(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗者の重心移動を検知し、検知された前記重心移動に応じて動作する倒立型移動体であって、
前記倒立型移動体の駆動車輪を駆動するモータと、
前記モータの回転数に基づき、訓練エリアの中央からの前記倒立型移動体の前後方向へのずれ量及び前記ずれ量のピーク値をモニタリングするモニタリング部と、
前記ピーク値と閾値とを比較する比較部と、
検知された前記重心移動に対する前記モータの回転しやすさを決める制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、
前記モニタリング、前記比較、及び前記制御ゲインの設定を所定回数繰り返し行わせる繰り返し部と、を備え、
前記制御ゲイン設定部は、前記ピーク値が前記閾値より大きい場合、前記ずれ量が前記訓練エリアのずれ方向の端部近傍を示す場合における前記制御ゲインを一定量下げるように設定する
倒立型移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立型移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
倒立型移動体に搭乗してバランス訓練を行い、搭乗者の訓練改善度に応じて、倒立制御の制御ゲインを変更する訓練装置が知られている（例えば、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２０１１−２０３５４９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、例えば、前側のバランスが弱い患者等の前後不均等なバランスの搭乗者は、バランスが弱い方向に重心が偏る傾向がある。したがって、前後不均等なバランスの搭乗者が倒立型移動体に搭乗した場合、訓練改善度に応じて全体的に制御ゲインを変更しただけでは調整が不十分であるという問題があった。
【０００５】
また、訓練エリアの中央部において訓練している場合、多少意図しない方向に倒立型移動体が移動しても問題はない。逆に、訓練エリアの端部近傍において訓練している場合、訓練エリア外に出る方向に倒立型移動体が移動することは避けたい。
【０００６】
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、倒立型移動体が訓練エリアの端部近傍にいる場合に移動しにくくし、且つ搭乗者の身体的特徴を考慮した制御ゲインとすることができる倒立型移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の態様は、搭乗者の重心移動に応じて動作する倒立型移動体であって、訓練エリアの中央からの前記倒立型移動体の前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリングするモニタリング部と、前記ずれ量のピーク値と閾値とを比較する比較部と、前記重心移動に対する前記倒立型移動体の移動しやすさを決める制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、前記モニタリング、前記比較、及び前記制御ゲインの設定を所定回数繰り返し行わせる繰り返し部と、を備え、前記制御ゲイン設定部は、前記ずれ量のピーク値が前記閾値より大きい場合、前記訓練エリアのずれ方向の端部近傍における前記制御ゲインを一定量下げるように設定する倒立型移動体である。この態様によれば、倒立型移動体が訓練エリアの端部近傍にいる場合に移動しにくくし、且つ搭乗者の身体的特徴を考慮した制御ゲインとすることができる倒立型移動体を提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、倒立型移動体が訓練エリアの端部近傍にいる場合に移動しにくくし、且つ搭乗者の身体的特徴を考慮した制御ゲインとすることができる倒立型移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体を有するバランストレーニングシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるバランストレーニングシステムの訓練メニューであるスキーゲームについて説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるバランストレーニングシステムの訓練メニューであるロデオゲームについて説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体の制御ゲインを逐次変更する処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体の制御ゲインの初期値を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体の前後方向へのずれ量のピーク値と閾値との関係の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態にかかる図７の例における倒立型移動体の制御ゲインの設定の推移を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体における前後に均等にふらつく搭乗者が乗車した際の制御ゲインを示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体における前側のバランスが特に弱い搭乗者が乗車した際の制御ゲインを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体１００を有するバランストレーニングシステム１０００の構成について説明する。
【００１１】
バランストレーニングシステム１０００は、倒立型移動体１００と、ディスプレイ２００と、訓練エリア３００とを備えている。倒立型移動体１００は、例えば、搭乗者が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る。また、倒立型移動体１００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。
【００１２】
倒立型移動体１００の具体的な構成について説明する。倒立型移動体１００は、搭乗者が操作する操作ハンドル１１０と、操作ハンドル１１０に連結され搭乗者が乗る台車部１２０と、台車部１２０の両側に回転可能に設けられた左右一対の駆動車輪１３０と、図示しない制御装置１４０とを備えている。倒立型移動体１００は、搭乗者の重心移動による操作ハンドル１１０及び台車部１２０の傾斜に応じて、各駆動車輪１３０を回転させて、前後進、左右旋回、加減速、停止等の所望の走行を行うことができる。台車部１２０は、例えば、搭乗者が左右方向の重心移動を行うと、その重心移動に応じて左右方向に傾斜するように構成されている。
【００１３】
例えば、搭乗者はその重心を前後方向に移動させ、操作ハンドル１１０及び台車部１２０を前後傾させることで、倒立型移動体１００を前後進させることができる。また、搭乗者はその重心を左右方向に移動させ、操作ハンドル１１０及び台車部１２０を左右方向に傾斜させることで倒立型移動体１００を左右旋回させることができる。
【００１４】
制御装置１４０は、搭乗者の重心移動により倒立型移動体１００を前後進又は左右旋回させると、倒立型移動体１００の前後進又は左右旋回に応じた制御信号を、ディスプレイ２００に対して送信する機能を備える。なお、制御装置１４０の他の機能については、後に図４を用いて詳述する。
【００１５】
ディスプレイ２００は、バランス訓練用の訓練メニューに応じた表示を行うものである。ここで、訓練メニューとは、例えば、スキーゲームやロデオゲーム等であり、ディスプレイ２００は、ゲーム内での搭乗者を示すプレイヤー等の表示を行う。
【００１６】
ディスプレイ２００は、倒立型移動体１００の前後進又は左右旋回に応じた制御信号を、制御装置１４０から受信する。そして、ディスプレイ２００は、受信した制御信号に応じて、プレイヤーを前後進又は左右旋回させて表示する。これにより、倒立型移動体１００の動作とディスプレイ２００のプレイヤーの動作は連動する。
【００１７】
訓練エリア３００は、倒立型移動体１００が当該エリア内でバランス訓練を行うよう定められているエリアである。
【００１８】
搭乗者は、倒立型移動体１００に搭乗した状態で、ディスプレイ２００に表示された画面を見ながら、左右バランス訓練を行う。
【００１９】
続いて、左右バランス訓練の訓練メニューについて、スキーゲームとロデオゲームを例に具体的に説明する。なお、スキーゲームは、能動的な左右バランス訓練であり、ロデオゲームは、受動的な前後左右バランス訓練である。
【００２０】
まず、図２を用いてスキーゲームについて説明する。図２は、スキーゲームの際にディスプレイ２００に表示される画面表示を示す図である。図２に示すように、ディスプレイ２００には、ゲーム内での搭乗者を示すプレイヤー及びゲートが表示される。
【００２１】
搭乗者は、ディスプレイ２００を見て、プレイヤーがゲートを通過するように、重心移動により倒立型移動体１００を左右に旋回させる。プレイヤーがゲートを通過する位置が、ゲートの中央に近いほど得点が高くなる。なお、スキーゲームでは、搭乗者は倒立型移動体１００を左右に旋回させることのみ求められ、前後に移動させることは求められない。つまり、搭乗者は、倒立型移動体１００を前後に移動させないように前後のバランスを維持しながら、倒立型移動体１００を左右に旋回させる必要がある。
【００２２】
次に、図３を用いてロデオゲームについて説明する。図３は、ロデオゲームの際にディスプレイ２００に表示される画面表示を示す図である。図３に示すように、ディスプレイ２００には、ゲーム内での搭乗者を示すプレイヤー、プレイヤーを乗せる馬、及び円が表示される。
【００２３】
倒立型移動体１００は、ランダムに前後に移動、左右に旋回しようとする（以下、外乱とも呼ぶ）。また、ディスプレイ２００に表示される馬の動作は、倒立型移動体１００の動作と連動している。搭乗者は、ディスプレイ２００を見て、馬が円の中央に居続けるように、重心移動によりバランスを取る。すなわち、馬が後に動こうとしている場合、搭乗者は前方向に重心移動を行い、倒立型移動体１００が後に移動しようとするのを止める。また、馬が前に動こうとしている場合、搭乗者は後方向に重心移動を行い、倒立型移動体１００が前に移動しようとするのを止める。また、馬が左に旋回しようとしている場合、搭乗者は右方向に重心移動を行い、倒立型移動体１００が左に旋回しようとするのを止める。また、馬が右に旋回しようとしている場合、搭乗者は左方向に重心移動を行い、倒立型移動体１００が右に旋回しようとするのを止める。馬が円の内側に居続けると得点が加算され、円の中心に近いほど得点が高くなる。
【００２４】
上述の左右バランス訓練において、倒立型移動体１００が前後方向に移動した場合には、訓練エリア３００の中央に対する倒立型移動体１００の前後方向へのベクトルの大きさは、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量とされる。
【００２５】
続いて、図４を用いて本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体１００の制御装置１４０の構成について説明する。制御装置１４０は、モニタリング部１４１と、比較部１４２と、制御ゲイン設定部１４３と、繰り返し部１４４とを備えている。
【００２６】
モニタリング部１４１は、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリングする機能部である。モニタリング部１４１は、訓練課題が出されると、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリングする。ここで、訓練課題とは、例えば、訓練メニューがスキーゲームである場合、ゲートを１個通過するという課題であり、訓練メニューがロデオゲームである場合、外乱１動作に対して中央にとどまるようにバランスを取るという課題である。１回の左右バランス訓練、すなわち訓練メニューの１ゲームにおいて、例えば数十回の訓練課題が出される。
【００２７】
モニタリング部１４１は、例えば、倒立型移動体１００のモータ回転数を用いて、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値を算出する。なお、モニタリングの手法は、倒立型移動体１００のモータ回転数から算出する手法に限らない。例えば、倒立型移動体１００の外部にカメラを設置し、当該カメラにより撮影された画像について、モニタリング部１４１が画像認識技術によって倒立型移動体１００の位置を求め、当該位置から前後方向へのベクトルを算出することにより行ってもよい。そして、モニタリング部１４１は、前後方向へのずれ量のピーク値を比較部１４２へ出力する。
【００２８】
比較部１４２は、前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリング部１４１から受け取る。また、比較部１４２は、前後方向へのずれ量のピーク値と閾値とを比較する。なお、閾値は、前方向及び後方向のそれぞれについて設定されているものとする。例えば、前方向及び後方向のそれぞれについて、第１閾値と、第１閾値より絶対値の大きい第２閾値が設定される。この場合、比較部１４２は、前後方向へのずれ量のピーク値と、第１閾値及び第２閾値とを比較する。そして、前後いずれの方向のずれであるかを示すずれ方向情報を含む比較結果を、制御ゲイン設定部１４３へ出力する。
【００２９】
制御ゲイン設定部１４３は、搭乗者の重心移動に対する倒立型移動体１００の移動しやすさを決める制御ゲインを設定する機能部である。制御ゲイン設定部１４３は、比較結果を比較部１４２から受け取る。また、制御ゲイン設定部１４３は、訓練エリア３００のずれ方向の端部近傍における制御ゲインを、比較結果に応じた値に設定する。
【００３０】
すなわち、制御ゲイン設定部１４３は、前方向へのずれ量のピーク値が、第２閾値より大きい場合、訓練エリア３００の前方向の端部近傍における制御ゲインを一定量下げる。また、制御ゲイン設定部１４３は、前方向へのずれ量のピーク値が、第１閾値より小さい場合、訓練エリア３００の前方向の端部近傍における制御ゲインを一定量上げる。また、制御ゲイン設定部１４３は、後方向へのずれ量のピーク値が、第２閾値より大きい場合、訓練エリア３００の後方向の端部近傍における制御ゲインを一定量下げる。さらに、制御ゲイン設定部１４３は、後方向へのずれ量のピーク値が、第１閾値より小さい場合、訓練エリア３００の後方向の端部近傍における制御ゲインを一定量上げる。
【００３１】
また、制御ゲイン設定部１４３は、前後方向へのずれ量のピーク値が、第１閾値以上、且つ第２閾値以下の場合、制御ゲインの変更を行わない。また、制御ゲイン設定部１４３は、制御ゲインが上限値である場合には、前後方向へのずれ量のピーク値が第１閾値より小さくても制御ゲインを上げない。
【００３２】
そして、制御ゲイン設定部１４３は、制御ゲインを変更した場合、及び制御ゲインを変更しなかった場合のいずれであっても、１訓練課題における制御ゲインの設定処理が終了したことを示す終了通知を繰り返し部１４４へ出力する。なお、制御ゲイン設定部１４３は、倒立型移動体１００の制御ゲインの初期値として、訓練エリア３００全体における制御ゲインを上限値に設定する機能も備えている。
【００３３】
繰り返し部１４４は、終了通知を制御ゲイン設定部１４３から受け取る。また、繰り返し部１４４は、終了通知を受け取ると、訓練課題が所定回数終了したか否かを判定する。また、繰り返し部１４４は、訓練課題が所定回数終了していない場合には、次の訓練課題に進むと判定する。そして、繰り返し部１４４は、次の訓練課題に進むと判定した場合、モニタリング部１４１、比較部１４２、及び制御ゲイン設定部１４３に対して、それぞれの処理を再実行させるための通知を出力する。なお、繰り返し部１４４は、モニタリング部１４１、比較部１４２、及び制御ゲイン設定部１４３のすべてに対して再実行させるための通知を出力してもよいし、出力する対象はすべてでなくてもよい。例えば、繰り返し部１４４は、次の訓練課題に進むと判定した場合、再実行させるための通知をモニタリング部１４１のみに出力してもよい。この場合、比較部１４２は、前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリング部１４１から受け取った場合に、比較処理を再実行する。また、制御ゲイン設定部１４３は、比較結果を比較部１４２から受け取った場合に、制御ゲイン設定処理を再実行する。
【００３４】
続いて、図５のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態にかかる倒立型移動体１００の制御ゲインを逐次変更する処理フローについて説明する。まず、制御ゲイン設定部１４３は、倒立型移動体１００の制御ゲインの初期値として、訓練エリア３００全体における制御ゲインを上限値に設定する（Ｓ１０１）。倒立型移動体１００の制御ゲインの初期値を示すグラフを図６に示す。なお、制御ゲインは、初期値として設定される上限値より上げることはできないものとする。
【００３５】
次に、左右バランス訓練を開始する（Ｓ１０２）。ここで、左右バランス訓練の開始とは、訓練メニューのゲームを開始することである。次に、左右バランス訓練における訓練課題が出される（Ｓ１０３）。
【００３６】
次に、モニタリング部１４１は、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリングする（Ｓ１０４）。次に、比較部１４２は、Ｓ１０４でモニタリングされたピーク値の絶対値が、第２閾値の絶対値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００３７】
Ｓ１０５により、ピーク値の絶対値が、第２閾値の絶対値より大きいと判定された場合、制御ゲイン設定部１４３は、訓練エリア３００のずれ方向の端部近傍における制御ゲインを、一定量下げる（Ｓ１０６）。また、Ｓ１０５により、ピーク値の絶対値が、第２閾値の絶対値以下と判定された場合、比較部１４２は、Ｓ１０４でモニタリングされたピーク値の絶対値が、第１閾値の絶対値より小さいか否かを判定する（Ｓ１０７）。
【００３８】
Ｓ１０７により、ピーク値の絶対値が、第１閾値の絶対値より小さいと判定された場合、制御ゲイン設定部１４３は、訓練エリア３００のずれ方向の端部近傍における制御ゲインを、一定量上げる（Ｓ１０８）。また、Ｓ１０７により、ピーク値の絶対値が、第１閾値の絶対値以上と判定された場合、制御ゲイン設定部１４３は、倒立型移動体１００の制御ゲインを変更せずに、前後方向へのずれ量のピーク値のモニタリングを終了する（Ｓ１０９）。また、Ｓ１０６の実行後、及びＳ１０８の実行後についても、前後方向へのずれ量のピーク値のモニタリングを終了する（Ｓ１０９）。
【００３９】
次に、繰り返し部１４４は、１回の左右バランス訓練分の繰り返しが完了したか否かを判定する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０により、１回の左右バランス訓練分の繰り返しが完了していないと判定された場合、Ｓ１０３に戻り、次の訓練課題に移る。また、Ｓ１１０により、１回の左右バランス訓練分の繰り返しが完了したと判定された場合、今回の左右バランス訓練を終了する（Ｓ１１１）。ここで、今回の左右バランス訓練の終了とは、訓練メニューの１ゲームの終了のことである。
【００４０】
次に、繰り返し部１４４は、次の左右バランス訓練、すなわち訓練メニューの次のゲームを開始するか否かを判定する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２により、次の左右バランス訓練を開始すると判定された場合、Ｓ１０２に戻り、次の左右バランス訓練を開始させる。また、Ｓ１１２により、次の左右バランス訓練を開始しないと判定された場合、倒立型移動体１００の制御ゲインを逐次変更する処理は終了する。
【００４１】
続いて、図７及び図８を用いて、倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量及び閾値に対する制御ゲインの設定例について説明する。図７は、中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値と閾値との関係の一例を示す図である。また、図８は、図７の例における倒立型移動体１００の制御ゲインの設定の推移を示す図である。
【００４２】
まず、倒立型移動体１００は、訓練開始前の初期状態において、図８（ａ）に示すように、制御ゲインの初期値として、訓練エリア３００全体における制御ゲインを上限値に設定される。次に、図７中の（１）に示すように、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前方向へのずれ量のピーク値が、第２閾値より大きい場合、図８（ｂ）に示すように、訓練エリア３００の前方向の端部近傍における制御ゲインが、一定量下げられる。
【００４３】
次に、図７中の（２）に示すように、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の後方向へのずれ量のピーク値が、第２閾値より大きい場合、図８（ｃ）に示すように、訓練エリア３００の後方向の端部近傍における制御ゲインが、一定量下げられる。
【００４４】
次に、図７中の（３）に示すように、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前方向へのずれ量のピーク値が、第１閾値より小さい場合、図８（ｄ）に示すように、訓練エリア３００の前方向の端部近傍における制御ゲインが、一定量上げられる。
【００４５】
次に、図７中の（４）に示すように、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の後方向へのずれ量のピーク値が、第１閾値以上、且つ第２閾値以下の場合、図８（ｅ）に示すように、訓練エリア３００の後方向の端部近傍における制御ゲインは、変更されない。
【００４６】
図８に示すように、制御ゲインの設定を繰り返すことにより、倒立型移動体１００の制御ゲインは、搭乗者の身体的特徴に適合したものとすることができる。なお、搭乗者の身体的特徴とは、搭乗者が前後に均等にふらつくこと、前後いずれかのバランスが特に弱いこと、又は前後のバランス能力がほぼ回復したことを示す。
【００４７】
続いて、制御ゲインの設定を繰り返した後の制御ゲインが、搭乗者の身体的特徴に応じたものとなることについて、図６、図９及び図１０を用いて説明する。
【００４８】
まず、前後に均等にふらつく搭乗者が乗車した際の制御ゲインについて、図９を用いて説明する。図９は、前後に均等にふらつく搭乗者が乗車した際に、制御ゲインの設定を繰り返した後の制御ゲインのグラフである。前後に均等にふらつく搭乗者が乗車した場合、前方向へのずれ量と後方向へのずれ量とは同等になる。したがって、前方向へのずれ量のピーク値が第２閾値より大きかった回数から、前方向へのずれ量のピーク値が第１閾値より小さかった回数を差し引いた値（以下、前方向差分値と呼ぶ）と、後方向へのずれ量のピーク値が第２閾値より大きかった回数から、後方向へのずれ量のピーク値が第１閾値より小さかった回数を差し引いた値（以下、後方向差分値と呼ぶ）とが、略同一となる。
【００４９】
ここで、前方向差分値及び後方向差分値と、訓練エリア３００の前側端部近傍及び後側端部近傍の制御ゲインとの関係について説明する。前方向差分値が大きいほど訓練エリア３００の前側端部近傍の制御ゲインは低くなり、後方向差分値が大きいほど訓練エリア３００の後側端部近傍の制御ゲインは低くなる。これは、前方向差分値及び後方向差分値が大きいほど、図５のＳ１０６の実行により制御ゲインを一定量下げる回数が、Ｓ１０８の実行により制御ゲインを一定量上げる回数より多くなるためである。
【００５０】
このため、前後に均等にふらつく搭乗者が乗車した場合、図９に示すように、訓練エリア３００の前側端部近傍と後側端部近傍の制御ゲインは、同程度で且つ、訓練エリア３００の中央近傍における制御ゲインより低くなる。これにより、前後に均等にふらつく搭乗者に対して、前方向及び後方向のずれを均等にサポートする制御ゲインとすることができる。
【００５１】
次に、前側のバランスが特に弱い搭乗者が乗車した際の制御ゲインについて、図１０を用いて説明する。図１０は、前側のバランスが特に弱い搭乗者が乗車した際に、制御ゲインの設定を繰り返した後の制御ゲインのグラフである。前側のバランスが特に弱い搭乗者が乗車した場合、前方向へのずれ量は、後方向へのずれ量より大きくなる。したがって、前方向差分値が、後方向差分値より大きくなる。このため、前側のバランスが特に弱い搭乗者が乗車した場合、図１０に示すように、訓練エリア３００の前側端部近傍の制御ゲインは、後側端部近傍の制御ゲインよりさらに低くなる。これにより、前側のバランスが特に弱い搭乗者に対して、前方向のずれを重点的にサポートする制御ゲインとすることができる。なお、図１０のグラフは、前側端部近傍の制御ゲインを直線的に変化させるようにしているが、前側端部近傍の制御ゲインを非線形に変化させてもよい。
【００５２】
次に、前後のバランス能力がほぼ回復した搭乗者が乗車した際の制御ゲインについて、図６を用いて説明する。前後のバランス能力がほぼ回復した搭乗者が乗車した場合、前後方向へのずれ量のピーク値の絶対値は、第２閾値の絶対値より大きくならない。もしくは、第２閾値の絶対値より大きくなることがあっても、搭乗者が自力で訓練エリア３００の中央に戻ろうとし、前後のバランス能力がほぼ回復した搭乗者であれば自力で訓練エリア３００の中央に戻ることができる。よって、前後方向へのずれ量のピーク値の絶対値は、第２閾値の絶対値より大きい状態は長続きせず、第１閾値の絶対値より小さくなる。したがって、前方向差分値及び後方向差分値は共に負の値となる。このため、前後のバランス能力がほぼ回復した搭乗者が乗車した場合、訓練エリア３００全体の制御ゲインは、図６に示す制御ゲインの初期値と同じ、上限値になる。これにより、前後のバランス能力がほぼ回復した搭乗者に対して、余計なサポートはせず自立した訓練を行わせることができる。
【００５３】
以上に説明したように、本実施の形態では、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値をモニタリングし、前後方向へのずれ量のピーク値と閾値とを比較し、ずれ量のピーク値が閾値より大きい場合、訓練エリア３００のずれ方向の端部近傍における制御ゲインを一定量下げるように設定するようにしている。このようにすることで、倒立型移動体１００が訓練エリア３００の端部近傍にいる場合に移動しにくくすることができる。また、本実施の形態では、ずれ方向を考慮して、モニタリング、比較、制御ゲイン設定を繰り返し行うようにしている。このようにすることで、倒立型移動体１００の搭乗者の身体的特徴を考慮した制御ゲインとすることができる。よって、倒立型移動体が訓練エリアの端部近傍にいる場合に移動しにくくし、且つ搭乗者の身体的特徴を考慮した制御ゲインとすることができる倒立型移動体を提供することができる。
【００５４】
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。例えば、訓練エリア３００の中央からの倒立型移動体１００の前後方向へのずれ量のピーク値の大きさに応じて、制御ゲインの変化量を変化させてもよい。これは、例えば、第２閾値より絶対値が大きい第３閾値を設け、前後方向へのずれ量のピーク値の絶対値が、第３閾値の絶対器より大きい場合、訓練エリア３００のずれ方向の端部近傍における重心移動に対する制御ゲインを急激に減少させることにより実現することができる。
【００５５】
また、例えば、モニタリング部１４１、比較部１４２、制御ゲイン設定部１４３、及び繰り返し部１４４の処理を、ＣＰＵ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。そして、上記の、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００５６】
１００    倒立型移動体
１４１    モニタリング部
１４２    比較部
１４３    制御ゲイン設定部
１４４    繰り返し部
３００    訓練エリア
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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