JP7437021B2 - 誘導装置及び誘導制御プログラム - Google Patents
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Description
ユーザの位置又は移動方向を検出する移動検出器と、
前記ユーザの身体に装着され、前記ユーザの関節の周りに、前記ユーザの左方への移動の動作を促進する左方誘導モーメントと、前記ユーザの右方への移動の動作を促進する右方誘導モーメントとを付与可能なモーメント付与機構と、
前記移動検出器の検出結果を表す実検出データと、前記ユーザの理想的な移動の経路である理想経路を表す理想経路データとを用いて、前記左方誘導モーメントが前記右方誘導モーメントよりも大きい左方誘導状態と、前記右方誘導モーメントが前記左方誘導モーメントよりも大きい右方誘導状態とのいずれの状態を実現するかを選定する処理と、選定した前記状態である選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる制御とを繰り返すことにより、前記ユーザの移動の経路を前記理想経路に近づける制御装置と、
を備え、
前記モーメント付与機構が、前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの各々の大きさを制御可能に構成されており、
前記制御装置が、前記実検出データを用いて特定される前記ユーザの前記移動方向の、前記理想経路に向かう方向からのずれ量を表す旋回角度を特定し、特定した前記旋回角度に応じて、前記左方誘導状態又は前記右方誘導状態における前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの大きさの差である不均衡度を求め、求めた前記不均衡度を有する前記選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる。
前記ユーザの右半身に装着され、前記右半身に前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの一方のモーメントを付与する右半身用モーメント付与機構と、
前記ユーザの左半身に装着され、前記左半身に前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの他方のモーメントを付与する左半身用モーメント付与機構と、
を有してもよい。
をさらに備え、
前記制御装置が、前記伴走体用移動検出器の検出結果を前記理想経路データとして前記伴走体用移動検出器から取得してもよい。
ユーザの身体に装着され、前記ユーザの関節の周りに、前記ユーザの左方への移動の動作を促進する左方誘導モーメントと、前記ユーザの右方への移動の動作を促進する右方誘導モーメントとを付与可能なモーメント付与機構、
を制御するコンピュータに、
前記ユーザの位置又は移動方向の検出結果を取得する取得機能と、
前記取得機能によって取得した前記検出結果と、前記ユーザの理想的な移動の経路である理想経路を表す理想経路データとを用いて、前記左方誘導モーメントが前記右方誘導モーメントよりも大きい左方誘導状態と、前記右方誘導モーメントが前記左方誘導モーメントよりも大きい右方誘導状態とのいずれの状態を実現するかを選定する処理と、選定した前記状態である選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる制御とを繰り返すことにより、前記ユーザの移動の経路を前記理想経路に近づける制御機能と、
を実現させ、
前記モーメント付与機構が、前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの各々の大きさを制御可能に構成されており、
前記制御機能が、前記検出結果を用いて特定される前記ユーザの前記移動方向の、前記理想経路に向かう方向からのずれ量を表す旋回角度を特定し、特定した前記旋回角度に応じて、前記左方誘導状態又は前記右方誘導状態における前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの大きさの差である不均衡度を求め、求めた前記不均衡度を有する前記選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる。
図1に示すように、本実施形態に係る誘導装置600は、ユーザに疾走の動作をアシストするモーメントを付与するモーメント付与機構としての身体装着具200と、身体装着具200を制御する統括制御部100とを備える。身体装着具200及び統括制御部100のいずれもユーザの身体に装着される。
M∝Ij・ωj・ωi ・・・(1)
上記実施形態1では、ユーザの左方への移動の動作を促進する左方誘導モーメントが、ユーザの左方への移動の動作をアシストするアシストモーメントであり、ユーザの右方への移動の動作を促進する右方誘導モーメントが、ユーザの右方への移動の動作をアシストするアシストモーメントである場合を例示した。
上記実施形態1では、ユーザを左方に導く左方誘導状態で右方誘導モーメントの大きさをゼロとし、ユーザを右方に導く右方誘導状態で左方誘導モーメントの大きさをゼロとする誘導制御を例示した。また、上記実施形態1では、左方誘導状態でユーザの進路を左方に曲げる程度を、左方誘導モーメントの大きさで調整し、右方誘導状態でユーザの進路を右方に曲げる程度を、右方誘導モーメントの大きさで調整する誘導制御を例示した。
上記実施形態1では、右半身用モーメント付与機構216が右大腿部CRに装着され、左半身用モーメント付与機構226が左大腿部CLに装着される構成を例示した。以下では、右半身用モーメント付与機構及び左半身用モーメント付与機構の装着位置を変更した具体例を述べる。
上記実施形態1では、ジャイロ効果によってモーメントを生成する右半身用モーメント付与機構216及び左半身用モーメント付与機構226を例示したが、回転の反作用によってモーメントを生成してもよい。以下、その具体例を述べる。
上記実施形態1では、上位制御器120のメモリ122に理想経路データ122aが予め格納されている構成を例示したが、理想経路データ122aは上位制御器120によって逐次に取得されてもよい。以下、その具体例を述べる。
110…移動検出器、
120…上位制御器(制御装置)、
121…CPU、
122…メモリ、
122a…理想経路データ、
122b…誘導制御プログラム、
200…身体装着具(モーメント付与機構)、
210…右半身用身体装着具、
210A…本体部、
210B…ベルト、
211…フライホイール、
212…自転用モータ、
213…保持部材、
214…基枠、
215…揺動用モータ、
216…右半身用モーメント付与機構、
217…角速度検出器、
218…下位制御器、
219…バッテリ、
220…左半身用身体装着具、
220A…本体部、
220B…ベルト、
226…左半身用モーメント付与機構、
227…角速度検出器、
228…下位制御器、
229…バッテリ、
300…身体装着具、
310…右半身用身体装着具(右半身用モーメント付与機構)、
320…左半身用身体装着具(左半身用モーメント付与機構)、
410…体幹軸用モーメント付与機構、
411…アーム、
412…固定具、
413…フライホイール、
414…モータ、
415…ブレーキ機構、
416…下位制御器、
420…加速度検出器、
500…伴走者用移動検出器(伴走体用移動検出器)、
600…誘導装置、
BC…背中、
CL…左大腿部、
CM…重心、
CR…右大腿部、
IW…理想経路、
i-AX…仮想揺動軸、
j-AX…仮想自転軸、
k-AX…仮想回転軸、
NL…仮想中立線、
PP…ユーザの現在の位置、
U1…ユーザ、
U2…伴走者(伴走体)、
V1,V3…移動ベクトル、
V2,V4…理想移動ベクトル。
Claims (5)
- ユーザの位置又は移動方向を検出する移動検出器と、
前記ユーザの身体に装着され、前記ユーザの関節の周りに、前記ユーザの左方への移動の動作を促進する左方誘導モーメントと、前記ユーザの右方への移動の動作を促進する右方誘導モーメントとを付与可能なモーメント付与機構と、
前記移動検出器の検出結果を表す実検出データと、前記ユーザの理想的な移動の経路である理想経路を表す理想経路データとを用いて、前記左方誘導モーメントが前記右方誘導モーメントよりも大きい左方誘導状態と、前記右方誘導モーメントが前記左方誘導モーメントよりも大きい右方誘導状態とのいずれの状態を実現するかを選定する処理と、選定した前記状態である選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる制御とを繰り返すことにより、前記ユーザの移動の経路を前記理想経路に近づける制御装置と、
を備え、
前記モーメント付与機構が、前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの各々の大きさを制御可能に構成されており、
前記制御装置が、前記実検出データを用いて特定される前記ユーザの前記移動方向の、前記理想経路に向かう方向からのずれ量を表す旋回角度を特定し、特定した前記旋回角度に応じて、前記左方誘導状態又は前記右方誘導状態における前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの大きさの差である不均衡度を求め、求めた前記不均衡度を有する前記選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる、
誘導装置。 - 前記モーメント付与機構が、
前記ユーザの右半身に装着され、前記右半身に前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの一方のモーメントを付与する右半身用モーメント付与機構と、
前記ユーザの左半身に装着され、前記左半身に前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの他方のモーメントを付与する左半身用モーメント付与機構と、
を有する、請求項1に記載の誘導装置。 - 前記右半身用モーメント付与機構が、前記右半身に付与する前記モーメントの向きを、前記ユーザの歩行又は疾走の動作の半周期に等しい周期で切り換え、かつ前記左半身用モーメント付与機構が、前記左半身に付与する前記モーメントの向きを、前記半周期に等しい周期で切り換える、
請求項2に記載の誘導装置。 - 前記ユーザと並んで移動する伴走体に取り付けられ、前記伴走体の位置又は移動方向を検出する伴走体用移動検出器、
をさらに備え、
前記制御装置が、前記伴走体用移動検出器の検出結果を前記理想経路データとして前記伴走体用移動検出器から取得する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の誘導装置。 - ユーザの身体に装着され、前記ユーザの関節の周りに、前記ユーザの左方への移動の動作を促進する左方誘導モーメントと、前記ユーザの右方への移動の動作を促進する右方誘導モーメントとを付与可能なモーメント付与機構、
を制御するコンピュータに、
前記ユーザの位置又は移動方向の検出結果を取得する取得機能と、
前記取得機能によって取得した前記検出結果と、前記ユーザの理想的な移動の経路である理想経路を表す理想経路データとを用いて、前記左方誘導モーメントが前記右方誘導モーメントよりも大きい左方誘導状態と、前記右方誘導モーメントが前記左方誘導モーメントよりも大きい右方誘導状態とのいずれの状態を実現するかを選定する処理と、選定した前記状態である選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる制御とを繰り返すことにより、前記ユーザの移動の経路を前記理想経路に近づける制御機能と、
を実現させ、
前記モーメント付与機構が、前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの各々の大きさを制御可能に構成されており、
前記制御機能が、前記検出結果を用いて特定される前記ユーザの前記移動方向の、前記理想経路に向かう方向からのずれ量を表す旋回角度を特定し、特定した前記旋回角度に応じて、前記左方誘導状態又は前記右方誘導状態における前記左方誘導モーメントと前記右方誘導モーメントとの大きさの差である不均衡度を求め、求めた前記不均衡度を有する前記選定状態を前記モーメント付与機構に実現させる、
誘導制御プログラム。
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JP2020057129A JP7437021B2 (ja) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 誘導装置及び誘導制御プログラム |
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