測データ」は、観測対象の任意の状態量を適宜のセンサにより検出してなる検出値、あるいは、該状態量と一定の相関関係を有する他の1つ以上の状態量の検出値から該相関関係に基づいて推定してなる推定値、あるいは、該状態量の実際の値に一致もしくはほぼ一致するとみなし得る疑似的な推定値を意味する。この場合、「疑似的な推定値」としては、該状態量の目標値を使用することも可能である。

上記第１発明によれば、移動体のヨー方向の運動回転力と回転駆動力とを推定した上で、これらの推定値を用いてヨー方向の外力回転力を推定するので、該外力回転力を高い信頼性で推定することが可能である。

従って、かかる外力回転力と乗員による操縦操作とに応じて移動動作部の旋回動作を行わせるように、アクチュエータを介して該移動動作部の移動制御を行うことで、乗員による操縦操作に応じた移動体の旋回動作だけでなく、外力による移動体の旋回動作を円滑に行うことが可能となる。すなわち、移動体の乗員の付添者等が、移動体を旋回させようとして該移動体に外力を付与すれば、それに応じて移動体の旋回動作が行われるように移動体動作部の移動制御を行うことを適切に実行し得る。よって、本発明によれば、外力による移動体の旋回動作を円滑に行うことが可能となる。

上記第１発明では、前記外力回転力推定部は、前記運動回転力推定部により推定された運動回転力と前記回転駆動力推定部により推定された回転駆動力との差、又は該差にローパス特性のフィルタリング処理を施してなる値を、前記外力回転力の基本値として求める処理と、該基本値が所定の不感帯内の値であるときには、前記外力回転力の推定値をゼロとし、該基本値が該不感帯を逸脱した値であるときには、その逸脱量に応じて決定した値を前記外力回転力の推定値とする不感帯処理とにより前記外力回転力の推定値を求めるように構成されていることが好ましい（第２発明）。

ここで、前記運動回転力推定部により推定された運動回転力と前記回転駆動力推定部により推定された回転駆動力との差、又は該差にローパス特性のフィルタリング処理を施してなる値としての前記基本値は、外力回転力の実際の値に概ね近い値になるものの、該基本値には、ノイズ成分も含まれやすい。

そこで、第２発明では、前記基本値に対して上記の不感帯処理を実行して、外力回転力を決定する。これにより、前記基本値に含まれるノイズ成分が大きいとみなし得る状況（該基本値が不感帯内の値となる状況）で、該基本値に含まれるノイズ成分に応じて移動動作部の不適切な移動制御がなされてしまうのを防止できる。

上記第２発明では、前記外力回転力推定部は、前記不感帯を、前記移動体のヨーレートの観測データに応じて可変的に設定する機能をさらに有するように構成されていることが好ましい（第３発明）。

これによれば、移動体のヨーレートに応じて移動動作部と床面との間に発生する摩擦力の影響を補償し、信頼性の高い外力回転力を推定することが可能となる。ひいては、外力回転力を適切に反映させて移動動作部の移動制御を行うことが可能となる。

上記第１〜第３発明では、前記移動制御部は、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力がゼロである状態、又は該外力回転力の大きさが所定値よりも小さい状態である外力無し状態では、前記乗員による操縦操作に応じて決定した前記移動体の目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行し、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力がゼロでない状態、又は該外力回転力の大きさが所定値よりも大きい状態である外力有り状態では、該外力回転力に応じて決定した前記移動体の目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行するように構成されていることが好ましい（第４発明）。

これによれば、前記外力無し状態では、乗員による操縦操作に応じて決定した目標旋回速度に応じてアクチュエータの作動制御が実行されるので、該操縦操作に応じた移動動作部の移動制御を適切に実行できる。また、前記外力有り状態では、外力回転力に応じて決定した目標旋回速度に応じてアクチュエータの作動制御が実行されるので、該外力回転力に応じて移動動作部の移動制御を適切に実行できる。

上記第４発明では、前記移動制御部は、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力の状態が前記外力無し状態及び前記外力有り状態の一方の状態から他方の状態に変化したときには、前記移動体の目標旋回速度を徐々に変化させるように決定しつつ、該目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行するように構成されていることが好ましい（第５発明）。

これによれば、外力回転力の状態が外力無し状態及び外力有り状態の一方の状態から他方の状態に変化するときに、移動動作部の挙動を円滑に変化させることができる。

上記第１〜第５発明は、前記移動体は、床面上を全方向に移動可能な複数の前記移動動作部と、鉛直方向に対して傾動可能に前記基体に組付けられた前記搭乗部とを備える倒立振子型の移動体である場合に好適である（第６発明）。

これによれば、複数の移動動作部を床面に接地させる倒立振子型の移動体を、外力によって旋回させることを円滑に実現できる。

本発明の実施形態の移動体の概略構成を示す斜視図。 実施形態の移動体に備えた移動動作部の要部構成を示す側面図。 実施形態の移動体の動作制御に係る構成を示すブロック図。 図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態の移動体の動作制御に係る倒立振子モデルを示す図。 図３に示す目標並進速度決定部の処理を示すブロック線図。 図５に示す重心ずれ推定部の処理を示すブロック線図。 図３に示す目標旋回速度決定部の処理を示すブロック線図。 図７に示す外力回転力推定部の処理で使用する不感帯の設定例を示すグラフ。 図３に示す個別目標並進速度決定部の処理を示すブロック線図。

本発明の一実施形態を図１〜図９を参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の移動体１は、例えば倒立振子型の移動体である。この移動体１は、基体２と、床面上を全方向に移動可能な左右一対の移動動作部３Ｌ，３Ｒと、移動体１の乗員が搭乗する搭乗部４とを備える。

ここで、本実施形態の説明では、「Ｌ」を付加した参照符号は移動体１の前方に向かって左側の構成要素又はそれに係る状態量を表し、「Ｒ」を付加した参照符号は移動体１の前方に向かって右側の構成要素又はそれに係る状態量を表す。ただし、左右の区別をする必要がないときは、「Ｌ」、「Ｒ」の付加を省略することがある。また、「床面」は通常の意味での床面に限らず、地面、路面等であってもよい。

移動動作部３Ｌ，３Ｒは同一構造のものである。本実施形態では、各移動動作部３は、例えば前記特許文献２等に見られる如き車輪状の移動動作部である。各移動動作部３は、その構成を概略的に説明すると、図２に示すように、円環状の芯体６と、この芯体６の円周方向に等角度間隔で並ぶようにして該芯体６に装着された複数の円環状のローラ７とを備え、ローラ７を介して床面上に接地される。

そして、各移動動作部３は、芯体６の回転駆動と、ローラ７の回転駆動との両方又は一方を行うことで、床面上を全方向に移動することが可能である。かかる移動動作部３の詳細な構成は、前記特許文献２等にて詳細に説明されているので、本明細書での詳細な説明は省略する。

本実施形態の移動体１は、かかる構成の移動動作部３Ｌ，３Ｒを移動体１の左右方向に間隔を存して備えている。この場合、左側の移動動作部３Ｌと右側の移動動作部３Ｒとはそれぞれの芯体６の軸心（回転軸線）が移動体１の左右方向に同軸に延在するように配置されている。

以降の説明では、図１に示す如く、移動体１の前後方向をＸ軸方向、移動体１の左右方向をＹ軸方向、上下方向（鉛直方向もしくはほぼ鉛直な方向）をＺ軸方向とする３軸直交座標系Ｃｓを想定し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、特に記載のない限り、当該座標系Ｃｓの各座標軸方向を意味する。

この場合、Ｘ軸方向（移動体１の前後方向）は、床面上で起立させた状態の移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの芯体６を等速度で回転駆動したときに該移動動作部３Ｌ，３Ｒが転動する方向、Ｙ軸方向（移動体１の左右方向）は、起立状態の移動動作部３Ｌ，３Ｒの芯体６の軸心方向である。なお、本実施形態の説明では、Ｘ軸の正方向は、移動体１の前方向、Ｙ軸の正方向は移動体１の左方向、Ｚ軸の正方向は上方向である。また、Ｘ軸周りの方向、Ｙ軸周りの方向、Ｚ軸周りの方向をそれぞれ、ロール方向、ピッチ方向、ヨー方向と称する。

基体２は、床面に接地させた移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの上部を覆うカバー部１０Ｌ，１０Ｒと、カバー部１０Ｌ，１０Ｒの間に配置された本体部１１とを有し、本体部１１の左右の端部に、カバー部１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれが固定（又は一体に形成）されている。そして、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの円環状の芯体６が、その軸心周りに基体２に対して回転し得るようにカバー部１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれに軸支されている。従って、移動動作部３Ｌ，３Ｒを床面に接地させた状態では、基体２は、床面に対して、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの芯体６の軸心周りにピッチ方向に揺動することが可能である。

また、基体２は、本体部１１に対して前後方向（Ｘ軸方向）の軸線Ｃ１の周りに揺動し得るように該本体部１１に軸支された台座１２を有し、この台座１２に搭乗部４が取り付けられている。

搭乗部４は、本実施形態では、腰掛部４ａ、背もたれ部４ｂ及び左右の肘掛け部４ｃＬ，４ｃＲを有する椅子型の搭乗部であり、その腰掛部４ａが台座１２の上端に固定されている。従って、搭乗部４は、台座１２と共に、基体２の本体部１１に対して軸線Ｃ１の周りにロール方向に傾動可能である。

また、搭乗部４は、腰掛部４ａに着座した乗員がその両足を載せる足載せ部４ｄを有する。該足載せ部４ｄは、例えば、腰掛部４ａの下面の前端部から下方に延設された左右一対のリンク４ｅＬ，４ｅＲの下端部に左右方向に延在して取り付けられている。

なお、足載せ部４ｄは、乗員の左足用の足載せ部と右足用の足載せ部とに分割されていてもよい。また、腰掛部４ａと足載せ部４ｄとの間の上下方向距離を調整するための機構がリンク４ｅＬ，４ｅＲに備えられていてもよい。

本実施形態では、搭乗部４は、上記のように台座１２を介して基体２に組付けられている。このため、移動動作部３Ｌ，３Ｒを床面に接地させた状態では、搭乗部４は、床面に対して、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの芯体６の軸心周りにピッチ方向に、基体２と共に傾動し得るようになっていると共に、前後方向の軸線Ｃ１の周りにロール方向に台座１２と共に傾動し得るようになっている。

補足すると、搭乗部４は、椅子型のものに限らず、例えば、背もたれ部４ｂや、肘掛け部４ｃＬ，４ｃＲを備えない構造のもの、あるいは、サドル型のシートの如く、乗員が跨るように着座し得るように構成されたもの等であってもよい。また、搭乗部４は、例えば基体２に対して昇降し得るように台座１２に取り付けられていてもよい。また、搭乗部４が所定量以上傾いたときに、さらなる傾きを防止するように床面に接地する補助輪等が腰掛部４ａの周囲に取り付けられていてもよい。

移動体１は、さらに図３に示すように、移動動作部３Ｌを駆動するアクチュエータとしての２つの電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬと、右側の移動動作部３Ｒを駆動するアクチュエータとしての２つの電動モータ２１ａＲ，２１ｂＲと、各電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲの動作状態を検出するために各電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲ毎に備えられた動作状態センサ２２ａＬ，２２ｂＬ，２２ａＲ，２２ｂＲと、搭乗部４の傾斜角度（＝台座１２の傾斜角度）を検出する傾斜センサ２３と、移動体１のヨーレート（ヨー方向の角速度）を検出するヨーレートセンサ２４と、移動動作部３Ｌ，３Ｒの作動制御を行う機能を有する制御装置３０とを備えている。

以降の説明では、各移動動作部３の駆動用の電動モータ２１ａ，２１ｂを区別する必要がないときは、電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれを、単に電動モータ２１と表記する。同様に、各移動動作部３の駆動用の電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれに対応する動作状態センサ２２ａ，２２ｂを区別する必要がないときは、動作状態センサ２２ａ，２２ｂのそれぞれを、単に動作状態センサ２２と表記する。

各移動動作部３の駆動用の電動モータ２１ａ，２１ｂは、図示しない動力伝達機構を介して該移動動作部３の芯体６と各ローラ７とに回転駆動力を伝達し得るように、基体２に搭載されている。該動力伝達機構としては、前記特許文献２等に記載されたものを採用し得る。

この場合、各移動動作部３の芯体６の回転速度（ひいては、該移動動作部３のＸ軸方向の移動速度）が該移動動作部３に対応する電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力軸の回転速度の和に比例した速度になると共に、各移動動作部３の各ローラ７の回転速度（ひいては、該移動動作部３のＹ軸方向の移動速度）が該移動動作部３に対応する電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力軸の回転速度の差に比例した速度になるように、電動モータ２１ａ，２１ｂから移動動作部３への動力伝達が行われる。

各電動モータ２１に対応する動作状態センサ２２は、例えば、該電動モータ２１の通電電流を検出する電流センサ（図示省略）と、該電動モータ２１の出力軸の回転角もしくは回転速度（角速度）を検出するための回転センサ（図示省略）とを含む。この場合、回転センサは、例えばレゾルバ、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ等により構成され得る。

傾斜センサ２３は、例えば、３軸の（３次元の）加速度と３軸の（３次元の）角速度とを検出可能な公知の慣性計測ユニット（ＩＭＵ）により構成され、搭乗部４あるいは基体２の台座１２に搭載されている。この場合、傾斜センサ２３は、加速度及び角速度の検出データから、ストラップダウン方式等の公知の計測演算処理を図示しないプロセッサ等を含む電子回路により実行することで、搭乗部４のロール方向（Ｘ軸周りの方向）及びピッチ方向（Ｙ軸周りの方向）の傾斜角度を計測（推定）し、その計測データを出力する。なお、上記計測演算処理は、制御装置３０で実行することも可能である。

ヨーレートセンサ２４は、公知の角速度センサにより構成され、移動体１の旋回動作時に発生するヨーレートを検出し得るように基体２の本体部１１等に搭載されている。なお、前記傾斜センサ２３が慣性計測ユニットにより構成される場合、該傾斜センサ２３は、加速度及び角速度の検出データからストラップダウン方式等の計測演算処理によりヨーレートを計測することも可能である。この場合には、傾斜センサ２３と別に、ヨーレートセンサ２４を備える必要はない。

制御装置３０は、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路などを含む電子回路ユニットにより構成され、基体２等、移動体１の任意の適所に搭載される。この制御装置３０には、各動作状態センサ２２、傾斜センサ２３及びヨーレートセンサ２４の計測データ（検出データ）が入力される。また、制御装置３０は、乗員等が所持する操作端末７０と通信（無線通信又は有線通信）を行うことが可能である。

上記操作端末７０は、例えばスマートフォン、タブレット端末、フィーチャーフォン等により構成され、あらかじめインストールされた操縦用アプリケーションを起動することで、移動体１の操縦操作を行うことが可能である。この場合、操作端末７０の操作によって、移動体１の移動速度（並進速度）の指令値としての速度指令を操作端末７０から制御装置３０に送信することが可能である。該速度指令は、詳しくは、移動体１の前後方向（Ｘ軸方向）の速度指令と左右方向（Ｙ軸方向）の速度指令とから構成される。

なお、操作端末７０は、ジョイスティック等、移動体１の操縦操作用の操作部を含むリモコン型の操作端末であってもよい。また、操作端末７０は、例えば搭乗部４の肘掛け部４ｃＬ又は４ｃＲに装着された端末であってもよい。

制御装置３０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、各移動動作部３の移動制御を該移動動作部３に対応する電動モータ２１ａ，２１ｂを介して実行する移動制御部３１としての機能を有する。該移動制御部３１は、移動体１の並進速度（より詳しくは、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の並進速度）の目標値である目標並進速度を逐次決定する目標並進速度決定部４０としての機能と、移動体１のヨー方向の角速度（ヨーレート）の目標値である目標旋回速度を逐次決定する目標旋回速度決定部５０としての機能と、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの目標並進速度を決定する個別目標並進速度決定部６０としての機能とを含む。

次に、制御装置３０のより具体的な処理と移動体１の作動とを説明する。制御装置３０は、搭乗部４の腰掛部４ａに着座した乗員による操作端末７０の所定の操作等に応じて移動制御部３１の処理を開始する。このとき、移動制御部３１は、移動体１の全体重心（搭乗部４に搭乗した乗員を含めた全体重心）を倒立振子の質点の如くバランスさせるように搭乗部４の姿勢を安定化しつつ、乗員の操縦操作等に応じて移動体１を移動させるように移動動作部３Ｌ，３Ｒの移動制御を行う。

なお、移動体１の全体重心をバランスさせるというのは、該全体重心に作用する重力と、該全体重心の運動によって発生する慣性力との合力を、移動体１が床面から受ける床反力に釣り合わせることを意味する。

かかる移動制御部３１の制御処理を具体的に説明する前に、移動体１の全体重心の動力学的な挙動について図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明しておく。移動体１の全体重心の動力学的な挙動（詳しくは、Ｙ軸方向から見た挙動と、Ｘ軸方向から見た挙動）は、近似的に、図４Ａ及び図４Ｂに示すような倒立振子モデルの挙動により表現される。

なお、本実施形態の説明では、添え字“_x”は移動体１をＹ軸方向（左右方向）から見た場合の変数等の参照符号を意味し、添え字“_y”は移動体１をＸ軸方向（前後方向）から見た場合の変数等の参照符号を意味する。図４ＡはＹ軸方向から移動体１を見た場合（移動体１を側面視で見た場合）の倒立振子モデルを表しており、図４ＢはＸ軸方向から移動体１を見た場合（移動体１をその前方から正面視で見た場合）の倒立振子モデルを表している。

Ｙ軸方向から見た移動体１の全体重心の挙動を表す倒立振子モデルは、図４Ａに示すように、Ｙ軸方向と平行な回転軸心を有して床面上をＸ軸方向に転動自在な車輪６１_xと、該車輪６１_xの回転中心から延設されて、該車輪６１_xの回転軸周りに（ピッチ方向に）揺動自在なロッド６２_xと、このロッド６２_xの先端部（上端部）である基準部Ｐs_xに連結された質点Ｇa_xとを備える。

車輪６１_xは、Ｘ軸方向に転動する移動動作部３Ｌ，３Ｒを統合的にモデル化して表した車輪である。そして、車輪６１_xの半径ｒ_xは、各移動動作部３の芯体６の軸心方向から見た該移動動作部３の半径に一致もしくはほぼ一致する値に設定される。また、基準部Ｐs_x及び質点Ｇa_xの床面からの高さｈ_xは、あらかじめ設定された既定値（一定値）とされる。

この倒立振子モデルでは、質点Ｇa_xの運動が、Ｙ軸方向から見た移動体１の全体重心の運動に相当し、鉛直方向に対するロッド６２_xの傾斜角度θb_xが、搭乗部４（又は基体２）のピッチ方向の傾斜角度に一致する。また、移動動作部３Ｌ，３ＲのＸ軸方向の並進運動が、車輪６１_xの転動によるＸ軸方向の並進運動に相当する。

また、Ｘ軸方向から見た移動体１の全体重心の挙動を表す倒立振子モデルは、Ｘ軸方向と平行な回転軸心を有して床面上をＹ軸方向に転動自在な左右一対の車輪６１Ｌ_y，６１Ｒ_yと、該車輪６１Ｌ_y，６１Ｒ_yを連結する連結部６３_yと、連結部６３_yから延設されたロッド６２_yと、このロッド６２_yの先端部（上端部）である基準部Ｐs_yに連結された質点Ｇa_yとを備える。

この場合、ロッド６２_yは、車輪６１Ｌ_y，６１Ｒ_yの間の中間位置でＸ軸方向の軸心周りにロール方向に揺動可能に連結部６３_yに軸支されている。車輪６１Ｌ_y，６１Ｒ_yは、それぞれ、Ｙ軸方向に移動する移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれをモデル化して表した車輪である。また、基準部Ｐs_ｙ及び質点Ｇa_yの、ロッド６２_yの揺動支点からの高さｈ_yは、あらかじめ設定された既定値（一定値）とされる。

この倒立振子モデルでは、質点Ｇa_yの運動が、Ｘ軸方向から見た移動体１の全体重心の運動に相当し、鉛直方向に対するロッド６２_yの傾斜角度θb_yが、搭乗部４（又は台座１２）のロール方向の傾斜角度に一致する。また、移動動作部３Ｌ，３ＲのＹ軸方向の並進運動が、車輪６１Ｒ_y，６１Ｌ_yの転動によるＹ軸方向の並進運動に相当する。

ここで、図４Ａを参照して、Ｙ軸方向から見た場合の上記基準部Ｐs_xと質点Ｇa_xとの位置関係について補足すると、基準部Ｐs_xの位置は、搭乗部４に搭乗した乗員（腰掛部４ａに着座した乗員）が、該搭乗部４に対して予め定められた中立姿勢のまま不動であると仮定した場合における移動体１の全体重心の位置に相当している。したがって、この場合には、質点Ｇa_xの位置は、基準部Ｐs_xの位置に一致する。このことは、Ｘ軸方向から見た場合の上記基準部Ｐs_yと質点Ｇa_yとの位置関係ついても同様である。

ただし、実際には、搭乗部４に搭乗した乗員が、その上体等を搭乗部４に対して動かすことで、実際の全体重心のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置は、一般には、それぞれ基準部Ｐs_x，Ｐs_yの位置から水平方向にずれることとなる。このため、図４Ａ、図４Ｂでは、質点Ｇa_x，Ｇa_yの位置をそれぞれ基準部Ｐs_x，Ｐs_yの位置からずらした状態で示している。

上記のような倒立振子モデルで表現される移動体１の全体重心の挙動は、次式（１ａ），（１ｂ），（２ａ），（２ｂ）により表現される。この場合、式（１ａ），（１ｂ）は、Ｙ軸方向で見た挙動、式（２ａ），（２ｂ）は、Ｘ軸方向で見た挙動を表している。

Ｖb_x＝Ｖw_x＋ｈ_x・ωb_x ……（１ａ）
dＶb_x／dt＝(ｇ／ｈ_x)・(θb_x・(ｈ_x−ｒ_x)＋Ｏfst_x)＋ωz・Ｖb_y
……（１ｂ）
Ｖb_y＝Ｖw_y＋ｈ_y・ωb_y ……（２ａ）
dＶb_y／dt＝(ｇ／ｈ_y)・(θb_y・ｈ_y＋Ｏfst_y)−ωz・Ｖb_x
……（２ｂ）

ここで、Ｖb_xは、移動体１の全体重心のＸ軸方向の並進速度、θb_xは搭乗部４のＹ軸周りの方向（ピッチ方向）の傾斜角度、Ｖw_xは、車輪６１_xのＸ軸方向の並進速度、ωb_xはθb_xの時間的変化率（＝ｄθb_x／dt）を表す角速度、Ｏfst_xは移動体１の全体重心のＸ軸方向の位置（質点Ｇa_xのＸ軸方向の位置）の、前記基準部Ｐs_xの位置からのＸ軸方向のずれ量、Ｖb_yは、移動体１の全体重心のＹ軸方向の並進速度、Ｖw_yは、車輪６１Ｌ_y，６１Ｒ_yのＹ軸方向の並進速度、θb_yは搭乗部４のＸ軸周りの方向（ロール方向）の傾斜角度、ωb_yはθb_yの時間的変化率（＝ｄθb_y／dt）を表す角速度、Ｏfst_yは移動体１の全体重心のＹ軸方向の位置（質点Ｇa_yのＹ軸方向の位置）の、前記基準部Ｐs_yの位置からのＹ軸方向のずれ量である。また、ωzは移動体１の旋回速度（ヨー方向の角速度）、ｇは重力加速度定数である。

なお、式（１ａ），（１ｂ），（２ａ），（２ｂ）では、θb_x、ωb_xの正方向は、移動体１の全体重心がＸ軸の正方向（前向き）に傾く方向、θb_y、ωb_yの正方向は、移動体１の全体重心がＹ軸の正方向（左向き）に傾く方向である。また、ωzの正方向は、移動体１を上方から見た場合に、反時計回りの方向である。

本実施形態では、移動制御部３１の処理のアルゴリズムは、上記のように移動体１の全体重心の基準部Ｐs_x，Ｐs_yからのずれ量（以降、重心ずれ量という）と、遠心力とを考慮した倒立振子モデルに基づいて構築されている。以下に移動制御部３１の処理を具体的に説明する。なお、以降の説明では、速度、加速度等の状態量の参照符号に関し、添え字“_xy”を付加した参照符号は、Ｘ軸方向の成分とＹ軸方向の成分との組を意味する。

移動制御部３１は、目標並進速度決定部４０の処理と、目標旋回速度決定部５０の処理と、個別目標並進速度決定部６０の処理とを所定の演算処理周期で逐次実行しつつ、移動動作部３Ｌ，３Ｒの移動制御を行う。

目標並進速度決定部４０は、図５に示すように、移動体１の全体重心の並進速度の目標値である重心目標速度を決定する重心目標速度決定部４１と、移動体１の全体重心の実際の並進速度である重心速度を推定する重心速度推定部４２と、実際の重心速度を重心目標速度に追従させつつ、搭乗部４の姿勢を安定化する（全体重心をバランスさせる）ように移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度を決定する姿勢制御演算部４３と、移動体１の全体重心の後述する重心ずれ量を推定する重心ずれ推定部４４と、該重心ずれ量に起因する後述する重心ずれ影響量を算出する重心ずれ影響量算出部４５とを備える。

そして、目標並進速度決定部４０は、各演算処理周期において、まず、重心速度推定部４２の処理を実行する。重心速度推定部４２は、前記式（１ａ），（２ａ）により表される運動学的な関係式に基づいて、移動体１の実際の重心速度の推定値Ｖb_estm_xyを算出する。具体的には、図５に示す如く、移動動作部３Ｌ，３Ｒの実際の並進速度Ｖw_act_xyの値と、搭乗部４の傾斜角度θb_xyの実際の時間的変化率（傾斜角速度）ωb_act_xyと、全体重心の高さｈ_xy（既定の設定値）とから、次式（３ａ），（３ｂ）により重心速度の推定値Ｖb_estm_xyが算出される。

Ｖb_estm_x＝Ｖw_act_x＋ｈ_x・ωb_act_x ……（３ａ）
Ｖb_estm_y＝Ｖw_act_y＋ｈ_y・ωb_act_y ……（３ｂ）

この場合、上記演算におけるＶw_act_x，Ｖw_act_yの値としては、本実施形態では、前回の演算処理周期で姿勢制御演算部４３により決定された移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度Ｖw_cmd_xy（前回値）が用いられる。ただし、例えば、電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲのそれぞれの出力軸の回転速度を検出し、それらの検出値から推定したＶw_act_x，Ｖw_act_yの最新値を式（３ａ），（３ｂ）の演算に用いてもよい。

また、ωb_act_x，ωb_act_yの値としては、本実施形態では、傾斜センサ２３により計測された搭乗部４の傾斜角度θb_x，θb_yの計測値の時間的変化率の最新値、あるいは、ωb_act_x，ωb_act_yの計測値の最新値が用いられる。

目標並進速度決定部４０は、次に、重心ずれ推定部４４の処理を実行することで、前記重心ずれ量Ｏfst_xyの推定値である重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyを決定する。なお、重心ずれ推定部４４に関する以降の説明では、重心速度推定部４２により算出された重心速度の推定値Ｖb_estm_x，Ｖb_estm_yをそれぞれ第１重心速度推定値Ｖb_estm_x，Ｖb_estm_yと称する。

重心ずれ推定部４４の処理は、例えば図６のブロック線図で示す如く実行される。なお、図６では、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyのうちのＸ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xの決定処理に関する状態量の参照符号を括弧無しで表記し、Ｙ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yの決定処理に関する状態量の参照符号を括弧付きで表記している。また、算術記号（“＋”、“−”については、Ｘ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xの決定処理とＹ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yの決定処理との両方に共通の算術記号を括弧無しの記号で表記し、Ｙ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yの決定処理にのみ係る算術記号を括弧付きの記号で表記している。

図６の処理を具体的に説明すると、重心ずれ推定部４４は、傾斜センサ２３により計測された傾斜角度θb_act_xyの計測値（最新値）と、ヨーレートセンサ２４により計測されたヨーレートωz_actの計測値（最新値）と、重心速度推定部４２により算出された第１重心速度推定値Ｖb_estm_xy（最新値）と、前回の演算処理周期で決定した重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy（前回値）とを用いて、前記式（１ｂ）、（２ｂ）の右辺の演算処理を演算部４４ａで実行することにより、移動体１の全体重心の並進加速度の推定値DVb_estm_xyを算出する。

さらに重心ずれ推定部４４は、並進加速度の推定値DVb_estm_xyの各成分（Ｘ軸方向成分及びＹ軸方向成分）を積分する処理を演算部４４ｂで実行することにより、移動体１の全体重心の速度の第２推定値である第２重心速度推定値Ｖb_estm2_xyを算出する。

次いで、重心ずれ推定部４４は、第２重心速度推定値Ｖb_estm2_xy（最新値）と、第１重心速度推定値Ｖb_estm_xy（最新値）との各成分の偏差を算出する処理を演算部４４ｃで実行する。さらに、重心ずれ推定部４４は、この偏差の各成分に所定値のゲイン（−Ｋｐ）を乗じる処理を演算部４４ｄで実行することにより、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyの最新値を決定する。

目標並進速度決定部４０は、次に、図５に示す重心ずれ影響量算出部４５の処理を実行することによって、重心ずれ影響量Ｖofs_xyを算出する。重心ずれ影響量Ｖofs_xyは、後述する姿勢制御演算部４３において、移動体１の全体重心の位置が倒立振子モデルにおける前記基準部Ｐs_xyの位置からずれることを考慮せずにフィードバック制御を行った場合の全体重心の目標速度に対する実際の速度のずれを表す。

この重心ずれ影響量算出部４５は、新たに決定されたＸ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xに、(Ｋth_x／（ｈ_x-ｒ_x))／Ｋvb_xという値を乗じることにより、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xyを算出する。また、重心ずれ影響量算出部４５は、新たに決定されたＹ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yに、(Ｋth_y／ｈ_y)／Ｋvb_yという値を乗じることにより、Ｙ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_yを算出する。なお、Ｋth_x，Ｋth_y，Ｋvb_x，Ｋvb_yは、後述する姿勢制御演算部４３の処理において使用する所定値のゲインである。

目標並進速度決定部４０は、次に、図５に示す重心目標速度決定部４１の処理を実行することによって、各演算処理周期毎の重心目標速度Ｖb_cmd_xyを決定する。この場合、重心目標速度決定部４１は、まず、操作端末７０の操作に応じて該操作端末７０から与えられた速度指令Ｖs_xy（最新値）と、重心ずれ影響量算出部４５により決定された重心ずれ影響量Ｖofs_xy（最新値）とから、重心目標速度Ｖb_cmd_xyの基本値Ｖ1_xyを決定する。該基本値Ｖ1_xyは、操作端末７０の操作と、乗員の上体の動きに伴う重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyとに応じた重心速度の要求値に相当するものである。以降、上記基本値Ｖ1_xyを重心速度基本要求値Ｖ1_xyという。

具体的には、重心目標速度決定部４１は、重心ずれ影響量Ｖofs_xyに対する不感帯処理とリミット処理とを処理部４１ａで実行することで、重心速度基本要求値Ｖ1_xyのうちの重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyに応じた成分としての重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xyを決定する。

この場合、重心目標速度決定部４１は、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさがゼロ近辺の所定の範囲である不感帯内の値（比較的ゼロに近い値）である場合には、Ｘ軸方向の重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xをゼロにする。

また、重心目標速度決定部４１は、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさが不感帯域から逸脱した値である場合には、Ｘ軸方向の重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xを、Ｖofs_xと同極性で、その大きさ（絶対値）が、不感帯からのＶofs_xの逸脱量の大きさの増加に伴い大きくなるように決定する。ただし、重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xの値は、所定の上限値（＞０）と下限値（≦０）との間の範囲内に制限される。Ｙ軸方向の重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_yの決定処理も上記と同様である。

次いで、重心目標速度決定部４１は、操作端末７０から与えられた速度指令Ｖs_xyの各成分に重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xyの各成分を加え合わせる処理を処理部４１ｂで実行することで、重心速度基本要求値Ｖ1_xyを算出する。すなわち、Ｖ1_x＝Ｖs_x＋Vb_cmd_by_ofs_x、Ｖ1_y＝Ｖs_y＋Vb_cmd_by_ofs_yという演算処理によって、重心速度基本要求値Ｖ1_xy（Ｖ1_x，Ｖ1_yの組）を決定する。

重心目標速度決定部４１はさらに、処理部４１ｃの処理を実行する。この処理部４１ｃでは、各移動動作部３の駆動用の電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力軸の回転速度を、所定の許容範囲から逸脱させることのないようにするために、重心速度基本要求値Ｖ1_x，Ｖ1_yの組み合わせを制限してなる重心目標速度Ｖb_cmd_xy（Ｖb_cmd_x，Ｖb_cmd_yの組）を決定するリミット処理が実行される。

この場合、処理部４１ｂで求められた重心速度基本要求値Ｖ1_x，Ｖ1_yの組が、Ｖ1_xの値を縦軸、Ｖ1_yの値を横軸とする座標系上で所定の領域内に在る場合には、その重心速度基本要求値Ｖ1_x，Ｖ1_yの組がそのまま重心目標速度Ｖb_cmd_xyとして決定される。

また、処理部４１ｂで求められた重心速度基本要求値Ｖ1_x，Ｖ1_yの組が、上記座標系上の所定の領域から逸脱している場合には、該所定の領域の境界上の組に制限したものが、重心目標速度Ｖb_cmd_xyとして決定される。

本実施形態では、上記の如く、操作端末７０の操作に応じた速度指令Ｖs_xyと、重心ずれ影響量Ｖofs_xy（または、重心ずれ量Ｏfst_xy）とに応じて重心目標速度Ｖb_cmd_xyが決定される。このため、操作端末７０の操作と、乗員の上体等の動き（体重移動）に伴う重心ずれ量Ｏfst_xyの変化とのそれぞれが、移動体１の移動に関する操縦操作として機能する。

補足すると、操作端末７０の操作による速度指令Ｖs_xyを省略して、目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xyをそのまま重心速度基本要求値Ｖ1_xyとして決定してもよい。あるいは、操作端末７０の操作による速度指令Ｖs_xyをそのまま重心速度基本要求値Ｖ1_xyとして決定してもよい。

以上の如く重心目標速度決定部４１の処理を実行した後、目標並進速度決定部４０は、次に、姿勢制御演算部４３の処理を実行する。この姿勢制御演算部４３は、図５のブロック線図で示す処理によって、搭乗部４の姿勢を安定化するように（移動体１の全体重心をバランスさせるように）、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度Ｖw_cmd_xyを決定する。

より詳しくは、姿勢制御演算部４３は、まず、重心目標速度Ｖb_cmd_xyの各成分から、重心ずれ影響量Ｖofs_xyの各成分を減じる処理を演算部４３ａで実行することにより重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_xyを決定する。

次いで、姿勢制御演算部４３は、上記演算部４３ａと、積分演算を行う演算部４３ｂとを除く演算部の処理によって、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の並進加速度の目標値である目標並進加速度DVw_cmd_xyのうちのＸ軸方向の目標並進加速度DVw_cmd_xと、Ｙ軸方向の目標並進加速度DVw_cmd_yとをそれぞれ次式（４ａ），（４ｂ）の演算により算出する。

DVw_cmd_x＝Ｋvb_x・(Ｖb_cmpn_cmd_x−Ｖb_estm_x)
−Ｋth_x・θb_act_x−Ｋw_x・ωb_act_x ……（４ａ）
DVw_cmd_y＝Ｋvb_y・(Ｖb_cmpn_cmd_y−Ｖb_estm_y)
−Ｋth_y・θb_act_y−Ｋw_y・ωb_act_y ……（４ｂ）

式（４ａ），（４ｂ）におけるＫvb_xy、Ｋth_xy、Ｋw_xyはあらかじめ設定された所定値のゲインである。また、式（４ａ）の右辺の第１項は、移動体１の全体重心のＸ軸方向の重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_x最新値）と重心速度推定部４２により算出されたＸ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_x（最新値）との偏差に応じたフィードバック操作量成分、第２項は、搭乗部４のピッチ方向（Ｙ軸周りの方向）の実際の傾斜角度θb_act_xの計測値（最新値）に応じたフィードバック操作量成分、第３項は、搭乗部４のピッチ方向の実際の傾斜角速度ωb_act_xの計測値（最新値）応じたフィードバック操作量成分である。そして、Ｘ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_xは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。

同様に、式（４ｂ）の右辺の第１項は、移動体１の全体重心のＹ軸方向の重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_y（最新値）と重心速度推定部４２により算出されたＹ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_y（最新値）との偏差に応じたフィードバック操作量成分、第２項は、搭乗部４のロール方向（Ｘ軸周りの方向）の実際の傾斜角度θb_act_yの計測値（最新値）に応じたフィードバック操作量成分、第３項は、搭乗部４のロール方向の実際の傾斜角速度ωb_act_yの計測値（最新値）に応じたフィードバック操作量成分である。そして、Ｙ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_yは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。

なお、前記式（４ａ），（４ｂ）はそれぞれ、次式（４ａ）’、（４ｂ）’に書き換えることができる。

DVw_cmd_x＝Ｋvb_x・(Ｖb_cmd_x−Ｖb_estm_x)
−Ｋth_x・(Ofst_estm_x／(ｈ_x−ｒ_x)＋θb_act_x)
−Ｋw_x・ωb_act_x ……（４ａ）’
DVw_cmd_y＝Ｋvb_y・(Ｖb_cmd_y−Ｖb_estm_y)
−Ｋth_y・(Ofst_estm_y／ｈ_y＋θb_act_y)
−Ｋw_y・ωb_act_y ……（４ｂ）’

この場合、式（４ａ）’の右辺第２項は、移動体１をＹ軸方向から見た場合に、Ｘ軸方向における移動体１の全体重心の実際の位置が、移動動作部３Ｌ，３Ｒの接地部の直上の位置になるようにするためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。

また、式（４ｂ）’の右辺第２項は、移動体１をＸ軸方向から見た場合に、Ｙ軸方向における移動体１の全体重心の実際の位置が、搭乗部４の揺動支点（基体２の本体部１１に対する台座１２の軸支部分）の直上の位置になるようにするためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。

次いで、姿勢制御演算部４３は、演算部４３ｂによって、目標並進加速度DVw_cmd_xyの各成分を積分することによって、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度Ｖw_cmd_xy（最新値）を決定する。

目標並進速度決定部４０の処理は、各演算処理周期において、以上の如く実行される。この処理によって、移動体１の搭乗部４の姿勢を安定に保ちつつ、移動体１の実際の重心速度を目標重心速度Ｖb_cmd_xyに追従させることを実現し得るように移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度Ｖw_cmd_xyが逐次決定される。

次に、目標旋回速度決定部５０の処理を図７及び図８を参照して説明する。目標旋回速度決定部５０は、所定の演算処理周期で図７のブロック線図に示す処理を実行する。具体的には、目標旋回速度決定部５０は、各演算処理周期において、まず、移動体１の乗員の操縦操作に基づく移動体１の旋回速度の要求値である操縦要求旋回速度ωz_req1を決定する操縦要求旋回速度決定部５１の処理と、乗員を含めた移動体１に作用する外力（詳しくは、移動体１を旋回させようとする外力）に基づく移動体１の旋回速度の要求値である外力要求旋回速度を決定する外力要求旋回速度決定部５２の処理とを実行する。

操縦要求旋回速度決定部５１の処理に関しては、本実施形態では、乗員が、移動体１の全体重心をＹ軸方向に動かすように上体等を動かす動作が、移動体１の旋回動作を行うための操縦操作である。

例えば、移動体１を右側に（上方から見て時計回り方向に）旋回させようとするときには、乗員は、その上体を右側に傾ける等の体重移動動作を行うことにより、移動体１の全体重心を右側に移動させる。また、移動体１を左側に（上方から見て反時計回り方向に）旋回させようとするときには、乗員は、その上体を左側に傾ける等の体重移動動作を行うことにより、移動体１の全体重心を左側に移動させる。

そこで、本実施形態では、操縦要求旋回速度決定部５１の処理では、前記重心速度推定部４２で算出されたＹ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_yを移動体１を旋回させるための操縦操作を表す指標値とみなす。そして、操縦要求旋回速度決定部５１のＹ軸方向の重心速度推定値Ｖbestm_y（最新値）に応じて操縦要求旋回速度ωz_req1を決定する。

具体的には、操縦要求旋回速度決定部５１は、入力されたＹ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_yに対して不感帯処理を処理部５１ａで実行する。該不感帯処理では、処理部５１ａは、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖbestm_yがゼロ近辺の所定の不感帯内の値である場合には、処理部５１ａの出力値をゼロにする。

また、処理部５１ａは、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_yが不感帯内から逸脱した値である場合には、処理部５１ａの出力値を、Ｖb_estm_yと同極性で、その大きさ（絶対値）が、不感帯からのＶb_estm_yの逸脱量の大きさの増加に伴い大きくなるように決定する。例えば、Ｖb_estm_yが、不感帯の上限値（＞０）よりも大きい場合には、処理部５１ａの出力値は、（Ｖb_estm_y−不感帯の上限値）に比例した値に決定され、Ｖb_estm_yが、不感帯の下限値（＜０）よりも小さい場合には、処理部５１ａの出力値は、（Ｖb_estm_y−不感帯の下限値）に比例した値に決定される。

操縦要求旋回速度決定部５１は、さらに、処理部５１ａの出力値にローパス特性のフィルタリング処理を施すことを処理部５１ｂで実行する。なお、処理部５１ｂとしては、例えば、１／(Ｔａ・ｓ＋１)という伝達関数（Ｔａ：時定数）により表されるローパスフィルタを使用し得る。

操縦要求旋回速度決定部５１は、さらに、処理部５１ｂの出力値をあらかじめ設定された所定値の回転半径Ｌで除算する処理を処理部５１ｃで実行することにより、操縦要求旋回速度ωz_req1を決定する。これにより、乗員の操縦操作に基づく操縦要求旋回速度ωz_req1が決定される。

補足すると、操作端末７０の操作によって旋回速度を設定できるようにしてもよい。この場合には、操作端末７０で設定された旋回速度を操縦要求旋回速度ωz_req1として設定してもよい。あるいは、例えば、操作端末７０で設定された旋回速度と、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_estm_yに応じて設定した旋回速度とを合成した旋回速度を操縦要求旋回速度ωz_req1として設定してもよい。

外力要求旋回速度決定部５２の処理では、外力要求旋回速度決定部５２は、まず、移動体１の運動によって発生するヨー方向の慣性力（慣性回転力）に釣り合う回転力（換言すれば、慣性回転力との和がゼロになる回転力）である運動回転力Ｔq1zを推定する運動回転力推定部５２１の処理と、電動モータ２１ａ，２１ｂから移動動作部３に付与されるヨー方向の回転駆動力を推定する回転駆動力推定部５２２の処理とを実行する。

運動回転力推定部５２１は、ヨーレートセンサ２４による移動体１のヨーレートωz_actの計測値から次式（５）により、運動回転力Ｔq1zの推定値を算出する。

Ｔq1z＝(dωz_act／dt)・Ｉz ……（５）

ここで、Ｉzは、移動体１のヨー方向の慣性モーメント（イナーシャ）の設定値である。なお、例えば目標旋回速度決定部５０の各演算処理周期において、目標旋回速度ωz_cmdの微分値dωz_act／dtを逐次算出し、前回の演算処理周期で求めたdωz_act／dtの値を、dωz_act／dtの代わりに用いて、運動回転力Ｔq1zの推定値を算出してもよい。

また、回転駆動力推定部５２２の処理に関しては、本実施形態の移動体１では、各移動動作部３をＸ軸方向に転動させるように、該移動動作部３の駆動用の電動モータ２１ａ，２１ｂから該移動動作部３に伝達される回転駆動力（該移動動作部３の芯体６の軸心周りのトルク）は、電動モータ２１ａ，２１ｂの出力トルクの総和にほぼ比例する。そして、電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力トルクは、電動モータ２１ａ，２１ｂのそれぞれの通電電流のうちのｑ軸電流に比例する。

また、電動モータ２１ａ，２１ｂから移動動作部３に伝達される回転駆動力（芯体６の軸心周りのトルク）によって該移動動作部３に付与されるＸ軸方向の並進駆動力は、該回転駆動力を芯体６の軸心周りでの移動動作部３の回転半径ｒ_x（＝図４Ａに示した車輪６１_xの半径）で除算した値になる。

従って、左側の移動動作部３ＬのＸ軸方向の並進駆動力Ｆd_L_xと、該移動動作部３Ｌの電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬのそれぞれのｑ軸電流ｉq_a_L，ｉq_b_Lとの間には、次式（６ａ）の関係が成立する。同様に、右側の移動動作部３ＲのＸ軸方向の並進駆動力Ｆd_R_xと、該移動動作部３Ｒの電動モータ２１ａＲ，２１ｂＲのそれぞれのｑ軸電流ｉq_a_R，ｉq_b_Rとの間には、次式（６ｂ）の関係が成立する。

Ｆd_L_x＝（ｉq_a_L・Ｋm＋ｉq_b_L・Ｋm）・Ｋc／ｒ_x ……（６ａ）
Ｆd_R_x＝（ｉq_a_R・Ｋm＋ｉq_b_R・Ｋm）・Ｋc／ｒ_x ……（６ｂ）

式（６ａ），（６ｂ）におけるＫmは、各電動モータ２１のｑ軸電流と出力トルクとの関係を規定する所定値の係数、Ｋcは、各移動動作部３の回転駆動力（芯体６の軸心周りの回転駆動力）と、該移動動作部３の駆動用の各電動モータ２１の出力トルクとの関係を規定する所定値の係数である。なお、係数Ｋmは、各電動モータ２１で異なっていてもよい。また、係数Ｋmは、各移動動作部３で異なっていてもよい。

また、左右の移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれに付与されるＸ軸方向の並進駆動力Ｆd_L_x，Ｆd_R_xと、移動体１のヨー方向の回転駆動力Ｔq2zとの間には、次式（７）の関係が成立する。

Ｔq2z＝Ｆd_R_x・(Tread／２)−Ｆd_L_x・(Tread／２) ……（７）

式（７）におけるTreadは、Ｙ軸方向における移動動作部３Ｌ，３Ｒの間隔（トレッド）である。

そこで、回転駆動力推定部５２２は、電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲのｑ軸電流ｉq_a_L，ｉq_b_L，ｉq_a_R，ｉq_b_Rの推定値から、上記式（６ａ），（６ｂ），（７）の関係式に従って、移動体１のヨー方向の回転駆動力Ｔq2zを推定する。

外力要求旋回速度決定部５２は、次に、移動体１に付与された外力によるヨー方向の回転力である外力回転力Ｔq5zを推定する処理を外力回転力推定部５２３で実行する。ここで、上記「外力」は、詳しくは、電動モータ２１ａ，２１ｂによる各移動動作部３の駆動に起因して該移動動作部３に床面から作用する床反力以外で、移動体１を旋回させるように該移動体１に外部から作用する力である。

例えば、乗員が移動体１を旋回させようとして、外部の物体（手摺、壁、床面等）に接触することによって、該外部の物体から受ける接触反力、あるいは、乗員の付添い者が移動体１を旋回させようとして、移動体１に付与する力等が、上記「外力」に相当する。

そして、運動回転力推定部５２１が上記の如く推定する運動回転力Ｔq1zには回転駆動力推定部５２２により推定される回転駆動力Ｔq2zと上記外力に起因する外力回転力Ｔq5zとが含まれる。

そこで、外力回転力推定部５２３は、外力回転力Ｔq5zを推定するために、運動回転力推定部５２１による運動回転力Ｔq1zの推定値から、回転駆動力推定部５２２による回転駆動力Ｔq2zの推定値を差し引く処理を演算部５２３ａで実行する。

この演算部５２３ａの出力値Ｔq3z（＝Ｔq1z−Ｔq2z）は、概ね外力回転力Ｔq5zに近い値になるが、高周波のノイズ成分等も含まれやすい。そこで、外力回転力推定部５２３は、さらに、演算部５２３ａの出力値Ｔq3zに、さらにローパス特性のフィルタリング処理を施すことを処理部５２３ｂで実行する。なお、処理部５２３ｂとしては、例えば、図示の如く、１／(Ｔc・ｓ＋１)という伝達関数（Ｔc：時定数）により表されるローパスフィルタを使用し得る。

また、移動体１の旋回動作時には、外力の有無によらずに、移動体１のヨーレートに応じた摩擦力（動摩擦力）が該移動体１の旋回動作の制動力として、床面から移動動作部３Ｌ，３Ｒを介して移動体１に作用する。従って、演算部５２３ａの出力値Ｔq3zには、上記摩擦力に応じたヨー方向の回転制動力も含まれる。そして、該回転制動力は、その向き及び大きさが移動体１のヨーレートの向き（極性）及び大きさに応じて変化する。

そこで、外力回転力推定部５２３は、処理部５２３ｂの出力値Ｔq4zに対して不感帯処理を処理部５２３ｃで実行する。該不感帯処理では、処理部５２３ｃは、図８のグラフで例示する如く、ヨーレートセンサ２４による移動体１のヨーレートωz_actの計測値に応じて不感帯を変化させるように、該不感帯の上限値及び下限値を決定する。

この場合、ヨーレートωz_actが負極性の値から正極性の値に増加するに伴い、上限値（＞０）及び下限値（＜０）が減少していくとともに、不感帯の中心値（＝（上限値＋下限値）／２）が正極性の値から負極性の値に変化していくように、ヨーレートωz_actの計測値に応じて不感帯の上限値及び下限値が設定される。そして、不感帯の幅（＝上限値−下限値）は、一定に維持される。なお、ヨーレートωz_actの計測値の代わりに、前回の演算処理周期で決定された目標旋回速度ωz_cmdに応じて不感帯を設定してもよい。

そして、処理部５２３ｃは、上記のように設定した不感帯を用いて、処理部５２３ｂの出力値Ｔq4zに対する不感帯処理を実行する。該不感帯処理では、処理部５２３ｃは、処理部５２３ｂの出力値Ｔq4zが設定した不感帯域内の値である場合には、処理部５２３ｃの出力値Ｔq5zをゼロにする。

また、処理部５２３ｃは、処理部５２３ｂの出力値Ｔq4zが設定した不感帯域から逸脱した値である場合には、処理部５２３ｃの出力値Ｔq5zを、Ｔq4zと同極性で、その大きさ（絶対値）が、不感帯からのＴq4zの逸脱量の大きさ（絶対値）の増加に伴い大きくなるように決定する。

例えば、Ｔq4zが、不感帯の上限値よりも大きい場合には、処理部５２３ｃの出力値Ｔq5zは、（Ｔq4z−不感帯の上限値）に比例した値に決定され、Ｔq4zが、不感帯の下限値よりも小さい場合には、処理部５２３ｃの出力値Ｔq5zは、（Ｔq4z−不感帯の下限値）に比例した値に決定される。

本実施形態では、外力回転力推定部５２３は、上記の如く不感帯処理を実行する処理部５２３ｃの出力値Ｔq5zを外力回転力の推定値として出力する。補足すると、本実施形態では、処理部５２３ｂのフィルタリング処理により得られる値Ｔq4zが本発明における該外力回転力の基本値に相当する。なお、例えば、処理部５２３ｂの処理を省略し、演算部５２３ａの出力値Ｔq3zをＴq4zの代わりに、処理部５２３ｃに入力して外力回転力Ｔq5zの推定値を求めることも可能である。

外力要求目標旋回速度決定部５２は、次に、上記の如く求めた外力回転力Ｔq5zの推定値から、処理部５２４，５２５の処理を経て、外力要求目標旋回速度ωz_req2を決定する。処理部５２４では、外力回転力の推定値Ｔq5zに所定値のゲインＫtを乗算してなる値と、処理部５２４の出力値（角速度）に所定値のゲインＫwを乗算してなる値（フィードバック値）との偏差を、移動体１のヨー方向の慣性モーメントＩzで除算することより、移動体１のヨー方向の目標角加速度が求められる。さらに、この目標角加速度を積分することで、外力回転力Ｔq5zの推定値によって要求される移動体１の旋回速度（ヨー方向の角速度）ωz_req20が求られる。

さらに、処理部５２５では、処理部５２４で求められた旋回速度ωz_req20に、所定の上限値及び下限値の間の許容範囲内の値に制限するリミット処理を施すことで、外力要求目標旋回速度ωz_req2が決定される。

この場合、ωz_req20が許容範囲内に収まっている場合には、ωz_req20がそのまま外力要求旋回速度ωz_req2として決定される。また、ωz_req20が許容範囲の上限値よりも大きく、あるいは、下限値よりも小さい場合には、それぞれ、許容範囲の上限値、下限値が、外力要求旋回速度ωz_req2として決定される。

目標旋回速度決定部５０は、次に、切換処理部５３の処理を実行する。本実施形態では、基本的には、外力回転力Ｔq5zの推定値がゼロである状態では、操縦要求旋回速度ωz_req1を目標旋回速度ωz_cmdとして決定し、外力回転力Ｔq5zの推定値がゼロでない状態では、外力要求旋回速度ωz_req2を目標旋回速度ωz_cmdとして決定する。ただし、目標旋回速度ωz_cmdを操縦要求旋回速度ωz_req1及び外力要求旋回速度ωz_req2の一方から他方に切り換える際には、目標旋回速度ωz_cmdを滑らかに変化させることが好ましい。

そこで、切換処理部５３は、以下に説明する処理を実行する。切換処理部５３は、外力回転力Ｔq5zの推定値が、ゼロであるか否かによって、係数ｋ1の値を決定する処理を処理部５３ａで実行する。この場合、Ｔq5z＝０のとき、ｋ1＝１、Ｔq5z≠０のとき、ｋ1＝０とされる。

そして、切換処理部５３は、この係数ｋ1に、ローパス特性のフィルタリング処理を施すことを処理部５３ｂで実行することで、係数ｋ2を生成する。なお、処理部５３ｂとしては、例えば、１／(Ｔｂ・ｓ＋１)という伝達関数（Ｔｂ：時定数）により表されるローパスフィルタを使用し得る。

次いで切換処理部５３は、係数ｋ２を操縦要求旋回速度ωz_req1に乗算する処理を演算部５３ｃで実行することで、補正後操縦要求旋回速度ωz_req1cを算出する。このように算出される補正後操縦要求旋回速度ωz_req1cは、外力回転力Ｔq5zがゼロに維持されている状態では、ｋ2＝１であるので、操縦要求旋回速度ωz_req1に一致する。そして、外力回転力Ｔq5zがゼロでない値に変化すると、補正後操縦要求旋回速度ωz_req1cは、操縦要求旋回速度ωz_req1に一致する値から徐々にゼロに変化し、続いて、ゼロに維持される。その後、外力回転力Ｔq5zが再びゼロになると、補正後操縦要求旋回速度ωz_req1cは、ゼロから操縦要求旋回速度ωz_req1に一致する値に徐々に変化し、続いて、操縦要求旋回速度ωz_req1に一致する値に維持される。

補足すると、本実施形態では、外力回転力Ｔq5zの推定値がゼロとなる状態が本発明における外力無し状態に相当し、外力回転力Ｔq5zの推定値がゼロでない状態が本発明における外力有り状態に相当する。なお、外力回転力Ｔq5zの推定値の大きさ（絶対値）がゼロ近辺の所定値よりも小さい状態を外力無し状態とみなし、この状態で、前記係数ｋ1を“１”に設定してもよい。そして、外力回転力Ｔq5zの推定値の大きさ（絶対値）が該所定値よりも大きい状態を外力有り状態とみなし、この状態で、前記係数ｋ1を“０”に設定してもよい。

目標旋回速度決定部５０は、次に、上記の如く決定された補正後操縦要求旋回速度ωz_req1cと、外力要求旋回速度ωz_req2とを加え合わせる処理を演算部５４で実行し、さらに、その演算結果の値（＝ωz_req1c＋ωz_req2）を所定の許容範囲内に制限するリミット処理を処理部５５で実行することで、目標旋回速度ωz_cmdを決定する。

該リミット処理では、（ωz_req1c＋ωz_req2）が所定の許容範囲内の値である場合は、その値が目標旋回速度ωz_cmdとして決定される。また、（ωz_req1c＋ωz_req2）が所定の許容範囲の上限値よりも大きく、あるいは、下限値よりも小さい場合には、それぞれ、該許容範囲の上限値、下限値が目標旋回速度ωz_cmdとして決定される。

目標旋回速度決定部５０の処理は以上説明した如く実行される。この場合、外力回転力Ｔq5zがゼロに維持されている状態（外力無し状態）では、操縦要求旋回速度ωz_req1が目標旋回速度ωz_cmdとして決定される。

また、移動体１に外力が付与されることによって、外力回転力Ｔq5zがゼロでない状態（外力有り状態）に変化すると、目標旋回速度ωz_cmdは、操縦要求旋回速度ωz_req1から外力要求旋回速度ωz_req2に徐々に近づいていくように変化し、最終的に外力要求旋回速度ωz_req2が目標旋回速度ωz_cmdとして決定される。

また、移動体１への外力の付与が解除され、外力回転力Ｔq5zがゼロに復帰する（外力無し状態に復帰する）と、目標旋回速度ωz_cmdは、操縦要求旋回速度ωz_req1に徐々に近づいていくように変化し、最終的に操縦要求旋回速度ωz_req1が目標旋回速度ωz_cmdとして決定される。

移動制御部３１は、以上の如く目標並進速度決定部４０及び目標旋回速度決定部５０の処理を実行した後、次に、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの目標並進速度ＶwL_cmd_xy，ＶwR_cmd_xyを決定する処理を個別目標並進速度決定部６０により実行する。

該個別目標並進速度決定部６０は、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体の目標並進速度Ｖw_cmd_xyと、移動体１の目標旋回速度ωz_cmdとから、図９のブロック線図で示す処理により移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれの目標並進速度ＶwL_cmd_xy，ＶwR_cmd_xyを決定する。

すなわち、個別目標並進速度決定部６０は、次式（８ａ），（８ｂ）により左側の移動動作部３Ｌの目標並進速度ＶwL_cmd_xyを決定し、次式（８ｃ），（８ｄ）により右側の移動動作部３Ｒの目標並進速度ＶwR_cmd_xyを決定する。

ＶwL_cmd_x＝Ｖw_cmd_x−ωz_cmd・(Tread／２) ……（８ａ）
ＶwL_cmd_y＝Ｖw_cmd_y ……（８ｂ）
ＶwR_cmd_x＝Ｖw_cmd_x＋ωz_cmd・(Tread／２) ……（８ｃ）
ＶwR_cmd_y＝Ｖw_cmd_y ……（８ｄ）

上記式（８ａ），（８ｃ）におけるTreadは、前記した如く、Ｙ軸方向における移動動作部３Ｌ，３Ｒの間隔である。上記式（８ａ）〜（８ｄ）により目標並進速度ＶwL_cmd_xy，ＶwR_cmd_xyを決定することで、移動動作部３Ｌ，３ＲのそれぞれのＸ軸方向の目標並進速度ＶwL_cmd_x，ＶwR_cmd_xの差（＝ＶwR_cmd_x−ＶwL_cmd_x）によって生じるヨー方向の角速度が、目標旋回速度ωz_cmdに一致し、且つ移動動作部３Ｌ，３ＲのそれぞれのＸ軸方向の目標並進速度ＶwL_cmd_x，ＶwR_cmd_xの平均値が移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体のＸ軸方向の目標並進速度Ｖw_cmd_xに一致するように移動動作部３Ｌ，３ＲのそれぞれのＸ軸方向の目標並進速度ＶwL_cmd_x，ＶwR_cmd_xが決定される。

また、移動動作部３Ｌ，３ＲのそれぞれのＹ軸方向の目標並進速度ＶwL_cmd_y，ＶwR_cmd_yは、移動動作部３Ｌ，３Ｒの全体のＹ軸方向の目標並進速度Ｖw_cmd_yに一致する速度に決定される。

移動制御部３１は、上記の如く決定した目標並進速度ＶwL_cmd_xy，ＶwR_cmd_xyのうちの目標並進速度ＶwL_cmd_xyに応じて左側の移動動作部３Ｌの電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬの作動制御を行い、目標並進速度ＶwR_cmd_xyに応じて右側の移動動作部３Ｒの電動モータ２１ａＲ，２１ｂＲの作動制御を行う。

この場合、移動制御部３１は、左側の移動動作部３Ｌについては、該移動動作部３ＬのＸ軸方向及びＹ軸方向の並進速度と、電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬのそれぞれの出力軸の回転速度との関係を規定するものとしたあらかじめ作成された相関データ（マップ、演算式等）に基づいて、目標並進速度ＶwL_cmd_xyに対応する電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬのそれぞれの出力軸の目標回転速度を決定する。

そして、電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬのそれぞれに対して目標回転速度に応じて公知の速度制御を実行することで、電動モータ２１ａＬ，２１ｂＬのそれぞれの出力軸の回転速度を目標回転速度に制御する。これにより、目標並進速度ＶwL_cmd_xyを実現するように、左側の移動動作部３Ｌの移動制御が行われる。右側の移動動作部３Ｒの移動制御についても上記と同様である。

以上説明した本実施形態の移動体１では、乗員の付添者、あるいは、乗員が通常の操縦操作（本実施形態では、Ｙ軸方向への乗員の体重移動）によらずに、移動体１を外力によって旋回させようとしたときには、基本的には、外力回転力Ｔq5zに応じて決定される目標旋回速度ωz_cmd（＝ωz_req2）に応じて移動動作部３Ｌ，３Ｒの旋回動作が行われる。このため、移動体１を外力によって旋回させることを円滑に行うことができる。

また、外力無し状態及び外力有り状態の一方から他方への変化時には、目標旋回速度ωz_cmdが操縦要求旋回速度ωz_req1及び外力要求旋回速度ωz_req2の一方側から他方側に徐々に変化するので、移動動作部３Ｌ，３Ｒの挙動を滑らかに変化させることができる。

また、外力回転力Ｔq5zを、ヨー方向の運動回転力Ｔq1zの推定値と、ヨー方向の回転駆動力Ｔq2zの推定値とから前記した外力回転力推定部５２３の処理により推定するので、信頼性の高い外力回転力Ｔq5zの推定値を得ることができる。ひいては、外力に応じた移動体１の旋回動作を適切に行うことができる。

なお、以上説明した実施形態の移動体１の移動動作部３Ｌ，３Ｒは、前記特許文献２に記載された構造の移動動作部であるが、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれは、特許文献２に記載された構造のものには限られない。例えば、各移動動作部３及びその駆動系の構造として、例えば、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７８、あるいは、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７９、あるいは、特開２０１９−１６６８６３号公報に記載された構造のものを採用してもよい。あるいは、移動動作部３Ｌ，３Ｒのそれぞれは、例えば、車輪状のものであってもよい。また、移動体１に備える移動動作部の個数は、1つ、あるいは、３つ以上であってもよい。また、本発明における移動体は、倒立振子型の移動体に限らず、搭乗部の姿勢がほぼ一定に保持される構造の移動体であってもよい。

また、前記実施形態では、各移動動作部３の駆動用のアクチュエータとして電動モータ２１ａ，２１ｂを用いたが、該アクチュエータは、例えば油圧アクチュエータであってもよい。さらに、各アクチュエータの動作状態を検出するセンサとして、該アクチエータの出力トルクを、ひずみゲージ等を用いて検出し得るセンサを採用してもよい。

１…移動体、２…基体、３Ｌ，３Ｒ…移動動作部、４…搭乗部、２１ａＬ，２１ｂＬ，２１ａＲ，２１ｂＲ…電動モータ（アクチュエータ）、３０…制御装置、３１…移動制御部、５２１…運動回転力推定部、５２２…回転駆動力推定部、５２３…外力回転力推定部。

Claims (6)

1. 床面上を移動可能な移動動作部と、該移動動作部を駆動するアクチュエータと、乗員の搭乗部と、前記移動動作部、前記アクチュエータ及び前記搭乗部が組み付けられた基体基体とを備える移動体の前記移動動作部の移動制御を、少なくとも前記搭乗部に搭乗した乗員による操縦操作に応じて前記アクチュエータを介して実行する制御装置であって、
   前記移動体の運動状態の観測データを取得し、該観測データに基づいて、該移動体の運動によって発生するヨー方向の慣性力に釣り合う回転力である運動回転力を推定する運動回転力推定部と、
   前記アクチュエータが出力する駆動力又は該駆動力に関連する状態量の観測データを取得し、該観測データに基づいて、前記アクチュエータから前記移動動作部に付与されるヨー方向の回転駆動力を推定する回転駆動力推定部と、
   前記移動体に付与された外力による回転力である外力回転力を、前記運動回転力推定部により推定された運動回転力と前記回転駆動力推定部により推定された回転駆動力とを用いて推定する外力回転力推定部と、
   該外力回転力推定部で推定された外力回転力と前記乗員による操縦操作とに応じて前記移動動作部の旋回動作を行わせるように前記アクチュエータを介して該移動動作部の移動制御を行う移動制御部とを備えることを特徴とする移動体の制御装置。
2. 請求項１記載の移動体の制御装置において、
   前記外力回転力推定部は、前記運動回転力推定部により推定された運動回転力と前記回転駆動力推定部により推定された回転駆動力との差、又は該差にローパス特性のフィルタリング処理を施してなる値を、前記外力回転力の基本値として求める処理と、該基本値が所定の不感帯内の値であるときには、前記外力回転力の推定値をゼロとし、該基本値が該不感帯を逸脱した値であるときには、その逸脱量に応じて決定した値を前記外力回転力の推定値とする不感帯処理とにより前記外力回転力の推定値を求めるように構成されていることを特徴とする移動体の制御装置。
3. 請求項２記載の移動体の制御装置において、
   前記外力回転力推定部は、前記不感帯を、前記移動体のヨーレートの観測データに応じて可変的に設定する機能をさらに有するように構成されていることを特徴とする移動体の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体の制御装置において、
   前記移動制御部は、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力がゼロである状態、又は該外力回転力の大きさが所定値よりも小さい状態である外力無し状態では、前記乗員による操縦操作に応じて決定した前記移動体の目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行し、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力がゼロでない状態、又は該外力回転力の大きさが所定値よりも大きい状態である外力有り状態では、該外力回転力に応じて決定した前記移動体の目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行するように構成されていることを特徴とする移動体の制御装置。
5. 請求項４記載の移動体の制御装置において、
   前記移動制御部は、前記外力回転力推定部により推定された前記外力回転力の状態が前記外力無し状態及び前記外力有り状態の一方の状態から他方の状態に変化したときには、前記移動体の目標旋回速度を徐々に変化させるように決定しつつ、該目標旋回速度に応じて前記アクチュエータの作動制御を実行するように構成されていることを特徴とする移動体の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動体の制御装置において、
   前記移動体は、床面上を全方向に移動可能な複数の前記移動動作部と、鉛直方向に対して傾動可能に前記基体に組付けられた前記搭乗部とを備える倒立振子型の移動体であることを特徴とする移動体の制御装置。

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