JP6759734B2 - 履帯式走行体 - Google Patents

Description

本発明は、履帯式走行体に関する。

現在、農地等の不整地を走り回ることによって、監視作業や物資の搬送作業等を行う走行体の開発が進んでいる。このような走行体では、樹木間、畑の畝間などの狭い経路であっても、本体を安定させて安全に走行することを目標にして開発が進められている。

このような走行体の一例として、履帯式走行体がある。履帯式走行体の中には、接地部の間隔を狭く変更して狭い経路を走行できるものがあるが、左右の履帯を駆動する駆動源が干渉して、接地部の間隔設定に制約が生じてしまう課題があった。また、接地部の間隔を狭くすると走行体の安定性が低下して、転倒のおそれがあるという課題があった。

これらの課題に対して、例えば、特許文献１は、履帯の駆動にインホイールモータを利用することで、機体内部の機器類の収納空間を大きく確保することができる無人走行用移動体を開示している。また、インホイールモータは水密状態で駆動することが可能であると言及している。特許文献２は、三角クローラ装置に従動クローラ装置を付属することで、容易に段差を乗り越えることができるクローラロボットを開示している。さらに、特許文献３は、左右のクローラを可変脚シリンダで連結してクローラ幅が変更可能なスライド式可変脚構造を有するクローラ式走行装置を開示している。そして、特許文献４は、所定の重心高さの関係式から転倒を防止するように履帯型走行体の重心位置を設定することで、段差移動時に転倒を防止することができるクローラ式作業車を開示している。

しかしながら、特許文献１に開示された無人走行用移動体にあっては、インホイールモータに防水機構を施す必要があるため、コストが増大してしまう。また、特許文献２に開示されたクローラロボットにあっては、左右の三角クローラの間隔は固定されているため、狭い経路の走行は困難である。さらに、特許文献３に開示されたクローラ式走行装置にあっては、左右のクローラ幅を変更したときに本体の安定性を確保する方法については言及されていない。そして、特許文献４に開示されたクローラ式作業車にあっては、予め設定する重心位置は、多様な地形を安定して走行させるために余裕度を大きく持たせて設計する必要がある。したがって、狭い経路を走行する時に本体の幅が狭くなった場合には、重心位置が高くなりすぎて、本体の安定性が損なわれるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、起伏が多く地盤状況が変化している不整地であっても、姿勢を安定させて走行できる履帯式走行体を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、履帯と、インホイールモータを内蔵して、当該履帯に駆動力を与える起動輪と、少なくとも２つの転輪と、前記起動輪と前記転輪とを支持する支持体と、上方に配置した前記起動輪と下方に配置した前記転輪との間に前記履帯を掛け回した、少なくとも２つの走行ユニットと、前記支持体を介して、前記少なくとも２つの走行ユニットを、少なくとも前記起動輪の回転軸よりも下方において、走行可能な状態で支持する本体と、前記支持体を前記本体に懸架する、前後方向に距離をとって設置された懸架部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、起伏が多く地盤状況が変化している不整地であっても、姿勢を安定させて走行できる履帯式走行体を提供することができる。

図１は、第１の実施形態の履帯式走行体の外観図であり、図１（ａ）は、履帯式走行体の外観斜視図である。図１（ｂ）は、履帯式走行体の側面図である。図１（ｃ）は、履帯式走行体の上面図である。 図２は、履帯式走行体のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。 図３は、履帯式走行体が備えるバランス制御機構の概略構造を示す三面図である。 図４は、履帯式走行体の機能構成を示す機能ブロック図である。 図５は、バランス制御機構が行うバランス制御の流れを示すフローチャートである。 図６は、ＭＥＭＳセンサの出力に基づいて、本体の現在の傾きを算出する際の履帯式走行体の制御の流れを示すフローチャートである。 図７は、ステレオカメラが取得した画像に基づいて、本体の将来の傾きを予測する際の履帯式走行体の制御の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態の履帯式走行体の上面図である。 図９は、伸縮シャフトの機能について説明する図であり、図９（ａ）は、伸縮シャフトが伸びた状態を示す正面図である。図９（ｂ）は、伸縮シャフトが縮んだ状態を示す正面図である。 図１０は、履帯式走行体のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。 図１１は、履帯式走行体の機能構成を示す機能ブロック図である。 図１２は、伸縮シャフトの構造を示す構造図である。 図１３は、第３の実施形態の履帯式走行体の概略構造を示す上面図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明を実施するための第１の実施形態について、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である履帯式走行体１００ａの外観図であり、図１（ａ）は、履帯式走行体１００ａの外観斜視図である。図１（ｂ）は、履帯式走行体１００ａの側面図（Ｐ矢視図）である。図１（ｃ）は、履帯式走行体１００ａの上面図（Ｑ矢視図）である。

図１（ａ）に示すように、履帯式走行体１００ａは、本体１０と、起動輪１２ａ、１２ｂと、転輪１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、履帯１８ａ、１８ｂと、サスペンション２０ａ、２０ｂと、テンショナー部２２ａ、２２ｂと、支持体２８と、を備える。

起動輪１２ａ、１２ｂは、履帯式走行体１００ａに対して、移動するための駆動力を伝達する。起動輪１２ａの内部にはインホイールモータ１３ａが設置されている。インホイールモータ１３ａの回転軸は起動輪１２ａの回転軸と直結しており、インホイールモータ１３ａの回転力によって起動輪１２ａが回転する。そして、インホイールモータ１３ａの回転力が、駆動力として履帯式走行体１００ａに伝達される。

転輪１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、回転自在に本体１０に取り付けられている。

履帯１８ａ、１８ｂは、クローラとも呼ばれて、金属またはゴムで形成されている。履帯１８ａは、起動輪１２ａと転輪１４ａ、１４ｂに掛け回される。履帯１８ｂは、起動輪１２ｂと転輪１４ｃ、１４ｄに掛け回される。履帯１８ａは、起動輪１２ａの回転方向に従って移動しながら、転輪１４ａ、１４ｂを従動させることによって、履帯式走行体１００ａを移動させる。また、履帯１８ｂは、起動輪１２ｂの回転方向に従って移動しながら、転輪１４ｃ、１４ｄを従動させることによって、履帯式走行体１００ａを移動させる。

サスペンション２０ａ、２０ｂは、転輪１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを本体１０に懸架する。サスペンション２０ａ、２０ｂは、本発明における懸架部の一例であり、車重を支えて地面からの衝撃を吸収するスプリングと、スプリングの振動を減衰するショックアブソーバと、を備える。サスペンション２０ａ、２０ｂは、履帯式走行体１００ａが不整地を走行するときに、地面の凹凸に応じて伸縮することによって振動を吸収する。なお、サスペンション２０ａ、２０ｂの形式は問わない。また、サスペンション２０ａ、２０ｂは、転輪１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを本体１０に懸架する代わりに、転輪１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを、後述する支持体２８に懸架してもよい。

テンショナー部２２ａ（２２ｂ）は、バネ等の弾性部材で形成されて、後述する支持体２８に支持されている。テンショナー部２２ａ（２２ｂ）は、履帯１８ａ（１８ｂ）の裏面側に押し当たるように設置されて、履帯１８ａ（１８ｂ）にテンションを与える。テンショナー部２２ａ（２２ｂ）は、履帯１８ａ（１８ｂ）の弛みを調整することによって、履帯１８ａ（１８ｂ）による正常な駆動力の伝達を維持する。なお、前述したサスペンション２０ａ（２０ｂ）は、転輪１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）を履帯１８ａ（１８ｂ）に押し当てているため、サスペンション２０ａ（２０ｂ）をテンショナー部２２ａ（２２ｂ）の代替えとしてもよい。

本体１０は、後述する走行体３０ａ（図１（ｂ）参照）を走行可能な状態で支持する支持部材であるとともに、前述したインホイールモータ１３ａを駆動する走行用モータドライバおよびインホイールモータ１３ａに電力を供給するバッテリー等を搭載する。

支持体２８は、本体１０に設置されて、前述したサスペンション２０ａ、２０ｂ、テンショナー部２２ａ、２２ｂ等を支持する支持部材である。

図１（ｂ）は、履帯式走行体１００ａのＰ矢視図である。図１（ｂ）に示す起動輪１２ａと、インホイールモータ１３ａと、転輪１４ａ、１４ｂと、履帯１８ａと、サスペンション２０ａと、テンショナー部２２ａと、は走行体３０ａを形成する。走行体３０ａは、本発明における走行ユニットの一例である。走行体３０ａは、インホイールモータ１３ａが起動輪１２ａに伝達した駆動力（回転力）を、履帯１８ａを介して、転輪１４ａ、１４ｂに伝達する。履帯式走行体１００ａは、図１（ｃ）に示すように、２つの走行体３０ａ、３０ｂを備える。なお、走行体３０ｂは、図１（ｃ）に示す起動輪１２ｂと、インホイールモータ１３ｂと、転輪１４ｃ、１４ｄと、履帯１８ｂと、サスペンション２０ｂと、テンショナー部２２ｂと、を備える。

図１（ｂ）に示すように、走行体３０ａにおいて、起動輪１２ａは、転輪１４ａ、１４ｂの上方に配置されている。そして、起動輪１２ａと、転輪１４ａと、転輪１４ｂと、によって三角形が形成される。履帯１８ａは、起動輪１２ａと、転輪１４ａと、転輪１４ｂと、に掛け回されて、転輪１４ａと、転輪１４ｂと、の間の範囲が接地する。すなわち、インホイールモータ１３ａが内蔵された起動輪１２ａは、地面に接地しない。したがって、水溜まりを走行した場合であってもインホイールモータ１３ａが浸水することはないため、インホイールモータ１３ａに対して特別な防水機構を設置する必要はない。なお、図１（ｂ）には図示しないが、走行体３０ｂを形成する起動輪１２ｂおよび転輪１４ｃ、１４ｄも同様のレイアウトで配置されている。なお、図１（ｂ）の例は、２個の転輪１４ａ、１４ｂを備えているが、これは２個に限定されるものではなく、履帯１８ａを掛け回せる状態で、より多くの転輪を備えても構わない。

図１（ｃ）は、履帯式走行体１００ａのＱ矢視図である。図１（ｃ）に示すように、２つの走行体３０ａ、３０ｂは、本体１０を挟んで、履帯１８ａ、１８ｂが略平行になるように、すなわち履帯式走行体１００ａが走行可能な状態で設置される。本体１０は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動する、いずれも後述する、走行制御用モータドライバ７０（図２参照）と、走行制御用モータドライバ７０とインホイールモータ１３ａ、１３ｂとに電力を供給するバッテリー９０（図２参照）と、バランス制御機構９２（図３参照）と、を備えている。なお、走行体の数は２つに限定されるものではなく、例えば３つの走行体を平行に３列に整列させる等、履帯式走行体１００ａが走行可能な状態であれば、走行体の数は問わない。

（履帯式走行体のハードウェア構成の説明）
次に、図２を用いて、第１の実施形態の履帯式走行体１００ａのハードウェア構成について説明する。図２は、第１の実施形態の履帯式走行体１００ａのハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。

図２に示すように、履帯式走行体１００ａは、ラジコン送信機５０と、ラジコン受信機５２と、ＣＰＵ５４と、メモリ５６と、ＭＥＭＳセンサ５８と、ステレオカメラ６０と、走行制御用モータドライバ７０と、インホイールモータ１３ａ、１３ｂと、姿勢制御用モータドライバ８０と、姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂと、バッテリー９０と、を備える。なお、ラジコン受信機５２と、ＣＰＵ５４と、メモリ５６と、ＭＥＭＳセンサ５８と、ステレオカメラ６０と、走行制御用モータドライバ７０と、姿勢制御用モータドライバ８０と、はシステムバス６２を介して接続されている。

ラジコン送信機５０は、履帯式走行体１００ａに対して動作指示を与える。

ラジコン受信機５２は、ラジコン送信機５０から送信される履帯式走行体１００ａの動作指示を受信する。

ＣＰＵ５４は、後述するメモリ５６が記憶したプログラムＰ１を読み出して実行する。

メモリ５６は、ＣＰＵ５４が実行するプログラムＰ１をはじめ、履帯式走行体１００ａを動作させるのに必要な各種データを記憶する。

プログラムＰ１は、メモリ５６に予め組み込まれて提供される。また、プログラムＰ１は、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のＣＰＵ５４（コンピュータ）で読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムＰ１を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で履帯式走行体１００ａにダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムＰ１をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。プログラムＰ１を外部から提供するときは、ＣＰＵ５４には、図２に非図示の通信Ｉ／Ｆを介してプログラムＰ１を読み込む。なお、履帯式走行体１００ａは、ＣＰＵ５４をプログラムＰ１に従って動作させる代わりに、プログラムＰ１が実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を実装することによって、ハードウェア的に動作させてもよい。

ＭＥＭＳセンサ５８は、ｘｙｚ座標系の３軸方向の動きを計測するセンサである。より具体的には、３軸方向の角速度および加速度を計測する。なお、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）とは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板、ガラス基板、有機材料等の上に集積化したデバイスである。本実施形態で用いるＭＥＭＳセンサ５８は、シリコン基板上に作成した片持ち梁構造によって形成されるジャイロスコープによって、前述した３軸方向の動きを計測する。なお、ＭＥＭＳセンサ５８は、さらに３軸方向の地磁気を計測する機能を加えた構成としてもよい。

ステレオカメラ６０は、互いの光軸が略平行になるように配置された２台のカメラで構成されており、本体１０に設置される。ステレオカメラ６０は、履帯式走行体１００ａの前方の走行環境を監視して、本体１０の傾きの算出および履帯式走行体１００ａの周囲の障害物の検出を行う。ステレオカメラ６０は、ジンバル（Gimbal）を備えており、履帯式走行体１００ａの姿勢によらずに、ステレオカメラ６０の向きを常に一定に保持する。なお、ジンバルを備える代わりに、前述したＭＥＭＳセンサ５８の出力を用いて、ステレオカメラ６０の向きを補正してもよい。

なお、履帯式走行体１００ａをラジコン操縦するときには、操縦者は履帯式走行体１００ａの周囲の障害物を視認することができるため、履帯式走行体１００ａは、必ずしも障害物を検出する機能を備える必要はない。さらに、本体１０の傾きはＭＥＭＳセンサ５８によって計測することができる。したがって、ステレオカメラ６０がなくても、操縦者は、自ら視認した結果に基づいて履帯式走行体１００ａを操縦することができる。しかし、ステレオカメラ６０を用いることによって、履帯式走行体１００ａが行う姿勢制御の精度をより一層向上させることができる。

前述したＭＥＭＳセンサ５８は、現在の本体１０の傾きを計測する。これに対して、ステレオカメラ６０は、履帯式走行体１００ａの進行方向前方の路面を撮像するため、履帯式走行体１００ａの前方の路面の傾斜を予め予測することができる。すなわち、ステレオカメラ６０を用いることによって、履帯式走行体１００ａの将来の姿勢を予測することができる。したがって、ＭＥＭＳセンサ５８の出力を用いた場合と比べて、履帯式走行体１００ａの姿勢制御の精度をより一層向上させることができる。詳しくは後述する。

再び図２に戻って、走行制御用モータドライバ７０は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂに対して、後述するモータ駆動信号７６ａ、７６ｂをそれぞれ供給することによって、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動する。

インホイールモータ１３ａ、１３ｂは、前述した起動輪１２ａ、１２ｂに回転力を伝達する。より具体的には、インホイールモータ１３ａ、１３ｂは、起動輪１２ａ、１２ｂに対して、履帯式走行体１００ａを前進させる正方向の回転、または履帯式走行体１００ａを後退させる負方向の回転を与える。さらに、インホイールモータ１３ａ、１３ｂは、一方の起動輪１２ａまたは１２ｂのみを正方向または負方向に回転させて、他方の起動輪１２ｂまたは１２ａを停止させることによって、履帯式走行体１００ａを信地旋回させる。また、インホイールモータ１３ａ、１３ｂは、一方の起動輪１２ａまたは１２ｂを正方向に回転させて、他方の起動輪１２ｂまたは１２ａを負方向に回転させることによって、履帯式走行体１００ａを超信地旋回させる。

姿勢制御用モータドライバ８０は、姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂに対して、後述するモータ駆動信号８６ａ、８６ｂをそれぞれ供給することによって、姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂを駆動する。

姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂは、本体１０の姿勢を制御することによって、履帯式走行体１００ａの転倒を防止する。

バッテリー９０は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂおよび姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂに対して電力を供給する。

（バランス制御機構の構造の説明）
次に、図３を用いて、履帯式走行体１００ａが備えるバランス制御機構９２について説明する。図３は、履帯式走行体１００ａが備えるバランス制御機構９２の概略構造を示す三面図である。図３に示すバランス制御機構９２は、履帯式走行体１００ａの本体１０の内部または本体１０の上部に設置されて、本体１０を水平に保つことによって履帯式走行体１００ａの姿勢制御を行う。

バランス制御機構９２は、本発明におけるバランス機構の一例である。バランス制御機構９２は、Ｘステージ９４と、Ｙステージ９６と、姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂと、Ｘシャフト９５と、Ｙシャフト９７と、錘９８と、を備えている。

姿勢制御用モータ８２ａは、例えばステップモータである。姿勢制御用モータ８２ａは、前述した姿勢制御用モータドライバ８０（図２）によって駆動されて、Ｘステージ９４をｘ方向に沿って移動させる。

Ｘシャフト９５は、姿勢制御用モータ８２ａの回転軸に直結している。Ｘシャフト９５は、姿勢制御用モータ８２ａの回転に応じた向きに回転する。Ｘシャフト９５の外面にはねじ切り加工がなされて、雄ねじが形成されている。

図３に示すように、Ｘステージ９４の裏面側には、Ｘステージ支持部９４ｅが設置されている。Ｘステージ支持部９４ｅには、ｘ方向に沿って孔部９４ｈが延設されている。孔部９４ｈの内面には、Ｘシャフト９５に螺合された、ボールネジを形成する雌ねじ（ナット）が形成されている。したがって、Ｘステージ９４は、ｘ方向に沿って、Ｘシャフト９５の回転に応じた方向に、Ｘシャフト９５の回転量に応じた量だけ摺動する。なお、図３に示すように、Ｘステージ９４の前端部および後端部には、それぞれ、ｘ方向に沿うリブ９４ａ、９４ｂが形成されている。これらのリブ９４ａ、９４ｂは、本体１０の前端部および後端部に、それぞれｘ方向に沿って形成された溝部１０ａ、１０ｂとそれぞれ係合している。したがって、Ｘステージ９４は、Ｘシャフト９５の回転に応じて、ｘ方向に沿ってがたつくことなく円滑に摺動する。

姿勢制御用モータ８２ｂは、例えばステップモータである。姿勢制御用モータ８２ｂは、前述した姿勢制御用モータドライバ８０（図２）によって駆動されて、Ｙステージ９６をｙ方向に沿って移動させる。

Ｙシャフト９７は、姿勢制御用モータ８２ｂの回転軸に直結している。Ｙシャフト９７は、姿勢制御用モータ８２ｂの回転に応じた向きに回転する。Ｙシャフト９７の表面にはねじ切り加工がなされて、雄ねじが形成されている。

図３に示すように、Ｙステージ９６には、ｙ方向に沿って孔部９６ｈが延設されている。孔部９６ｈの内面には、Ｙシャフト９７に螺合された、ボールネジを形成する雌ねじ（ナット）が形成されている。したがって、Ｙステージ９６は、ｙ方向に沿って、Ｙシャフト９７の回転に応じた方向に、Ｙシャフト９７の回転量に応じた量だけ摺動する。なお、図３に示すように、Ｙステージ９６の左右端部には、それぞれ、ｙ方向に沿うリブ９６ａ、９６ｂが形成されている。これらのリブ９６ａ、９６ｂは、Ｘステージ９４の左右端部に、それぞれｙ方向に沿って形成された溝部９４ｃ、９４ｄとそれぞれ係合している。したがって、Ｙステージ９６は、Ｙシャフト９７の回転に応じて、ｙ方向に沿ってがたつくことなく円滑に摺動する。

錘９８は、Ｙステージ９６上に設置されている。錘９８は、Ｙステージ９６の移動に応じて、図３のｘ方向およびｙ方向に沿って移動する。そして、錘９８の移動に応じて本体１０の重心位置が移動する。したがって、傾斜地等を走行したときに履帯式走行体１００ａの姿勢が崩れた場合には、錘９８の位置を移動させることによって、本体１０の重心位置を移動させて、履帯式走行体１００ａの転倒を防止することができる。

（履帯式走行体の機能構成の説明）
次に、図４を用いて、履帯式走行体１００ａの機能構成について説明する。図４は、第１の実施形態の履帯式走行体１００ａの機能構成を示す機能ブロック図である。

図４に示すように、履帯式走行体１００ａは、操作信号デコード部６４と、姿勢推定部６６と、インホイールモータ回転制御部７４と、姿勢制御用モータ回転制御部８４と、を備える。

操作信号デコード部６４は、ラジコン送信機５０（図２）が送信した履帯式走行体１００ａの操作信号をラジコン受信機５２で受信した後で復号（デコード）して、履帯式走行体１００ａに対する操作者の操作指示を解読する。操作信号デコード部６４は、ＣＰＵ５４（図２）がメモリ５６上のプログラムＰ１を実行することによって実現される。

姿勢推定部６６は、ＭＥＭＳセンサ５８の出力、またはステレオカメラ６０の出力に基づいて、本体１０の姿勢（左右傾き、前後傾き）を推定する。姿勢推定部６６は、ＣＰＵ５４（図２）がメモリ５６上のプログラムＰ１を実行することによって実現される。なお、詳しくは後述するが、姿勢推定を行う際にＭＥＭＳセンサ５８の出力を用いるか、ステレオカメラ６０の出力を用いるか、によって姿勢推定部６６が行う処理の内容は異なる。

インホイールモータ回転制御部７４は、操作信号デコード部６４がデコードした操作指示に基づいて、インホイールモータ１３ａ、１３ｂをそれぞれ駆動するためのモータ駆動信号７６ａ、７６ｂを生成する。より具体的には、インホイールモータ回転制御部７４は、ＣＰＵ５４（図２）がメモリ５６上のプログラムＰ１を実行して、走行制御用モータドライバ７０と協働することによって、モータ駆動信号７６ａ、７６ｂを生成してインホイールモータ１３ａ、１３ｂに供給し、履帯式走行体１００ａの走行制御を行う。なお、モータ駆動信号７６ａは、インホイールモータ１３ａを駆動する信号であり、モータ駆動信号７６ｂは、インホイールモータ１３ｂを駆動する信号である。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、本発明におけるバランス制御部の一例である。姿勢制御用モータ回転制御部８４は、姿勢推定部６６が推定した本体１０の姿勢に基づいて、姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂをそれぞれ駆動するためのモータ駆動信号８６ａ、８６ｂを生成する。より具体的には、姿勢制御用モータ回転制御部８４は、ＣＰＵ５４（図２）がメモリ５６上のプログラムＰ１を実行して、姿勢制御用モータドライバ８０と協働することによって、モータ駆動信号８６ａ、８６ｂを生成して姿勢制御用モータ８２ａ、８２ｂに供給し、履帯式走行体１００ａの姿勢制御を行う。なお、モータ駆動信号８６ａは、姿勢制御用モータ８２ａを駆動する信号であり、モータ駆動信号８６ｂは、姿勢制御用モータ８２ｂを駆動する信号である。なお、詳しくは後述するが、姿勢推定を行う際にＭＥＭＳセンサ５８の出力を用いるか、ステレオカメラ６０の出力を用いるか、によって、姿勢制御用モータ回転制御部８４が行う制御の内容は異なる。

（バランス制御の流れの説明）
次に、図５を用いて、バランス制御機構９２が行うバランス制御の流れについて説明する。図５は、バランス制御機構９２が行うバランス制御の流れを示すフローチャートである。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、本体１０の左右傾きθｘを０にするためのＸステージ９４の移動量を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、姿勢推定部６６が、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて本体１０の姿勢推定を行ったときには、姿勢制御用モータ回転制御部８４は、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて、本体１０の左右傾きθｘを算出して、左右傾きθｘを０にするための錘９８のｘ方向位置を算出する。

一方、姿勢推定部６６が、ステレオカメラ６０の出力に基づいて本体１０の姿勢推定を行うときには、姿勢制御用モータ回転制御部８４は、履帯式走行体１００ａが予測される走行経路に沿って走行したときの本体１０の左右傾きθｘの時間変化に基づいて錘９８のｘ方向移動量を算出する。すなわち、予測される左右傾きθｘの時間変化θｘｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）に対して、予測される左右傾きθｘｉをできるだけ０に保つための錘９８のｘ方向位置Ｘｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）を計算する。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、錘９８のｘ方向位置Ｘｉを、時刻ｔ０においてＸ０、時刻ｔ０＋ΔｔにおいてＸ１、…、時刻ｔ０＋ｎΔｔにおいてＸｎと移動させるための制御問題を、所定のコスト関数が最大または最小になるように解く。コスト関数としては様々なものが考えられ、そのいずれを用いてもよい。例えば、最も忠実に錘９８が動くように錘９８のｘ方向位置のエラーをコスト関数とすることができる。他には、錘９８の移動による履帯式走行体１００ａへの影響が最も少なくなるように加速度（及び減速度）の大きさをコスト関数としてもよい。コスト関数の設定によって、例えば、加速度が大きくなり過ぎないように、錘９８のｘ方向位置のエラーはある程度（転倒しない程度）まで許容する解などを抽出することが可能となる。このような制御方法をとることによって、制御が急になり過ぎてかえって安定性を失う、或いは、制御が遅すぎて間に合わない等のリスクを軽減することができる。なお、制御問題を解く際に使用するソルバーについては、提案されている様々なアルゴリズム（例えば、非線形プログラミングソルバーであるＳＮＯＰＴ）を利用することができる。

なお、姿勢推定部６６における本体１０の姿勢推定精度を向上させるために、ステレオ画像と本体１０の傾きとを取得しながら、履帯式走行体１００ａを実際に走行させて、本体１０の傾きの正解を得ながら、機械学習を行う。そして、機械学習によるトレーニングを行うことによって、履帯式走行体１００ａは、姿勢推定部６６における姿勢推定のルール、判断基準等を学習する。なお、本体１０の傾きはステレオカメラ６０の傾きと等しいものとみなせるが、ジンバル等でステレオカメラ６０の傾きをゼロ補正しておくことができれば、傾きの取得は不要である。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、決定した錘９８のｘ方向位置、または錘９８のｘ方向位置Ｘｉに従って姿勢制御用モータ８２ａを制御する（ステップＳ１４）。具体的には、姿勢制御用モータ回転制御部８４は、目標値と制御量との偏差に応じて、比例動作と、積分動作と、微分動作と、を組み合わせたＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御を行う。ＰＩＤ制御は広く一般に用いられている制御方法であるため、詳しい説明は省略する。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、Ｘステージ９４の制御が完了したかを判定する（ステップＳ１６）。Ｘステージ９４の制御が完了したとき（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、それ以外のとき（ステップＳ１６；Ｎｏ）はステップＳ１２に戻る。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、前後傾きθｙを０にするためのＹステージ９６の移動量を算出する（ステップＳ２０）。具体的には、姿勢推定部６６が、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて本体１０の姿勢推定を行ったときには、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて、本体１０の前後傾きθｙを算出して、前後傾きθｙを０にするための錘９８のｙ方向位置を算出する。

一方、姿勢推定部６６が、ステレオカメラ６０の出力に基づいて本体１０の姿勢推定を行うときには、姿勢制御用モータ回転制御部８４は、履帯式走行体１００ａが予測される走行経路に沿って走行したときの本体１０の前後傾きθｙの時間変化に基づいて錘９８のｙ方向移動量を算出する。すなわち、予測される前後傾きθｙの時間変化θｙｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）に対して、予測される前後傾きθｙｉをできるだけ０に保つための錘９８のｙ方向位置Ｙｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）を計算する。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、錘９８のｙ方向位置Ｙｉを、時刻ｔ０においてＹ０、時刻ｔ０＋ΔｔにおいてＹ１、…、時刻ｔ０＋ｎΔｔにおいてＹｎと移動させるための制御問題を、所定のコスト関数が最大または最小になるように解く。このｙ方向制御は、前述した錘９８のｘ方向位置Ｘｉの制御と同様にして解くことができる。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、決定した錘９８のｙ方向位置、または錘９８のｙ方向位置Ｙｉに従って姿勢制御用モータ８２ｂを制御する（ステップＳ２２）。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、Ｙステージ９６の制御が完了したかを判定する（ステップＳ２４）。Ｙステージ９６の制御が完了したとき（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）は図５の処理を終了し、それ以外のとき（ステップＳ２４；Ｎｏ）はステップＳ２０に戻る。

（履帯式走行体が行う制御の全体の流れの説明）
次に、図６を用いて、ＭＥＭＳセンサ５８の出力を用いた際に履帯式走行体１００ａが行う走行制御および姿勢制御の全体の流れを説明する。図６は、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて本体１０の現在の傾きを算出して、算出した傾きに基づいて履帯式走行体１００ａの制御を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。

操作信号デコード部６４は、ラジコン受信機５２が受信した信号をデコードする（ステップＳ３０）。

インホイールモータ回転制御部７４は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動するモータ駆動信号７６ａ、７６ｂを生成する（ステップＳ３２）。

走行制御用モータドライバ７０は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動する走行制御を実行する（ステップＳ３４）。

姿勢推定部６６は、ＭＥＭＳセンサ５８の出力に基づいて、本体１０の左右傾きθｘおよび前後傾きθｙを推定する（ステップＳ３５）。

姿勢推定部６６は、本体１０の左右傾きθｘおよび前後傾きθｙがともに０になるように本体１０の姿勢を制御する姿勢制御を実行する（ステップＳ３６）。具体的な姿勢の制御方法は前述（図５）した通りである。ステップＳ３６が完了すると、図６の処理を終了する。

ステップＳ３６で行うフィードバック制御は、路面の傾斜が徐々に変化している場合などには有効な手法である。しかし、不整地を走行したときには、地面の起伏や、地盤状況の変化によって、履帯式走行体１００ａの姿勢が急激に変化する場合がある。このようなときにフィードバック制御を用いて姿勢制御を行うと、制御が間に合わずに、履帯式走行体１００ａが転倒してしまうおそれがある。そのため、事前に履帯式走行体１００ａの将来の姿勢を予測することによって、予め姿勢制御を開始する、いわゆるオープンループ制御を行うのが望ましい。本実施形態にあっては、ステレオカメラ６０が取得した画像の中から、ラジコンの操作信号によって特定できる履帯式走行体１００ａの進行方向に対応する領域を抽出することができる。したがって、履帯式走行体１００ａが進行する方向の路面の傾斜を予め予測することができる。そのため、前述したオープンループ制御を行うことができる。

以下、図７を用いて、ステレオカメラ６０が取得した画像を用いた際に履帯式走行体１００ａが行う走行制御および姿勢制御の全体の流れを説明する。図７は、ステレオカメラ６０が取得した画像に基づいて本体１０の将来の傾きを予測して、予測した傾きに基づいて履帯式走行体１００ａの制御を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。

操作信号デコード部６４は、ラジコン受信機５２が受信した信号をデコードする（ステップＳ４０）。

インホイールモータ回転制御部７４は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動するモータ駆動信号７６ａ、７６ｂを生成する（ステップＳ４２）。

走行制御用モータドライバ７０は、インホイールモータ１３ａ、１３ｂを駆動する走行制御を行う（ステップＳ４４）。

ステレオカメラ６０は、ステレオ画像を取得する（ステップＳ４６）。

姿勢推定部６６は、ステップＳ４６で取得したステレオ画像の中から、履帯式走行体１００ａが将来走行すると予想される走行経路に対応する領域を切り出す（ステップＳ４８）。なお、将来走行すると予想される走行経路は、操作信号デコード部６４がデコードした信号に基づいて予測する。

姿勢推定部６６は、ステップＳ４８で切り出したステレオ画像に基づいて、予測される本体１０の左右傾きθｘの時間変化θｘｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）と、予測される本体１０の前後傾きθｙの時間変化θｙｉ（ｉ＝０、１、…、ｎ）を推定する（ステップＳ４９）。

姿勢制御用モータ回転制御部８４は、予測される本体１０の左右傾きθｘの時間変化θｘｉおよび前後傾きθｙの時間変化θｙｉに基づいて、錘９８のｘ方向位置Ｘｉとｙ方向位置Ｙｉを制御する姿勢制御を行う（ステップＳ５０）。具体的な姿勢の制御方法は前述（図５）した通りである。ステップＳ５０が完了すると、図７の処理を終了する。

（第２の実施形態）
次に、本発明を実施するための第２の実施形態について、図面を用いて具体的に説明する。図８は、本発明の第２の実施形態である履帯式走行体１００ｂの上面図である。なお、第１の実施形態と同じ構造を有する部位は、同一符号を用いて示し、その詳細説明は省略する。

第２の実施形態の履帯式走行体１００ｂは、走行体３０ａ、３０ｂの間隔（距離）を変更できるものである。具体的には、図８に示すように、走行体３０ａは、本体１０との間に伸縮自在な伸縮シャフト３２ａ、３２ｃを備える。伸縮シャフト３２ａ、３２ｃは、本発明における走行ユニット接続部の一例である。伸縮シャフト３２ａ、３２ｃは、後述するように、それぞれ伸縮用モータ３４ａ、３４ｂの回転軸と接続されており、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂの回転に応じて伸縮する。なお、２本の伸縮シャフト３２ａ、３２ｃは平行に配置されている。伸縮シャフト３２ａ、３２ｃの走行体３０ａ側の端部は、支持体２８に固定されている。伸縮シャフト３２ａ、３２ｃの具体的な構造については後述する。

同様に、走行体３０ｂは、本体１０との間に伸縮自在な伸縮シャフト３２ｂ、３２ｄを備える。伸縮シャフト３２ｂ、３２ｄは、本発明における走行ユニット接続部の一例である。伸縮シャフト３２ｂ、３２ｄは、後述するように、それぞれ伸縮用モータ３４ａ、３４ｂの回転軸と接続されており、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂの回転に応じて伸縮する。２本の伸縮シャフト３２ｂ、３２ｄは平行に配置されている。伸縮シャフト３２ｂ、３２ｄの走行体３０ｂ側の端部は、支持体２８に固定されている。

次に、図９を用いて、伸縮用モータ３４ａによって伸縮を制御される伸縮シャフト３２ａ、３２ｂの機能について説明する。図９（ａ）は、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂが伸びた状態を示す履帯式走行体１００ｂの正面図（Ｒ矢視図）である。図９（ｂ）は、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂが縮んだ状態を示す履帯式走行体１００ｂの正面図（Ｒ矢視図）である。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂは、伸縮用モータ３４ａによって、ともに同じ長さになるように伸縮する。これによって、履帯式走行体１００ｂにおける走行体３０ａ、３０ｂの間隔Ｗは、最も広い間隔Ｗａ（図９（ａ））と、最も狭い間隔Ｗｂ（図９（ｂ））と、の間で任意に変更することができる。なお、図９には図示しないが、伸縮シャフト３２ｃ、３２ｄも同様の機能を有する。したがって、走行体３０ａと、走行体３０ｂと、は平行な状態を保ったまま、その間隔Ｗを変更することができる。

（履帯式走行体のハードウェア構成の説明）
次に、図１０を用いて、第２の実施形態の履帯式走行体１００ｂのハードウェア構成について説明する。図１０は、第２の実施形態の履帯式走行体１００ｂのハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。

履帯式走行体１００ｂは、履帯式走行体１００ａのハードウェア構成（図２）に加えて、伸縮制御用モータドライバ８２と、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂと、を備える。伸縮用モータ３４ａ、３４ｂには、バッテリー９０から電力が供給される。

伸縮制御用モータドライバ８２は、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂを駆動する。なお、伸縮制御用モータドライバ８２に対する操作指示は、ラジコン送信機５０からの送信によって行われる。

伸縮用モータ３４ａ（３４ｂ）は、前述した伸縮シャフト３２ａ、３２ｂ（３２ｃ、３２ｄ）の長さを変更することによって、走行体３０ａと走行体３０ｂとの間隔Ｗを変更する。

なお、履帯式走行体１００ｂにおいて、ＣＰＵ５４は、メモリ５６に記憶されたプログラムＰ２を読み出して実行することによって、履帯式走行体１００ｂの全体の動作を制御する。

（履帯式走行体の機能構成の説明）
次に、図１１を用いて、履帯式走行体１００ｂの機能構成について説明する。図１１は、第２の実施形態の履帯式走行体１００ｂの機能構成を示す機能ブロック図である。

図１１に示すように、履帯式走行体１００ｂは、第１の実施形態で説明した履帯式走行体１００ａの構成要素（図４）に加えて、伸縮用モータ回転制御部８８を備える。

伸縮用モータ回転制御部８８は、本発明における走行ユニット接続制御部の一例である。伸縮用モータ回転制御部８８は、操作信号デコード部６４がデコードした操作指示に基づいて、伸縮用モータ３４ａ、３４ｂをそれぞれ駆動するためのモータ駆動信号８９ａ、８９ｂを生成する。より具体的には、伸縮用モータ回転制御部８８は、ＣＰＵ５４（図１０）がメモリ５６上のプログラムＰ２を実行して、伸縮制御用モータドライバ８２と協働することによって、モータ駆動信号８９ａ、８９ｂを生成して伸縮用モータ３４ａ、３４ｂに供給し、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ（図８）の伸縮を制御する。なお、モータ駆動信号８９ａは、伸縮用モータ３４ａを駆動する信号であり、モータ駆動信号８９ｂは、伸縮用モータ３４ｂを駆動する信号である。

（伸縮シャフトの構造と動作の説明）
次に、図１２を用いて、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂ（３２ｃ、３２ｄ）の構造および動作について説明する。図１２は、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂの構造を示す構造図であり、図８に示した履帯式走行体１００ｂの正面図（Ｒ矢視図）である。図１２に示すように、２本の伸縮シャフト３２ａ、３２ｂは、それぞれ、ベベルギア４０（傘歯車）を介して、伸縮用モータ３４ａの回転軸３６ａと接続している。そして、伸縮用モータ３４ａの回転軸３６ａの回転力が、２本の伸縮シャフト３２ａ、３２ｂに伝達される。

伸縮シャフト３２ａ（３２ｂ）は、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）と、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）に螺合されてボールネジを形成するナット３８ａ（３８ｂ）と、シャフト部３９ａ（３９ｂ）と、を備える。ねじ軸３７ａ（３７ｂ）の一端は、ベベルギア４０に接続されており、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）は、ベベルギア４０とともに回転する。ねじ軸３７ａ（３７ｂ）は、ナット３８ａ（３８ｂ）に螺合されて、ボールネジを形成している。そして、シャフト部３９ａ（３９ｂ）の一方の端部は、ナット３８ａ（３８ｂ）に固定されており、シャフト部３９ａ（３９ｂ）の他方の端部は、支持体２８（２８）に接続されている。なお、回転軸３６ａと、ベベルギア４０と、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）と、ナット３８ａ（３８ｂ）と、シャフト部３９ａ（３９ｂ）と、はハウジング３５ａに内包されている。

伸縮用モータ３４ａの回転に伴って回転軸３６ａが矢印Ｐａ方向に回転すると、ベベルギア４０を介して、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）が回転する。すると、ねじ軸３７ａ（３７ｂ）に螺合されたナット３８ａ（３８ｂ）が矢印Ｒａ（Ｒｂ）方向に移動する。これにより、ナット３８ａ（３８ｂ）に固定されたシャフト部３９ａ（３９ｂ）も、矢印Ｒａ（Ｒｂ）方向に移動する。また、回転軸３６ａが矢印Ｐｂ方向に回転すると、シャフト部３９ａ（３９ｂ）は、矢印Ｑａ（Ｑｂ）方向に移動する。すなわち、伸縮シャフト３２ａ（３２ｂ）は、伸縮用モータ３４ａの回転方向に応じた方向に、伸縮用モータ３４ａの回転量に応じた量だけ伸縮する。そして、伸縮シャフト３２ａ（３２ｂ）の伸縮に応じて、左右の支持体２８の間隔、すなわち、図９に示した走行体３０ａ、３０ｂの間隔Ｗが変更される。

なお、ベベルギア４０に接続したねじ軸３７ａとねじ軸３７ｂの回転方向は互いに異なる。そのため、回転軸３６ａが回転したときに、ナット３８ａ（３８ｂ）が互いに異なる方向に移動するように、ねじ軸３７ａとねじ軸３７ｂとは、互いに逆ねじになるようにねじ切り加工されている。

（第３の実施形態）
次に、本発明を実施するための第３の実施形態について、図面を用いて具体的に説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態である履帯式走行体１００ｃの概略構造を示す上面図である。なお、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ構造を有する部位は、同一符号を用いて示し、その詳細説明は省略する。

図１３に示すように、履帯式走行体１００ｃは、本体１０の左右にそれぞれ２個ずつの走行体３０ｃ、３０ｅ（３０ｄ、３０ｆ）（走行ユニット）を備える。各走行体３０ｃ（３０ｅ、３０ｄ、３０ｆ）には、それぞれ２本の伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆ（３２ｉ、３２ｊ、３２ｇ、３２ｈ、３２ｋ、３２ｌ）が、支持体２８ａ（２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）を介して接続されている。

伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆ（３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３２ｋ、３２ｌ）は、それぞれ、伸縮用モータ３４ｃ、３４ｄ（３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、３４ｊ）と接続されている。伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆは、伸縮用モータ３４ｃ、３４ｄの回転方向に応じた方向に、伸縮用モータ３４ｃ、３４ｄの回転量に応じた量だけ伸縮する。伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆが伸び縮みする構造は、第２の実施形態で説明した通りである。なお、伸縮用モータ３４ｃ、３４ｄ（３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、３４ｊ）は、それぞれ、伸縮制御用モータドライバ８２（図１０）によって駆動制御される。

伸縮シャフト３２ｅと伸縮シャフト３２ｆと、は互いに連動して伸縮する。そして、図１３に示すように、伸縮シャフト３２ｅが縮んで、伸縮シャフト３２ｆが伸びることによって、走行体３０ｃは方向ωを右に変える。逆に、伸縮シャフト３２ｅが伸びて、伸縮シャフト３２ｆが縮むことによって、走行体３０ｃは方向ωを左に変える。すなわち、伸縮制御用モータドライバ８２（図１０）は、同一の走行体３０ｃ（３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ）に接続された２本の伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆ（３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３２ｋ、３２ｌ）の長さを、互いに連携させて伸縮させることによって、走行体３０ｃ（３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ）の進行方向を変更する。なお、各伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆの伸縮状態は、ラジコン送信機５０から送信された履帯式走行体１００ｃに対する動作指示に応じて、伸縮用モータ回転制御部８８（図１１）が決定して、伸縮制御用モータドライバ８２が伸縮用モータ３４ｃ、３４ｄに対して回転方向と回転量を指示することによって制御される。

なお、伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆ（３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３２ｋ、３２ｌ）は、走行体３０ｃ（３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ）の向きを変更させるだけでなく、第２の実施形態で説明したように、走行体３０ｃと走行体３０ｄとの間隔Ｗ（図９）、および走行体３０ｅと走行体３０ｆとの間隔Ｗを変更する機能も有している。

以上説明したように、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ａは、履帯１８ａ（１８ｂ）と、インホイールモータ１３ａ（１３ｂ）を内蔵して、履帯１８ａ（１８ｂ）に駆動力を与える起動輪１２ａ（１２ｂ）と、少なくとも２つの転輪１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）と、を備えて、上方に配置した起動輪１２ａ（１２ｂ）と下方に配置した転輪１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）との間に履帯１８ａ（１８ｂ）を掛け回した、少なくとも２つの走行体３０ａ（３０ｂ）（走行ユニット）と、走行体３０ａ（３０ｂ）を、走行可能な状態で支持する本体１０と、を有する。したがって、走行体３０ａ（３０ｂ）に対するインホイールモータ１３ａ（１３ｂ）の突出を無くすことによって、走行体３０ａ（３０ｂ）の配置の自由度を向上させることができる。また、起動輪１２ａ（１２ｂ）と、転輪１４ａ（１４ｃ）と、転輪１４ｂ（１４ｄ）とで形成される三角形の上方、すなわち、起動輪１２ａ（１２ｂ）の内部にインホイールモータ１３ａ（１３ｂ）を配置することによって、水溜りの走行時でも泥水の浸入を阻止することができるため、特別な防水機構の設置が不要となる。

また、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ａは、転輪１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）を支えるサスペンション２０ａ（２０ｂ）（懸架部）と、履帯１８ａ（１８ｂ）にかかるテンションを調整するテンショナー部２２ａ（２２ｂ）と、を備える。したがって、不整地を走行したときの走行体の揺れが低減できるため、本体１０の姿勢を安定させることができる。また、テンショナー部２２ａ（２２ｂ）を備えることで、履帯１８ａ（１８ｂ）に適正なテンションをかけておくことができるとともに、履帯１８ａ（１８ｂ）の着脱が容易になる。

また、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ａは、本体１０の安定性を保持するバランス制御機構９２（バランス機構）と、バランス制御機構９２の傾きを制御する姿勢制御用モータ回転制御部８４（バランス制御部）と、を備える。したがって、不整地を走行したときに履帯式走行体１００ａの安定性を向上させることができる。

そして、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ａは、姿勢制御用モータ回転制御部８４（バランス制御部）が、ステレオカメラ６０が取得したステレオ画像に基づいて、履帯式走行体１００ａの予測経路の傾きを推定して、推定された予測経路の傾きに基づいて本体１０の姿勢を制御するオープンループ制御を行う。したがって、本体１０の現在の姿勢をフィードバックすることによって本体１０の姿勢の制御を行う場合と比較して、急な段差の発生等によって、本体１０の姿勢制御の遅れを招くことがない。すなわち、履帯式走行体１００ａが転倒するリスクをより一層低減することができる。

また、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ａは、姿勢制御用モータ回転制御部８４（バランス制御部）が、機械学習によって予め生成された、本体１０の姿勢（傾き）を推定する姿勢推定部６６の推定結果に基づいて、本体１０の姿勢制御を行う。したがって、例えば、ステレオカメラ６０で取得した地面の凹凸の情報に基づいて、履帯式走行体１００ａの将来の姿勢を物理的に推定する場合と比較して、より一層外乱に対して安定な（ロバストな）姿勢制御を行うことができる。

さらに、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ｂは、走行体３０ａ（３０ｂ）（走行ユニット）と本体１０との距離を変更可能な伸縮シャフト３２ａ、３２ｂ（３２ｃ、３２ｄ）（走行ユニット接続部）と、伸縮シャフト３２ａ、３２ｂ（３２ｃ、３２ｄ）の伸縮を制御する伸縮用モータ回転制御部８８（走行ユニット接続制御部）と、を備える。したがって、走行体３０ａと走行体３０ｂとの間隔Ｗを変更することができるため、通常は間隔Ｗを広げることによって、履帯式走行体１００ｂの安定性を向上させることができるとともに、間隔Ｗを狭くすることによって、狭い経路の走行も可能とすることができる。

また、本実施の形態に係る履帯式走行体１００ｃによれば、伸縮用モータ回転制御部８８（走行ユニット接続制御部）は、伸縮シャフト３２ｅ、３２ｆ（３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３２ｋ、３２ｌ）（走行ユニット接続部）の伸縮を制御することによって、走行体３０ｃ（３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ）（走行ユニット）の方向ωを変更する。したがって、履帯式走行体１００ｃをより一層スムーズに転回させることができる。

以上、実施の形態について説明したが、その各部の具体的な構成、処理の内容等は、実施の形態で説明したものに限るものではない。

１０ 本体
１２ａ、１２ｂ 起動輪
１３ａ、１３ｂ インホイールモータ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 転輪
１８ａ、１８ｂ 履帯
２０ａ、２０ｂ サスペンション（懸架部）
２２ａ、２２ｂ テンショナー部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ 走行体（走行ユニット）
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｊ、３２ｋ、３２ｌ 伸縮シャフト（走行ユニット接続部）
６６ 姿勢推定部
８４ 姿勢制御用モータ回転制御部（バランス制御部）
８８ 伸縮用モータ回転制御部（走行ユニット接続制御部）
９２ バランス制御機構（バランス機構）
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 履帯式走行体
ω 方向

特許第５８７５８４２号公報 特許第４６３５２５９号公報 特開２００３−１９９８６号公報 特開２０００−３１８９８８号公報

Claims (7)

1. 履帯と、
   インホイールモータを内蔵して、当該履帯に駆動力を与える起動輪と、
   少なくとも２つの転輪と、
   前記起動輪と前記転輪とを支持する支持体と、
   上方に配置した前記起動輪と下方に配置した前記転輪との間に前記履帯を掛け回した、少なくとも２つの走行ユニットと、
   前記支持体を介して、前記少なくとも２つの走行ユニットを、少なくとも前記起動輪の回転軸よりも下方において、走行可能な状態で支持する本体と、
   前記支持体を前記本体に懸架する、前後方向に距離をとって設置された懸架部と、を有する
   ことを特徴とする履帯式走行体。
2. 前記本体に設置された、前記履帯にかかるテンションを調整するテンショナー部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の履帯式走行体。
3. 前記本体を水平に保持するバランス機構と、
   前記バランス機構の傾きを制御するバランス制御部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の履帯式走行体。
4. 前記バランス制御部は、オープンループ制御を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の履帯式走行体。
5. 前記バランス制御部は、機械学習によって予め生成された、前記本体の傾きを推定する姿勢推定部の推定結果に基づく制御を行う、
   ことを特徴とする請求項４に記載の履帯式走行体。
6. 前記走行ユニットと前記本体との距離を変更可能な走行ユニット接続部と、
   前記距離を制御する走行ユニット接続制御部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の履帯式走行体。
7. 前記走行ユニット接続部は、前記本体に対する前記走行ユニットの方向を変更できるものであって、
   前記走行ユニット接続制御部は、前記方向を制御するものである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の履帯式走行体。

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