(57)【要約】【課題】案内用ロボットの一部を把持している被案内者からの入力に応じて、案内用ロボットを移動させることが可能な、案内用ロボット及びその制御方法を提供する。【解決手段】基体を移動するための駆動力を発生する移動用アクチュエータ６２と、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する移動用アクチュエータ制御手段９２と、基体へ取り付けられた把持部と、被案内者による把持部への入力を検出する入力値検出手段１０を備えた案内用ロボットであって、移動用アクチュエータ制御手段９２は、入力値検出手段１０が検出した入力に応じて基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、当該基体に設けられ、且つ前記基体を移動するための駆動力を発生する移動用アクチュエータと、当該移動用アクチュエータの駆動を制御する移動用アクチュエータ制御手段と、前記基体に取り付けられた把持部と、当該把持部への入力を検出する入力値検出手段と、を備えた案内用ロボットであって、
前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記入力値検出手段が検出した入力に応じて前記基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする案内用ロボット。
【請求項２】
前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記入力値検出手段が検出した入力が大きいほど、前記移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることを特徴とする請求項１に記載した案内用ロボット。
【請求項３】
前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記基体の移動速度に応じた粘性項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項１または２に記載した案内用ロボット。
【請求項４】
前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載した案内用ロボット。
【請求項５】
前記入力値検出手段は、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び前記三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載した案内用ロボット。
【請求項６】
前記基体を支持する平衡用車輪と、前記基体と前記平衡用車輪との間に介装し、且つ前記平衡用車輪の回転軸と直交する方向へ伸縮する伸縮部と、当該伸縮部を伸縮可能な駆動力を発生する伸縮用アクチュエータと、当該伸縮用アクチュエータの駆動を制御する伸縮用アクチュエータ制御部と、を有するキャスタ装置を備え、
前記伸縮用アクチュエータ制御部は、前記六軸力センサが検出した前記三軸の方向に付与される力及び前記三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、前記伸縮用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項５に記載した案内用ロボット。
【請求項７】
前記基体を目的地まで移動させる案内移動モードと、前記基体を前記把持部への入力に応じた方向へ移動させる自由移動モードと、を切り換える移動モード切り換え操作部を備え、
前記移動モード切り換え操作部を、案内用ロボットを使用する被案内者の手が、前記把持部を把持するとともに前記案内移動モードまたは前記自由移動モードへの切り換え操作が可能な位置へ配置したことを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項に記載した案内用ロボット。
【請求項８】
前記移動用アクチュエータをモータとし、
前記基体を支持し、且つ前記モータが発生する駆動力により回転する移動用車輪を備えることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項に記載した案内用ロボット。
【請求項９】
基体と、当該基体に設けられ、且つ前記基体を移動するための駆動力を発生する移動用アクチュエータと、前記基体に取り付けられた把持部と、当該把持部への入力を検出する入力値検出手段と、を備えた案内用ロボットの制御方法であって、
前記入力値検出手段が検出した入力に応じて前記基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする案内用ロボットの制御方法。
【請求項１０】
前記入力値検出手段が検出した入力が大きいほど、前記移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることを特徴とする請求項９に記載した案内用ロボットの制御方法。
【請求項１１】
前記基体の移動速度に応じた粘性項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項９または１０に記載した案内用ロボットの制御方法。
【請求項１２】
前記基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項９から１１のうちいずれか１項に記載した案内用ロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、目的地の場所がわからない被案内者を目的地へ案内する際に用いる、案内用ロボット及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、目的地を初めて訪問する人等、目的地の場所がわからず、目的地までの移動が困難な被案内者を目的地へ案内するための案内用ロボットとして、例えば、特許文献１から３に記載の案内用ロボットがある。
特許文献１に記載の案内用ロボットは、目的地へ移動する際の方向指示等、被案内者が目的地へ移動する際に必要な情報をディスプレイに表示し、且つ被案内者を先導しながら目的地へ案内するものである。
【０００３】
また、特許文献２に記載の案内用ロボットは、被案内者が目的地へ移動する際に必要な情報を、ディスプレイに表示するとともにスピーカから音声で出力し、且つ被案内者を先導しながら目的地へ案内するものである。
また、特許文献３に記載の案内用ロボットは、カメラ等の撮像手段を用いた画像処理により、被案内者の特徴部位を抽出して被案内者を特定する。そして、特定した被案内者に対して特徴部位を参照しつつ、被案内者を先導しながら目的地へ案内するものである。
これらの特許文献に記載されているような案内用ロボットであれば、被案内者が目的地を認識していない場合であっても、目的地へ先行する案内用ロボットを追従することにより、被案内者は、目的地へ向けて移動することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５２５０４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６０８０号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の案内用ロボットでは、被案内者が目的地へ移動する際に必要な情報をディスプレイに表示する。このため、被案内者が視覚障害者（弱視等）である場合には、被案内者がディスプレイに表示された情報を得ることができないという問題が発生するおそれがある。
また、特許文献２に記載の案内用ロボットでは、被案内者が目的地へ移動する際に必要な情報をスピーカから音声で出力する。このため、被案内者が聴覚障害者（難聴等）である場合には、被案内者がスピーカから出力された情報を得ることができないという問題が発生するおそれがある。
【０００６】
また、特許文献３に記載の案内用ロボットでは、画像処理を用いて被案内者を特定するが、画像処理は一般的に計算コストが高く、被案内者の特定には、複雑な処理を行う必要があるため、レスポンスが低下するという問題が発生するおそれがある。また、背格好の似ている他人を被案内者として誤認識するという問題が発生するおそれがある。
また、特許文献１から３に記載の案内用ロボットでは、被案内者を先導しながら目的地へ案内する。このため、被案内者は、目的地へ先行する案内用ロボットと離れている状態で、目的地へ移動することを前提としている。
【０００７】
このため、被案内者の移動速度が遅い場合や、被案内者が落し物を拾った場合等、被案内者と案内用ロボットとの距離が離れた場合には、被案内者が案内用ロボットを認識することが困難となり、目的地への案内が困難となるという問題が発生するおそれがある。また、被案内者が視覚障害者である場合には、被案内者が、目的地へ先行する案内用ロボットの位置を認識することが困難となるという問題が発生するおそれがある。さらに、目的地への案内中において、一時的に目的地を変更したい場合や、目的地を定めずに自由に移動したい場合に、目的地の変更や案内の停止を行うことが困難となるという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、案内用ロボットの一部を把持している被案内者からの入力に応じて、案内用ロボットを移動させることが可能な、案内用ロボット及びその制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔発明１〕  上記課題を解決するために、発明１の案内用ロボットは、基体と、当該基体に設けられ、且つ前記基体を移動するための駆動力を発生する移動用アクチュエータと、当該移動用アクチュエータの駆動を制御する移動用アクチュエータ制御手段と、前記基体に取り付けられた把持部と、当該把持部への入力を検出する入力値検出手段と、を備えた案内用ロボットであって、
前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記入力値検出手段が検出した入力に応じて前記基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者による把持部への入力に応じて、基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体が移動するように、移動用アクチュエータの駆動を制御する。これにより、案内用ロボットの一部を把持している被案内者による把持部への入力に応じて、基体を移動させて、案内用ロボットを移動させることが可能となる。
【０００９】
〔発明２〕  さらに、発明２の案内用ロボットは、発明１の案内用ロボットにおいて、前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記入力値検出手段が検出した入力が大きいほど、前記移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者による把持部への入力が大きいほど、移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることにより、被案内者による把持部への入力が大きいほど、案内用ロボットの移動速度を増加させることが可能となる。
【００１０】
〔発明３〕  さらに、発明３の案内用ロボットは、発明１または２の案内用ロボットにおいて、前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記基体の移動速度に応じた粘性項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、基体の移動速度に応じた粘性項を用いて、目標速度を補正することにより、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。さらに、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。
【００１１】
〔発明４〕  さらに、発明４の案内用ロボットは、発明１から３のうちいずれか１つの案内用ロボットにおいて、前記移動用アクチュエータ制御手段は、前記基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて、目標速度を補正することにより、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。さらに、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。
【００１２】
〔発明５〕  さらに、発明５の案内用ロボットは、発明１から４のうちいずれか１つの案内用ロボットにおいて、前記入力値検出手段は、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び前記三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサであることを特徴とする。
このような構成であれば、一つの六軸力センサにより、被案内者による把持部への入力を、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントとして、それぞれ、検出することが可能となる。
【００１３】
〔発明６〕  さらに、発明６の案内用ロボットは、発明５の案内用ロボットにおいて、前記基体を支持する平衡用車輪と、前記基体と前記平衡用車輪との間に介装し、且つ前記平衡用車輪の回転軸と直交する方向へ伸縮する伸縮部と、当該伸縮部を伸縮可能な駆動力を発生する伸縮用アクチュエータと、当該伸縮用アクチュエータの駆動を制御する伸縮用アクチュエータ制御部と、を有するキャスタ装置を備え、
前記伸縮用アクチュエータ制御部は、前記六軸力センサが検出した前記三軸の方向に付与される力及び前記三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、前記伸縮用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、六軸力センサが検出した、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、伸縮用アクチュエータの駆動を制御する。これにより、六軸力センサが検出した値に応じて伸縮部を伸縮させて、基体と平衡用車輪との距離を変化させることが可能となる。
【００１４】
〔発明７〕  さらに、発明７の案内用ロボットは、発明１から６のうちいずれか１つの案内用ロボットにおいて、前記基体を目的地まで移動させる案内移動モードと、前記基体を前記把持部への入力に応じた方向へ移動させる自由移動モードと、を切り換える移動モード切り換え操作部を備え、
前記移動モード切り換え操作部を、案内用ロボットを使用する被案内者の手が、前記把持部を把持するとともに前記案内移動モードまたは前記自由移動モードへの切り換え操作が可能な位置へ配置したことを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者が、把持部への入力とともに、基体、すなわち、案内用ロボットを移動させる移動モードの切り換え操作を行うことが可能となる。
【００１５】
〔発明８〕  さらに、発明８の案内用ロボットは、発明１から７のうちいずれか１つの案内用ロボットにおいて、前記移動用アクチュエータをモータとし、
前記基体を支持し、且つ前記モータが発生する駆動力により回転する移動用車輪を備えることを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者による把持部への入力に応じて、モータが発生する駆動力により移動用車輪を回転させて移動可能な、案内用ロボットを形成することが可能となる。
【００１６】
〔発明９〕  一方、上記課題を解決するために、発明９の案内用ロボットの制御方法は、基体と、当該基体に設けられ、且つ前記基体を移動するための駆動力を発生する移動用アクチュエータと、前記基体に取り付けられた把持部と、当該把持部への入力を検出する入力値検出手段と、を備えた案内用ロボットの制御方法であって、
前記入力値検出手段が検出した入力に応じて前記基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者による把持部への入力に応じて、基体の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体が移動するように、移動用アクチュエータの駆動を制御する。これにより、案内用ロボットの一部を把持している被案内者による把持部への入力に応じて、基体を移動させて、案内用ロボットを移動させることが可能となる。
【００１７】
〔発明１０〕  さらに、発明１０の案内用ロボットの制御方法は、発明９の案内用ロボットの制御方法において、前記入力値検出手段が検出した入力が大きいほど、前記移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることを特徴とする。
このような構成であれば、被案内者による把持部への入力が大きいほど、移動用アクチュエータが発生する駆動力を増加させることにより、被案内者による把持部への入力が大きいほど、案内用ロボットの移動速度を増加させることが可能となる。
【００１８】
〔発明１１〕  さらに、発明１１の案内用ロボットの制御方法は、発明９または１０の案内用ロボットの制御方法において、前記基体の移動速度に応じた粘性項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、基体の移動速度に応じた粘性項を用いて、目標速度を補正することにより、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。さらに、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。
【００１９】
〔発明１２〕  さらに、発明１２の案内用ロボットは、発明９から１１のうちいずれか１つの案内用ロボットの制御方法において、前記基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて前記目標速度を補正し、この補正した目標速度で前記基体が移動するように、前記移動用アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
このような構成であれば、基体の移動速度に応じた摩擦項を用いて、目標速度を補正することにより、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。さらに、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、発明１の案内用ロボットによれば、案内用ロボットの一部を把持している被案内者を、把持部への入力に応じて、目的地へ確実に案内することが可能となるという効果が得られる。
また、発明２の案内用ロボットによれば、案内用ロボットの移動速度を、案内用ロボットの一部を把持している被案内者の移動速度に応じた速度に制御することが可能となる。
また、発明３の案内用ロボットによれば、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。また、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。このため、案内用ロボットの使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、発明４の案内用ロボットによれば、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。また、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。このため、案内用ロボットの使用時における安全性を向上させることが可能となる。
また、発明５の案内用ロボットによれば、二つの三軸センサを用いることなく、一つの六軸力センサにより、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出することが可能となる。なお、三軸センサとは、互いに直交する三軸の方向に付与される力をそれぞれ検出する力覚センサである。
【００２２】
また、発明６の案内用ロボットによれば、六軸力センサが検出した値に応じて、案内用ロボットの傾斜を抑制することが可能となるため、案内用ロボットの安定性を向上させることが可能となる。
また、発明７の案内用ロボットによれば、被案内者が移動モード切り換え操作部を把持することなく、移動モードの切り換え操作を行うことが可能となる。
また、発明８の案内用ロボットによれば、モータが発生する駆動力により回転する移動用車輪により地上を移動する案内用ロボットを、容易に形成することが可能となる。
【００２３】
一方、発明９の案内用ロボットの制御方法によれば、案内用ロボットの一部を把持している被案内者を、把持部への入力に応じて、目的地へ確実に案内することが可能となるという効果が得られる。
また、発明１０の案内用ロボットの制御方法によれば、案内用ロボットの移動速度を、案内用ロボットの一部を把持している被案内者の移動速度に応じた速度に制御することが可能となる。
【００２４】
また、発明１１の案内用ロボットの制御方法によれば、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。また、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。このため、案内用ロボットの使用時における安全性を向上させることが可能となる。
また、発明１２の案内用ロボットの制御方法によれば、案内用ロボットの移動速度が急激に変化することを抑制可能となる。また、被案内者による把持部への入力が無い状態では、案内用ロボットの移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となる。このため、案内用ロボットの使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】案内用ロボットの構成を示す図である。
【図２】図１中に円ＩＩで囲んだ範囲及びその周辺の拡大図である。
【図３】キャスタ装置の正面図である。
【図４】案内用ロボットの制御システムを示すブロック図である。
【図５】モータ指令信号の生成において、移動用アクチュエータ制御手段が行う処理を示すフローチャートである。
【図６】直動指令信号の生成において、伸縮用アクチュエータ制御手段が行う処理を示すフローチャートである。
【図７】案内移動モードにおける案内用ロボットの動作を示すフローチャートである。
【図８】自由移動モードにおける案内用ロボットの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図４を用いて、本実施形態の案内用ロボット１の構成を説明する。
図１は、本実施形態の案内用ロボット１の側面図であり、案内用ロボット１の構成を示す図である。
図１中に示すように、本実施形態の案内用ロボット１は、基体２と、移動用車輪４と、二つの障害物検出手段６と、把持部８と、入力値検出手段１０と、移動モード切り換え操作部１２と、スピーカ１４と、二つのキャスタ装置１６を備えている。
【００２７】
基体２は、上面視で八角形をなす中空体により形成されている。なお、基体２の形状は、これに限定するものではなく、例えば、上面視で円形をなす形状に形成してもよい。
移動用車輪４は、後述する移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力により回転する車輪である。具体的には、移動用車輪４は、基体２の下面へ回転可能に配置された、一対の車輪（左側移動用車輪及び右側移動用車輪）より形成されている。そして、移動用車輪４は、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を伝達可能なプーリ等を介して、移動用アクチュエータ６２に接続されている。また、一対の車輪は、それぞれ、基体２の下面において、基体２の中心を基準とした両側面側へ回転可能に配置されている。なお、図１中では、移動用車輪４を形成する一対の車輪のうち、左側移動用車輪のみを示している。
【００２８】
各障害物検出手段６は、例えば、レーザ光線を用いて対象物との距離を検出可能な、レーザレンジセンサを用いて形成されており、基体２の内部に配置されている。なお、障害物検出手段６は、レーザレンジセンサに限定されるものではなく、例えば、赤外線センサや超音波センサ等を用いて形成してもよい。
具体的に、各障害物検出手段６は、基体２の内部において、基体２の前面側（図１中では基体２の左側）と、基体２の後面側（図１中では基体２の右側）に、それぞれ、配置されている。なお、図１中では、基体２の前面側に配置した障害物検出手段６を、障害物検出手段６Ｆと示し、基体２の後面側に配置した障害物検出手段６を、障害物検出手段６Ｂと示している。
また、障害物検出手段６は、対象物との距離を検出すると、この距離を含む情報信号を、後述するセンサ信号入力Ｉ／Ｆ（「Ｉ／Ｆ」は「インターフェース」であり、以下の「Ｉ／Ｆ」も同様）へ出力する。ここで、対象物とは、案内用ロボット１の移動時に障害となる物体であり、例えば、建物等の固定物や歩行者等の移動体である。
【００２９】
ここで、図１を参照しつつ、図２を用いて、把持部８、入力値検出手段１０、移動モード切り換え操作部１２、スピーカ１４の構成を説明する。
図２は、図１中に円ＩＩで囲んだ範囲及びその周辺の拡大図である。
図２中に示すように、把持部８は、フレーム部１８と、グリップ部２０を備えている。
フレーム部１８は、上面視で略Ａ字形に形成されており、略三角形をなす板状部と、この板状部のうち、二箇所の角部から延在する二本の脚部を有している。また、フレーム部１８、具体的には、フレーム部１８が有する板状部は、入力値検出手段１０を介して、基体２の上面に取り付けられている。
【００３０】
グリップ部２０は、後述する被案内者が片手で把持可能な略円柱状に形成されており、その両端は、それぞれ、フレーム部１８が有する二本の脚部に固定されている。また、グリップ部２０の軸方向は、基体２の幅方向（左右方向）に延在している。
入力値検出手段１０は、互いに直交する三軸の方向に付与される力と、これら三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサであり、フレーム部１８と基体２の上面との間に介装されている。なお、六軸力センサとしては、例えば、「６７Ｍ２５Ａ３−Ｉ４０−ＡＨ  ２００Ｎ１２」（ニッタ社製）を採用することが可能である。
【００３１】
これにより、入力値検出手段１０は、グリップ部２０を把持する被案内者により、グリップ部２０を介した把持部８への入力を、互いに直交する三軸の方向に付与される力と、これら三軸の軸回りのモーメントとして、それぞれ検出可能に形成されている。
なお、本実施形態では、互いに直交する三軸を、一対の車輪を配列した方向に延在するｘ軸と、上面視でｘ軸と直交するｙ軸と、側面視でｙ軸と直交するｚ軸とした場合について説明する。すなわち、ｘ軸は、案内用ロボット１の左右方向に延在する軸であり、ｙ軸は、案内用ロボット１の前後方向に延在する軸であり、ｚ軸は、案内用ロボット１の高さ方向に延在する軸である。
【００３２】
また、入力値検出手段１０は、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを検出すると、この検出した力及びモーメントを含む情報信号を、センサ信号入力Ｉ／Ｆへ出力する。
移動モード切り換え操作部１２は、被案内者が接触する操作面（ディスプレイ）を、グリップ部２０側（図１中では基体２の右側）へ向けたタッチパネルで形成されており、基体２の上面に取り付けたブラケット２２を介して、把持部８の近傍に配置されている。
なお、移動モード切り換え操作部１２の構成は、タッチパネルに限定するものではなく、例えば、後述する各種移動モードや目的地を割り当てた複数のボタンにより、移動モード切り換え操作部１２を形成してもよい。
【００３３】
また、移動モード切り換え操作部１２の操作面は、画像や文字等の情報を表示可能な表示部を形成している。操作面に表示する情報の具体例としては、後述する案内移動モードにおいて目的地となる位置の名称や、目的地に関連する画像等が挙げられる。
なお、例えば、案内用ロボット１が、美術館等、特定の施設で用いられる場合等、案内用ロボット１を使用する地域が特定されている場合は、移動モード切り換え操作部１２の操作面に、案内移動モードにおいて目的地となる位置を示す点字を設けてもよい。この場合、案内用ロボット１を使用する被案内者が視覚障害者であっても、被案内者が移動モード切り換え操作部１２の操作面に接触することにより、移動モード切り換え操作部１２を操作することが可能となる。
【００３４】
また、例えば、移動モード切り換え操作部１２に、案内移動モードにおいて、現在位置から目的地までの案内における案内用ロボット１の移動方向や旋回方向を、スピーカ１４から出力する音声によって示すことが可能な音声案内機能を備えてもよい。この場合、案内用ロボット１を使用する被案内者が視覚障害者であっても、案内用ロボット１の移動方向や旋回方向を、予め、音声で出力することが可能となる。これにより、案内用ロボット１の移動方向や旋回方向を、予め、聴覚的に認識することが可能となるため、被案内者を目的地へ案内する際の安全性を向上させることが可能となる。
【００３５】
ここで、移動モード切り換え操作部１２は、被案内者の手が、把持部８を把持するとともに、案内移動モードまたは後述する自由移動モードへの切り換え操作が可能な位置へ配置する。
具体的には、移動モード切り換え操作部１２を配置する位置は、被案内者が把持部８を把持している指が、タッチパネルの操作面に接触可能な位置とする。本実施形態では、一例として、移動モード切り換え操作部１２を配置する位置を、入力値検出手段１０の上方とした場合について説明する。
なお、例えば、案内用ロボット１が家庭用である場合等、案内用ロボット１を使用する被案内者が特定されている場合は、移動モード切り換え操作部１２を配置する位置を、被案内者の身体的特徴（指の長さ等）に応じて、適切な位置に調節することが好適である。
【００３６】
また、移動モード切り換え操作部１２は、被案内者による操作面への接触に基づき、案内用ロボット１の移動モードを、基体２を目的地まで移動させる案内移動モード、または、基体２を把持部８への入力に応じた方向へ移動させる自由移動モードに切り換える。そして、この切り換えた移動モードを含む情報信号を、センサ信号入力Ｉ／Ｆへ出力する。
なお、被案内者による操作面への接触を検出する際には、具体例として、操作面に対し、被案内者の指による押圧力と同等な強さ以上の入力が加わると、被案内者による操作面への接触が行われたと認識する。
【００３７】
そして、操作面のうち、被案内者が接触した位置が、案内移動モードへの切り換えに関する情報（アイコン等）を表示している位置である場合、案内用ロボット１の移動モードが案内移動モードへ切り換えられたと認識する。そして、移動モードを案内移動モードへ切り換えた内容を含む情報信号を、センサ信号入力Ｉ／Ｆへ出力する。
一方、操作面のうち、被案内者が接触した位置が、自由移動モードへの切り換えに関する情報を表示している位置である場合、案内用ロボット１の移動モードが自由移動モードへ切り換えられたと認識する。そして、移動モードを自由移動モードへ切り換えた内容を含む情報信号を、センサ信号入力Ｉ／Ｆへ出力する。
【００３８】
また、移動モード切り換え操作部１２は、後述する映像出力Ｉ／Ｆが出力する情報信号に応じて、操作面に画像を表示する。
スピーカ１４は、ブラケット２２を介して基体２の上面に取り付けられており、後述する音声出力Ｉ／Ｆが出力する情報信号に応じて、音声を出力する。なお、スピーカ１４は、音声を出力する方向を、基体２の後方（図１中では基体２の右側）へ向けた状態で、基体２の上面に取り付ける。
【００３９】
以下、図１を用いた説明に復帰する。
各キャスタ装置１６は、それぞれ、基体２の下面において、側面視で移動用車輪４よりも前方及び後方へ配置されている。なお、図１中では、側面視で移動用車輪４よりも前方へ配置されているキャスタ装置１６を、キャスタ装置１６Ｆと示し、側面視で移動用車輪４よりも後方へ配置されているキャスタ装置１６を、キャスタ装置１６Ｂと示している。
ここで、図１を参照しつつ、図３を用いて、キャスタ装置１６の詳細な構成を説明する。
図３は、キャスタ装置１６の正面図である。なお、以下の説明は、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂのうち、キャスタ装置１６Ｆに関する説明であるが、キャスタ装置１６Ｂの構成も、キャスタ装置１６Ｆの構成と同様である。
図３中に示すように、キャスタ装置１６は、キャスタ２４と、伸縮用アクチュエータ２６と、床反力検出部２８を備えている。
【００４０】
キャスタ２４は、平衡用車輪３０と、平衡用車輪支持部３２と、キャスタ支持軸３４を有している。
平衡用車輪支持部３２は、平衡用車輪３０を回転可能に支持した状態で、平衡用車輪３０を収容している。
キャスタ支持軸３４は、平衡用車輪支持部３２の上部において、平衡用車輪３０の回転軸と直交する方向を軸方向として、平衡用車輪支持部３２へ回転可能に取り付けられている。また、キャスタ支持軸３４の上端は、床反力検出部２８の下部に連結されている。
【００４１】
伸縮用アクチュエータ２６は、キャスタ２４を上下動させてキャスタ装置１６を伸縮させるアクチュエータである。また、伸縮用アクチュエータ２６は、直線運動する直動軸３６を有しており、キャスタフレーム３８により支持されている。したがって、キャスタ２４は、基体２と平衡用車輪３０との間に介装し、且つ平衡用車輪３０の回転軸と直交する方向へ伸縮する伸縮部を形成している。
キャスタフレーム３８は、金属板を断面逆Ｕ字状に形成してなり、Ｕ字の開口端部の両側から水平方向にそれぞれ伸長するフランジ４０を有している。フランジ４０は、基体２の内底面に取り付けられている。また、キャスタフレーム３８の上面には、貫通穴（図示せず）が形成されている。
【００４２】
また、伸縮用アクチュエータ２６は、出力軸面４２を下向きにし、キャスタフレーム３８の貫通穴に直動軸３６を挿通させて、キャスタフレーム３８の上方に設置されている。出力軸面４２は、ボルト４４により、キャスタフレーム３８の上面に固定されている。
床反力検出部２８は、基体２の下方に設置され、高剛性ニードルガイド４６を介して、伸縮用アクチュエータ２６に連結されている。また、床反力検出部２８は、キャスタ２４が受けた床反力を検出し、この検出した床反力を含む情報信号を、センサ信号入力Ｉ／Ｆへ出力する。
【００４３】
高剛性ニードルガイド４６は、シャフト４８を有している。そして、高剛性ニードルガイド４６が有するシャフト４８を、基体２の底面のうち、キャスタフレーム３８の開口部の真下に形成されている貫通穴５０に挿通させることにより、高剛性ニードルガイド４６を、キャスタフレーム３８に固定している。
また、シャフト４８の上端は、直動軸３６に連結されており、シャフト４８の下端は、床反力検出部２８の上部に連結されている。
ここで、一般的に、伸縮用アクチュエータ２６は、推力は強いが、軸方向に直交する曲げモーメントに弱いという性質がある。
これに対し、本実施形態では、高剛性ニードルガイド４６で曲げモーメントを受ける構成を採用することにより、曲げモーメントに対する強度を向上させることが可能となっている。
【００４４】
次に、図１から図３を参照しつつ、図４を用いて、案内用ロボット１の制御システムを説明する。
図４は、案内用ロボット１の制御システムを示すブロック図である。
図４中に示すように、案内用ロボット１の制御システムは、移動制御機構５２と、平衡制御機構５４と、マップ記憶部５６と、自己位置特定部５８と、ＣＰＵ６０を備えている。
移動制御機構５２は、移動用アクチュエータ６２と、移動用エンコーダ６４と、移動用ドライバ６６を備えている。
【００４５】
移動用アクチュエータ６２は、移動用車輪４を回転駆動可能なモータで形成されており、左側移動用車輪４Ｌと右側移動用車輪４Ｒに、それぞれ連結されている。なお、図４中では、左側移動用車輪４Ｌに連結されている移動用アクチュエータ６２を、移動用アクチュエータ６２Ｌと示し、右側移動用車輪４Ｒに連結されている移動用アクチュエータ６２を、移動用アクチュエータ６２Ｒと示す。
移動用エンコーダ６４は、移動用アクチュエータ６２に設けられており、移動用アクチュエータ６２の回転角度位置を検出し、この検出した回転角度位置を含む情報信号を、移動用ドライバ６６及び後述する回転角度位置入力Ｉ／Ｆ６８へ出力する。なお、図４中では、移動用アクチュエータ６２Ｌに設けられている移動用エンコーダ６４を、移動用エンコーダ６４Ｌと示し、移動用アクチュエータ６２Ｒに設けられている移動用エンコーダ６４を、移動用エンコーダ６４Ｒと示す。
【００４６】
移動用ドライバ６６は、移動用アクチュエータ６２に設けられており、後述する移動指令信号出力Ｉ／Ｆ７０を介してＣＰＵ６０から出力されるモータ指令信号と、移動用エンコーダ６４が出力する情報信号に基づいて、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。なお、図４中では、移動用アクチュエータ６２Ｌに設けられている移動用ドライバ６６を、移動用ドライバ６６Ｌと示し、移動用アクチュエータ６２Ｒに設けられている移動用ドライバ６６を、移動用ドライバ６６Ｒと示す。また、モータ指令信号に関する説明は、後述する。
【００４７】
平衡制御機構５４は、伸縮用アクチュエータ２６と、伸縮用エンコーダ７２と、伸縮用ドライバ７４を備えている。
伸縮用エンコーダ７２は、伸縮用アクチュエータ２６に設けられており、伸縮用アクチュエータ２６の直動位置を検出し、この検出した直動位置を含む情報信号を、伸縮用ドライバ７４及び後述する直動位置入力Ｉ／Ｆ７６へ出力する。なお、図４中では、伸縮用アクチュエータ２６Ｆに設けられている伸縮用エンコーダ７２を、伸縮用エンコーダ７２Ｆと示し、伸縮用アクチュエータ２６Ｒに設けられている伸縮用エンコーダ７２を、伸縮用エンコーダ７２Ｒと示す。
【００４８】
伸縮用ドライバ７４は、伸縮用アクチュエータ２６に設けられており、後述する伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介してＣＰＵ６０から出力される直動指令信号と、伸縮用エンコーダ７２が出力する情報信号に基づいて、伸縮用アクチュエータ２６の駆動を制御する。なお、図４中では、伸縮用アクチュエータ２６Ｆに設けられている伸縮用ドライバ７４を、伸縮用ドライバ７４Ｆと示し、伸縮用アクチュエータ２６Ｒに設けられている伸縮用ドライバ７４を、伸縮用ドライバ７４Ｒと示す。また、直動指令信号に関する説明は、後述する。
【００４９】
マップ記憶部５６は、予め、案内用ロボット１を配置する施設の地図データを記憶している。なお、案内用ロボット１を配置する施設とは、例えば、美術館や自然公園等である。
自己位置特定部５８は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて形成されている。また、自己位置特定部５８は、案内用ロボット１の現在位置を特定し、この特定した位置を含む情報信号を、後述する経路生成データ入力Ｉ／Ｆ８０を介してＣＰＵ６０へ出力する。
【００５０】
ＣＰＵ６０は、回転角度位置入力Ｉ／Ｆ６８と、移動指令信号出力Ｉ／Ｆ７０と、直動位置入力Ｉ／Ｆ７６と、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８と、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２と、映像出力Ｉ／Ｆ８４と、音声出力Ｉ／Ｆ８６と、経路生成データ入力Ｉ／Ｆ８０を備えている。これに加え、ＣＰＵ６０は、検出入力値許容手段８８と、移動経路生成手段９０と、移動用アクチュエータ制御手段９２と、伸縮用アクチュエータ制御手段９４を備えている。
回転角度位置入力Ｉ／Ｆ６８は、移動用エンコーダ６４が出力した情報信号の入力を受けると、この情報信号が含む移動用アクチュエータ６２の回転角度位置を、移動用アクチュエータ制御手段９２へ出力する。
【００５１】
移動指令信号出力Ｉ／Ｆ７０は、移動用アクチュエータ制御手段９２が生成したモータ指令信号を、移動用ドライバ６６へ出力する。なお、移動用アクチュエータ制御手段９２が行うモータ指令信号の生成に関する説明は、後述する。
直動位置入力Ｉ／Ｆ７６は、伸縮用エンコーダ７２が出力した情報信号の入力を受けると、この情報信号が含む伸縮用アクチュエータ２６の直動位置を、伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力する。
伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８は、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が生成した直動指令信号を、伸縮用ドライバ７４へ出力する。なお、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う直動指令信号の生成に関する説明は、後述する。
センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２は、床反力検出部２８が出力した情報信号が含む床反力を、伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力する。
【００５２】
また、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２は、障害物検出手段６が出力した情報信号が含む対象物との距離を、移動用アクチュエータ制御手段９２へ出力する。
また、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２は、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを、検出入力値許容手段８８へ出力する。
また、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２は、移動モード切り換え操作部１２が出力した情報信号が含む、被案内者の操作により切り換えられた移動モードを示す情報信号を、移動経路生成手段９０へ出力する。
【００５３】
映像出力Ｉ／Ｆ８４は、例えば、移動経路生成手段９０が出力した情報信号に基づき、移動モード切り換え操作部１２の操作面に表示する画像を含む情報信号を、移動モード切り換え操作部１２へ出力する。ここで、移動モード切り換え操作部１２の操作面に表示する画像は、例えば、案内用ロボット１の移動モードが案内移動モードであるか自由移動モードであるかを示す画像である。
音声出力Ｉ／Ｆ８６は、例えば、障害物検出手段６が出力した情報信号に基づき、スピーカ１４から出力する音声を含む情報信号を、スピーカ１４へ出力する。ここで、スピーカ１４から出力する音声は、例えば、案内用ロボット１の移動経路上に対象物を検出し、この検出した対象物を回避する移動を案内用ロボット１が行う内容を示す、警報メッセージである。
【００５４】
ところで、案内用ロボット１の使用時には、案内用ロボット１を使用する被案内者が、把持部８を把持しているか否かの判定を行うことが好適である。すなわち、後述するように、検出入力値許容手段８８により、ＦｚがＴａ以下である場合、被案内者が把持部８を把持していないと判定し、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを、移動用アクチュエータ制御手段９２及び伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力しないことにより、把持部８への入力を無効とすることが好適である。
【００５５】
検出入力値許容手段８８は、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力のうち、ｚ軸の方向に付与される力Ｆｚを、予め設定した二つの閾値Ｔａ及びＴｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）と比較する。
そして、ＦｚがＴａ以下（Ｆｚ≦Ｔａ）である場合、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを、移動用アクチュエータ制御手段９２及び伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力しない。
【００５６】
これにより、ＦｚがＴａ以下である場合に、ｚ軸以外の方向に付与される力等が把持部８へ入力されても、この入力に応じて案内用ロボット１が移動することを防止することが可能となる。したがって、本実施形態では、検出入力値許容手段８８が、案内用ロボット１のデッドマンスイッチとして機能する。なお、ｚ軸以外の方向に付与される力とは、例えば、被案内者が把持部８を把持していない状態において、案内用ロボット１の周辺で使用されているボール等が、把持部８へ衝突した場合に把持部８へ入力される力である。
【００５７】
一方、ＦｚがＴｂ以上（Ｔｂ≦Ｆｚ）である場合、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを、情報信号として、移動用アクチュエータ制御手段９２及び伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力する。
また、ＦｚがＴａを超えるとともにＴｂ未満（Ｔａ＜Ｆｚ＜Ｔｂ）である場合、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを減少補正する。そして、この減少補正した三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを含む情報信号を、移動用アクチュエータ制御手段９２及び伸縮用アクチュエータ制御手段９４へ出力する。ここで、上記の減少補正は、Ｆｚが大きいほど、減少度合いを少なくする補正であり、Ｆｚの連続的な変化に応じて、減少度合いも連続的に変化させる。
【００５８】
移動経路生成手段９０は、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２が出力する移動モードを示す情報信号と、マップ記憶部５６が記憶している地図データと、自己位置特定部５８が出力する情報信号を用いて、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成する。そして、この生成した移動経路を含む情報信号を、移動用アクチュエータ制御手段９２へ出力する。
具体的には、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２が出力する移動モードが案内移動モードである場合に、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成する。
移動用アクチュエータ制御手段９２は、検出入力値許容手段８８が出力した情報信号と、回転角度位置入力Ｉ／Ｆ６８を介して入力される移動用アクチュエータ６２の回転角度位置に基づき、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御するためのモータ指令信号を生成する。
【００５９】
これに加え、移動用アクチュエータ制御手段９２は、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して入力される対象物との距離、及び被案内者の操作により切り換えられた移動モードを示す情報信号と、移動経路生成手段９０が出力した情報信号に基づき、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御するためのモータ指令信号を生成する。そして、この生成したモータ指令信号を、移動指令信号出力Ｉ／Ｆ７０を介して移動用ドライバ６６へ出力する。
【００６０】
以下、図１から図４を参照しつつ、図５を用いて、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理の一例について説明する。
図５は、モータ指令信号の生成において、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理を示すフローチャートである。
図５中に示すフローチャートは、案内用ロボット１の使用者である被案内者が、把持部８のグリップ部２０を把持した状態でスタート（「ＳＴＡＲＴ」）する。このとき、ｚ軸の方向に付与される力Ｆｚが、予め設定した閾値Ｔａを超えているか（Ｔａ＜Ｆｚ？）否かの判断を行うことが好適である。
【００６１】
次に、ステップＳ１０において、検出入力値許容手段８８が出力した情報信号に基づき、入力値検出手段１０が検出した、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントの入力（ステップＳ１０に示す「六軸力センサからセンサ信号を入力」）を受ける。ステップＳ１０において三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントの入力を受けた後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理は、ステップＳ１２へ移行する。
ステップＳ１２では、三軸の方向に付与される力のうち、案内用ロボット１の前後方向への力を反映するｙ軸方向に付与される力Ｆｙを算出（ステップＳ１２に示す「力Ｆｙを算出」）する。ステップＳ１２において力Ｆｙを算出した後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理は、ステップＳ１４へ移行する。
【００６２】
ステップＳ１４では、三軸の軸回りのモーメントのうち、被案内者の所望する案内用ロボット１の旋回方向を反映するｚ軸回りのモーメントＭｚを算出（ステップＳ１４に示す「モーメントＭｚを算出」）する。ステップＳ１４においてモーメントＭｚを算出した後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理は、ステップＳ１６へ移行する。
ステップＳ１６では、ステップＳ１２で算出した力Ｆｙと、後述する式（１）及び（２）に基づき、案内用ロボット１の移動速度を決定（ステップＳ１６に示す「案内用ロボットの移動速度Ｖを決定」）する。
ここで、案内用ロボット１の移動速度は、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど増加するように算出する。
【００６３】
また、案内用ロボット１の移動速度は、前進方向を正とした場合、案内用ロボット１の移動速度をＶ[ｍ／ｓ]とし、左側移動用車輪の車輪周速度をＶｌ[ｍ／ｓ]、右側移動用車輪の車輪周速度をＶｒ[ｍ／ｓ]とすると、以下の式（１）により算出する。
Ｖ＝（Ｖｒ＋Ｖｌ）／２  …  （１）
そして、案内用ロボット１の仮想質量をＭと設定し、さらに、力Ｆｙを用いて、案内用ロボット１の移動速度Ｖを、以下の式（２）により算出した目標速度（目標移動速度）に決定する。これにより、案内用ロボット１の挙動に、被案内者による把持部８への入力を反映させる。
【００６４】
【数１】
2010271911.tif 000003
【００６５】
ステップＳ１６において案内用ロボット１の移動速度Ｖを決定した後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理は、ステップＳ１８へ移行する。
ステップＳ１８では、ステップＳ１４で算出したモーメントＭｚと、後述する式（３）及び（４）に基づき、案内用ロボット１の旋回速度を決定（ステップＳ１８に示す「案内用ロボットの旋回速度Ｒを決定」）する。
具体的には、モーメントＭｚが「０」よりも大きい場合、案内用ロボット１を右旋回させる際の、案内用ロボット１の旋回速度を算出する。なお、モーメントＭｚが「０」よりも大きいとは、モーメントＭｚが案内用ロボット１の右旋回方向へのモーメントである場合とする。
【００６６】
一方、モーメントＭｚが「０」未満である場合、案内用ロボット１を左旋回させる際の、案内用ロボット１の旋回速度を算出する。なお、モーメントＭｚが「０」未満であるとは、モーメントＭｚが案内用ロボット１の左旋回方向へのモーメントである場合とする。
ここで、案内用ロボット１の旋回速度は、入力値検出手段１０が検出した入力（モーメントＭｚ）が大きいほど増加するように生成する。
【００６７】
また、案内用ロボット１の旋回速度は、右旋回を正とした場合、案内用ロボット１の旋回速度をＲ[ｒａｄ／ｓ]とし、左側移動用車輪の車輪周速度をＶｌ[ｍ／ｓ]、右側移動用車輪の車輪周速度をＶｒ[ｍ／ｓ]、左側移動用車輪と右側移動用車輪との車輪間距離をＬｗ[ｍ]とすると、以下の式（３）により算出する。
Ｒ＝（Ｖｌ−Ｖｒ）／Ｌｗ  …  （３）
そして、案内用ロボット１の仮想質量をＭ、ｚ軸回りの仮想モーメントをＩｒｚと設定し、さらに、モーメントＭｚを用いて、案内用ロボット１の旋回速度Ｒを、以下の式（４）により算出した目標速度（目標旋回速度）を決定する。これにより、案内用ロボット１の挙動に、被案内者による把持部８への入力を反映させる。
【００６８】
【数２】
2010271911.tif 000004
【００６９】
ステップＳ１８において案内用ロボット１の旋回速度Ｒを決定した後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理は、ステップＳ２０へ移行する。
ステップＳ２０では、まず、ステップＳ１６において決定した移動速度Ｖと、ステップＳ１８において決定した旋回速度Ｒに基づき、左側移動用車輪の車輪周速度Ｖｌと右側移動用車輪の車輪周速度Ｖｒを決定する。
【００７０】
なお、車輪周速度Ｖｌは、以下の式（５）により算出し、車輪周速度Ｖｒは、以下の式（６）により算出して決定する。ここで、案内用ロボット１の移動速度をＶ[ｍ／ｓ]とし、左側移動用車輪と右側移動用車輪との車輪間距離をＬｗ[ｍ]、案内用ロボット１の旋回速度をＲ[ｒａｄ／ｓ]とする。また、案内用ロボット１の移動速度Ｖは、前進方向を正とし、案内用ロボット１の旋回速度Ｒは、右旋回を正とする。
Ｖｌ＝Ｖ＋ＬｗＲ／２  …  （５）
Ｖｒ＝Ｖ−ＬｗＲ／２  …  （６）
【００７１】
次に、上記の式（５）及び（６）により算出して決定した車輪周速度Ｖｌ及び車輪周速度Ｖｒに基づき、右側移動用車輪及び左側移動用車輪を駆動するモータ指令信号を生成する。さらに、この生成したモータ指令信号を、移動指令信号出力Ｉ／Ｆ７０を介して、移動用ドライバ６６へ出力する。これにより、車輪周速度Ｖｌ及び車輪周速度Ｖｒを実現するモータ指令信号を、右側移動用車輪及び左側移動用車輪の駆動モータを形成する移動用アクチュエータ６２へ出力（ステップＳ２０に示す「Ｖ及びＲより、Ｖｌ及びＶｒを決定し、駆動モータへ出力」）する。
ステップＳ２０においてモータ指令信号を出力した後、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う処理のうち、モータ指令信号を生成する処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
【００７２】
なお、上記の処理では、回転角度位置入力Ｉ／Ｆ６８を介して入力される移動用アクチュエータ６２の回転角度位置を参照して、モータ指令信号を補正する。ここで、「移動用アクチュエータ６２の回転角度位置を参照」とは、例えば、移動用アクチュエータ６２の回転角度位置に基づくフィードバック制御である。
また、上記の処理では、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して入力される対象物との距離に応じて、モータ指令信号を補正する。
具体的には、案内用ロボット１と対象物との距離と、案内用ロボット１の移動速度に応じて、案内用ロボット１と対象物との接触を回避するような移動用アクチュエータ６２の駆動を算出し、この算出した駆動を反映するモータ指令信号を生成する。
【００７３】
さらに、上記の処理では、被案内者の操作により切り換えられた移動モードを示す情報信号、及び移動経路生成手段９０が出力した情報信号に基づき、モータ指令信号を生成する。移動モードを示す情報信号及び移動経路生成手段９０が出力した情報信号に基づく、モータ指令信号の生成に関する説明は、後述する。
したがって、本実施形態の案内用ロボット１の制御方法は、入力値検出手段１０が検出した入力に応じて基体２の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する制御方法である。
【００７４】
また、本実施形態の案内用ロボット１の制御方法は、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させる制御方法である。
伸縮用アクチュエータ制御手段９４は、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して入力される床反力と、直動位置入力Ｉ／Ｆ７６を介して入力される伸縮用アクチュエータ２６の直動位置に基づき、伸縮用アクチュエータ２６の駆動を制御するための直動指令信号を生成する。
これに加え、伸縮用アクチュエータ制御手段９４は、検出入力値許容手段８８が出力した情報信号に基づき、伸縮用アクチュエータ２６の駆動を制御するための直動指令信号を生成する。そして、この生成した直動指令信号を、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介して伸縮用ドライバ７４へ出力する。
【００７５】
以下、図１から図４を参照しつつ、図６を用いて、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う、直動指令信号を生成する処理の一例について説明する。
図６は、直動指令信号の生成において、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理を示すフローチャートである。
図６中に示すフローチャートは、案内用ロボット１の使用者である被案内者が、把持部８のグリップ部２０を把持した状態でスタート（「ＳＴＡＲＴ」）する。このとき、ｚ軸の方向に付与される力Ｆｚが、予め設定した閾値Ｔａを超えているか（Ｔａ＜Ｆｚ？）否かの判断を行うことが好適である。
【００７６】
次に、ステップＳ１００において、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して入力される情報信号に基づき、キャスタ装置１６Ｆが備える床反力検出部２８が検出した、キャスタ装置１６Ｆが備えるキャスタ２４が受けた床反力の入力（ステップＳ１００に示す「前部の床反力検出部からセンサ信号を入力」）を受ける。ステップＳ１００においてキャスタ装置１６Ｆが備えるキャスタ２４が受けた床反力の入力を受けた後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１０２へ移行する。
ステップＳ１０２では、ステップＳ１００で受けた入力を用いて、キャスタ装置１６Ｆが備えるキャスタ２４が受けた床反力ＦＦを算出（ステップＳ１０２に示す「前部の床反力ＦＦを算出」）する。ステップＳ１０２において床反力ＦＦを算出した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１０４へ移行する。
【００７７】
ステップＳ１０４では、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して入力される情報信号に基づき、キャスタ装置１６Ｂが備える床反力検出部２８が検出した、キャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４が受けた床反力の入力（ステップＳ１０４に示す「後部の床反力検出部からセンサ信号を入力」）を受ける。ステップＳ１０４においてキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４が受けた床反力の入力を受けた後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１０６へ移行する。
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で受けた入力を用いて、キャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４が受けた床反力ＦＢを算出（ステップＳ１０６に示す「後部の床反力ＦＢを算出」）する。ステップＳ１０６において床反力ＦＢを算出した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１０８へ移行する。
【００７８】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０２で算出した床反力ＦＦと、ステップＳ１０６で算出した床反力ＦＢを、予め設定した標準床反力ＦＮよりも大きいか否かを判定（ステップＳ１０８に示す「ＦＦ，ＦＢ＞ＦＮ？」）する。なお、「標準床反力ＦＮ」とは、キャスタ２４が受ける標準的な床反力であり、例えば、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂを標準の長さに設定し、案内用ロボット１を平面に設置させたときに、キャスタ２４が受ける床反力とする。また、標準床反力ＦＮは、予め、伸縮用アクチュエータ制御手段９４に記憶させておく。
ステップＳ１０８において、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮよりも大きいと判定（Ｙｅｓ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１１０へ移行する。
【００７９】
一方、ステップＳ１０８において、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮ以下であると判定（Ｎｏ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１１２へ移行する。
ステップＳ１１０では、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢと標準床反力ＦＮとの差が小さくなるように、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を短縮させる直動指令信号を生成する。そして、この生成した直動指令信号を、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介して、伸縮用ドライバ７４へ出力（ステップＳ１１０に示す「両キャスタ装置を短縮」）する。これは、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮよりも大きいとの判定が、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４に荷重がかかりすぎているとの判定に該当するためである。
【００８０】
ステップＳ１１０において直動指令信号を出力した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理のうち、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を短縮させる処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
ステップＳ１１２では、ステップＳ１０２で算出した床反力ＦＦと、ステップＳ１０６で算出した床反力ＦＢを、標準床反力ＦＮ未満であるか否かを判定（ステップＳ１１２に示す「ＦＦ，ＦＢ＜ＦＮ？」）する。
ステップＳ１１２において、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮ未満であると判定（Ｙｅｓ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１１４へ移行する。
【００８１】
一方、ステップＳ１１２において、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮ以上であると判定（Ｎｏ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１１６へ移行する。
ステップＳ１１４では、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢと標準床反力ＦＮとの差が小さくなるように、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を伸長させる直動指令信号を生成する。そして、この生成した直動指令信号を、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介して、伸縮用ドライバ７４へ出力（ステップＳ１１４に示す「両キャスタ装置を伸長」）する。これは、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢが標準床反力ＦＮ未満であるとの判定が、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４が浮いているとの判定に該当するためである。
【００８２】
ステップＳ１１４において直動指令信号を出力した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理のうち、キャスタ装置１６Ｆ及びキャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を伸長させる処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
ステップＳ１１６では、ステップＳ１０２で算出した床反力ＦＦが、ステップＳ１０６で算出した床反力ＦＢを超えているか否かを判定（ステップＳ１１６に示す「ＦＦ＞ＦＢ？」）する。
ステップＳ１１６において、床反力ＦＦが床反力ＦＢを超えていると判定（Ｙｅｓ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１１８へ移行する。
【００８３】
一方、ステップＳ１１６において、床反力ＦＦが床反力ＦＢ以下であると判定（Ｎｏ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１２０へ移行する。
ステップＳ１１８では、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢと標準床反力ＦＮとの差が小さくなるように、キャスタ装置１６Ｆが備えるキャスタ２４を伸長させる直動指令信号を生成する。そして、この生成した直動指令信号を、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介して、伸縮用ドライバ７４へ出力（ステップＳ１１８に示す「前部キャスタ装置を伸長」）する。これは、床反力ＦＦが床反力ＦＢを超えているとの判定が、案内用ロボット１が前傾姿勢または下り坂を走行中であるとの判定に該当するためである。
【００８４】
ステップＳ１１８において直動指令信号を出力した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理のうち、キャスタ装置１６Ｆが備えるキャスタ２４を伸長させる処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
ステップＳ１２０では、ステップＳ１０２で算出した床反力ＦＦが、ステップＳ１０６で算出した床反力ＦＢ未満であるか否かを判定（ステップＳ１２０に示す「ＦＦ＜ＦＢ？」）する。
ステップＳ１２０において、床反力ＦＦが床反力ＦＢ未満であると判定（Ｙｅｓ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理は、ステップＳ１２２へ移行する。
【００８５】
一方、ステップＳ１２０において、床反力ＦＦが床反力ＦＢ以上であると判定（Ｎｏ）すると、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
ステップＳ１２２では、床反力ＦＦ及び床反力ＦＢと標準床反力ＦＮとの差が小さくなるように、キャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を伸長させる直動指令信号を生成する。そして、この生成した直動指令信号を、伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ７８を介して、伸縮用ドライバ７４へ出力（ステップＳ１２２に示す「後部キャスタ装置を伸長」）する。これは、床反力ＦＦが床反力ＦＢ未満であるとの判定が、案内用ロボット１が後傾姿勢または上り坂を走行中であるとの判定に該当するためである。
【００８６】
ステップＳ１２２において直動指令信号を出力した後、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が行う処理のうち、キャスタ装置１６Ｂが備えるキャスタ２４を伸長させる処理を終了し、元の処理へ復帰（「ＲＥＴＵＲＮ」）する。
なお、上記の処理では、直動位置入力Ｉ／Ｆ７６を介して入力される伸縮用アクチュエータ２６の直動位置を参照して、直動指令信号を補正する。ここで、「伸縮用アクチュエータ２６の直動位置を参照」とは、例えば、伸縮用アクチュエータ２６の直動位置に基づくフィードバック制御である。
【００８７】
また、上記の処理では、検出入力値許容手段８８が出力した情報信号に基づき、入力値検出手段１０が出力した情報信号が含む、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを参照して、直動指令信号を補正する。
具体例としては、ｙ軸の軸回りのモーメントＭｙを参照して、直動指令信号を補正する。
これにより、伸縮用アクチュエータ制御手段９４は、六軸力センサが検出した三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、伸縮用アクチュエータ２６の駆動を制御する。
【００８８】
（動作）
次に、図１から図６を参照しつつ、図７及び図８を用いて、本実施形態の動作について説明する。
・案内移動モード
まず、本実施形態の案内用ロボット１を配置した施設内において、基体２、すなわち、案内用ロボット１を、決定した目的地へ移動させる案内移動モードにおける、案内用ロボット１の動作について説明する。なお、以下の説明では、一例として、案内用ロボット１を配置した施設を、美術館とした場合について記載する。
【００８９】
図７は、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作を示すフローチャートである。
図７中に示すフローチャートは、被案内者が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、案内移動モードへの切り換えに関する情報を表示している位置に接触すると開始（図７中に示す「案内移動モード開始」）する。この場合、前提条件として、上述したように、被案内者が把持部８のグリップ部２０を把持した状態で、ｚ軸の方向に付与される力Ｆｚが、予め設定した閾値Ｔａを超えているか（Ｔａ＜Ｆｚ？）否かの判断を行うことが好適である。
ここで、案内移動モードへの切り換えは、移動経路生成手段９０が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して、移動モード切り換え操作部１２が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
【００９０】
次に、ステップＳ２００において、被案内者等が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、目的地を示す情報を表示している部分に接触すると、案内移動モードにおける目的地の入力（ステップＳ２００に示す「目的地入力」）を受ける。なお、被案内者以外に、例えば、美術館の係員等が存在している場合には、この係員が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、目的地を示す情報を表示している部分に接触してもよい。
ここで、案内移動モードにおける目的地の入力は、移動経路生成手段９０が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して、移動モード切り換え操作部１２が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
【００９１】
ステップＳ２００において案内移動モードにおける目的地の入力を受けた後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２０２へ移行する。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００において入力を受けた目的地と、案内用ロボット１の現在位置に基づき、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成（ステップＳ２０２に示す「経路生成」）する。
ここで、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路の生成は、移動経路生成手段９０が、マップ記憶部５６が記憶している地図データから、目的地の位置（座標等）を取得し、さらに、自己位置特定部５８が出力する情報信号から、案内用ロボット１の現在位置を取得して行う。
【００９２】
また、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成すると、移動経路の生成を完了した内容を示す情報信号を、音声出力Ｉ／Ｆ８６を介してスピーカ１４へ出力する。これにより、スピーカ１４から、移動経路の生成を完了した内容を示す音声を出力する。
同様に、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成すると、移動経路の生成を完了した内容を示す情報信号を、映像出力Ｉ／Ｆ８４を介して移動モード切り換え操作部１２へ出力する。これにより、移動モード切り換え操作部１２の操作面に、移動経路の生成を完了した内容を示す画像を表示する。なお、移動モード切り換え操作部１２の操作面に、移動経路の生成を完了した内容を示す画像に加え、案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を表示してもよい。
【００９３】
ステップＳ２０２において案内用ロボット１の現在位置から目的地までの移動経路を生成した後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２０４へ移行する。
ステップＳ２０４では、案内用ロボット１が、ステップＳ２００で入力した目的地に到着しているか否かを判定（ステップＳ２０４に示す「目的地に到着したか？」）する。
ここで、案内用ロボット１が目的地に到着しているか否かの判定は、移動経路生成手段９０が取得した目的地の位置及び案内用ロボット１の現在位置に基づいて行う。
ステップＳ２０４において、案内用ロボット１が目的地に到着していると判定（Ｙｅｓ）すると、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作を終了（図７中に示す「案内移動モード終了」）する。
【００９４】
一方、ステップＳ２０４において、案内用ロボット１が目的地に到着していないと判定（Ｎｏ）すると、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２０６へ移行する。
ステップＳ２０６では、被案内者による把持部８への入力のうち、案内用ロボット１の前進方向（図１中では案内用ロボット１の左方向）への入力（ステップＳ２０６に示す「力入力」）を受ける。
ここで、被案内者による把持部８への入力は、移動用アクチュエータ制御手段９２が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２及び検出入力値許容手段８８を介して、入力値検出手段１０が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
【００９５】
ステップＳ２０６において被案内者による把持部８への入力を受けた後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２０８へ移行する。
ステップＳ２０８では、入力値検出手段１０が検出した入力に基づき、案内用ロボット１の前進速度を算出（ステップＳ２０８に示す「前進速度算出」）する。
ここで、案内用ロボット１の前進速度を算出する際には、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させて、案内用ロボット１の前進速度が増加するように算出する。
【００９６】
ステップＳ２０８において案内用ロボット１の前進速度を算出した後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２１０へ移行する。
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０２で生成した移動経路に基づき、現在位置から目的地へ移動する案内用ロボット１の旋回速度を算出（ステップＳ２１０に示す「経路に倣い旋回速度算出」）する。
ここで、案内用ロボット１の旋回速度を算出する際には、案内用ロボット１の移動速度に応じて、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を制御し、案内用ロボット１の旋回速度が適切な速度となるように算出する。これは、例えば、案内用ロボット１の移動速度が早い場合は、案内用ロボット１の旋回速度が低速となるように算出する。
【００９７】
ステップＳ２１０において案内用ロボット１の旋回速度を算出した後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２１２へ移行する。
ステップＳ２１２では、ステップＳ２０８で算出した案内用ロボット１の前進速度と、ステップＳ２１０で算出した案内用ロボット１の旋回速度に基づき、移動用アクチュエータ６２の駆動を決定する。すなわち、ステップＳ２１２では、移動用アクチュエータ６２を形成するモータの回転速度を決定（ステップＳ２１２に示す「前進速度及び旋回速度から、モータ速度決定」）する。
【００９８】
ステップＳ２１２において移動用アクチュエータ６２の駆動を決定した後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２１４へ移行する。
ステップＳ２１４では、ステップＳ２１２で決定した移動用アクチュエータ６２の駆動に基づき、移動用アクチュエータ６２を駆動させる。すなわち、ステップＳ２１４では、移動用アクチュエータ６２を形成するモータを駆動（ステップＳ２１４に示す「モータ駆動」）させる。これにより、案内用ロボット１を、現在位置から目的地へ向けて移動させる。
【００９９】
ここで、案内用ロボット１の移動時において、移動経路上の曲がり角を通過する場合等、案内用ロボット１を旋回させて進行方向を大きく変化させる位置では、案内用ロボット１の進行方向が大きく変化する内容を示す情報信号を、音声出力Ｉ／Ｆ８６を介してスピーカ１４へ出力する。これは、例えば、案内用ロボット１の進行方向が大きく変化する位置よりも数[ｍ]手前で行うことが好適である。
また、案内用ロボット１の移動時において、障害物検出手段６が出力した情報信号に基づき、案内用ロボット１の移動経路上に対象物（障害物）を検出した場合は、この検出した対象物を回避するように、案内用ロボット１の移動経路を変更する。このとき、案内用ロボット１の移動経路上に対象物（障害物）を検出し、案内用ロボット１の移動経路を変更する内容を示す情報信号を、音声出力Ｉ／Ｆ８６を介してスピーカ１４へ出力する。これは、例えば、案内用ロボット１の移動経路を変更する位置よりも数[ｍ]手前で行うことが好適である。
【０１００】
ステップＳ２１４において移動用アクチュエータ６２を駆動させた後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ２０４へ復帰する。そして、ステップＳ２０６からステップＳ２１４の処理は、ステップＳ２０４において、案内用ロボット１が目的地に到着していると判定されるまで、継続してループする。
なお、案内用ロボット１が目的地へ到着すると、案内用ロボット１が目的地へ到着した内容を示す情報信号を、音声出力Ｉ／Ｆ８６を介してスピーカ１４へ出力する。これにより、スピーカ１４から、案内用ロボット１が目的地へ到着した内容を示す音声を出力して、被案内者へ伝達する。
【０１０１】
・自由移動モード
次に、基体２、すなわち、案内用ロボット１を、把持部８への入力に応じた方向へ移動させる自由移動モードにおける、案内用ロボット１の動作について説明する。
図８は、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作を示すフローチャートである。
図８中に示すフローチャートは、被案内者が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、自由移動モードへの切り換えに関する情報を表示している位置に接触すると開始（図８中に示す「自由移動モード開始」）する。この場合、前提条件として、上述した案内移動モードと同様、被案内者が把持部８のグリップ部２０を把持した状態で、ｚ軸の方向に付与される力Ｆｚが、予め設定した閾値Ｔａを超えているか（Ｔａ＜Ｆｚ？）否かの判断を行うことが好適である。
ここで、自由移動モードへの切り換えは、移動経路生成手段９０が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２を介して、移動モード切り換え操作部１２が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
【０１０２】
次に、ステップＳ３００において、被案内者による把持部８への入力（ステップＳ３００に示す「力入力」）を受ける。
ここで、被案内者による把持部８への入力は、移動用アクチュエータ制御手段９２が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２及び検出入力値許容手段８８を介して、入力値検出手段１０が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
ステップＳ３００において被案内者による把持部８への入力を受けた後、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ３０２へ移行する。
【０１０３】
ステップＳ３０２では、入力値検出手段１０が検出した入力に基づき、案内用ロボット１の前進速度と旋回速度を算出（ステップＳ３０２に示す「前進速度及び旋回速度算出」）する。
ここで、案内用ロボット１の前進速度を算出する際には、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させて、案内用ロボット１の前進速度が増加するように算出する。
本実施形態では、案内用ロボット１の前進速度を算出する際に、三軸の方向に付与される力のうち、ｙ軸方向に付与される力Ｆｙを参照する。
【０１０４】
また、案内用ロボット１の旋回速度を算出する際には、案内用ロボット１の移動速度に応じて、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を制御し、案内用ロボット１の旋回速度が適切な速度となるように算出する。
本実施形態では、案内用ロボット１の旋回速度を算出する際に、三軸の軸回りのモーメントのうち、ｚ軸回りのモーメントＭｚを参照する。
ステップＳ３０２において案内用ロボット１の前進速度及び旋回速度を算出した後、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ３０４へ移行する。
【０１０５】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で算出した案内用ロボット１の前進速度及び旋回速度に基づき、移動用アクチュエータ６２の駆動を決定する。すなわち、ステップＳ３０４では、移動用アクチュエータ６２を形成するモータの回転速度を決定（ステップＳ３０４に示す「前進速度及び旋回速度から、モータ速度決定」）する。
ステップＳ３０４において移動用アクチュエータ６２の駆動を決定した後、案内移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ３０６へ移行する。
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４で決定した移動用アクチュエータ６２の駆動に基づき、移動用アクチュエータ６２を駆動させる。すなわち、ステップＳ３０６では、移動用アクチュエータ６２を形成するモータを駆動（ステップＳ３０６に示す「モータ駆動」）させる。これにより、案内用ロボット１を、被案内者による把持部８への入力に応じた方向へ移動させる。
【０１０６】
ここで、案内用ロボット１の移動時において、障害物検出手段６が出力した情報信号に基づき、案内用ロボット１の移動経路上に対象物（障害物）を検出した場合は、案内用ロボット１の移動速度を減少させる。これに加え、案内用ロボット１の移動経路上に対象物（障害物）を検出した内容を示す情報信号を、音声出力Ｉ／Ｆ８６を介してスピーカ１４へ出力する。これは、例えば、案内用ロボット１の移動速度を減少させる位置よりも数[ｍ]手前で行うことが好適である。
【０１０７】
ステップＳ３０６において移動用アクチュエータ６２を駆動させた後、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ３０８へ移行する。
ステップＳ３０８では、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力であるか否かを判定（ステップＳ３０８に示す「移動希望入力があるか？」）する。
ここで、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力であるか否かの判定は、移動用アクチュエータ制御手段９２が、センサ信号入力Ｉ／Ｆ８２及び検出入力値許容手段８８を介して、入力値検出手段１０が出力した情報信号の入力を受けることにより行う。
【０１０８】
また、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力であるか否かの判定は、例えば、自由移動モードを開始した際に閾値Ｔａを超えていた力Ｆｚが、閾値Ｔａ以下に減少している場合に、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力ではないと判定する。また、力Ｆｚが閾値Ｔａを超えている状態であっても、例えば、案内用ロボット１の前進速度を算出する際に参照する力Ｆｙや、案内用ロボット１の旋回速度を算出する際に参照する力Ｆｘが、「０」または略「０」である場合は、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力ではないと判定する。
【０１０９】
ステップＳ３０８において、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力であると判定（Ｙｅｓ）すると、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作は、ステップＳ３００へ復帰する。
一方、ステップＳ３０８において、被案内者による把持部８への入力が、案内用ロボット１の移動を希望する強さの入力ではないと判定（Ｎｏ）すると、自由移動モードにおける案内用ロボット１の動作を終了（図８中に示す「自由移動モード終了」）する。
【０１１０】
・案内移動モードと自由移動モードとの切り換え
次に、図１から図８を参照して、本実施形態の案内用ロボット１を配置した施設内において、案内用ロボット１の移動モードを、上述した案内移動モードまたは自由移動モードに切り換える場合の、案内用ロボット１の動作について説明する。
まず、案内用ロボット１の移動モードを、案内移動モードから自由移動モードへ切り換える場合の、案内用ロボット１の動作について説明する。これは、例えば、案内用ロボット１の移動モードを案内移動モードへ切り換えた位置から目的地へ移動する間に、被案内者が、美術館内において目的地以外に展示されている他の展示物を見学する場合である。
案内用ロボット１の移動モードを案内移動モードに切り換えている状態では、上述したように、図７中に示すフローチャートに倣い、案内用ロボット１が現在位置から目的地へ移動する（図１から図７参照）。
【０１１１】
そして、目的地へ移動中の案内用ロボット１に対し、把持部８を把持している被案内者が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、自由移動モードへの切り換えに関する情報を表示している位置に接触すると、案内用ロボット１の移動モードが、案内移動モードから自由移動モードに切り換わる。
このとき、案内用ロボット１の動作は、図７中に示すフローチャート中のどのステップ（Ｓ２００〜Ｓ２１４）を行っている状態であっても、強制的に図８中に示すフローチャートへ切り換わり、ステップＳ３００から、自由移動モードの動作を開始する。
案内用ロボット１の移動モードを自由移動モードに切り換えている状態では、上述したように、図８中に示すフローチャートに倣い、案内用ロボット１は、被案内者の入力に応じた方向へ移動する（図１から図６及び図８参照）。
【０１１２】
そして、被案内者の入力に応じた方向へ移動する案内用ロボット１に対し、把持部８を把持している被案内者が、移動モード切り換え操作部１２の操作面のうち、案内移動モードへの切り換えに関する情報を表示している位置に接触すると、案内用ロボット１の移動モードが、自由移動モードから案内移動モードに切り換わる。
このとき、案内用ロボット１の動作は、図８中に示すフローチャート中のどのステップ（Ｓ３００〜Ｓ３０８）を行っている状態であっても、強制的に図７中に示すフローチャートへ切り換わり、ステップＳ２００から、案内移動モードの動作を開始する。
【０１１３】
（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が、入力値検出手段１０が検出した被案内者による把持部８への入力に応じて、基体２の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
このため、案内用ロボット１の一部を把持している被案内者による、把持部８への入力に応じて、基体２を移動させて、案内用ロボット１を移動させることが可能となる。
【０１１４】
その結果、被案内者と案内用ロボット１が離れることを防止することが可能となり、案内用ロボットの一部を把持している被案内者を、把持部８への入力に応じて、目的地へ確実に案内することが可能となる。
また、被案内者が把持部８を把持している状態で、案内用ロボット１を移動させるため、被案内者が視覚障害者や聴覚障害者であっても、被案内者を、目的地へ確実に案内することが可能となる。
さらに、被案内者は、案内用ロボット１が移動した位置を通過して移動することとなるため、被案内者を、目的地へ安全に案内することが可能となる。
【０１１５】
（２）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させる。
このため、被案内者による把持部８への入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させて、案内用ロボット１の移動速度を増加させることが可能となる。
その結果、把持部８、すなわち、案内用ロボット１の一部を把持している被案内者からの入力の強さに応じて、案内用ロボット１の移動速度を制御することが可能となる。このため、案内用ロボット１の移動速度を、被案内者の移動速度に応じた速度に制御することが可能となり、被案内者を、目的地へ効率的に案内することが可能となる。
【０１１６】
（３）本実施形態の案内用ロボット１では、入力値検出手段１０が、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサとする。
このため、一つの六軸力センサにより、被案内者による把持部８への入力を、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントとして、それぞれ検出することが可能となる。
その結果、従来では、二つの三軸センサにより検出していた、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントを、それぞれ、一つの六軸力センサにより検出することが可能となる。
【０１１７】
また、六軸力センサにより、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントを検出することが可能となるため、三軸センサと比較して、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する際に用いる入力等、検出する入力の自由度が多い。
このため、上述したように、一つの六軸力センサを用いて、検出入力値許容手段８８を、案内用ロボット１のデッドマンスイッチとして機能させることが可能となる。
【０１１８】
（４）本実施形態の案内用ロボット１では、伸縮用アクチュエータ制御手段９４が、六軸力センサが検出した三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、伸縮用アクチュエータ２６の駆動を制御する。
このため、六軸力センサが検出した、三軸の方向に付与される力及び三軸の軸回りのモーメントのうち少なくとも一つに応じて、キャスタ２４が形成する伸縮部を伸縮させて、基体２と平衡用車輪３０との距離を変化させることが可能となる。これは、六軸力センサが、三軸センサと比較して、検出可能な入力（軸の方向に付与される力及び軸の軸回りのモーメント）の自由度に余裕があるためである。
その結果、六軸力センサが検出した値に応じて、案内用ロボット１の傾斜を抑制することが可能となるため、案内用ロボット１の安定性を向上させて、案内用ロボット１の安全性を向上させることが可能となる。
【０１１９】
（５）本実施形態の案内用ロボット１では、案内移動モードと自由移動モードとを切り換える移動モード切り換え操作部１２を、被案内者の手が、把持部８を把持するとともに案内移動モードまたは自由移動モードへの切り換え操作が可能な位置へ配置する。
このため、被案内者が、把持部８への入力とともに、案内用ロボット１を移動させる移動モードの切り換え操作を行うことが可能となる。
【０１２０】
その結果、被案内者が移動モード切り換え操作部１２を把持することなく、移動モードの切り換え操作を行うことが可能となるため、被案内者は、把持部８を介した入力と、移動モード切り換え操作部１２の操作面に表示された情報の確認を、同時に行うことが可能となる。これにより、移動モード切り換え操作部１２の操作面が、被案内者の手等で隠されることがないため、移動モード切り換え操作部１２の操作面に表示された情報を記憶する必要がなくなる。
また、被案内者が把持部８を把持した状態で、案内用ロボット１を移動させる移動モードの切り換え操作を行うことが可能となるため、目的地への案内中において、被案内者が把持部８を把持した状態で、一時的な目的地の変更や、目的地を定めない自由な移動を行うことが可能となる。
【０１２１】
（６）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ６２をモータとし、案内用ロボット１の構成を、基体２を支持し、且つモータが発生する駆動力により回転する移動用車輪４を備える構成とする。
このため、被案内者による把持部８への入力に応じて、モータが発生する駆動力により移動用車輪４を回転させて基体２を移動可能な、案内用ロボット１を形成することが可能となる。
その結果、被案内者による把持部８への入力に応じて、施設内において地上を移動する案内用ロボット１を、一般的な構成要件であるモータと車輪を用いて、容易に形成することが可能となる。
【０１２２】
（７）本実施形態の案内用ロボット１の制御方法では、基体２を移動可能な駆動力を発生する移動用アクチュエータ６２の駆動を、基体２へ取り付けられた把持部８への入力を検出する入力値検出手段１０が検出した入力に応じて基体２の目標速度を算出し、この算出した目標速度で基体２が移動するように制御する。
このため、案内用ロボット１の一部を把持している被案内者による、把持部８への入力に応じて、基体２を移動させて、案内用ロボット１を移動させることが可能となる。
その結果、被案内者と案内用ロボット１が離れることを防止することが可能となり、案内用ロボットの一部を把持している被案内者を、把持部８への入力に応じて、目的地へ確実に案内することが可能となる。
【０１２３】
また、被案内者が把持部８を把持している状態で、案内用ロボット１を移動させるため、被案内者が視覚障害者や聴覚障害者であっても、被案内者を、目的地へ確実に案内することが可能となる。
さらに、被案内者は、案内用ロボット１が移動した位置を通過して移動することとなるため、被案内者を、目的地へ安全に案内することが可能となる。
【０１２４】
（８）本実施形態の案内用ロボット１の制御方法では、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させる。
このため、被案内者による把持部８への入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させて、案内用ロボット１の移動速度を増加させることが可能となる。
その結果、把持部８、すなわち、案内用ロボット１の一部を把持している被案内者からの入力の強さに応じて、案内用ロボット１の移動速度を制御することが可能となる。このため、案内用ロボット１の移動速度を、被案内者の移動速度に応じた速度に制御することが可能となり、被案内者を、目的地へ効率的に案内することが可能となる。
【０１２５】
（応用例）
以下、本実施形態の応用例を列挙する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させたが、これに限定するものではない。すなわち、移動用アクチュエータ制御手段９２が、入力値検出手段１０が検出した入力の大きさに因らず、入力の有無及び方向のみを参照して、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を制御してもよい。
【０１２６】
（２）本実施形態の案内用ロボット１では、入力値検出手段１０を六軸力センサとしたが、これに限定するものではなく、入力値検出手段１０を三軸センサとしてもよい。
（３）本実施形態の案内用ロボット１では、キャスタ装置１６を備える構成としたが、これに限定するものではなく、キャスタ装置１６を備えていない構成としてもよい。この場合、伸縮用アクチュエータ２６及び伸縮用アクチュエータ制御手段９４を備えない構成とする。
（４）本実施形態の案内用ロボット１では、案内移動モードと自由移動モードとを切り換える移動モード切り換え操作部１２を備える構成としたが、これに限定するものではなく、移動モード切り換え操作部１２を備えていない構成としてもよい。この場合、案内用ロボット１の移動モードを、案内移動モードまたは自由移動モードに固定する。
【０１２７】
（５）本実施形態の案内用ロボット１では、案内移動モードと自由移動モードとを、移動モード切り換え操作部１２を操作することにより切り換える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、被案内者の音声を取得可能なマイクロフォンを基体２に備え、音声認識が可能な演算部をＣＰＵ６０に備えた構成とすることにより、被案内者が発生する音声に応じて、案内移動モードと自由移動モードとの切り換えや、目的地の設定を行う構成としてもよい。
【０１２８】
（６）本実施形態の案内用ロボット１では、自由移動モードにおいて案内用ロボット１の前進速度を算出する際に、ｙ軸方向に付与される力Ｆｙを参照したが、これに限定するものではない。すなわち、ｙ軸方向に付与される力Ｆｙ以外に、三軸の軸回りのモーメントのうち、ｘ軸回りのモーメントＭｘを参照して、案内用ロボット１の前進速度を算出してもよい。
この場合、例えば、被案内者が腕に障害を持ち、把持部８を押す動作は困難であるが、把持部８を捻る動作は容易である場合に、案内用ロボット１の前進速度を、把持部８を捻る力に応じた速度に制御することが可能となる。
【０１２９】
（７）本実施形態の案内用ロボット１では、自由移動モードにおいて案内用ロボット１の旋回速度を算出する際に、ｚ軸回りのモーメントＭｚを参照したが、これに限定するものではない。すなわち、ｚ軸回りのモーメントＭｚ以外に、三軸の方向に付与される力のうち、ｘ軸方向に付与される力Ｆｘや、三軸の軸回りのモーメントのうち、ｙ軸回りのモーメントＭｙを参照して、案内用ロボット１の旋回速度を算出してもよい。
この場合、例えば、被案内者が腕に障害を持ち、把持部８を押す動作は困難であるが、把持部８を捻る動作は容易である場合に、案内用ロボット１の旋回速度を、把持部８を捻る力に応じた速度に制御することが可能となる。
【０１３０】
（８）本実施形態の案内用ロボット１では、基体２の下面において、それぞれ、側面視で移動用車輪４よりも前方及び後方へ配置した、二つのキャスタ装置１６を備える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、基体２の下面において、それぞれ、側面視で移動用車輪４よりも前方及び後方へ配置した、二つのキャスタ装置１６に加え、移動用車輪４を形成する左側移動用車輪及び右側移動用車輪に、それぞれ、キャスタ装置１６を備えた構成としてもよい。
（９）本実施形態の案内用ロボット１の制御方法では、入力値検出手段１０が検出した入力が大きいほど、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を増加させたが、これに限定するものではない。すなわち、入力値検出手段１０が検出した入力の大きさに因らず、入力の有無及び方向のみを参照して、移動用アクチュエータ６２が発生する駆動力を制御してもよい。
【０１３１】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図５を参照して、本実施形態の案内用ロボットの構成を説明する。
本実施形態の案内用ロボット１は、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を除き、上述した第一実施形態と同様の構成となっている。このため、以下の説明は、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を中心に記載する。
【０１３２】
本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号の生成において、案内用ロボット１の目標速度（目標移動速度、目標旋回速度）を、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて補正する。これにより、移動用アクチュエータ制御手段９２は、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
【０１３３】
すなわち、本実施形態の案内用ロボット１では、前進方向を正とした場合に、案内用ロボット１の速度をＶ[ｍ／ｓ]とし、案内用ロボット１の仮想質量をＭと設定し、案内用ロボット１の前進方向の粘性係数をＳｙ[Ｎ／（ｍ／ｓ）]と設定する。これに加え、ｙ軸方向に付与される力Ｆｙ（図５のステップＳ１２参照）を用いて、案内用ロボット１の速度Ｖを、以下の式（７）により補正する。これにより、案内用ロボット１の挙動に、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項と、被案内者による把持部８への入力を反映させる。
【０１３４】
【数３】
2010271911.tif 000005
【０１３５】
また、本実施形態の案内用ロボット１では、右旋回を正とした場合に、案内用ロボット１の旋回速度をＲ[ｒａｄ／ｓ]とし、案内用ロボット１の仮想質量をＭ、ｚ軸回りの仮想モーメントをＩｒｚと設定し、案内用ロボット１の旋回方向の粘性係数をＳｒｚ[Ｎｍ／（ｒａｄ／ｓ）]と設定する。これに加え、ｚ軸回りのモーメントＭｚ（図５のステップＳ１４参照）を用いて、案内用ロボット１の旋回速度Ｒを、以下の式（８）により補正する。これにより、案内用ロボット１の挙動に、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項と、被案内者による把持部８への入力を反映させる。
【０１３６】
【数４】
2010271911.tif 000006
【０１３７】
したがって、本実施形態の案内用ロボット１の制御方法は、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する制御方法である。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【０１３８】
（動作）
次に、図１から図５及び図７と図８を参照して、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態における案内用ロボット１の動作は、案内用ロボット１の案内移動モードに関わらず、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する点のみが、上述した第一実施形態の動作と異なる。
すなわち、本実施形態における案内用ロボット１は、被案内者が把持部８から手を滑らせた場合等、被案内者が把持部８を把持している状態から、被案内者が把持部８を把持していない状態へと移行した際に、上述した式（７）及び（８）により、案内用ロボット１の移動速度及び旋回速度が補正される。
【０１３９】
したがって、本実施形態では、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度及び旋回速度が、粘性項に応じて緩やかに減少し、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
【０１４０】
（第二実施形態の効果）
以下、本実施形態の案内用ロボット１の効果を列挙する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が、基体２の移動速度に応じた粘性項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
このため、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。
【０１４１】
また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となるため、被案内者による把持部８への入力が無い状態において、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
その結果、案内用ロボット１の使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【０１４２】
（２）本実施形態の案内用ロボット１の制御方法では、基体２の移動速度に応じた粘性項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
このため、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。
また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度を、粘性項に応じて緩やかに減少させることが可能となるため、被案内者による把持部８への入力が無い状態において、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
その結果、案内用ロボット１の使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【０１４３】
（応用例）
以下、本実施形態の応用例を記載する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、モータ指令信号の生成において、案内用ロボット１の移動速度及び旋回速度を、基体２の移動速度に応じた粘性項を用いて補正したが、これに限定するものではない。すなわち、モータ指令信号の生成において、案内用ロボット１の移動速度及び旋回速度のうち一方のみを、基体２の移動速度に応じた粘性項を用いて補正してもよい。
【０１４４】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図５を参照して、本実施形態の案内用ロボットの構成を説明する。
本実施形態の案内用ロボット１は、特に図示しないが、上述した第一及び第二実施形態と異なり、案内用ロボット１の前後方向への移動及び旋回に加え、案内用ロボット１の左右方向への移動が可能な構成となっている。これは、例えば、四辺形の頂点にそれぞれ配置した四つの駆動用車輪が、独立して旋回可能な構成の全方向移動台車を用いて形成する。なお、以下の説明は、案内用ロボット１を、上記の全方向移動台車を用いて形成した場合について説明する。
【０１４５】
すなわち、本実施形態の案内用ロボット１は、上述した第一及び第二実施形態のような、前進速度及び旋回速度の二自由度の移動ではなく、前進速度及び旋回速度と、左右速度の三自由度の移動を行う。
これに伴い、本実施形態の案内用ロボット１は、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理が、上述した第一及び第二実施形態と異なっている。
【０１４６】
以下、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を説明する。
本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理において、把持部８への入力Ｆと、案内用ロボット１の仮想慣性Ｉを用いて、案内用ロボット１の移動速度Ｖ[ｍ／ｓ]を算出する。そして、この算出した移動速度Ｖを実現するように、モータ指令信号を生成する処理を行う。
【０１４７】
ここで、把持部８への入力Ｆは、以下の式（９）で定義する。
Ｆ＝[Ｆｘ  Ｆｙ  Ｆｚ  Ｍｘ  Ｍｙ  Ｍｚ]Ｔ  …  （９）
また、案内用ロボット１の仮想慣性Ｉは、以下の式（１０）で定義する。
Ｉ＝[Ｉｘ  Ｉｙ  Ｉｚ  Ｉｒｘ  Ｉｒｙ  Ｉｒｚ]Ｔ  …  （１０）
そして、案内用ロボット１の移動速度Ｖは、以下の式（１１）で定義する。
Ｖ＝[Ｖｘ  Ｖｙ  Ｖｚ  Ｒｘ  Ｒｙ  Ｒｚ]Ｔ  …  （１１）
以上のように、把持部８への入力Ｆ、案内用ロボット１の仮想慣性Ｉ、案内用ロボット１の移動速度Ｖを定義すると、案内用ロボット１の移動速度Ｖは、以下の式（１２）により算出される。
【０１４８】
【数５】
2010271911.tif 000007
【０１４９】
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
（動作）
次に、図１から図５及び図７と図８を参照して、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態における案内用ロボット１の動作は、案内用ロボット１の案内移動モードに関わらず、案内用ロボット１の前進速度及び旋回速度と、左右速度を算出して、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する点のみが、上述した第一及び第二実施形態の動作と異なる。
【０１５０】
（第三実施形態の効果）
以下、本実施形態の案内用ロボット１の効果を記載する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、前後方向への移動及び旋回に加え、左右方向への移動が可能な構成の案内用ロボット１に対し、案内用ロボット１の前進速度及び旋回速度と、左右速度を算出して、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
これは、六軸力センサを用いて、互いに直交する三軸の方向に付与される力、及び三軸の軸回りのモーメントを検出することにより、被案内者による把持部８への入力を、案内用ロボット１の三次元動作に用いるためである。
その結果、上述した第一及び第二実施形態の案内用ロボット１と比較して、動作の自由度が向上しており、円滑な移動が可能となるため、前後方向及び旋回方向の二自由度の移動に限定されず、案内用ロボット１の使用条件を拡大することが可能となる。
【０１５１】
（応用例）
以下、本実施形態の応用例を列挙する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、案内用ロボット１を、四辺形の頂点にそれぞれ配置した四つの駆動用車輪が、独立して旋回可能な構成の全方向移動台車を用いて形成したが、案内用ロボット１の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、案内用ロボット１を、例えば、互いに直交する三軸の方向に推力を発生可能なスクリューやハイドロジェット装置等を備える構成とし、水中において六自由度の移動が可能な構成としてもよい。
また、案内用ロボット１を、例えば、互いに直交する三軸の方向に推力を発生可能なホバー噴射装等を備える構成とし、空中において六自由度の移動が可能な構成としてもよい。
【０１５２】
（２）本実施形態の案内用ロボット１では、把持部８への入力Ｆ、案内用ロボット１の仮想慣性Ｉを用い、上述した式（１２）により案内用ロボット１の移動速度Ｖを算出したが、これに限定するものではない。すなわち、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて、案内用ロボット１の移動速度Ｖを補正してもよい。
この場合、粘性係数Ｓを、以下の式（１３）で定義する。
Ｓ＝[Ｓｘ  Ｓｙ  Ｓｚ  Ｓｒｘ  Ｓｒｙ  Ｓｒｚ]  …  （１３）
そして、案内用ロボット１の移動速度Ｖを、以下の式（１４）により算出する。
【０１５３】
【数６】
2010271911.tif 000008
【０１５４】
このように、案内用ロボット１の移動速度に応じた粘性項を用いて、案内用ロボット１の移動速度Ｖを補正することにより、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。また、被案内者による把持部８への入力が無い状態において、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。このため、案内用ロボット１の使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【０１５５】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図５を参照して、本実施形態の案内用ロボットの構成を説明する。
本実施形態の案内用ロボット１は、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を除き、上述した第三実施形態と同様の構成となっている。このため、以下の説明は、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を中心に記載する。
【０１５６】
本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号の生成において、案内用ロボット１の目標速度（目標移動速度、目標旋回速度）を、案内用ロボット１の移動速度に応じた摩擦項を用いて補正する。これにより、移動用アクチュエータ制御手段９２は、案内用ロボット１の移動速度に応じた摩擦項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
【０１５７】
以下、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理を説明する。
本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が行う、モータ指令信号を生成する処理において、把持部８への入力Ｆと、案内用ロボット１の仮想慣性Ｉと、案内用ロボット１の前進方向の粘性係数Ｓと、案内用ロボット１の仮想質量Ｍと、案内用ロボット１の摩擦係数μを用いて、案内用ロボット１の移動速度Ｖを算出する。そして、この算出した移動速度Ｖを実現するように、モータ指令信号を生成する処理を行う。
【０１５８】
ここで、案内用ロボット１の摩擦係数μは、以下の式（１５）で定義する。
μ＝[μｘ（Ｖｘ）  μｙ（Ｖｙ）  μｚ（Ｖｚ）  μｒｘ（Ｒｘ）  μｒｙ（Ｒｙ）  μｒｚ（Ｒｚ）]Ｔ  …  （１５）
なお、案内用ロボット１の摩擦係数μは、案内用ロボット１の速度に応じて、案内用ロボット１の停止時に発生する静止摩擦と、案内用ロボット１の移動時に発生する動摩擦に切り換える。
以上のように、案内用ロボット１の摩擦係数μを定義すると、案内用ロボット１の移動速度Ｖは、以下の式（１６）により算出される。
【０１５９】
【数７】
2010271911.tif 000009
【０１６０】
したがって、本実施形態の案内用ロボット１の制御方法は、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動速度に応じた摩擦項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する制御方法である。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【０１６１】
（動作）
次に、図１から図５及び図７と図８を参照して、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態における案内用ロボット１の動作は、案内用ロボット１の案内移動モードに関わらず、案内用ロボット１に移動速度に応じた摩擦項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する点のみが、上述した第一実施形態の動作と異なる。
【０１６２】
すなわち、本実施形態における案内用ロボット１は、被案内者が把持部８から手を滑らせた場合等、被案内者が把持部８を把持している状態から、被案内者が把持部８を把持していない状態へと移行した際に、上述した式（１５）及び（１６）により、案内用ロボット１の移動速度が補正される。
したがって、本実施形態では、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度が、摩擦項に応じて緩やかに減少し、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
【０１６３】
（第四実施形態の効果）
以下、本実施形態の案内用ロボット１の効果を列挙する。
（１）本実施形態の案内用ロボット１では、移動用アクチュエータ制御手段９２が、基体２の移動速度に応じた摩擦項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
このため、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。
また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となるため、被案内者による把持部８への入力が無い状態において、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
その結果、案内用ロボット１の使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【０１６４】
（２）本実施形態の案内用ロボット１の制御方法では、基体２の移動速度に応じた摩擦項を用いて目標速度を補正し、この補正した目標速度で基体２が移動するように、移動用アクチュエータ６２の駆動を制御する。
このため、基体２、すなわち、案内用ロボット１の移動時に、案内用ロボット１の移動速度が急激に変化することを抑制することが可能となる。
また、被案内者による把持部８への入力が無い状態では、案内用ロボット１の移動速度を、摩擦項に応じて緩やかに減少させることが可能となるため、被案内者による把持部８への入力が無い状態において、案内用ロボット１の動作が停止しない状態の発生を防止することが可能となる。
その結果、案内用ロボット１の使用時における安全性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１６５】
１    案内用ロボット
２    基体
４    移動用車輪
６    障害物検出手段
８    把持部
１０  入力値検出手段
１２  移動モード切り換え操作部
１４  スピーカ
１６  キャスタ装置
１８  フレーム部
２０  グリップ部
２４  キャスタ
２６  伸縮用アクチュエータ
２８  床反力検出部
３０  平衡用車輪
３４  キャスタ支持軸
５２  移動制御機構
５４  平衡制御機構
５６  マップ記憶部
５８  自己位置特定部
６０  ＣＰＵ
６２  移動用アクチュエータ
６４  移動用エンコーダ
６６  移動用ドライバ
６８  回転角度位置入力Ｉ／Ｆ
７０  移動指令信号出力Ｉ／Ｆ
７２  伸縮用エンコーダ
７４  伸縮用ドライバ
７６  直動位置入力Ｉ／Ｆ
７８  伸縮指令信号出力Ｉ／Ｆ
８０  経路生成データ入力Ｉ／Ｆ
８２  センサ信号入力Ｉ／Ｆ
８４  映像出力Ｉ／Ｆ
８６  音声出力Ｉ／Ｆ
８８  検出入力値許容手段
９０  移動経路生成手段
９２  移動用アクチュエータ制御手段
９４  伸縮用アクチュエータ制御手段
【図１】
2010271911.tif 000010
【図２】
2010271911.tif 000011
【図３】
2010271911.tif 000012
【図４】
2010271911.tif 000013
【図５】
2010271911.tif 000014
【図６】
2010271911.tif 000015
【図７】
2010271911.tif 000016
【図８】
2010271911.tif 000017