(57)【要約】【課題】簡易な構成で安全性を向上させることができる倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供すること。【解決手段】倒立二輪車１は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う。また、倒立二輪車１は、路面上に形成された凹凸状部を検出する検出手段と、検出手段により検出された凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する制御手段と、を備えている。さらに、検出手段は、車両上下方向の加速度を検出する加速度センサ６と、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、凹凸状部の位置、及び／又は形状を検出する凹凸検出部５１と、を有している。【選択図】図２
2011131620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車であって、
路面上に形成された凹凸状部を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項２】
請求項１記載の倒立二輪車であって、
前記検出手段は、
車両上下方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の位置、及び／又は形状を検出する凹凸検出部と、を有する、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項３】
請求項１又は２記載の倒立二輪車であって、
前記凹凸検出部は、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の数、高さ、幅、及び周波数のうち少なくとも１つを算出する、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の倒立二輪車であって、
前記制御手段は、前記検出手段により前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、及び、目標位置へ誘導する制御、のうち少なくとも１つを行う、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の倒立二輪車であって、
前記制御手段は、
（ａ）前記検出手段により第１の前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、
（ｂ）前記検出手段により前記第１の凹凸状部が検出された後、第２の前記凹凸状部が検出されたとき、車両を停止させる制御を行う、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の倒立二輪車であって、
前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、警告を行う警告手段を更に備える、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の倒立二輪車であって、
搭乗者の重心移動によって前記走行操作が行われ、
前記制御手段は、前記路面上に形成された凹凸状部によって区画された所定領域内を訓練走行させる制御を行う、ことを特徴とする倒立二輪車。
【請求項８】
搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御方法であって、
路面上に形成された凹凸状部を検出する工程と、
前記検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする倒立二輪車の制御方法。
【請求項９】
搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御プログラムであって、
路面上に形成された凹凸状部を検出する処理と、
前記検出された凹凸状部に応じて車両の移動を制御する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ジャイロセンサや加速度センサなどの検出信号から自己の姿勢情報を検出して、倒立制御等を行うことにより、自己の姿勢を維持するように車輪の回転を制御する移動体が開発されている。例えば、人間を搭乗させて走行する倒立二輪車であって、回転センサにより車輪の回転情報を検出し、検出した回転情報に基づいて、倒立制御を行いつつ所望の走行を行う倒立二輪車が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１５６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に示す倒立二輪車を、例えば訓練等を目的として安全な領域内で走行させる場合が想定される。この場合、倒立二輪車は、回転センサにより検出された各車輪の回転情報に基づいて車両の移動量を積算し、その位置を算出する。このため、各移動量の誤差が累積した場合、車両がその領域から外れるなどの可能性があり、安全性の低下が懸念される。一方で、外部センサ等により、倒立二輪車の位置を検出した場合、位置の検出精度は向上するが、システム構成が複雑となりコスト増加に繋がる虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で安全性を向上させることができる倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車であって、路面上に形成された凹凸状部を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする倒立二輪車である。
【０００７】
この一態様において、前記検出手段は、車両上下方向の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の位置、及び／又は形状を検出する凹凸検出部と、を有していてもよい。
【０００８】
また、この一態様において、前記凹凸検出部は、前記加速度センサにより検出された前記車両上下方向の加速度に基づいて、前記凹凸状部の数、高さ、幅、及び周波数のうち少なくとも１つを算出してもよい。
【０００９】
さらに、この一態様において、前記制御手段は、前記検出手段により前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、及び、目標位置へ誘導する制御、のうち少なくと１つを行ってもよい。
【００１０】
さらにまた、この一態様において、前記制御手段は、（ａ）前記検出手段により第１の前記凹凸状部が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、（ｂ）前記検出手段により前記第１の凹凸状部が検出された後、第２の前記凹凸状部が検出されたとき、車両を停止させる制御を行ってもよい。
【００１１】
さらにまた、この一態様において、前記検出手段により検出された前記凹凸状部に応じて、警告を行う警告手段を更に備えていてもよい。
【００１２】
なお、この一態様において、搭乗者の重心移動によって前記走行操作が行われ、前記制御手段は、前記路面上に形成された凹凸状部によって区画された所定領域内を訓練走行させる制御を行ってもよい。
【００１３】
他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御方法であって、路面上に形成された凹凸状部を検出する工程と、前記検出された前記凹凸状部に応じて、車両の移動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする倒立二輪車の制御方法であってもよい。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う倒立二輪車の制御プログラムであって、路面上に形成された凹凸状部を検出する処理と、前記検出された凹凸状部に応じて車両の移動を制御する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラムであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構成で安全性を向上させることができる倒立二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】路面に形成された凹状部又は凸状部で区画された所定領域の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る倒立二輪車の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る倒立二輪車の概略的な構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図５】路面上の凸状部を倒立二輪車が走行する状態の一例を示す側面図である。
【図６】路面上の凸状部を倒立二輪車が走行した際に加速度センサにより検出された車両上下方向の加速度の一例を示す図である。
【図７】第１の凸状部Ｓ１と第２の凸状部Ｓ２との間に第３の凸状部Ｓ３を形成した一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について、説明する。本実施の形態１に係る倒立二輪車１は、例えば、図１に示すように、路面に形成された凹状部又は凸状部Ｓｎ（ｎ＝１〜ｋ）で区画された所定領域Ｓ内を、搭乗者の走行操作に応じて倒立状態を維持しつつ所望の走行を行うことができる。
【００１８】
ここで、所定領域Ｓは、例えば、その領域内で倒立二輪車１を走行させて、バランス訓練、機能訓練、リハビリ訓練等を行うための訓練領域となっている。このように、訓練領域を路面の凹状部又は凸状部Ｓｎで区画することで、その区画領域内で安全に訓練を行うことができる。また、所定領域Ｓは、例えば、路面上に略円形状のペイントが施され、このペイントにより路面上に、倒立二輪車１が乗り越えられる程度の高さの凸状部Ｓｎが形成されているが、これに限らず、例えば、凹状部が多角形状、楕円形状等に形成されていてもよく、任意の形状及び形成方法であってもよい。
【００１９】
図２は、本実施の形態１に係る倒立二輪車の概略的なシステム構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態１に係る倒立二輪車の概略的な構成を示す正面図である。本実施の形態１に係る倒立二輪車１は、姿勢センサ２と、回転センサ３と、一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒと、制御装置５と、加速度センサ６と、を備えている。
【００２０】
倒立二輪車１は、例えば、搭乗者が車両本体１６に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として構成されている。また、この倒立二輪車１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。制御装置５は、例えば、路面上に形成された凹状部又は凸状部Ｓｎによって区画された所定領域Ｓ内において、倒立二輪車１が訓練走行を行うように制御を行う。
【００２１】
姿勢センサ２は、倒立二輪車１の車両本体１６のピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度、ロール角度、ロール角速度、ロール角加速度等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ２は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車両本体１６のピッチ角度（傾斜角度）を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車両本体１６（分割ステップ９Ｌ、９Ｒ）のロール角度（傾斜角度）を検出することができる。
【００２２】
姿勢センサ２は、制御装置５に接続されており、検出した車両本体１６の姿勢情報を制御装置５に対して出力する。なお、姿勢センサ２は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどにより構成されている。また、ピッチ軸とは、一対の車輪７Ｌ、７Ｒの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車両本体１６の中心を通り、倒立二輪車１の走行方向と平行をなす軸である。
【００２３】
回転センサ３は、倒立二輪車１に設けられた車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度、回転速度、回転加速度等の回転情報を検出する。回転センサ３は、制御装置５に接続されており、検出した各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報を制御装置５に対して出力する。制御装置５は、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度等の回転情報に基づいて、例えば、車両の移動量、移動速度又は移動加速度を算出し、算出した移動量、移動速度又は移動加速度を積算して、車両の現在位置を算出することができる。
【００２４】
一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、倒立二輪車１に回転可能に設けられた左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒを駆動することで、倒立二輪車１を走行させる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、駆動回路８Ｌ、８Ｒを介して制御装置５に接続されており、制御装置５からの制御信号に応じて、各車輪７Ｌ、７Ｒを駆動する。
【００２５】
制御装置５は、倒立二輪車１が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行（前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等）を行うように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御する。また、制御装置５は、姿勢センサ２により検出された倒立二輪車１の姿勢情報と、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。
【００２６】
例えば、制御装置５は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体１６のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御し、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御することで、倒立二輪車１を前進又は後進させる。また、制御装置５は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体１６のロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して左右の車輪７Ｌ、７Ｒ間で回転差を生じさせ、倒立二輪車１を左旋回又は右旋回させる。
【００２７】
なお、搭乗者の重心移動により傾斜した車両本体１６のロール角度に応じて旋回制御を行う技術については、本出願人の特許第３７２２４９３号公報の技術を適用することができる。
【００２８】
さらに、制御装置５は、例えば、姿勢センサ２により検出された車両本体１６のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転トルクを算出する。そして、制御装置５は、算出した回転トルクが各車輪７Ｌ、７Ｒに生じるように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。
【００２９】
これにより、制御装置５は、車両本体１６が傾斜している方向へ各車輪７Ｌ、７Ｒを回動させ、倒立二輪車１の重心位置を各車輪７Ｌ、７Ｒの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置５は、各車輪７Ｌ、７Ｒに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車両本体１６のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ２からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の倒立二輪車１の移動制御を行うことができる。
【００３０】
上述のような車両制御の構成により、倒立二輪車１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車両本体１６を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車両本体１６を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。なお、搭乗者によって旋回したいと思う所望の方向へ回動操作されたとき、その操作に応じた操作信号を制御装置５に供給する旋回操作部（旋回リング、ハンドル１１等）を用いて、左右旋回を行う構成であってもよい。
【００３１】
倒立二輪車１は、例えば、図３に示すように、同軸二輪車として構成されており、車両本体１６、車輪７Ｌ、７Ｒ、分割ステップ９Ｌ、９Ｒ、ハンドル１１等を備えている。左右一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車両本体１６は、各分割ステップ９Ｌ、９Ｒをロール方向へ姿勢変更可能にそれぞれ支持している。左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒは、車両本体１６に回転可能に支持されている。ハンドル１１は、各分割ステップ９Ｌ、９Ｒの姿勢を、車両本体１６を介してロール方向へ変化させる操作レバーである。
【００３２】
各分割ステップ９Ｌ、９Ｒは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車両本体１６は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材１２及び車体下部材１３と、互いに平行をなして左右に配置されると共に車体上部材１２及び車体下部材１３と回動可能に連結された一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒと、を有する平行リンク機構として構成されている。
【００３３】
この平行リンク機構の車体上部材１２と車体下部材１３との間には、車体上部材１２及び車体下部材１３と一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒとがなす角度をそれぞれ直角に維持するように、ばね力を発生する一対のコイルばね１５Ｌ、１５Ｒが介在されている。一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒがそれぞれ取り付けられている。このように一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒに支持された一対の車輪７Ｌ、７Ｒは、平坦な路面Ｅ上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。
【００３４】
なお、倒立二輪車１は、同軸二輪車として構成されているが、これに限らず、例えば、搭乗者の重心移動により走行操作が行われ、かつ倒立制御を行う任意の車両に適用可能である。
【００３５】
制御装置５は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）５ａ、ＣＰＵ５ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５ｂ、処理データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５ｃ等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。
【００３６】
加速度センサ６は、車両本体１６に取り付けられており、車両上下方向の加速度を検出することができる。また、加速度センサ６は制御装置５に接続されており、検出した車両上下方向の加速度を制御装置５に対して出力する。なお、特別な加速度センサ６を設けることなく、倒立二輪車１に既設されたセンサ、例えば、姿勢センサ２を構成する加速度センサ６等を用いて車両上下方向の加速度を検出してもよい。このように既設の加速度センサ６を用いることで、構成をより簡素化しコストをより低減することができる。
【００３７】
図４は、本実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。制御装置５は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、凸状部Ｓｎ（ｎ＝１〜ｋ）の位置や形状を検出する凹凸検出部５１と、凹凸検出部５１により検出された凸状部Ｓｎの位置や形状に基づいて、車両の移動速度や移動加速度を制御する制御部５２と、を有している。
【００３８】
凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、凸状部Ｓｎの数、高さ、幅、周波数などを算出することができる。
【００３９】
例えば、図５に示すように路面上に３つの凸状部Ｓｎが形成され、倒立二輪車１がこれら凸状部Ｓｎ（ｎ＝１〜３）上を走行する場合、加速度センサ６は、図６に示すように、車両上下方向の加速度を検出する。すなわち、倒立二輪車１の各車輪７Ｌ、７Ｒが各凸状部Ｓｎの一方のエッジ部に乗るとき（１）と、他方のエッジ部から降りるとき（２）とに、加速度センサ６は車両上下方向の加速度のパルスを検出する。一方、各車輪７Ｌ、７Ｒが凸状部Ｓｎの平坦部分（３）もしくは各凸状部Ｓｎ間の平坦部分（４）を転動するときは、加速度センサ６は車両上下方向の加速度のパルスを検出しない。
【００４０】
また、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度の振幅Ｙに基づいて、凸状部Ｓｎの高さを算出することができる。具体的には、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度の振幅が増加するに従って凸状部Ｓｎの高さを増加させ、逆に、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度の振幅が低下するに従って、凸状部Ｓｎの高さを低下させる。
【００４１】
さらに、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔Ｘ、および、算出した車両の移動速度に基づいて、凸状部Ｓｎの幅Ｗを算出することができる。具体的には、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔Ｘが増加するに従って、凸状部Ｓｎの幅Ｗを増加させ、逆に、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度のパルスと隣接する加速度のパルスとの間隔Ｘが減少するに従って、凸状部Ｓｎの幅Ｗを減少させる。
【００４２】
さらにまた、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度のパルス数に基づいて、凸状部Ｓｎの数を算出することができる。具体的には、凹凸検出部５１は、各凸状部Ｓｎの一方のエッジ部に対応する加速度のパルスと、他方のエッジ部に対応する加速度のパルスとを検出したとき、１つの凸状部Ｓｎを検出する。
【００４３】
さらにまた、凹凸検出部５１は、凸状部Ｓｎ上における車両上下方向の加速度の周波数（微小な振動）を算出することができる。ここで、加速度の周波数は、例えば、凸状部Ｓｎを構成する材料や表面処理等を変更することにより変化させることができる。なお、上述の如く、凹凸検出部５１が路面上の凸状部Ｓｎの位置や形状を検出する方法を説明したが、凹凸検出部５１は、路面上の凹状部についても凸状部Ｓｎと同様の方法でその位置や形状を検出することができる。
【００４４】
制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された凸状部Ｓｎの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両の移動速度や移動加速度を制御する。例えば、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された路面上の凸状部Ｓｎに基づいて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両の移動速度又は移動加速度を減少させる制御、車両を停止させる制御、障害物から回避させる制御、あるいは目標位置へ誘導する制御、等を行う。
【００４５】
ところで、例えば、路面上に凸状部Ｓｎを形成して、訓練領域Ｓの区画あるいは障害物等との区画を行った場合、各車輪の回転情報に基づいて算出された移動量等に誤差が累積し、車両の位置に誤差が生じる場合が考えられる。
【００４６】
この場合でも、倒立二輪車１の各車輪７Ｌ、７Ｒが訓練領域Ｓ等を区画する凸状部Ｓｎを超えようとした場合に、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて路面上の凸状部Ｓｎを検出する。そして、制御部５２は、凹凸検出部５１により路面上の凸状部Ｓｎが検出されると、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両の移動速度を減少させる制御や車両を停止させる制御、等を行う。これにより、例えば、倒立二輪車１が、訓練領域Ｓ内から外れるのを確実に防止でき、或いは障害物等に接触するのを防止できる。したがって、倒立二輪車１の安全性を向上させることができる。
【００４７】
なお、外部センサ等を用いることなく、倒立二輪車１に設けられた既設の加速度センサ６などを用いるだけの簡易な構成で、上記安全性の向上を実現できる。すなわち、簡易な構成で倒立二輪車１の安全性を向上させることができる。
【００４８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る倒立二輪車１において、制御装置５の制御部５２は、凹凸検出部５１により第１の凸状部Ｓ１が検出されたとき、車両の移動速度を減速させる制御を行い、（ｂ）凹凸検出部５１により第１の凸状部Ｓ１が検出された後、第２の凸状部Ｓ２が検出されたとき、車両を停止させる制御を行う。
【００４９】
例えば、所定領域Ｓとして、図１に示すように、路面上に略円形状の第１の凸状部Ｓ１とその外側に第２の凸状部Ｓ２とが形成され、第１の凸状部Ｓ１と第２の凸状部Ｓ２とは同芯円状に形成されている。第１の凸状部Ｓ１は、その幅Ｗが小さく細線で形成され、訓練領域Ｓの逸脱を警告するためのものである。一方、第２の凸状部Ｓ２は、その幅Ｗは大きく太線で形成され、訓練領域Ｓの逸脱を示している。なお、第１及び第２の凸状部Ｓ１、Ｓ２の形状及び位置は、上記一例に限らず、任意の形状及び位置でよい。
【００５０】
凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて凸状部Ｓｎの幅Ｗ及び高さを算出し第１の凸状部Ｓ１を検出すると、第１検出信号を制御部５２に対して出力する。制御部５２は、凹凸検出部５１からの第１検出信号に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両の移動速度を減少させる制御を行う。これにより、搭乗者は、訓練領域Ｓから逸脱する虞があることを認識し、その回避操作を迅速かつ確実に行うことができる。
【００５１】
さらに、凹凸検出部５１は、第１の凸状部Ｓ１を検出した後、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて凸状部Ｓｎの幅Ｗ及び高さを算出し第２の凸状部Ｓ２を検出すると、第２検出信号を制御部５２に対して出力する。制御部５２は、凹凸検出部５１からの第２検出信号に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両を停止させる制御を行う。これにより、倒立二輪車１が訓練領域Ｓから逸脱するのをより確実に防止することができる。
【００５２】
なお、第１の凸状部Ｓ１と第２の凸状部Ｓ２との間に更に第３の凸状部Ｓ３を形成し、段階的に車両の移動速度を減少させるように構成してもよい（図７）。具体的には、凹凸検出部５１は、第１の凸状部Ｓ１を検出すると第１検出信号を制御部５２に対して出力し、制御部５２は、凹凸検出部５１からの第１検出信号に応じて、車両の移動速度を第１速度に減少させる。次に、凹凸検出部５１は、第３の凸状部Ｓ３を検出すると第３検出信号を制御部５２に対して出力し、制御部５２は、凹凸検出部５１からの第３検出信号に応じて、車両の移動速度を第１速度より低い第２速度に減少させる。その後、凹凸検出部５１は、第２の凸状部Ｓ２を検出すると第２検出信号を制御部５２に対して出力し、制御部５２は、凹凸検出部５１からの第２検出信号に応じて、車両を停止させる。なお、第１及び第３の凸状部Ｓ１、Ｓ３の幅Ｗに比例して、上記移動速度の減少量を設定してもよい。
【００５３】
これにより、搭乗者は、倒立二輪車１が訓練領域Ｓから逸脱する可能性を段階的に認識させ、訓練領域Ｓからの逸脱を防止することができる。なお、上記一例では３つの凸状部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が路面上に形成されているが、これに限らず、形成される凸状部Ｓｎの数は任意でよい。
【００５４】
また、凹凸検出部５１は、例えば、図７に示すように、バーコード的に形成された凸状部Ｓｎを検出することで、前方にある障害物や目標位置などを認識してもよい。具体的には、凹凸検出部５１は、加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて、各凸状部Ｓｎの幅Ｗや間隔を算出し、そのバーコード情報を検出する。そして、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出されたバーコード情報に基づいて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、障害物を回避させる制御や目標位置へ誘導する制御などを行う。これにより、安全性の向上だけでなく、利便性の向上にも繋がる。
【００５５】
さらに、制御部５２は、凹凸検出部５１により算出された凸状部Ｓｎ上における車両上下方向の加速度の周波数に基づいて、車両の移動速度、移動加速度などを制御してもよい。具体的には、制御部５２は、凹凸検出部５１により算出された凸状部Ｓｎ上における車両上下方向の加速度の周波数が低下するに従って、車両の移動速度を減少させてもよい。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００５７】
例えば、上記実施の形態において、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された凸状部Ｓｎの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、車両の移動速度や移動加速度を制御すると共に、他の警告装置１７を作動させてもよい。警告装置１７としては、例えば、警告灯を点灯／点滅させる警告ライト、警告音を出力する警告スピーカ、警告表示を行う表示装置、ハンドル１１や分割ステップ９Ｌ、９Ｒ等の搭乗者の接触部分に警告振動を発生させる振動装置、訓練管理者等の第３者に無線等を介して通報を行う通報装置、などが含まれる。
【００５８】
具体的には、制御部５２は、凹凸検出部５１により第１の凸状部Ｓ１が検出されると、車両の移動速度を減少させる制御を行うと共に、警告装置１７の警告スピーカにより警告音を発生させてもよい。また、制御部５２は、凹凸検出部５１により第２の凸状部Ｓ２が検出されると、車両を停止させる制御を行うと共に、警告装置１７の警告灯を点灯／点滅させてもよい。なお、警告装置１７の作動方法は、上記一例に限らず、任意に組み合わせることができる。これにより、搭乗者は訓練領域Ｓからの逸脱の可能性等をより確実に認識できるための、より安全性の向上に繋がる。
【００５９】
さらに、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された凸状部Ｓｎの位置及び形状に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、障害物を回避させる制御、あるいは目標位置へ誘導する制御、を行ってもよい。
【００６０】
具体的には、凹凸検出部５１は加速度センサ６により検出された車両上下方向の加速度に基づいて路面上の凸状部Ｓｎの位置及び形状を算出し、算出した凸状部Ｓｎの位置及び形状に基づいて、前方の障害物の相対位置や目標位置を検出する。そして、制御部５２は、例えば、凹凸検出部５１により検出された障害物を回避するように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。あるいは、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された目標位置へ誘導するように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。
【００６１】
なお、上記実施の形態において、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された路面上の凸状部Ｓｎに応じて、車両の移動を制御しているが、制御部５２は、凹凸検出部５１により検出された路面上の凹状部についても、上記凸状部Ｓｎと同様に、車両の移動を制御する。
【００６２】
また、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ５ａにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００６３】
この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１    倒立二輪車
２    姿勢センサ
３    回転センサ
４Ｌ、４Ｒ    車輪駆動ユニット
５    制御装置    
６    加速度センサ
７Ｌ、７Ｒ    車輪
１７    警告装置
５１    凹凸検出部
５２    制御部
【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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【図６】
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【図７】
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