JP5161353B2 - 電動車両及びその制御方法 - Google Patents
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Description
入力された操作の操作方向を検出する操作部と、
前記車体部の周辺にある障害物を検出する障害物センサと、
前記車体部より前記操作方向へ延びた領域をサーチ領域として生成し、前記障害物センサで検出される障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として判断する障害物判断部と、
前記障害物判断部で判断された前記回避すべき障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記操作部は、入力された操作の前記操作方向及び操作量を検出し、
前記障害物判断部は、前記車体部より前記操作方向に延びて、前記車体部の幅と略等しい領域を前記サーチ領域として生成すると共に、前記操作量の大きさ、又は、前記操作方向及び操作量から算出された操作力の大きさが大きい場合、前記サーチ領域を前記操作方向に尖った形状に変える、
電動車両を提供する。
また、本発明の電動車両は、車体部と、
入力された操作の操作方向を検出する操作部と、
前記車体部の周辺にある障害物を検出する障害物センサと、
前記車体部より前記操作方向へ延びた領域をサーチ領域として生成し、前記障害物センサで検出される障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として判断する障害物判断部と、
前記障害物判断部で判断された前記回避すべき障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記操作部は、入力された操作の前記操作方向及び操作量を検出し、
前記障害物判断部は、前記車体部より前記操作方向に延びて、前記車体部の幅と略等しい領域を前記サーチ領域として生成すると共に、前記操作量の大きさ、又は、前記操作方向及び操作量から算出された操作力の大きさが小さい場合、前記サーチ領域を全方向に拡がる形状に変える、
電動車両を提供する。
前記障害物センサで車体部の周辺を検出し、
前記操作部に入力された操作の操作方向及び操作量を前記操作部で検出し、
前記車体部から前記操作方向へ延びて前記車体部の幅と略等しい領域をサーチ領域として障害物判断部で生成すると共に、前記操作量の大きさ又は前記操作方向及び前記操作量から算出された操作力の大きさに応じて前記サーチ領域の形状を変え、前記障害物センサで検出された障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として前記障害物判断部で判断し、
前記障害物判断ステップで前記サーチ領域内に前記障害物があると前記障害物判断部で判断されると、前記障害物に回避するように前記車体部の移動を制御する、
電動車両の制御方法を提供する。
また、上記目的を達成するために、本発明の電動車両の制御方法は、障害物センサと操作部とを有する電動車両の制御方法であって、
前記障害物センサで車体部の周辺を検出し、
前記操作部に入力された操作の操作方向及び操作量を前記操作部で検出し、
前記車体部から前記操作方向へ延びて前記車体部の幅と略等しい領域をサーチ領域として障害物判断部で生成すると共に、前記操作量の大きさ又は前記操作方向及び前記操作量から算出された操作力の大きさが小さい場合に前記サーチ領域を全方向に拡がる形状に変え、前記障害物センサで検出された障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として前記障害物判断部で判断し、
前記障害物判断ステップで前記サーチ領域内に前記障害物があると前記障害物判断部で判断されると、前記障害物に回避するように前記車体部の移動を制御する、
電動車両の制御方法を提供する。
図1A及び図1Bは、本発明の第1実施形態における電動車両の一例としての電動車椅子11を平面的に示す図である。図1Aは、障害物19aと障害物19bの間を通過する電動車椅子11を示す平面図であり、図1Bは、操作部及び制御部などのブロック図である。図1Cは、第1実施形態の変形例における電動車椅子の操作部及び制御部などのブロック図であるため、後述する。図2は、電動車椅子11の斜視図である。なお、理解を容易にするために、電動車椅子11の運動と共に動く車両座標系Σr(互いに直交する三つのxr軸、yr軸、zr軸を有する座標系)を、図1Aと図2に設定している。xr軸とyr軸とから構成される平面は、地面に対して平行な水平面とし、xr軸は電動車椅子11の前方を向いているものとする。
図4A及び図4Bは、本発明の第2実施形態における電動車椅子31を示す図である。図4Aは、動的障害物32が接近する電動車椅子31を示す図であり、図4Bは、操作部及び制御部などのブロック図である。
図5A及び図5Bは、本発明の第3実施形態における電動車椅子41を示す図である。図5Aは障害物に接近した電動車椅子41を示す図であり、図5Bは操作部及び制御部などのブロック図である。
図6A及び図6Bは、本発明の第4実施形態における電動車椅子51を示す図である。図6Aは障害物19aと障害物19bとの間を通過する電動車椅子51を示す図であり、図6Bは操作部及び制御部などのブロック図である。
図7A及び図7Bは、本発明の第5実施形態における電動車椅子61を示す図である。図7Aは、障害物63に接近する電動車椅子61を示す図であり、図7Bは、操作部及び制御部などのブロック図である。
12 車体部
13 操作部
14 障害物センサ
15 障害物判断部
16 仮想斥力算出部
17 合力算出部
18 制御部
19a,19b,44,63 障害物
20 障害物センサ領域
21 サーチ領域
25 操作入力部
26 操作力推測部
27,37,47,57,67 制御回路部
32 動的障害物
33 動的障害物判断部
34,43,54 補助仮想斥力算出部
35 動的障害物サーチ領域
42 衝突判断部
45 バンパー領域
52 通路検知領域
53 通路判断部
62 操作意図判断部
70 駆動源
70E エンコーダ
71 車輪
Claims (21)
- 車体部と、
入力された操作の操作方向を検出する操作部と、
前記車体部の周辺にある障害物を検出する障害物センサと、
前記車体部より前記操作方向へ延びた領域をサーチ領域として生成し、前記障害物センサで検出される障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として判断する障害物判断部と、
前記障害物判断部で判断された前記回避すべき障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記操作部は、入力された操作の前記操作方向及び操作量を検出し、
前記障害物判断部は、前記車体部より前記操作方向に延びて、前記車体部の幅と略等しい領域を前記サーチ領域として生成すると共に、前記操作量の大きさ、又は、前記操作方向及び操作量から算出された操作力の大きさが大きい場合、前記サーチ領域を前記操作方向に尖った形状に変える、
電動車両。 - 車体部と、
入力された操作の操作方向を検出する操作部と、
前記車体部の周辺にある障害物を検出する障害物センサと、
前記車体部より前記操作方向へ延びた領域をサーチ領域として生成し、前記障害物センサで検出される障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として判断する障害物判断部と、
前記障害物判断部で判断された前記回避すべき障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記操作部は、入力された操作の前記操作方向及び操作量を検出し、
前記障害物判断部は、前記車体部より前記操作方向に延びて、前記車体部の幅と略等しい領域を前記サーチ領域として生成すると共に、前記操作量の大きさ、又は、前記操作方向及び操作量から算出された操作力の大きさが小さい場合、前記サーチ領域を全方向に拡がる形状に変える、
電動車両。 - 前記障害物判断部で判断された前記障害物から離れるための仮想斥力を算出する仮想斥力算出部と、
入力された操作の前記操作方向及び操作量から算出された操作力と前記仮想斥力との合力を算出する合力算出部と、を備え、
前記制御部は、前記合力の方向へ移動するように前記車体部の移動を制御する、
請求項1又は2に記載の電動車両。 - 前記合力算出部は、前記仮想斥力の前記操作力の方向に垂直な方向の成分と、前記操作力との合成によって前記合力を算出する、
請求項3に記載の電動車両。 - 前記障害物判断部で判断された前記障害物から離れるための仮想回避速度を算出する仮想回避速度算出部と、
入力された操作の操作方向及び操作量から算出された操作速度と、前記仮想回避速度との合成速度を算出する合成速度算出部と、を備え、
前記制御部は、前記合成速度の方向へ移動するように前記車体部の移動を制御する、
請求項1又は2に記載の電動車両。 - 前記合成速度算出部は、前記仮想回避速度の前記操作速度の方向に垂直な方向の成分と、前記操作速度との合成によって前記合成速度を算出する、
請求項5に記載の電動車両。 - 前記車体部の周囲を動的障害物サーチ領域とし、前記動的障害物サーチ領域内に存在する動的障害物を、回避すべき障害物と判断する動的障害物判断部をさらに備え、
前記制御部は、前記動的障害物判断部で、前記回避すべきと判断された前記障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する、
請求項1又は2に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部の周縁部をバンパー領域とし、前記バンパー領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物と判断する衝突判断部をさらに備え、
前記制御部は、前記衝突判断部で、前記回避すべきと判断された前記障害物を回避するように前記車体部の移動を制御する、
請求項1又は2に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部から前記操作方向に広がった領域を通路検知領域とし、前記通路検知領域内に存在する2つの障害物の間に前記サーチ領域が生成される場合、前記2つの障害物の間を、前記車体部を誘導すべき通路であると判断する通路判断部をさらに備え、
前記制御部は、前記通路判断部で、前記誘導すべき通路と判断された前記通路の中央を通過するように前記車体部の移動を制御する、
請求項1又は2に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部から前記操作方向に広がった領域を通路検知領域とし、前記通路検知領域内に2つの障害物が検出されかつ前記2つの障害物の間に前記サーチ領域が生成される場合、前記2つの障害物の間を、前記車体部を誘導すべき通路であると判断する通路判断部をさらに備え、
前記合力算出部は、前記2つの障害物に対してそれぞれ生成される仮想斥力の前記操作力の方向に対する垂直方向成分と、前記操作力との合成によって前記合力を算出する、
請求項3に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部から前記操作方向に広がった領域を通路検知領域とし、前記通路検知領域内に2つの障害物が検出されかつ前記2つの障害物の間に前記サーチ領域が生成される場合、前記2つの障害物の間を、前記車体部を誘導すべき通路であると判断する通路判断部をさらに備え、
前記合成速度算出部は、前記2つの障害物に対してそれぞれ生成される前記仮想回避速度の前記操作速度の方向の垂直方向成分と、前記操作速度との合成によって前記合成速度を算出する、
請求項5に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部から前記操作方向に広がった領域を通路検知領域とし、前記通路検知領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物であると判断する通路判断部をさらに備え、
前記合力算出部は、前記通路検知領域内に存在する障害物に対して生成される仮想斥力の前記操作力の方向に対する垂直方向成分と、前記操作力との合成によって前記合力を算出する、
請求項3に記載の電動車両。 - 前記サーチ領域を除く前記車体部から前記操作方向に広がった領域を通路検知領域とし、前記通路検知領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物であると判断する通路判断部をさらに備え、
前記合成速度算出部は、前記通路検知領域内に存在する障害物に対して生成される前記仮想回避速度の前記操作速度の方向の垂直方向成分と、前記操作速度との合成によって前記合成速度を算出する、
請求項5に記載の電動車両。 - 前記通路検知領域は、前記車体部から前記操作方向を中心として左右45°ずつ広がった領域である、
請求項9に記載の電動車両。 - 前記通路検知領域は、前記サーチ領域よりも幅、あるいは、幅及び長さが大きい領域である、
請求項9に記載の電動車両。 - 前記仮想斥力の方向と前記操作方向とを比較し、前記仮想斥力の方向と前記操作方向が所定の時間の間だけ略正反対の場合、前記車体部の移動の制御を変更する操作意図判断部を備える、
請求項3に記載の電動車両。 - 前記操作意図判断部は、前記仮想斥力の180°反対方向と前記操作方向のなす角が所定の時間の間だけ30°以内である場合、前記車体部の移動の制御を変更する、
請求項16に記載の電動車両。 - 前記仮想回避速度の方向と前記操作方向とを比較し、前記仮想回避速度の方向と前記操作方向が所定の時間の間だけ略正反対の場合、前記車体部の移動の制御を変更する操作意図判断部を備える、
請求項5に記載の電動車両。 - 前記操作意図判断部は、前記仮想回避速度の180°反対方向と前記操作方向のなす角が所定の時間だけ30°以内である場合、前記車体部の移動の制御を変更する、
請求項18に記載の電動車両。 - 障害物センサと操作部とを有する電動車両の制御方法であって、
前記障害物センサで車体部の周辺を検出し、
前記操作部に入力された操作の操作方向及び操作量を前記操作部で検出し、
前記車体部から前記操作方向へ延びて前記車体部の幅と略等しい領域をサーチ領域として障害物判断部で生成すると共に、前記操作量の大きさ又は前記操作方向及び前記操作量から算出された操作力の大きさが大きい場合に前記サーチ領域を前記操作方向に尖った形状に変え、前記障害物センサで検出された障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として前記障害物判断部で判断し、
前記障害物判断ステップで前記サーチ領域内に前記障害物があると前記障害物判断部で判断されると、前記障害物に回避するように前記車体部の移動を制御する、
電動車両の制御方法。 - 障害物センサと操作部とを有する電動車両の制御方法であって、
前記障害物センサで車体部の周辺を検出し、
前記操作部に入力された操作の操作方向及び操作量を前記操作部で検出し、
前記車体部から前記操作方向へ延びて前記車体部の幅と略等しい領域をサーチ領域として障害物判断部で生成すると共に、前記操作量の大きさ又は前記操作方向及び前記操作量から算出された操作力の大きさが小さい場合に前記サーチ領域を全方向に拡がる形状に変え、前記障害物センサで検出された障害物のうち、前記サーチ領域内に存在する障害物を、回避すべき障害物として前記障害物判断部で判断し、
前記障害物判断ステップで前記サーチ領域内に前記障害物があると前記障害物判断部で判断されると、前記障害物に回避するように前記車体部の移動を制御する、
電動車両の制御方法。
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