(57)【要約】【課題】搭乗者の身体が横方向に振られることを抑制することができる技術を提供する。【解決手段】自動走行体は、搭乗者に関する情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部によって取得された搭乗者に関する情報に基づいて搭乗者に作用するトルクを演算する演算部と、前記演算部によって演算されたトルクに基づいて前記自動走行体の走行状態を制御する制御部と、を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗者が搭乗した状態で自動走行可能な自動走行体であって、
搭乗者に関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部によって取得された搭乗者に関する情報に基づいて搭乗者に作用するトルクを演算する演算部と、
前記演算部によって演算されたトルクに基づいて前記自動走行体の走行状態を制御する制御部と、を備えている自動走行体。
【請求項２】
請求項１に記載の自動走行体であって、
前記情報取得部が、搭乗者の座高及び重量の情報を取得し、
前記演算部が、前記情報取得部によって取得された搭乗者の座高及び重量の情報に基づいて搭乗者に作用するトルクを演算する、自動走行体。
【請求項３】
請求項２に記載の自動走行体であって、
搭乗者が着座する位置に配置されている上側重量測定装置と、
前記上側重量測定装置より下側において搭乗者の足が置かれる位置に配置されている下側重量測定装置と、を備えており、
前記情報取得部が、前記上側重量測定装置及び前記下側重量測定装置の測定重量に基づいて搭乗者の重量の情報を取得する、自動走行体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の自動走行体であって、
前記制御部が、前記演算部によって演算されたトルクが一定になるように前記自動走行体の走行状態を制御する、自動走行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、自動走行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、搭乗者が搭乗した状態で自動走行可能な自動走行体が開示されている。特許文献１の自動走行体は、搭乗者に関する情報を取得する情報取得部と、自動走行体の走行状態を制御する制御部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５６１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、自動走行体が走行しているときにこの自動走行体が急激に旋回すると、自動走行体に搭乗している搭乗者の身体が横方向に大きく振られることがある。そこで本明細書は、搭乗者の身体が横方向に振られることを抑制することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する自動走行体は、搭乗者が搭乗した状態で自動走行可能である。自動走行体は、搭乗者に関する情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部によって取得された搭乗者に関する情報に基づいて搭乗者に作用するトルクを演算する演算部と、前記演算部によって演算されたトルクに基づいて前記自動走行体の走行状態を制御する制御部と、を備えている。
【０００６】
この構成によれば、自動走行体が走行しているときにこの自動走行体が急激に旋回したとしても、演算部によって演算されたトルクに基づいて制御部が自動走行体の走行状態を制御するので、自動走行体に搭乗している搭乗者に作用するトルクを緩和することができ、搭乗者の身体が横方向に振られることを抑制することができる。
【０００７】
前記情報取得部が、搭乗者の座高及び重量の情報を取得してもよい。前記演算部が、前記情報取得部によって取得された搭乗者の座高及び重量の情報に基づいて搭乗者に作用するトルクを演算してもよい。この構成によれば、トルクを精度良く演算することができる。
【０００８】
上記の自動走行体は、搭乗者が着座する位置に配置されている上側重量測定装置と、前記上側重量測定装置より下側において搭乗者の足が置かれる位置に配置されている下側重量測定装置と、を備えていてもよい。前記情報取得部が、前記上側重量測定装置及び前記下側重量測定装置の測定重量に基づいて搭乗者の重量の情報を取得してもよい。この構成によれば、トルクを精度良く演算することができる。
【０００９】
前記制御部が、前記演算部によって演算されたトルクが一定になるように前記自動走行体の走行状態を制御してもよい。この構成によれば、搭乗者の身体が横方向に振られることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る自動走行体の斜視図である。
【図２】実施例に係る自動走行体の側面図である。
【図３】実施例に係る自動走行体が走行している状態の上面図である。
【図４】実施例に係る自動走行体の構成要素を示すブロック図である。
【図５】実施例に係る自動走行体で実行される走行状態制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施例に係る自動走行体１について図面を参照して説明する。図１から図３に示すように、自動走行体１は、本体１０、シート１１、バックレスト１２、フットレスト１３、一対のアームレスト１４、複数の車輪１５（右車輪１５ｒ及び左車輪１５ｆ）、及び、重量測定装置５０を備えている。また、自動走行体１は、センサユニット２０、タッチパネル２３、及び、支持体２２を備えている。また、自動走行体１は、ハンドル、アクセル及びブレーキ等を備えていてもよい。本実施例の自動走行体１は車椅子である。この自動走行体１は、搭乗者Ｍが搭乗している状態で自動走行可能に構成されている。
【００１２】
自動走行体１の本体１０は、自動走行体１の各構成要素（シート１１、バックレスト１２、及び、フットレスト１３等）を支持している。シート１１は、自動走行体１の中央部に配置されている。シート１１は、自動走行体１に搭乗する搭乗者Ｍが着座する部分である。バックレスト１２は、シート１１より後側に配置されている。バックレスト１２は、シート１１に着座した搭乗者Ｍの背中が当たる部分である。フットレスト１３は、シート１１より下側に配置されている。フットレスト１３は、シート１１に着座した搭乗者Ｍの足が置かれる部分である。一対のアームレスト１４は、シート１１より上側に配置されている。一対のアームレスト１４は、シート１１に着座した搭乗者Ｍの肘が置かれる部分である。
【００１３】
複数の車輪１５（右車輪１５ｒ及び左車輪１５ｆ）は、本体１０の下部に回転可能に固定されている。複数の車輪１５は、図示省略するモータの駆動によって回転する。複数の車輪１５が回転することによって自動走行体１が走行する。図３に示すように、自動走行体１は、旋回走行することができる。例えば、自動走行体１は、走行速度ｖ（右車輪１５ｒの走行速度ｖｒ、左車輪１５ｆの走行速度ｖｆ）、旋回半径ｒ、旋回角速度ｗで旋回走行することができる。
【００１４】
重量測定装置５０は、上側重量測定装置５１及び下側重量測定装置５２を備えている。重量測定装置５０は、自動走行体１に搭乗する搭乗者Ｍの重量を測定する。重量測定装置５０は、上側重量測定装置５１の測定重量と、下側重量測定装置５２の測定重量とに基づいて、搭乗者Ｍの重量を測定する。例えば、上側重量測定装置５１の測定重量と下側重量測定装置５２の測定重量の合計値が重量測定装置５０の測定重量ｇとなる。
【００１５】
上側重量測定装置５１は、シート１１の上に配置されている。上側重量測定装置５１は、搭乗者Ｍが着座する位置に配置されている。上側重量測定装置５１は、複数の重量センサ５１１を備えており、複数の重量センサ５１１によって重量を測定する。下側重量測定装置５２は、フットレスト１３の上に配置されている。下側重量測定装置５２は、搭乗者Ｍの足が置かれる位置に配置されている。下側重量測定装置５２は、上側重量測定装置５１より下側に配置されている。下側重量測定装置５２は、複数の重量センサ５２２を備えており、複数の重量センサ５２２によって重量を測定する。
【００１６】
重量測定装置５０の測定重量ｇは、自動走行体１の走行状態によって変化する。自動走行体１の走行状態によって搭乗者Ｍの姿勢が一時的に変化するからである。特に、図３に示すように自動走行体１が旋回走行するときに重量測定装置５０の測定重量ｇが変化する。自動走行体１が旋回走行するときに、自動走行体１の走行速度ｖが同じであれば、自動走行体１の旋回半径ｒが小さいほど重量測定装置５０の測定重量ｇが重くなる。また、自動走行体１の旋回半径ｒが同じであれば、自動走行体１の走行速度ｖが速いほど重量測定装置５０の測定重量ｇが重くなる。
【００１７】
自動走行体１のセンサユニット２０、タッチパネル２３、及び、支持体２２は、自動走行体１の前部に配置されている。センサユニット２０、タッチパネル２３、及び、支持体２２は、自動走行体１の左右方向の中央部に配置されている。支持体２２は、センサユニット２０、及び、タッチパネル２３を支持している。支持体２２は、センサユニット２０を水平回転可能に支持している。センサユニット２０は、例えば、カメラ、ミリ波レーダ、及び、ＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）等を備えている。センサユニット２０は、自動走行体１の周囲の状況を検出する。タッチパネル２３は、自動走行体１の搭乗者Ｍが操作することによって様々な情報が入力される。例えば、タッチパネル２３から搭乗者Ｍの座高ｚの情報が入力される。搭乗者Ｍの座高ｚは、例えば自動走行体１のシート１１の上面の高さ位置から搭乗者Ｍの頭頂部の高さ位置までの距離である。あるいは、搭乗者Ｍの座高ｚは、例えば自動走行体１のシート１１の上面の高さ位置から搭乗者Ｍの胸部の高さ位置までの距離であってもよい。
【００１８】
図４は実施例に係る自動走行体１の構成要素を示すブロック図である。図４に示すように、自動走行体１は、制御部１００を備えている。制御部１００は、例えばＣＰＵを備えており、自動走行体１の走行状態を制御する。制御部１００は、取得部１０１、演算部１０２、及び、記憶部１０３を備えている。
【００１９】
取得部１０１は、重量測定装置５０、センサユニット２０及びタッチパネル２３に接続されている。取得部１０１は、重量測定装置５０、センサユニット２０及びタッチパネル２３を介して様々な情報を取得する。例えば、取得部１０１は、重量測定装置５０を介して搭乗者Ｍの重量の情報を取得する。また、取得部１０１は、センサユニット２０を介して自動走行体１の周囲の情報を取得する。また、取得部１０１は、タッチパネル２３を介して搭乗者Ｍの座高ｚの情報を取得する。搭乗者Ｍの座高ｚの情報は記憶部１０３に記憶される。
【００２０】
演算部１０２は、所定の演算処理を実行する。演算部１０２は、例えばトルクＴを演算することができる。本明細書におけるトルクＴは、下記の式（１）に基づいて演算される。下記の式（１）において、ｚは搭乗者Ｍの座高であり、ｍは搭乗者Ｍの重量であり、ｖは自動走行体１の走行速度であり、ｒは自動走行体１が旋回走行しているときの旋回半径ｒである。トルクＴは、自動走行体１が旋回走行しているときに搭乗者Ｍに作用する。
【００２１】
Ｔ-＝ｚ×ｍｖ２／ｒ・・・式（１）
【００２２】
次に、上記の自動走行体１で実行される走行状態制御処理について説明する。走行状態制御処理を説明するにあたって、図３に示すように自動走行体１が旋回走行している状態を想定する。また、任意の時点での自動走行体１の走行速度がｖ１であるとする。右車輪１５ｒの走行速度がｖｒ１であり、左車輪１５ｆの走行速度がｖｆ１であるとする。また、自動走行体１の旋回半径がｒ１であるとする。旋回角速度がｗ１であるとする。また、このときの重量測定装置５０の測定重量がｇ１であるとする。
【００２３】
図５に示すように、走行状態制御処理のＳ１１では、演算部１０２が、自動走行体１の走行速度ｖ１と、旋回半径ｒ１と、そのときの重量測定装置５０の測定重量ｇ１と、搭乗者Ｍの座高ｚとに基づいてトルクＴ１を演算する。演算部１０２は、上述した式（１）に基づいてトルクＴ１を演算する。
【００２４】
続くＳ１２では、制御部１００が、自動走行体１の走行速度をｖ２に変化させ、旋回半径をｒ２に変化させる。例えば、自動走行体１の搭乗者Ｍによるハンドル操作及びアクセル操作に基づいて、制御部１００が自動走行体１の走行状態を変化させる。このときに、自動走行体１の走行状態が変化することによって搭乗者Ｍの姿勢が一時的に変化し、それによって重量測定装置５０の測定重量がｇ２に変化したとする。
【００２５】
続くＳ１３では、演算部１０２が、自動走行体１の走行状態が変化した後の走行速度ｖ２と、旋回半径ｒ２と、そのときの重量測定装置５０の測定重量ｇ２と、搭乗者Ｍの座高ｚとに基づいてトルクＴ２を演算する。演算部１０２は、上述した式（１）に基づいてトルクＴ２を演算する。トルクＴ２は、上記のＳ１１で演算されたトルクＴ１と異なる値になる。
【００２６】
続くＳ１４では、演算部１０２が、トルクＴが一定となるような自動走行体１の走行速度ｖｘ及び旋回半径ｒｘを演算する。すなわち、自動走行体１の走行状態が変化することによってトルクＴがＴ１からＴ２に変化したので、それを再びＴ１に戻るような走行速度ｖｘ及び旋回半径ｒｘを演算部１０２が演算する。このときの走行速度ｖｘは、上述したｖ１であってもよいし、ｖ１でなくてもよい。また、旋回半径ｒｘは、上述したｒ１であってもよいし、ｒ１でなくてもよい。演算部１０２は、所定の演算式に基づいて走行速度ｖｘ及び旋回半径ｒｘを演算する。また、演算部１０２は、自動走行体１の走行速度ｖｘ及び旋回半径ｒｘに基づいて旋回角速度ｗｘを演算する。
【００２７】
続くＳ１５では、演算部１０２が、上記のＳ１４で演算した自動走行体１の走行速度ｖｘと旋回半径ｒｘと旋回角速度ｗｘとに基づいて、自動走行体１の右車輪１５ｒの走行速度ｖｒｘと、左車輪１５ｆの走行速度がｖｆｘとを演算する。演算部１０２は、下記の式（２．１）から式（２．３）に基づいて右車輪１５ｒの走行速度ｖｒｘと、左車輪１５ｆの走行速度がｖｆｘとを演算する。
【００２８】
ｖｘ＝（ｖｒｘ＋ｖｆｘ）／２・・・式（２．１）
ｒｘ＝ｖｘ／ｗｘ・・・式（２．２）
ｗｘ＝（ｖｒｘ−ｖｆｘ）／２ｄ・・・式（２．３）
【００２９】
なお、上記の式（２．３）は、自動走行体１の右車輪１５ｒの走行速度ｖｒｘが左車輪１５ｆの走行速度のｖｆｘより速い場合である。すなわち、自動走行体１が左旋回している場合である。自動走行体１が右旋回している場合（すなわち、自動走行体１の左車輪１５ｆの走行速度のｖｆｘが右車輪１５ｒの走行速度ｖｒｘより速い場合）は、上記の式（２．３）は、ｗｘ＝（ｖｆｘ−ｖｒｘ）／２ｄとなる。式（２．３）における２ｄは、右車輪１５ｒと左車輪１５ｆとの間の距離である。
【００３０】
続くＳ１６では、制御部１００が、自動走行体１の右車輪１５ｒの走行速度をｖｒｘに制御し、左車輪１５ｆの走行速度をｖｆｘに制御する。制御部１００は、上記のＳ１５で演算した右車輪１５ｒの走行速度ｖｒｘ及び左車輪１５ｆのｖｆｘに基づいて、車輪１５を駆動するモータの回転数を制御する。その後、Ｓ１６の処理が終了するとＳ１１に戻る。
【００３１】
以上、実施例に係る自動走行体１について説明した。上記の説明から明らかなように、自動走行体１は、搭乗者Ｍが搭乗した状態で自動走行可能である。自動走行体１は、搭乗者Ｍに関する情報を取得する取得部１０１と、取得部１０１によって取得された搭乗者Ｍに関する情報に基づいて搭乗者Ｍに作用するトルクＴを演算する演算部１０２と、演算部１０２によって演算されたトルクＴに基づいて自動走行体１の走行状態を制御する制御部１００とを備えている（図４、図５のＳ１３からＳ１６参照）。
【００３２】
この構成によれば、自動走行体１が走行しているときにその自動走行体１が急激に旋回したとしても、演算部１０２によって演算されたトルクＴに基づいて制御部１００が自動走行体１の走行状態を制御するので、搭乗者Ｍに作用するトルクＴを緩和することができ、搭乗者Ｍの身体が横方向に振られることを抑制することができる。
【００３３】
また、上記の自動走行体１では、取得部１０１が、搭乗者Ｍの座高ｚ及び重量ｇの情報を取得する。演算部１０２は、取得部１０１によって取得された搭乗者Ｍの座高ｚ及び重量ｇの情報に基づいて搭乗者Ｍに作用するトルクＴを演算する（図５のＳ１１、Ｓ１３参照）。そのため、トルクＴを精度良く演算することができる。
【００３４】
また、自動走行体１は、搭乗者Ｍが着座する位置に配置されている上側重量測定装置５１と、上側重量測定装置５１より下側において搭乗者Ｍの足が置かれる位置に配置されている下側重量測定装置５２とを備えている。取得部１０１は、上側重量測定装置５１及び下側重量測定装置５２の測定重量に基づいて搭乗者Ｍの重量ｇの情報を取得する。そのため、トルクＴを精度良く演算することができる。
【００３５】
また、上記の自動走行体１では、制御部１００は、演算部１０２によって演算されたトルクＴが一定になるように自動走行体１の走行状態を制御する（図５のＳ１４からＳ１６参照）。そのため、搭乗者Ｍの身体が横方向に振られることを抑制することができる。
【００３６】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
上記の実施例では、重量測定装置５０が上側重量測定装置５１及び下側重量測定装置５２を備えていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、重量測定装置５０が上側重量測定装置５１のみを備えており、下側重量測定装置５２を省略することもできる。
【００３８】
上記の実施例では、制御部１００が、演算部１０２によって演算されたトルクＴが一定になるように自動走行体１の走行状態を制御していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、制御部１００が、演算部１０２によって演算されたトルクＴが閾値より大きくなった場合に、そのトルクＴが閾値より低くなるように自動走行体１の走行速度ｖ及び旋回半径ｒの少なくとも一方を制御する構成であってもよい。
【００３９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４０】
１：自動走行体、１０：本体、１１：シート、１２：バックレスト、１３：フットレスト、１４：アームレスト、１５：車輪、１５ｆ：左車輪、１５ｒ：右車輪、２０：センサユニット、２２：支持体、２３：タッチパネル、５０：重量測定装置、５１：上側重量測定装置、５２：下側重量測定装置、１００：制御部、１０１：取得部、１０２：演算部、１０３：記憶部、５１１：重量センサ、５２２：重量センサ、Ｍ：搭乗者、Ｔ：トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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