(57)【要約】【課題】運転者の搭乗姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、高精度に左右方向への操舵を指示することができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】運転者の両肩の回転に応じて左右方向の操舵を行う立位搭乗型移動体用操舵制御装置であって、差分検出部９０３が計測する運転者の両肩と背もたれとの間の距離に基づいて、差分検出部９０３が両肩における当該距離の差分値を計算し（両肩の回転量に相当）、操舵制御量算出部９０４が当該差分値から左右方向への操舵制御量を算出し、操舵制御出力部９０５が当該操舵制御量によって、前車輪の方向を制御する信号を出力する。【選択図】図９
2012110408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置であって、
前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出する肩移動量検出部と、
前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出する操舵制御量算出部と、
前記操舵制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する操舵制御出力部と、
を備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項２】
前記肩移動量検出部は、
前記運転者の両肩のそれぞれと前記背もたれとの間の距離を計測する距離計測部により計測された当該距離の前記運転者の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部を備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項３】
前記肩移動量検出部は、
前記立位搭乗型移動体に前記運転者が搭乗する前と前記運転者が搭乗した後との間で、前記運転者の両肩の部分を取り巻くように設置された２つのベルト部のベルト収納部からの引き出し量を検出するベルト引き出し量検出部により検出された当該引き出し量の前記運転者の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部を備えて構成されること、
を特徴とする請求項２に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項４】
前記距離計測部は、前記運転者の両肩のそれぞれと前記背もたれとの間の距離を計測する測距センサにより構成されること、
を特徴とする請求項２に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項５】
前記操舵制御量算出部は、前記運転者の両肩部の距離の差が所定の閾値よりも小さい場合は、左右方向への操舵を行わないと判断することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項６】
前記操舵制御量算出部は、前記立位搭乗型移動体の速度が大きくなる程、前記所定の閾値が大きくなるように変化させることを特徴とする請求項５に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項７】
前記肩移動量検出部は、
前記立位搭乗型移動体に前記運転者が搭乗する前と前記運転者が搭乗した後との間で、前記運転者の前記両肩の部分を取り巻くように設置された２つのベルト部の張力を計測する張力計測部により計測された当該張力の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部とを備えるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項８】
前記ベルト部の少なくとも一部には、前記運転者の肩の動きと同期して動く程度の摩擦を発生させる摩擦部を有すること、
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項９】
前記ベルト部は、前記運転者が前記立位搭乗型移動体から前方へ投げ出される可能性のある衝撃を検知した際、前記ベルト部の引き出しを固定する、引き出しロック機構を有すること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項１０】
前記操舵制御量算出部は、前記運転者の両肩の部分における前記ベルト部の引き出し張力の差が所定の閾値よりも小さい場合は、左右方向への操舵を行なわないと判断することを特徴とする請求項７に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項１１】
前記操舵制御量算出部は、前記立位搭乗型移動体の速度が大きくなる程、前記所定の閾値が大きくなるように変化させることを特徴とする請求項１０に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置。
【請求項１２】
複数の車輪を正逆回転駆動する立位搭乗型移動体用駆動部と、
前記駆動部の駆動を制御する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置とを備えて、
前記操舵制御装置の前記操舵制御出力部から出力された前記操舵制御情報により前記駆動部が駆動制御されて、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する、立位搭乗型移動体。
【請求項１３】
立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御方法であって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出し、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出し、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する、
ことを備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御方法。
【請求項１４】
立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置の制御プログラムであって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出するステップと、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出するステップと、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための立位搭乗型移動体用操舵制御装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドフリーな状態で乗車する立位搭乗型移動体において使用される立位搭乗型移動体用操舵制御装置、立位搭乗型移動体用操舵制御方法、及び、立位搭乗型移動体操舵用コンピュータプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハンドフリーな状態で乗車する立位搭乗型移動体においては、ハンドル又はジョイスティックといった、自動車又は車椅子において方向を操舵する装置を利用することが出来ない。したがって、運転者（搭乗者）は、何らかの体の動き（姿勢）を利用して、立位搭乗型移動体を操舵する必要がある。
【０００３】
これに対して、従来の立位搭乗型移動体用操舵制御装置として、図２３に示された操舵制御装置が知られていた。この歩行操舵制御装置においては、運転者の左右方向の捩れ（腰部の捩れ）を背面板１００６で検知して、当該捩れの度合いによって、左右方向への歩行操作を可能としている。このような従来技術としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００４】
また、別の従来の技術に係る電動車椅子操縦センサとしては、脊椎損傷障害者の肩の動きによって、電動車椅子を操縦するためのセンサであって、手を動かせない脊椎損傷障害者の上着に着用され、障害者の肩の動きの程度を測定して電動車椅子を操縦するものが存在する。より具体的には、感圧抵抗体素子センサが、肩の持ち上げ程度の張力を測定し、右肩のみ上げると左回転し、左肩のみ上げると右回転し、両肩を同時に上げると直進し、両肩を垂れると停止する或いは停止した状態では停止状態を維持するように動作する。このような従来技術としては、例えば特許文献２に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９５６４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１（特開２００９−１９５６４６号公報）に記載された発明は、運転者の腰部が背面１００６に接触している場合しか、左右方向への歩行操作が可能でないという問題があった。この従来の技術に係る操舵制御装置は、いわゆる歩行支援装置である。運転者の下半身を歩行支援装置に密着させた状態で使用するため、運転者は背面１００６に常に接した状態で歩行することができ、問題はない。しかし、本発明に係る立位搭乗型移動体は、ハンドフリーな状態で搭乗する移動体であるため、運転者の座部に対する位置関係には自由度があり、運転者が常に腰部を立位搭乗型移動体に密着しているという保証がない。そのため、本発明に係る立位搭乗型移動体用には、特許文献１に開示された技術を利用することができない、という問題がある。
【０００７】
また、特許文献２（特開２００４−２９０６６２号公報）に記載された発明は、運転者の肩の上下で運転操作を実現しているが、肩の上下は必ずしも、操舵方向を指定するのに直感的な操作とはいえない（肩の動きと運転操作が連動した感覚を得ることはできない）。また、肩の上下は、人間にとって不自然な動作であるため、疲れが出やすく、長時間の運転操作には、不向きであるという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、運転者の搭乗姿勢の自由度（遊び）を一定程度確保しつつ、高精度に左右方向への操舵を指示することができる立位搭乗型移動体用操舵制御装置、操舵制御方法、及び、立位搭乗型移動体操舵用コンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置であって、
前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出する肩移動量検出部と、
前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出する操舵制御量算出部と、
前記操舵制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する操舵制御出力部と、
を備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００１１】
本発明の第１２態様によれば、複数の車輪を正逆回転駆動する立位搭乗型移動体用駆動部と、
前記駆動部の駆動を制御する第１〜１１のいずれか１つの態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置とを備えて、
前記操舵制御装置の前記操舵制御出力部から出力された前記操舵制御情報により前記駆動部が駆動制御されて、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する、立位搭乗型移動体を提供する。
【００１２】
本発明の第１３態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御方法であって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出し、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出し、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する、
ことを備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御方法を提供する。
【００１３】
本発明の第１４態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置の制御プログラムであって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出するステップと、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出するステップと、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための立位搭乗型移動体用操舵制御装置の制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、前記した解決手段により、運転者の背もたれに対する両肩の移動量を検出して左右方向への操舵を指示するため、ハンドフリーな状態で搭乗する際の姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、直感的に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る立位搭乗型移動体の構成を示す左側面図（操舵制御装置は図示せず）
【図２Ａ】本発明に係る立位搭乗型移動体の前進操作を示す斜視図（操舵制御装置は図示せず）
【図２Ｂ】本発明に係る立位搭乗型移動体の後退操作を示す斜視図（操舵制御装置は図示せず）
【図３】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の構成を示す斜視図
【図４】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の構成を示す正面図
【図５】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の構成を示す左側面図
【図６】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体に運転者が搭乗してシートベルトを装着した状態を示す左側面図
【図７Ａ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体のベルト引き出し付近の構成図
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体のシートベルト機構（ＥＬＲ機構）を示す図
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係る立位搭乗型移動体のシートベルトの構成を示す図
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態に係る立位搭乗型移動体のシートベルトの別の構成を示す図
【図９】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置のブロック図
【図１０】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の動作を示すフローチャート
【図１１Ａ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵動作（直進）を説明する上面図
【図１１Ｂ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵動作（左折）を説明する上面図
【図１１Ｃ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵動作（右折）を説明する上面図
【図１１Ｄ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置において、ベルト引き出し量の差分値と肩の回転角度との関係を説明するグラフとその説明図
【図１２】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の操舵制御量を算出するための変換関数のグラフ（低速走行時用のグラフ）とその説明図
【図１３】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の操舵制御量を算出するための変換関数のグラフ（中速走行時用のグラフ）とその説明図
【図１４Ａ】本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の操舵制御量を算出するための変換関数のグラフ（高速走行時用のグラフ）とその説明図
【図１４Ｂ】本発明に係る立位搭乗型移動体の坂道における動作を表した側面図
【図１５】本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の構成を示す斜視図
【図１６】本発明に第３実施形態における立位搭乗型移動体の測距センサの測定原理を示す図
【図１７】本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置のブロック図
【図１８】本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の動作を示すフローチャート
【図１９】本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体の構成を示す側面図
【図２０】本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置のブロック図
【図２１】本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の動作を示すフローチャート
【図２２】本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体の操舵制御装置の操舵制御量を算出するための変換関数のグラフとその説明図
【図２３】従来の技術に係る歩行支援装置の構成を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００１８】
本発明の第１態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置であって、
前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出する肩移動量検出部と、
前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出する操舵制御量算出部と、
前記操舵制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する操舵制御出力部と、
を備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００１９】
本発明の第２態様によれば、前記肩移動量検出部は、
前記運転者の両肩のそれぞれと前記背もたれとの間の距離を計測する距離計測部により計測された当該距離の前記運転者の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部を備えて構成されることを特徴とする第１記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２０】
本発明の第３態様によれば、前記肩移動量検出部は、
前記立位搭乗型移動体に前記運転者が搭乗する前と前記運転者が搭乗した後との間で、前記運転者の両肩の部分を取り巻くように設置された２つのベルト部のベルト収納部からの引き出し量を検出するベルト引き出し量検出部により検出された当該引き出し量の前記運転者の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部を備えて構成されること、
を特徴とする第２の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２１】
本発明の第４態様によれば、前記距離計測部は、前記運転者の両肩のそれぞれと前記背もたれとの間の距離を計測する測距センサにより構成されること、
を特徴とする第２の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２２】
本発明の第５態様によれば、前記操舵制御量算出部は、前記運転者の両肩部の距離の差が所定の閾値よりも小さい場合は、左右方向への操舵を行わないと判断することを特徴とする第２〜４のいずれか１つの態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２３】
本発明の第６態様によれば、前記操舵制御量算出部は、前記立位搭乗型移動体の速度が大きくなる程、前記所定の閾値が大きくなるように変化させることを特徴とする第５の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２４】
本発明の第７態様によれば、前記肩移動量検出部は、
前記立位搭乗型移動体に前記運転者が搭乗する前と前記運転者が搭乗した後との間で、前記運転者の前記両肩の部分を取り巻くように設置された２つのベルト部の張力を計測する張力計測部により計測された当該張力の両肩における差異を検出して、前記背もたれに対する前記運転者の前記両肩の肩移動量を検出する差異検出部とを備えるように構成されることを特徴とする第１の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２５】
本発明の第８態様によれば、前記ベルト部の少なくとも一部には、前記運転者の肩の動きと同期して動く程度の摩擦を発生させる摩擦部を有すること、
を特徴とする第１〜７のいずれか１つの態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２６】
本発明の第９態様によれば、前記ベルト部は、前記運転者が前記立位搭乗型移動体から前方へ投げ出される可能性のある衝撃を検知した際、前記ベルト部の引き出しを固定する、引き出しロック機構を有すること
を特徴とする第１〜８のいずれか１つの態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２７】
本発明の第１０態様によれば、前記操舵制御量算出部は、前記運転者の両肩の部分における前記ベルト部の引き出し張力の差が所定の閾値よりも小さい場合は、左右方向への操舵を行なわないと判断することを特徴とする第７の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２８】
本発明の第１１態様によれば、前記操舵制御量算出部は、前記立位搭乗型移動体の速度が大きくなる程、前記所定の閾値が大きくなるように変化させることを特徴とする第１０の態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置を提供する。
【００２９】
本発明の第１２態様によれば、複数の車輪を正逆回転駆動する立位搭乗型移動体用駆動部と、
前記駆動部の駆動を制御する第１〜１１のいずれか１つの態様に記載の立位搭乗型移動体用操舵制御装置とを備えて、
前記操舵制御装置の前記操舵制御出力部から出力された前記操舵制御情報により前記駆動部が駆動制御されて、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する、立位搭乗型移動体を提供する。
【００３０】
本発明の第１３態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御方法であって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出し、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出し、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力する、
ことを備えることを特徴とする立位搭乗型移動体用操舵制御方法を提供する。
【００３１】
本発明の第１４態様によれば、立位搭乗型移動体に用いられる操舵制御装置の制御プログラムであって、
肩移動量検出部で、前記立位搭乗型移動体の背もたれに対する、前記立位搭乗型移動体に搭乗した運転者の両肩の肩移動量をそれぞれ検出するステップと、
操作制御量算出部で、前記肩移動量検出部により検出された前記肩移動量に応じて、前記立位搭乗型移動体の左右方向への操舵制御量を算出するステップと、
操舵制御出力部で、前記操作制御量算出部により算出された前記操舵制御量によって、前記立位搭乗型移動体の前記左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報を出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための立位搭乗型移動体用操舵制御装置の制御プログラムを提供する。
【００３２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体用操舵制御装置を搭載する立位搭乗型移動体１０の概略構成を左側面図として図１に示す。前進する立位搭乗型移動体１０の斜視図として図２Ａを示す。後退する立位搭乗型移動体１０の斜視図として図２Ｂを示す。また、静止状態での立位搭乗型移動体１０の斜視図を図３に示す。
【００３３】
図１〜図３に示す立位搭乗型移動体１０は、立位搭乗型移動体１０に乗車した運転者（搭乗者）１の腰１ｃから背中１ｂ（少なくとも背中１ｂ）の部分を支持する背もたれ２と、立位搭乗型移動体１０に乗車した運転者１の臀部１ｄと坐骨（少なくとも臀部１ｄ）を支持する座部３Ａを含む座席３と、立位搭乗型移動体１０に乗車した運転者１の足裏を支持する板状の足置き１１とを少なくとも備えている。より詳しくは、立位乗車移動体１０は、移動体本体１０Ａと、移動体本体１０Ａの上方に支持される座席３と、座席３のさらに上方に移動体本体１０Ａに支持された背もたれ２と、移動体本体１０Ａの下部の前部に固定的に支持された足置き１１とを有している。
【００３４】
移動体本体１０Ａは、その下部に電源（図示せず）を含む運転制御部９０１と、電源及び後輪用モータ３０−１、３０−２などを含む駆動部２８が格納されている。
【００３５】
座席３と、その上方に配置された背もたれ２は、立位乗車移動体１０の上部側に配置されるように、一対の支柱２７を介して、移動体本体１０Ａの下部から上方に突出配置された支柱１７に、上下方向に位置調整可能に配置されている。
【００３６】
移動体本体１０Ａの下部には、例えば、その両側面に、合計４個の車輪が配置される。右前輪５−１、右後輪６−１、図示しない左前輪５−２、左後輪６−２をそれぞれ正逆回転可能に配置して、４個の車輪５−１、６−１、５−２、６−２で立位乗車移動体１０が前後移動可能としている。前輪５−１、５−２は、移動体本体１０Ａの下部の前部の左右に配置され、前輪５−１、５−２は、移動体本体１０Ａに対して、横方向沿いの回転軸により正逆回転自在に支持されている。この横方向沿いの回転軸とは直交する上下方向沿いの旋回軸周りに、前輪５−１、５−２が、後述する左右の前輪用モータ２９−１、２９−２の駆動により、移動体本体１０Ａに対して左右の旋回方向に一体的に回転可能に支持されている。後側の駆動輪である後輪６−１、６−２は、移動体本体１０Ａの下部の後部の左右に正逆回転可能に設けて、後述する左右の後輪用モータ３０−１、３０−２とそれぞれ連結されている。よって、これらの前輪５−１、５−２と後輪６−１、６−２とで、前進及び左右に旋回可能な移動機構２６を構成している。また、駆動部２８は、移動機構２６を駆動制御するものである。駆動部２８は、立位搭乗型移動体１０の進行方向を操舵するために前輪５−１、５−２の向きを左右に回転駆動する左右の前輪用モータ２９−１、２９−２と、左右の後輪６−１、６−２を正逆回転駆動する左右の後輪用モータ３０−１、３０−２とを備えている。
【００３７】
制御装置格納部４に格納される運転制御部９０１は、立位搭乗型移動体用操舵制御装置の一例として機能する。運転制御部９０１は、立位搭乗型移動体１０の動作の全体制御を行うために駆動部２８を制御して、左右の後輪６−１、６−２を正逆回転駆動して立位搭乗型移動体１０を前進又は後退させる。これとともに、運転制御部９０１は、左右の前輪５−１、５−２を一体的に左右に回転駆動して立位搭乗型移動体１０を左又は右方向に旋回させる。
【００３８】
足置き１１には、たとえば、その前の左右に２つのフットスイッチ７−１、７−２が設置されており、一方の右フットスイッチ７−１は前進用に用いるとともに、他方の左フットスイッチ７−２は後退用に用いる。この一対のフットスイッチ７−１、７−２は、運転者１が立位搭乗型移動体１０の操作を行うための操作入力手段の例である。第１実施形態の例では、フットスイッチ７−１、７−２は左右対に配置されており、例えば、右側のフットスイッチ７−１は、スイッチの踏み込みにより、前進の指示を入力するスイッチであり、左側のフットスイッチ７−２は、スイッチの踏み込みにより、後退の指示を入力するスイッチである。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載する立位搭乗型移動体１０の動作について、図１を参照しながら説明する。運転者１は、本立位搭乗型移動体１０に、図１に示すようにハンドフリーな状態で搭乗する。運転者１は座部３に臀部を乗せ、背もたれ２に背中をつけて、立位搭乗型移動体１０に搭乗する。そうすることで、運転者１の上体と下肢の傾斜角度が約１３５度になる。この１３５度の姿勢は、腰椎に最も負荷がかかり難い座り方であることが知られているため、運転者１は長距離の移動でも腰への負担を小さくすることができる。また、本立位搭乗型移動体１０は、斜視図（図２Ａ、図２Ｂ）に示した通り、図示しない右後輪６−１と共に、４輪５−１、６−１、５−２、６−２で構成される。本立位搭乗型移動体１０の前後の移動は、運転者１が、フットスイッチ７−１、７−２を踏むことで行われる。右フットスイッチ７−１を運転者１が踏むことで、立位搭乗型移動体１０は前進（図２Ａ）し、左フットスイッチ７−２を運転者１が踏むことで後退（図２Ｂ）し、フットスイッチ７−１、７−２を運転者１が踏まない状態で停止する。
【００４０】
本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載した状態での立位搭乗型移動体１０の詳細な斜視図を図３に示す。図４は、本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載した状態での立位搭乗型移動体１０の正面図を示す。図３及び図４において、図１及び図２で示した構成と同じ構成については同符号で示し、その説明を省略する。
【００４１】
ベルト部の一例として機能する右シートベルト２１−１は、運転者１の右肩１ａを取り巻き可能なように、背もたれ２の右側の部分に設置される。また、ベルト部の一例として機能する左シートベルト２１−２は、運転者１の左肩１ａを取り巻き可能なように、背もたれ２の左側の部分に設置される。右取付金具２２−１は、右シートベルト２１−１の一端である先端に固定された取付金具である。左取付金具２２−２は、左シートベルト２１−２の一端である先端に固定された取付金具である。右取付口２３−１は、背もたれ２の右側の部分の下部に配置される。右取付金具２２−１を右取付口２３−１に挿入すると、内部の係止機構により右取付金具２２−１が係止され、右シートベルト２１−１の一端が背もたれ２に対して固定される。前記係止機構による係止を解除する場合には、運転者１が、図示しない解除ボタンを押すことにより、前記係止機構による係止が解除されて、右取付口２３−１から右取付金具２２−１が抜き出される。左取付口２３−２は、同様に、背もたれ２の左側の部分の下部に配置される。そして、左取付金具２２−２を左取付口２３−２に挿入すると、内部の係止機構により左取付金具２２−２が係止され、左シートベルト２１−２の一端が背もたれ２に対して固定される。前記係止機構による係止を解除する場合には、運転者１が、図示しない解除ボタンを押すことにより、前記係止機構による係止が解除されて、右取付口２３−２から右取付金具２２−２が抜き出される。
【００４２】
背もたれ２の右側の部分の上端には、右回転体２４−１が回転自在に一対の右回転体支柱２５−１で支持される。背もたれ２の右側の部分の背面側の支柱２７に取り付けられたベルト収納部の一例として機能する右巻取りプーリー４１−１（図５参照）に、右シートベルト２１−１の他端側が収納される。そして、右シートベルト２１−１が右回転体２４−１でガイドされながら、背面側から前面側に引き出し可能に配置されている。背もたれ２の左側の部分の上端には、左回転体２４−２が回転自在に一対の左回転体支柱２５−２で支持される。背もたれ２の左側の部分の背面側の支柱２７に取り付けられたベルト収納部の一例として機能する左巻取りプーリー４１−２（図５参照）に、左シートベルト２１−２の他端側が収納される。そして、左シートベルト２１−２が左回転体２４−２でガイドされながら、背面側から前面側に引き出し可能に配置されている。
【００４３】
図５は、本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載した状態での立位搭乗型移動体１０の左側面図を示す。図５において、右巻取りプーリー４１−１は、右シートベルト２１−１の他端側の部分を巻取っている。ここで、右巻取りプーリー４１−１には、引き出しロック機構の一例として機能するＥＬＲ（Emergency Locking Retractor  非常時固定及び巻き取り式）機構３９が設けられている。ベルト引き出し量検出部の一例として機能する右ポテンシャルメータ４２−１は、右巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−１に隣接して支柱２７に配置される。右ポテンシャルメータ４２−１は、右巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−１と連動して回転し、当該右シートベルト２１−１の引き出し量を計測する。図示しないが、左巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−２は、左シートベルト２１−２の他端側の部分を巻取っている。ベルト引き出し量検出部の一例として機能する左ポテンシャルメータ４２−２は、左巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−２に隣接して支柱２７に配置される。そして、左ポテンシャルメータ４２−２は、左巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−２と連動して回転し、当該左シートベルト２１−２の引き出し量を計測する。ここで、ＥＬＲ機構３９とは、右シートベルト２１−１又は左シートベルト２１−２をゆっくりと引けば、右シートベルト２１−１又は左シートベルト２１−２を引き出せるが、一定以上の勢いで引っ張ると、右シートベルト２１−１又は左シートベルト２１−２がロックされて引き出せない公知の構成である。これにより、万が一、立位搭乗型移動体１０が急に停止したりするとき、運転者１が慣性の法則で進行方向へ飛ばされそうになっても、右シートベルト２１−１及び左シートベルト２１−２がロックされて、そのような事態を防止することができる。
【００４４】
図６は、運転者１が本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を装着した立位搭乗型移動体１０に搭乗した様子を示した左側面図である。図６に示すように、運転者１は、左右のシートベルト２１−１及び２１−２（図示せず）を自分の左右の肩１ａの周囲をそれぞれ取り巻くように装着する。すなわち、運転者１は、右取付金具２２−１を手で持って右のシートベルト２１−１が運転者１の右肩１ａを取り巻くように、右巻取りプーリー４１−１から引き出したのち、右取付金具２２−１を右取付口２３−１に挿入する。内部の係止機構により右取付金具２２−１が係止され、右シートベルト２１−１の一端が背もたれ２に対して固定される。同様に、運転者１は、左取付金具２２−２を手で持って左のシートベルト２１−２が運転者１の左肩１ａを取り巻くように、左巻取りプーリー４１−２から引き出したのち、左取付金具２２−２を左取付口２３−２に挿入する。内部の係止機構により左取付金具２２−２が係止され、左シートベルト２１−２の一端が背もたれ２に対して固定される。その後、左右のシートベルト２１−１、２１−２（図示せず）は、立位搭乗型移動体１０が何かに衝突したような衝撃があった場合に運転者１の両肩１ａを背もたれ２に対して固定することで、運転者１が立位搭乗型移動体１０から前へ投げ出されるのを防止する。また、当該右シートベルト２１−１及び左シートベルト２１−２（図示せず）は、それぞれ右ポテンシャルメータ４２−１及び左ポテンシャルメータ４２−２（図示せず）によって、その引き出し量をそれぞれ測定する。そして、当該測定量は、後述する左右方向への操舵制御に利用する。
【００４５】
図７Ａは、右巻取りプーリー（ＥＬＲ機構３９付）４１−１、及び、右ポテンシャルメータ４２−１の構成を示した図である。右シートベルト２１−１の他端は、右巻取りプーリー４１−１に巻き取られる。しかし、右巻取りプーリー４１−１からの右シートベルト２１−１の引き出し量が急激に大きくなった場合には、右巻取りプーリー４１−１がＥＬＲ機構３９によって回転が固定され、シートベルトとしての機能を果たす。このシートベルトとしての機能を果たすための構成は、例えば、図７Ｂに示された公知のシートベルトが有するＥＬＲ機構３９を利用すればよい。さらに、右ポテンシャルメータ４２−１の小径部４２ｂは、右巻き取りプーリー４１−１の大径部４１ｂと連動して動く。そして、右ポテンシャルメータ４２−１が右シートベルト２１−１の引き出し量を計測する。引き出し量はＡ／Ｄ変換器３８を通じて、運転制御部９０１（後述）に入力され、操舵方向の制御に利用される。
【００４６】
図７Ｂは、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体の左右の巻取りプーリー４１−１、４１−２のＥＬＲ機構３９の詳細を示した図である。図７Ｂは、公知の特許文献３（特開昭６３−４９５６９号公報）に記載されているものと同等な技術である。図７Ｂにおいて、一枚の板状のポール６０の３つの突起のうちの第１の突起が、右巻き取りプーリー４１−１（左巻き取りプーリー４１−２）の回転軸４１ｃと同軸に固定されたフランジ７０の歯７１と噛み合っていないとき、ポール６０の第２の突起の先端は下方にあって、ＥＬＲ機構３９のロック検出スイッチ５０を押す。加速度がかかって慣性体５１が動くと、ラチェットレバー８０が上に持ち上がり、ポール６０の第３の突起はラチェットギア９１と噛み合う。さらに、ラチェットギア９１はラチェットレバー８０を反時計方向に回転させて、ポール６０の第１の突起とラチェット歯７１が噛み合い、フランジ７０と一体的に固定された右巻き取りプーリー４１−１（左巻き取りプーリー４１−２）の回転軸４１ｃの回転が止まる。このとき、ポール６０の第２の突起は上方に動くからロック検出スイッチ５０はＥＬＲ機構３９のロック状態を検出する。
【００４７】
図９は、本発明の第１実施形態における操舵制御装置に係る運転制御部９０１の構成を示した図である。図９において、運転制御部９０１は、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の運転制御全体を行う制御部であり、方向制御部９０２と、モータ制御量算出部９０６と、モータ制御出力部９０７とを備えている。
【００４８】
方向制御部９０２は、当該運転制御部９０１中の操舵制御を行う制御部である。方向制御部９０２は、肩移動量検出部（回転量検出部）又は差異検出部の一例として機能する差分計算部９０３と、操舵制御量算出部９０４と、操舵制御出力部９０５と、記憶部９０８とを備えている。
【００４９】
差分計算部９０３は、Ａ／Ｄ変換器３８でＡ／Ｄ変換された後の左右のポテンシャルメータ４２−１及び４２−２の出力結果の差分を計算して、計算結果を操舵制御量算出部９０４に出力する。
【００５０】
操舵制御量算出部９０４は、差分計算部９０３の結果とモータ制御量算出部９０６により算出したモータ制御量（すなわち、立位搭乗型移動体１０の速度の情報）とを受けて、左右のポテンシャルメータ４２−１及び４２−２の出力結果に基づき、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。
【００５１】
操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部９０４の結果を受けて、操舵制御信号（立位搭乗型移動体１０の左右方向への運転操作を制御する操舵制御情報の一例）を前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、それらの操舵制御信号の出力値は、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（左右の操舵方向）を制御する信号となる。各左右の前輪５−１、５−２は、移動体本体１０Ａに対して、左右の前輪用モータ２９−１、２９−２の駆動により旋回軸周りに左右に旋回されて、前進又は後退の直進方向に対してある角度だけ傾斜する。これにより、立位搭乗型移動体１０が左又は右方向に旋回可能とする。
【００５２】
モータ制御量算出部９０６は、各左右のフットスイッチ７−１及び７−２の出力結果を受けて、モータ制御量を算出して、算出したモータ制御量を、モータ制御出力部９０７と操舵制御量算出部９０４とにそれぞれ出力する。
【００５３】
モータ制御出力部９０７は、モータ制御量算出部９０６の結果を受けて、モータ制御信号を後輪用モータ３０−１、３０−２にそれぞれ出力する。
【００５４】
記憶部９０８は、右ポテンシャルメータ４２−１と左ポテンシャルメータ４２−２との初期値を記憶する。初期値としては、運転者１が左右のシートベルト２１−１、２１−２を装着してから所定時間例えば約３秒後の間におけるポテンシャルメータ４２−１、４２−２の平均値が考えられる。ここで、運転者１が左右のシートベルト２１−１、２１−２を装着したタイミングは、図示しない公知の技術で実現することができる。例えば、自動車において、シートベルト２１−１、２１−２を装着すると、「シートベルト警告ランプ」が消えるシステムがあり、そのような技術を転用して、シートベルト２１−１、２１−２を装着したタイミングを検出することができる。具体的には、タイミングを検出する機器としては、シートベルト２１−１、２１−２の装着に連動したスイッチか、又は、シートベルト２１−１、２１−２の取り付け金具が装着されたことで電気抵抗が絶縁状態から接続状態になることを検知する検知装置で実現できる。また、シートベルト２１−１、２１−２を装着してから３秒後か否かは、タイミングを検出する機器によりタイミングを検出したときから、差分計算部９０３が保持しているタイマーで時間を計測することにより検出することができる。
【００５５】
こうすることで、差分計算部９０３は、運転者１が自然に搭乗した状態における各ポテンシャルメータ４２−１、４２−２の値を獲得し、ここからの変化分で、運転者１が意識的に肩１ａを回転させたかどうかを検出することができる。特に、自然な状態で肩１ａが曲がっている運転者１でも、意識的な肩１ａの回転量（肩移動量の一例）をポテンシャルメータ４２−１、４２−２により左右別々に正確に測定することが可能となる。
【００５６】
以上のように構成された本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置の動作を以下に説明する。
【００５７】
本第１実施形態は、運転者１による左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の差によって、立位搭乗型移動体１０の背もたれ２に対する運転者１の両肩１ａの回転量を検出するものである。なお、図１０は、本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置の動作制御フローを示したフローチャートである。
【００５８】
＜スタート＞
運転制御部９０１は、運転者１が本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０に搭乗し、イグニッションキー（図示せず）をスタートさせ、かつ、各左右のシートベルト２１−１及び２１−２を各左右の取付口２３−１、２３−２に装着したことを検知する。運転制御部９０１が上記状態を検知した場合には、そのときの巻取り量が差分計算部９０３に入力され、差分計算部９０３を介して記憶部９０８に記録される。この巻取り量は、運転者１が自然に腰かけた状態におけるシートベルト２１−１及び２１−２の巻取り量と判断できる。そのため、この状態からの各左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の変化を差分計算部９０３により検出すれば、運転者１の両肩１ａが背もたれ２に対してどれだけ回転しているのか、を検出することができる。そして、この初期値としての巻取り量は、運転者１の体格によっても変化すると考えられるため、巻取り量のキャリブレーションとしての効果も奏する。
【００５９】
＜ステップＳ１０００＞
次いで、ステップＳ１０００において、ＥＬＲ機構３９のロック検出スイッチ５０は、立位搭乗型移動体１０に、運転者１が前に投げ出されるような衝撃があるか否かを検出する。立位搭乗型移動体１０に、運転者１が前に投げ出されるような衝撃があった場合（例えば、ロック検出スイッチ５０でＥＬＲ機構３９のロック状態を検出する場合）には、ＥＬＲ機構３９を有する左右の巻き取りプーリー４１−１，４１−２によってシートベルト２１−１及び２１−２が固定され、運転者１が前に投げ出されるのが防止される。その結果、動作制御フローはこのステップＳ１０００で終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ１０００で運転者１が前に投げ出されるような衝撃が無かった場合（例えば、ロック検出スイッチ５０によりＥＬＲ機構３９のロック状態を検出していない場合）には、動作制御フローはステップＳ１００１に進む。
【００６１】
＜ステップＳ１００１＞
ステップＳ１００１において、モータ制御量算出部９０６は、運転者１によって左右何れかのフットスイッチ７−１及び７−２が踏まれたか否かを検知する。モータ制御量算出部９０６が、運転者１によって左右何れかのフットスイッチ７−１及び７−２が踏まれたと検知する場合には、ステップＳ１００２に進む。モータ制御量算出部９０６が、運転者１によって左右のフットスイッチ７−１及び７−２が両方とも踏まれていないと検知する場合には、動作制御フローはステップＳ１００６に進む。
【００６２】
＜ステップＳ１００２＞
ステップＳ１００１において、運転者１が何れかのフットスイッチ７−１又は７−２を踏んだと、モータ制御量算出部９０６が判断した場合には、モータ制御量算出部９０６が、例えば、踏まれたフットスイッチの踏み込み量に基づきモータ制御量を算出して、算出したモータ制御量をモータ制御出力部９０７に出力する。モータ制御出力部９０７は、モータ制御量算出部９０６により算出されたモータ制御量に応じて、モータ制御信号を後輪用モータ３０−１、３０−２にそれぞれ出力する。より具体的には、運転者１が、右フットスイッチ７−１を踏んだときには、前記した制御により、両左右の車輪５−１及び５−２を立位搭乗型移動体１０が前進する方向に制御する（図２Ａ参照）。逆に、左フットスイッチ７−２を運転者１が踏んだ場合には、立位搭乗型移動体１０が後退する方向に制御する（図２Ｂ参照）。その後、動作制御フローはステップＳ１００３に進む。
【００６３】
＜ステップＳ１００３＞
ステップＳ１００３において、差分計算部９０３は、左右両方のポテンシャルメータ４２−１、４２−２により計測された、左右両方のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量から、
【００６４】
【数１】
2012110408.tif 000003
を計算する。
【００６５】
【数２】
2012110408.tif 000004
の計算は、まず、各々のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量から、記憶部９０８に記憶された運転者１が自然な状態にいる場合の各々のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量を減算した値を差分計算部９０３によりそれぞれ得る（これが、正味のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量に相当する。）。
【００６６】
次に、左シートベルト２１−２の前記減算値から右シートベルト２１−１の前記減算値を差分計算部９０３が減算することによって、
【００６７】
【数３】
2012110408.tif 000005
を算出し、算出した値を差分計算部９０３から操舵制御量算出部９０４に出力される。その後、動作制御フローはステップＳ１００４に進む。
【００６８】
＜ステップＳ１００４＞〜＜ステップＳ１００５＞
ステップＳ１００４において、操舵制御量算出部９０４は、差分計算部９０３により算出した差分値に基づき、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。次いで、ステップＳ１００５において、操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部９０４により算出した操舵制御量に基づき、操舵制御信号を算出して、前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、操舵制御出力部９０５は、操舵制御信号の出力値に基づいて、前輪用モータ２９−１、２９−２が回転駆動されて、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（左右の操舵方向）を制御する。以下、これについて、具体的に説明する。
【００６９】
例えば、図１１Ａは、運転者１（胴体から脚の部分は図示せず）の両肩１ａが背もたれ２と略平行状態になっている場合の操舵制御方法を表した図である。すなわち、図１１Ａは、運転者１の自然な位置からの両肩１ａの回転角が小さい状態を示している。この図１１Ａの場合のように、運転者１が、肩１ａの回転動作を特に意識して行なっていない場合には、差分計算部９０３により算出される
【００７０】
【数４】
2012110408.tif 000006
はほぼ０に等しくなる。この差分値が所定の閾値より小さいと、操舵制御量算出部９０４により判断されることになる。そのため、操舵制御量算出部９０４では操舵制御量がゼロと算出されて、この操舵制御量が操舵制御出力部９０５に出力される。操舵制御出力部９０５では、操舵制御信号をゼロとして、左右方向への操舵は行なわない（制御の詳細は、後述する）。ここで、所定の閾値を設定する意味は、左右のポテンシャルメータ４２−１及び４２−２の検出誤差、左右のシートベルト２１−１、２１−２の伸縮量などの誤差要因を排除するためである。よって、例えば、右フットスイッチ７−１が踏まれている場合には、図１１Ａに示すように本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０は、左右方向への操舵は行なわずに、直進的に前進制御される。
【００７１】
次に、図１１Ｂは、運転者１の両肩１ａが右方向（時計回り）に回転している場合の操舵制御方法を表した図である。すなわち、図１１Ｂでは、運転者１の自然な位置からの右シートベルト２１−１の引き出し量が左シートベルト２１−２の引き出し量より大きい状態となっている。図１１Ｂの場合のように、運転者１が意識して右肩１ａを前方に動かし、肩１ａを右回転させた場合には、差分計算部９０３により算出される
【００７２】
【数５】
2012110408.tif 000007
は負の値となる。この負の差分値が所定の閾値（負の閾値）以上であると操舵制御量算出部９０４により判断される場合には、操舵制御量算出部９０４により、左折方向へ操舵するように操舵制御量が算出されて、この操舵制御量が操舵制御出力部９０５に出力される。操舵制御出力部９０５では、操舵制御量に基づいて操舵制御信号を算出して、この操舵制御信号を前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、操舵制御信号の出力値に基づいて、前輪用モータ２９−１、２９−２が回転駆動される。このようにして、運転制御部９０１により、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（左向きの操舵方向）を制御する。よって、右フットスイッチ７−１が踏まれている場合には、図１１Ｂに示すように本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、前に向かって左折制御される。
【００７３】
さらに、図１１Ｃは、運転者１の両肩１ａが左方向に回転している場合の操舵制御方法を表した図である。すなわち、図１１Ｃは、運転者１の自然な位置からの左シートベルト２１−２の引き出し量が右シートベルト２１−１の引き出し量より大きい状態を示している。図１１Ｃの場合のように、運転者１が意識して左肩１ａを前方に動かし、肩１ａを左回転させた場合には、差分計算部９０３により算出される
【００７４】
【数６】
2012110408.tif 000008
は正の値となる。この正の差分値が所定の閾値（正の閾値）以上であると操舵制御量算出部９０４により判断される場合には、操舵制御量算出部９０４により、右折方向へ操舵するように操舵制御量が算出されて、この操舵制御量が操舵制御出力部９０５に出力される。操舵制御出力部９０５は、操舵制御量に基づいて操舵制御信号を算出して、この操舵制御信号を前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、操舵制御信号の出力値に基づいて、前輪用モータ２９−１、２９−２が回転駆動されて、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（右向きの操舵方向）を制御される。よって、右フットスイッチ７−１が踏まれている場合には、図１１Ｃに示すように本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０は、前に向かって右折制御される。
【００７５】
上述のような操舵制御をするための手法について、以下、より詳細に説明する。
【００７６】
図１１Ｄは、運転者１の肩１ａの回転角度と差分値の関係を示した図である。図１１Ｄの下方に示したように、幾何学的な考察により、
【００７７】
【数７】
2012110408.tif 000009
は、運転者１の肩幅（肩峰幅で検討することにする）にｓｉｎθ（θは肩の回転角度）を掛けた値で定義できることが分かる。これをグラフで示したのが、図１１Ｄである。例えば、運転者１の肩１ａの回転角度θが２５度付近であった場合には、日本人の平均的な肩峰幅を３５０ｍｍとすると、当該運転者１の肩１ａの回転による
【００７８】
【数８】
2012110408.tif 000010
は、３５０ｍｍ×ｓｉｎ２５°＝約１５０ｍｍ程度であることが分かる。
【００７９】
本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０は、当該移動体１０の速度に応じて、運転者１の肩１ａの回転角度に相当する
【００８０】
【数９】
2012110408.tif 000011
と
【００８１】
【数１０】
2012110408.tif 000012
の関係を変化させる。立位搭乗型移動体１０の低速時（約時速１ｋｍ以下程度）においては、立位搭乗型移動体１０は比較的小回りが利く制御をする。これに対して、立位搭乗型移動体１０の中速度（約時速２．５ｋｍ）及び高速度（約時速４ｋｍ以上）となるにつれて立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、簡単に右折又は左折ができないように制御される。立位搭乗型移動体１０の速度が大きい場合に簡単に右折又は左折を可能にすると、運転者１にかかる遠心力が大きくなりすぎて、運転者１が立位搭乗型移動体１０に自然な状態で搭乗できなくなる恐れがあるためである。ここで、立位搭乗型移動体１０が低速か、中速度か、高速度かは、モータ制御量算出部９０６により算出されたモータ制御量に基づき、差分計算部９０３と、操舵制御量算出部９０４と、操舵制御出力部９０５とによりそれぞれ判断することができる。
【００８２】
また、図１４Ｂに示した下り坂の坂道９９では、立位搭乗型移動体１０に搭乗している運転者１は前のめりの姿勢となる。この場合に、立位搭乗型移動体１０が右折又は左折を容易に行なうことができるとすれば、運転者１は立位搭乗型移動体１０から前に投げ出されるような恐怖感を伴うため、好ましくない。つまり、この場合には、運転者１が肩１ａを大きく回転した場合にのみ、右折又は左折の動作をさせるのが好ましい。なお、下り坂の坂道９９であることは、図示しない姿勢センサの出力により検出することができる。
【００８３】
次に、まず、低速走行時（約時速１ｋｍ以下）における、操舵制御方法について説明する。すなわち、モータ制御量算出部９０６により算出されたモータ制御量に基き立位搭乗型移動体１０が低速度の閾値（例えば約時速１ｋｍ）以下であり、低速走行時（約時速１ｋｍ以下）であると操舵制御量算出部９０４により判断した場合には、操舵制御量算出部９０４は、差分計算部９０３が算出した
【００８４】
【数１１】
2012110408.tif 000013
に基づき、例えば、以下の式（１）に示す変換を行って、操舵制御量（操舵角）を算出する。
【００８５】
【数１２】
2012110408.tif 000014
ここで、
【００８６】
【数１３】
2012110408.tif 000015
：は操舵制御量（操舵角）であり、
【００８７】
【数１４】
2012110408.tif 000016
：は差分値であり、
【００８８】
【数１５】
2012110408.tif 000017
は差分値に応じて適切な操舵制御量を算出するための変換関数である。具体的には、図１２に示すグラフと同一の変換関数を用いることが考えられる。まず、
【００８９】
【数１６】
2012110408.tif 000018
の絶対値が閾値よりも小さいと操舵制御量算出部９０４により判断した場合（図１２の（１）の状態の場合）には、運転者１は、意識的に肩１ａの回転運動をしていないものと操舵制御量算出部９０４により判断する（たとえば
【００９０】
【数１７】
2012110408.tif 000019
の低速度用の閾値が３０ｍｍと仮定すると、肩１ａの回転角θとしては約５度以下となる（図１２のグラフ参照。））。そのため、このときには、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、左右方向に移動しないように制御されなければならない。これは、自動車で言えば「ハンドルの遊び」に相当するものであり、両肩１ａが少々動いた程度で本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、右折又は左折をしないように制御されるためである。すなわち、差分値が閾値よりも小さい場合（肩の回転が小さい場合）には、差分値がゼロでなくても、前輪５−１、５−２の左右方向への旋回動作を発生させずに、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により直進するように制御される。
【００９１】
以上、低速走行時における操舵制御量の算出方法について説明したが、差分値が閾値以上で比較的大きい場合には、前記の
【００９２】
【数１８】
2012110408.tif 000020
は、運転者１の肩１ａの回転角度θと
【００９３】
【数１９】
2012110408.tif 000021
が、近い値になるように予め設計して、操舵制御量算出部９０４内に保持している。これは、運転者（ユーザ）１の肩１ａの回転感覚に操舵角を追従させるためである。以下、これについて説明する。
【００９４】
まず、
【００９５】
【数２０】
2012110408.tif 000022
が閾値以上であると操舵制御量算出部９０４により判断した場合（図１２の（２）の状態の場合）について説明する。この場合には、運転者１が意識的に肩１ａを回転させ、立位搭乗型移動体１０の方向を変化させようとする意図があるものと操舵制御量算出部９０４により判断できる。このため、その
【００９６】
【数２１】
2012110408.tif 000023
が閾値以上であると操舵制御量算出部９０４により判断した場合には、
【００９７】
【数２２】
2012110408.tif 000024
に応じた右折又は左折を可能にするように、操舵制御量算出部９０４は、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。ここで、本立位搭乗型移動体１０では、運転者１が左肩１ａを前に出した場合には、右方向へ曲がるように（右折）制御する（図１２における（２）を参照）。すなわち、差分値が閾値以上であるものの、差分値が小さな値である場合には、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、小さく右折（図１２における（２）の場合）又は左折するように制御される。ここで、閾値とは、具体的には、図１２における差分値３０ｍｍの部分であり、回転制御をするかしないかを決めるための基準値のことである。また、「差分値が閾値以上であるものの、差分値が小さな値である場合」とは、差分値が閾値からあまり離れていない場合で、かつ、図１２の（２）の部分に示すように関数ｆの曲線の傾きが小さい場合である。
【００９８】
さらに、
【００９９】
【数２３】
2012110408.tif 000025
が前記閾値を大きく超える程(差分値が閾値から大きく離れる程、すなわち、図１２に示すように関数ｆの曲線の傾きが（２）に対応する曲線部分の傾きよりも大きくなる程)、運転者１が肩１ａを大きく回転させた場合（図１２の（３）の状態の場合）は、立位搭乗型移動体１０がより大きく右折又は左折をすることを意図していると操舵制御量算出部９０４により判断できるため、立位搭乗型移動体１０の回転量に略相当する
【０１００】
【数２４】
2012110408.tif 000026
を大きくするように運転制御部９０１により制御する（図１２における（３）を参照）。すなわち、差分値が前記閾値以上でかつさらに大きい場合(差分値が閾値からさらに大きく離れている場合で、かつ、図１２に示すように関数ｆの曲線の傾きが（２）に対応する曲線部分の傾きよりも大きい場合)には、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、大きく右折（図１２における（３）の場合）又は左折するように制御される。
【０１０１】
なお、本第１実施形態では、
【０１０２】
【数２５】
2012110408.tif 000027
を陽に定義する方法を取ったが、たとえば、ニューラルネットワークによる関数学習を用いる方法、又は、差分値と操舵制御量との関係を定義したテーブルを用いて、前記したような操舵制御方法を実現しても良い。また、
【０１０３】
【数２６】
2012110408.tif 000028
の代わりに、左シートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の比を用いて、
【０１０４】
【数２７】
2012110408.tif 000029
を操舵制御量算出部９０４により算出しても良い。
【０１０５】
また、操舵制御量算出部９０４は、各左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量が共に大きい場合には、回転しにくくするように、例えば、以下の式（２）にしたがって操舵制御量を算出しても良い。両肩１ａの引き出し量が大きいということは、運転者１が前のめりになっている状態のため、右折又は左折をするのは危険と考えられる。また、何か前方にある物を取ろうとする動作中の場合もあると考えられる。そのため、左右方向への回転をしにくく制御するのが好ましい。
【０１０６】
【数２８】
2012110408.tif 000030
ここで、
【０１０７】
【数２９】
2012110408.tif 000031
は、差分検出部９０３により求められた各左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の大きい方の値である。もちろん、各引き出し量の平均値を差分検出部９０３により算出して用いる等の方法をとっても良い。なお、引き出し量の算出は、左右のポテンシャルメータ４２−１、４２−２の引き出し量を記憶部９０８に記憶された初期値としての引き出し量との差分を差分検出部９０３が取ることによって行う。
【０１０８】
次に、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体が、中速度又は高速度で走行している場合の操舵制御量の算出方法について述べる。中速度又は高速度に対する制御量を算出する場合は、速度に応じた関数ｆの切替えをする。図１３は、中速度走行時（約時速２．５ｋｍ）における
【０１０９】
【数３０】
2012110408.tif 000032
の形状、及び、図１４Ａは、高速度走行時（約時速４ｋｍ）における
【０１１０】
【数３１】
2012110408.tif 000033
の形状を示す。ここで、モータ制御量算出部９０６により算出されたモータ制御量に基き立位搭乗型移動体１０の速度が、低速度の閾値（例えば約時速１ｋｍ）を超えて高速度の閾値（例えば約時速４ｋｍ）以下である場合には、中速度であると操舵制御量算出部９０４が判断する。また、モータ制御量算出部９０６により算出されたモータ制御量に基き立位搭乗型移動体１０の速度が、高速度の閾値（例えば約時速４ｋｍ）を越える場合には、高速度であると操舵制御量算出部９０４が判断する。前記中速度走行時の変換関数よりも前記高速度走行時の変換関数の形状は、図１３及び図１４Ａに示すように、立位搭乗型移動体１０の速度が大きくなる程、閾値の値が大きくなり、図１３及び図１４Ａ中のグラフの直線部の傾きも小さくなり、かつ、最大回転角度も小さくなるように予め設計して、操舵制御量算出部９０４内に保持している。これは、前述したとおり、立位搭乗型移動体１０の速度が大きくなる程、立位搭乗型移動体１０が操舵制御量算出部９０４により、簡単に右折又は左折ができないように制御されたためである。なお、図１４Ｂに示す前下がりの坂道９９においては、高速走行時の
【０１１１】
【数３２】
2012110408.tif 000034
を用いる。理由は、前述した通りである。
【０１１２】
なお、立位搭乗型移動体１０の中速度において、図１３に示すグラフと同一の変換関数を用いる場合について簡単に説明する。まず、
【０１１３】
【数３３】
2012110408.tif 000035
の絶対値が中速度用の閾値よりも小さいと操舵制御量算出部９０４により判断した場合（図１３の（４）の状態の場合）には、運転者１は、意識的に肩１ａの回転運動をしていないものと操舵制御量算出部９０４が判断する。例えば
【０１１４】
【数３４】
2012110408.tif 000036
の中速度用の閾値が４５ｍｍと仮定すると、肩１ａの回転角θとしては約０度となる（図１３のグラフ参照。）。そのため、このときには、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、左右方向に移動しないように制御されなければならない。これは、自動車で言えば「ハンドルの遊び」に相当するものであり、両肩１ａが少々動いた程度で本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、右折又は左折をしないように制御されるためである。すなわち、差分値が閾値よりも小さい場合（肩の回転が小さい場合）には、差分値がゼロでなくても、前輪５−１、５−２の左右方向への旋回動作を発生させずに、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、直進させるように制御される。
【０１１５】
図１３の（５）の状態の場合、差分値は、低速度用の閾値３０ｍｍを越えているが、中速度用の閾値４５ｍｍを越えていない。このため、中速度になると、両肩１ａがある範囲動いても、先の図１３の（１）の状態と同様に、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、右折又は左折をしないように制御される。
【０１１６】
さらに、
【０１１７】
【数３５】
2012110408.tif 000037
が中速度用の閾値を超える程、運転者１が肩１ａを大きく回転させた場合（図１３の（６）の状態の場合）は、立位搭乗型移動体１０が右折又は左折をすることを意図していると操舵制御量算出部９０４により判断できるため、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、右折（図１３における（６）の場合）又は左折するように制御される。
【０１１８】
次に、立位搭乗型移動体１０の高速度において、図１４Ａに示すグラフと同一の変換関数を用いる場合について簡単に説明する。まず、
【０１１９】
【数３６】
2012110408.tif 000038
の絶対値が高速度用の閾値よりも小さいと操舵制御量算出部９０４が判断した場合（図１４Ａの（７）の状態の場合）には、運転者１は、意識的に肩１ａの回転運動をしていないものと操舵制御量算出部９０４により判断する。例えば
【０１２０】
【数３７】
2012110408.tif 000039
の高速度用の閾値が５０ｍｍと仮定すると、肩１ａの回転角θは約０度となる（図１４Ａのグラフ参照。）。そのため、このときには、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、左右方向に移動しないように制御されなければならない。これは、自動車で言えば「ハンドルの遊び」に相当するものであり、両肩１ａが少々動いた程度で本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、右折又は左折をしないように制御されるためである。すなわち、差分値が閾値よりも小さい場合（肩の回転が小さい場合）には、差分値がゼロでなくても、前輪５−１、５−２の左右方向への旋回動作を発生させずに、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により直進させるように制御される。
【０１２１】
図１４Ａの（８）の状態の場合、差分値は、低速用の閾値及び中速度用の閾値を越えているが、高速度用の閾値を越えていない。このため、高速度になると、両肩１ａがある範囲動いても、先の図１３の（１）の状態と同様に、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部９０１により、右折又は左折をしないように制御される。
【０１２２】
さらに、
【０１２３】
【数３８】
2012110408.tif 000040
が高速度用の閾値を超える程、運転者１が肩１ａを大きく回転させた場合（図１４Ａの（９）の状態の場合）は、立位搭乗型移動体１０が右折又は左折をすることを意図していると操舵制御量算出部９０４により判断できるため、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部９０１により、小さく右折（図１４Ａにおける（９）の場合）又は左折するように制御される。
【０１２４】
＜ステップＳ１００５の続き＞
前記したように、操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部９０４が出力した操舵制御量に応じて、左右方向への前輪５−１、５−２の回転量（旋回量）を制御する信号を前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。当該出力された信号により前輪用モータ２９−１、２９−２が旋回駆動されて、左右の前輪５−１、５−２が操舵制御量に応じた操舵角で左又は右に曲がるように、立位搭乗型移動体１０が運転制御部９０１により制御される。また、モータ制御出力部９０７は、モータ制御量算出部９０６が算出した後輪用モータ３０−１、３０−２のモータ制御信号である制御量（前進又は後退）に応じて、左右の後輪６−１、６−２を正逆回転駆動する信号を後輪用モータ３０−１、３０−２にそれぞれ出力する。後輪用モータ３０−１、３０−２では、左右の後輪６−１、６−２を正逆回転駆動する信号に基き、それぞれ駆動されて、立位搭乗型移動体１０が前進又は後退する。その後、動作制御フローは、ステップＳ１０００に戻る。
【０１２５】
＜ステップＳ１００６＞
一方、前記したように、ステップＳ１００１において、運転者１によって左右のフットスイッチ７−１及び７−２が両方とも踏まれていないとモータ制御量算出部９０６が検知する場合には、ステップＳ１００６に進む。このステップＳ１００６においては、モータ制御量算出部９０６は、左右の後輪６−１、６−２を駆動する後輪用モータ３０−１、３０−２を駆動停止するように、制御量をモータ制御出力部９０７に出力する。モータ制御出力部９０７は、モータ制御量算出部９０６からの当該制御量に応じて、左右の後輪６−１、６−２を停止する信号を後輪用モータ３０−１、３０−２にそれぞれ出力する。左右の後輪６−１、６−２を停止する信号により、後輪用モータ３０−１、３０−２は駆動停止される。その後、動作制御フローはステップＳ１００７に進む。
【０１２６】
＜ステップＳ１００７＞
ステップＳ１００７において、イグニションキー（図示せず）がオフになった場合には、運転制御部９０１は、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の全体の動作を終了させる。ステップＳ１００７において、イグニションキー（図示せず）がオフでない場合には、運転制御部９０１は、本発明の第１実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の全体の動作を続行するため、ステップＳ１０００に戻る。
【０１２７】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置は、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転量を左右両方のシートベルト２１−１、２１−２の
【０１２８】
【数３９】
2012110408.tif 000041
に基づいて差分計算部９０３により算出し、当該差分計算部９０３により算出された差分値に応じて、左右の操舵方向及び量を操舵制御量算出部９０４により決定するため、運転者１の搭乗姿勢の自由度（遊び）を一定程度確保しつつ、高精度に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。すなわち、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転を検出して左右方向への操舵を指示するため、ハンドフリーな状態で搭乗する際の姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、直感的に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。
【０１２９】
従って、ハンドフリーな状態で乗車する立位搭乗型移動体１０において、運転者１に一定程度の自由度（遊び）を持たせた上で、人間にとって自然な動作である、運転者１の両肩１ａの背もたれ２に対する回転姿勢に応じて、右折又は左折の指示をすることにより、当該両肩１ａの回転方向に操舵方向を一致させて（例えば、右回転ならば左折、左回転ならば右折）、直感的な操作感を得ることができる。
【０１３０】
なお、運転制御部９０１において上述の制御を行うコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。
【０１３１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る立位搭乗型移動体用操舵制御装置は、第１実施形態のシートベルト２１−１、２１−２に、運転者１の衣服とシートベルト２１−１、２１−２とが滑りにくくする構造を施したものである。その他は、第１実施形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１３２】
図８Ａ及び図８Ｂは、左右のシートベルト２１−１、２１−２の構成の具体例を示す図である。
【０１３３】
図８Ａにおいては、左右のシートベルト２１−１、２１−２で、運転者１の少なくとも肩１ａに当たる部分、好ましくは肩１ａから衣服にかかる部分に、運転者１の肩１ａの左右の回転の動きと同期して動く程度の摩擦を発生させる材料で構成される接触部（摩擦部）６１を有するものである。この接触部（摩擦部）６１の具体的な例としては、ゴム状の多数の突起を配置したものである。もちろん、少なくとも肩１ａに当たる部分のみならず、シートベルト２１−１、２１−２の全体に、前記ゴム状の突起の接触部（摩擦部）６１を配置しても構わない。
【０１３４】
図８Ｂは、図８Ａにおける多数のゴム状の突起の接触部（摩擦部）６１に代えて、ゴム等の摩擦係数の大きい材質（運転者１の衣服と滑りが発生しにくい材質）で接触部（摩擦部）７１を構成したものである。
【０１３５】
本第２実施形態においては、前記した接触部（摩擦部）６１又は７１の構成により、左右のシートベルト２１−１、２１−２と衣服が滑りにくくすることによって、運転者１の衣服がシートベルト２１−１、２１−２と擦れて傷まないようにするという、本第２実施形態の特有の効果を奏するものである。
【０１３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体用操舵制御装置は、第１実施形態又は第２実施形態におけるシートベルト２１−１、２１−２に代えて、距離計測部の一例として機能する測距センサ１２０１−１，１２０１−２を用いて運転者１の両肩１ａの回転量を測定するものである。図１５に本第３実施形態に係る操舵制御装置を搭載した立位搭乗型移動体１０の斜視図を示す。図１５において、１２０１−１は右測距センサ、１２０１−２は左測距センサである。本第３実施形態では、これらの測距センサ１２０１−１，１２０１−２が、運転者１の肩１ａの部分が背もたれ２からどの程度離れているのかを検出することで、運転者１の肩１ａの回転量を計測するものである。
【０１３７】
図１６は、本第３実施形態における操舵制御装置の測距センサ１２０１−１，１２０１−２の距離検出原理を示した図である。本測距センサ１２０１−１，１２０１−２は、主に三角測量を検出原理としている。投光部１２０２から投光された光は、投光レンズ１２０３を通じて、検出物体（運転者１の肩１ａの部分）上で拡散反射され、その反射光は受光レンズ１２０４によって位置検出部１２０５（光の当たる位置に応じた信号を出力する半導体素子から構成される検出部）上に結像する。運転者１の肩１ａの位置がＡに存在する場合は、位置検出部１２０５のａの位置に反射光が結像する。また、運転者１の肩１ａの位置が光学系（投光レンズ１２０３及び受光レンズ１２０４）から遠い位置Ｂに存在する場合は、位置検出部１２０５のｂの位置に、反射光が結像する。従って、位置検出部１２０５上の結像位置を測ることによって、位置検出部１２０５が配置された位置（背もたれ２）から検出物体（運転者１の肩１ａの部分）までの距離が測れることになる。
【０１３８】
図１７は、本第３実施形態における運転制御部１３０１の構成図を示すものである。図１７において、運転制御部１３０１は、立位搭乗型移動体用操舵制御装置の一例として機能し、本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の運転制御全体を行う制御部である。運転制御部１３０１は、方向制御部１３０２と、モータ制御量算出部９０６と、モータ制御出力部９０７とを備えている。
【０１３９】
方向制御部１３０２は、第１実施形態の方向制御部９０２と同様に、当該運転制御部１３０１中の操舵制御を行う制御部である。方向制御部１３０２は、肩移動量検出部（回転量検出部）又は差異検出部の一例として機能する差分計算部１３０３と、操舵制御量算出部１３０４と、操舵制御出力部９０５と、記憶部１３０５とを備えている。
【０１４０】
差分計算部１３０３は、左右の測距センサ１２０１−１，１２０１−２の出力値の差分を計算して、計算結果を操舵制御量算出部１３０４に出力する。
【０１４１】
操舵制御量算出部１３０４は、差分計算部１３０３の結果とモータ制御量算出部９０６により算出したモータ制御量（すなわち、立位搭乗型移動体１０の速度の情報）とを受けて、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。
【０１４２】
記憶部１３０５は、運転者１が本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０に搭乗してから一定程度の時間（３秒前後）における左右測距センサ１２０１−１，１２０１−２の平均値を差分計算部１３０３により算出し、算出した値を初期値として記憶する。これにより、運転者１の自然な体勢における左右の各測距センサ１２０１−１，１２０１−２からの値が得られるため、例えば自然な体勢において肩が曲がっているような運転者（ユーザ）１についても、肩１ａの回転量を正確に算出することができる。ここで、搭乗の判断は、測距センサ１２０１−１，１２０１−２が無限大「∞」を検出していた状態から、数センチから１０数センチに物体が存在すると検知した状態（人が測距センサ１２０１−１，１２０１−２の前に出現したことを示す状態）に変化した時点を起点として判断することができる。また、搭乗してから一定程度の時間（３秒前後）か否かは、搭乗を検出する測距センサ１２０１−１，１２０１−２により搭乗を検出したときから、差分計算部９０３が保持しているタイマーにより時間を計測することにより検出することができる。
【０１４３】
操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部９０４に代えて操舵制御量算出部１３０４の結果を利用する以外は、第１実施形態の操舵制御出力部９０５と同じである。
【０１４４】
なお、モータ制御量算出部９０６と、モータ制御出力部９０７とについては、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【０１４５】
以上のように構成された本発明の第３実施形態に係る操舵制御装置の動作を以下に説明する。図１８は、本発明の第３実施形態に係る操舵制御装置の動作制御フローを示したフローチャートである。以下、図１０と同様な動作を行う部分については、説明を省略する。
【０１４６】
＜スタート＞
運転者１が本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０に搭乗し、立位搭乗型移動体１０のイグニッションキー（図示せず）をスタートさせたときに、運転制御部１３０１は、本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の全体の動作をスタートさせる。
【０１４７】
＜ステップＳ１００１＞〜＜ステップＳ１００２＞
次いで、ステップＳ１００１及びステップＳ１００２では、図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００２と同様の動作をそれぞれ行う。
【０１４８】
＜ステップＳ１４０３＞
ステップＳ１００３に代わるステップＳ１４０３においては、差分計算部１３０３は、左右両方の測距センサ１２０１−１、１２０１−２により計測された運転者１の肩１ａの部分と背もたれ２との距離から、その
【０１４９】
【数４０】
2012110408.tif 000042
を計算する。
【０１５０】
【数４１】
2012110408.tif 000043
の計算は、まず、ぞれぞれの測距センサ１２０１−１，１２０１−２が示す値から、記憶部１３０５に記憶した自然な態勢における測距センサ１２０１−１，１２０１−２の値を差分計算部１３０３によりそれぞれ減算する。これにより、肩１ａの回転による正味の測距センサ値、すなわち、正味の肩１ａの部分と背もたれ２との距離を得ることが出来る。
【０１５１】
次に、左測距センサ１２０１−２の前記減算値から右測距センサ１２０１−１の前記減算値を差分計算部１３０３により減算することによって
【０１５２】
【数４２】
2012110408.tif 000044
を算出する。その結果である
【０１５３】
【数４３】
2012110408.tif 000045
は、差分計算部１３０３から操舵制御量算出部１３０４に出力される。その後、動作制御フローはステップＳ１４０４に進む。
【０１５４】
＜ステップＳ１４０４＞〜＜ステップＳ１４０５＞
ステップＳ１４０４において、操舵制御量算出部１３０４は、差分計算部１３０３が算出した
【０１５５】
【数４４】
2012110408.tif 000046
に基づき、例えば式（３）に示す変換を行って、操舵制御量（操舵角）を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。
【０１５６】
【数４５】
2012110408.tif 000047
ここで、
【０１５７】
【数４６】
2012110408.tif 000048
：は操舵制御量（操舵角）であり、
【０１５８】
【数４７】
2012110408.tif 000049
：は差分値であり、
【０１５９】
【数４８】
2012110408.tif 000050
は差分値に応じて適切な操舵制御量を算出するための変換関数である。具体的には、第１実施形態における図１２のグラフと同一の変換関数を用いれば良い。まず、
【０１６０】
【数４９】
2012110408.tif 000051
の絶対値が閾値よりも小さいと操舵制御量算出部１３０４により判断した場合（図１２の（１）の状態の場合）には、操舵制御量算出部１３０４が、運転者１は意識的に肩１ａの回転運動をしていないものと判断する。そのため、操舵制御量算出部１３０４は、本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の右折又は左折はしないように制御する。これは、自動車で言えば、「ハンドルの遊び」に相当するものであり、両肩が少々動いた程度で本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０が右折又は左折をしないようにするものである。すなわち、差分値が閾値よりも小さい場合（肩の回転が小さい場合）には、差分値がゼロでなくても、前輪５−１、５−２の左右方向への旋回動作を発生させずに、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部１３０１により直進するように制御される。
【０１６１】
一方、
【０１６２】
【数５０】
2012110408.tif 000052
が閾値以上であると操舵制御量算出部１３０４により判断した場合（図１２の（２）又は（３）の状態の場合）には、操舵制御量算出部１３０４が、運転者１が意識的に肩１ａを回転させ、本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の方向を変化させようとする意図があるものと判断する。このため、操舵制御量算出部１３０４は、その
【０１６３】
【数５１】
2012110408.tif 000053
が閾値以上であると操舵制御量算出部１３０４が判断した場合には、肩１ａの回転量に応じた右折又は左折を可能にするように、操舵制御量算出部１３０４は、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。ここで、立位搭乗型移動体１０は、運転者１が左肩１ａを前に出した場合（すなわち、両肩１ａを右に回転した場合）には、、運転制御部１３０１により、右方向へ曲がるように制御される（図１２における（２）又は（３）参照）。すなわち、差分値が閾値以上である場合には、立位搭乗型移動体１０は、、運転制御部１３０１により、右折（図１２における（２）又は（３）の場合）又は左折するように制御される。
【０１６４】
次いで、ステップＳ１４０５において、操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部１４０４により算出した操舵制御量に基づき操舵制御信号を算出して、この操舵制御信号を前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、操舵制御信号の出力値に基づいて、前輪用モータ２９−１、２９−２が回転駆動されて、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（左右の操舵方向）が制御される。その後、動作制御フローはステップＳ１０００に戻る。
【０１６５】
その他のステップＳ１００６及びステップＳ１００７は第１実施形態のステップＳ１００６及びステップＳ１００７と同様である。
【０１６６】
本第３実施形態においても、第１実施形態で説明したように、本発明の第３実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の速度、又は、坂道９９を下る方向に移動しているか否かを、図示しない姿勢センサの出力で判断して、
【０１６７】
【数５２】
2012110408.tif 000054
を動的に変化させるのが好ましい。つまり、立位搭乗型移動体１０の速度が上がっている場合、又は、坂道９９を下る方向に移動する場合には、立位搭乗型移動体１０が簡単に右折又は左折方向への操舵ができないようにする。詳細は、第１実施形態で述べた通りであるため、詳細な説明は省略する。
【０１６８】
なお、本第３実施形態では、
【０１６９】
【数５３】
2012110408.tif 000055
を陽に定義する方法を取ったが、たとえば、ニューラルネットワークによる関数学習を用いる方法、又は、差分値と操舵制御量との関係を定義したテーブルを用いて、前記したような操舵制御方法を実現しても良い。また、
【０１７０】
【数５４】
2012110408.tif 000056
の代わりに、左シートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の比を用いて、
【０１７１】
【数５５】
2012110408.tif 000057
を操舵制御量算出部１３０４により算出しても良い。
【０１７２】
また、操舵制御量算出部１３０４は、各左右の測距センサ１２０１−１、１２０１−２の出力の値が大きい場合には、回転しにくくするように、例えば式（４）にしたがって操舵制御量を算出しても良い。両肩１ａの引き出し量が大きいということは、運転者１が前のめりになっている状態のため、急な回転をするのは危険と考えられる。また、何か周囲にある物を取ろうとする動作中であると考えられる。そのため、左右方向への回転をしにくく制御するのが好ましい。
【０１７３】
【数５６】
2012110408.tif 000058
ここで、
【０１７４】
【数５７】
2012110408.tif 000059
は、差分検出部１３０３により求められた各左右の測距センサ１２０１−１、１２０１−２の出力の大きい方の値である（測距センサ出力は、運転者１の肩と背もたれ２との距離を表す値そのものであるものとする）。もちろん、測距センサ出力値の平均値を差分検出部１３０３により算出して用いる等の方法をとっても良い。
【０１７５】
以上、説明したように、本発明の第３実施形態に係る操舵制御装置は、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転角度を左右両方の測距センサ１２０１−１、１２０１−２の測定距離に基づいて操舵制御量算出部１３０４により算出し、左右の操舵方向を決定する。そのため、運転者１の搭乗姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、高精度に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。すなわち、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転を検出して左右方向への操舵を指示するため、ハンドフリーな状態で搭乗する際の姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、直感的に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。
【０１７６】
なお、運転制御部１３０１において上述の制御を行うコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。
【０１７７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態における立位搭乗型移動体用操舵制御装置は、運転者１による左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出しに伴うベルト２１−１、２１−２の張力量の変化によって、立位搭乗型移動体１０の背もたれ２に対する運転者１の両肩１ａの回転量を検出するものである。
【０１７８】
図１９は、本発明の第４実施形態に係る操舵制御装置を搭載した状態での立位搭乗型移動体１０の左側面図である。図１９において、図４で示した構成と同じ構成については、同じ符号で示し、その説明を省略する。１５０１−１は右シートベルト２１−１の他端が連結されて右シートベルト２１−１が引っ張られた張力を計測する右張力センサであり、支柱２７に固定されている。１５０２−１は右シートベルト２１−１をガイドするための右回転体である。当該右回転体１５０２−１は、ＥＬＲ機構３９が内蔵されており、本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体１０に衝撃が加わったことを検知して、回転が停止するように構成されている。なお、図示しないが、左側にも同様に、左張力センサ１５０１−２、ＥＬＲ機構３９付きの左回転体１５０２−２をそれぞれ同様に備えている。
【０１７９】
図１９に示した本発明の第４実施形態における操舵制御装置は、左右の張力センサ１５０１−１、１５０１−２により、運転者１がシートベルト２１−１、２１−２を引っ張る張力値をそれぞれ計測することで、運転者１の両肩１ａがどの程度背もたれ２から離れているのか、を測定するものである。張力センサ１５０１−１、１５０１−２の性質から、肩１ａが背もたれ２から離れた場合には、張力センサ１５０１−１、１５０１−２が伸びた状態になるため、張力値は大きくなる。そして、これらの張力値からベルト２１−１、２１−２の引き出し量の差分を差分計算部１６０３により算出することで、運転者１の肩１ａの回転量を計測する。張力センサ１５０１−１、１５０１−２の具体例としては、吊ばかりの機能を応用したものが考えられる。つまり、フックの法則により、弾性体の自然長からの伸びに比例して張力が大きくなる点を利用するものである。一例として、この張力センサ１５０１−１、１５０１−２のばね定数ｋを１０（Ｎ／ｍ）とすれば、シートベルト２１−１、２１−２を１ｍ引っ張るのに要する力が、約１ｋｇ重（１０Ｎ）となるため、運転者１にさほどの違和感がなく、ベルト２１−１、２１−２の伸縮を計測することが可能である。
【０１８０】
図２０は、本発明の第４実施形態における操舵制御装置に係る運転制御部１６０１の構成を示した図である。図２０において、図９と同じ構成要素については、同符号を付し、詳細な説明は省略する。運転制御部１６０１は、立位搭乗型移動体用操舵制御装置の一例として機能し、本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の運転制御全体を行う制御部である。運転制御部１６０１は、方向制御部１６０２と、モータ制御量算出部９０６と、モータ制御出力部９０７とを備えている。
【０１８１】
方向制御部１６０２は、第１実施形態の方向制御部９０２と同様に、当該運転制御部１６０１中の操舵制御を行う制御部である。方向制御部１６０２は、肩移動量検出部（回転量検出部）又は差異検出部の一例として機能する差分計算部１６０３と、操舵制御量算出部１６０４と、操舵制御出力部９０５と、記憶部１６０５とを備えている。
【０１８２】
差分計算部１６０３は、左右の張力センサ１５０１−１及び１５０１−２の出力結果の差分を計算して、計算結果を操舵制御量算出部１３０４に出力する。
【０１８３】
操舵制御量算出部１６０４は、差分計算部１６０３の結果とモータ制御量算出部９０６により算出したモータ制御量（すなわち、立位搭乗型移動体１０の速度の情報）とを受けて、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。
【０１８４】
記憶部１６０５は、右張力センサ１５０１−１と左張力センサ１５０１−２とのそれぞれの初期値（運転者１が左右のシートベルト２１−１、２１−２を装着したときから一定程度の時間（２秒後）の値）を記憶する。ここで、運転者１が左右のシートベルト２１−１、２１−２を装着したタイミングは、前述したように、図示しない公知の技術で実現することができる。例えば、自動車において、シートベルト２１−１、２１−２を装着すると、「シートベルト警告ランプ」が消えるシステムがあり、そのような技術を転用して、シートベルト２１−１、２１−２を装着したタイミングを検出することができる。具体的には、タイミングを検出する機器としては、シートベルト２１−１、２１−２の装着に連動したスイッチか、又は、シートベルト２１−１、２１−２の取り付け金具が装着されたことで電気抵抗が絶縁状態から接続状態になることを検知する検知装置で実現できる。また、シートベルト２１−１、２１−２を装着してから２秒後か否かは、タイミングを検出する機器によりタイミングを検出したときから、差分計算部９０３が保持しているタイマーにより時間を計測することにより検出することができる。
【０１８５】
操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部９０４に代えて操舵制御量算出部１６０４の結果を利用する以外は、第１実施形態の操舵制御出力部９０５と同じである。
【０１８６】
なお、モータ制御量算出部９０６と、モータ制御出力部９０７とについては、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【０１８７】
以上のように構成された本発明の第４実施形態における操舵制御装置の動作を以下に説明する。なお、図２１は、本発明の第４実施形態に係る操舵制御装置の動作制御フローを示したフローチャートである。当該フローチャートにおいて、図１０と同様な処理については、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１８８】
＜スタート＞
運転制御部１６０１は、運転者１が本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体１０に搭乗し、運転者１がイグニッションキー（図示せず）をスタートさせると、本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体１０の全体の動作をスタートさせる。立位搭乗型移動体１０のイグニッションキー（図示せず）を運転者１がスタートさせ、かつ、各左右のシートベルト２１−１及び２１−２の取付金具２２−１、２２−２を各左右の取付口２３−１、２３−２に運転者１が装着したことを、前記装着のタイミングを検出する機器により、検知した場合には、そのときの張力センサ１５０１−１、１５０１−２の張力値（例えば、運転者１が左右のシートベルト２１−１及び２１−２を装着してから約３秒後の間における右張力センサ１５０１−１と左張力センサ１５０１−２の平均値を差分計算部１６０３により算出した値）を記憶部１６０５に記録する。これらの張力値は、運転者１が自然に搭乗した状態におけるシートベルト２１−１及び２１−２の張力値と判断できるため、この状態からの各左右のシートベルト２１−１、２１−２の張力値の変化を右張力センサ１５０１−１と左張力センサ１５０１−２により検出すれば、運転者１の肩１ａが背もたれ２からどれだけ離れているのかを右張力センサ１５０１−１と左張力センサ１５０１−２により検出することができる。特に、自然な状態で体が曲がっている運転者１でも、肩１ａの回転角度を正確に得られるという効果を奏する。さらに、この初期値としての張力値は、運転者１の体格によって変化すると考えられるため、張力値のキャリブレーションとしての効果も奏する。
【０１８９】
＜ステップＳ１７０１＞
次いで、ステップＳ１７０１において、立位搭乗型移動体１０に、運転者１が前に投げ出されるような衝撃があるか否かが、ＥＬＲ機構３９のロック検出スイッチ５０により検出される。立位搭乗型移動体１０に、運転者１が前に投げ出されるような衝撃があった場合（例えば、ロック検出スイッチ５０によりＥＬＲ機構３９のロック状態を検出する場合）には、ＥＬＲ機構３９を有する左右の回転体１５０２−１、１５０２-２によってシートベルト２１−１及び２１−２が固定され、運転者１が前に投げ出されるのを防止する。すなわち、立位搭乗型移動体１０に、運転者１が前に投げ出されるような衝撃があった場合には、左右の回転体１５０２−１、１５０２−２の回転を停止することで、シートベルト２１−１及び２１−２が固定され、運転者１が前に投げ出されるのが防止される。ここで、左右の回転体１５０２−１、１５０２−２の固定方法は、図示しない公知の方法によって実現することができる。具体的には、左右の回転体１５０２−１、１５０２−２内に前述したＥＬＲ機構３９を配置することで実現することができる。その結果、動作制御フローはこのステップＳ１０００で終了する。
【０１９０】
なお、各々の回転体１５０２−１、１５０２−２とシートベルト２１−１、２１−２の間に滑りがないように、本発明の第４実施形態に係るシートベルト２１−１、２１−２は、ベルト全体にわたって、図８Ａ又は図８Ｂに示した接触部（摩擦部）６１又は７１を形成した形状を有する。また、シートベルト２１−１、２１−２を固定する方法として、張力センサ１５０１−１、１５０１−２からシートベルト２１−１、２１−２が急激に引き出される動作を固定するような方法であっても良い。
【０１９１】
一方、ステップＳ１７０１において、運転者１が前に投げ出されるような衝撃が無かった場合（例えば、ロック検出スイッチ５０によりＥＬＲ機構３９のロック状態を検出していない場合）には、動作制御フローはステップＳ１００１に進む。
【０１９２】
＜ステップＳ１００１＞〜＜ステップＳ１００２＞
次いで、ステップＳ１００１及びステップＳ１００２では、図１０のステップＳ１００１及びステップＳ１００２と同様な動作をそれぞれ行う。
【０１９３】
＜ステップＳ１７０２＞
ステップＳ１００３に代わるステップＳ１７０２において、差分計算部１６０３は、左右両方の張力センサ１５０１−１、１５０１−２により計測された、左右両方のシートベルト２１−１、２１−２の張力値をそれぞれ検知する。そして、差分計算部１６０３は、それらの張力値から当該左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量〔ｍｍ〕を計算する。具体的には、まず、フックの法則により、式（５）に示した計算を行い、左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量〔ｍｍ〕を求める。
【０１９４】
【数５８】
2012110408.tif 000060
ここで、
【０１９５】
【数５９】
2012110408.tif 000061
：シートベルト２１−１、２１−２の引き出し量〔ｍｍ〕であり、
【０１９６】
【数６０】
2012110408.tif 000062
：張力値〔Ｎ〕であり、
【０１９７】
【数６１】
2012110408.tif 000063
：フックの定数（１０〔Ｎ／ｍ〕）である。
【０１９８】
次に、差分計算部１６０３により求められた左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量から、記憶部１６０５に記憶された運転者１が自然な状態で搭乗している場合の左右のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量を差分計算部１６０３により減算する。これにより、正味のシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量を差分計算部１６０３により算出することができる。そして、前記の左シートベルト減算量から前記の右シートベルト減算量をさらに差分計算部１６０３により減算する。その結果である
【０１９９】
【数６２】
2012110408.tif 000064
は、差分計算部１６０３から操舵制御量算出部１６０４に出力される。その後、動作制御フローはステップＳ１７０３に進む。
【０２００】
＜ステップＳ１７０３＞
ステップＳ１７０３において、操舵制御量算出部１６０４は、差分計算部１６０３が算出した
【０２０１】
【数６３】
2012110408.tif 000065
に基づき、例えば式（６）に示す変換を行って、操舵制御量（操舵角）を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。
【０２０２】
【数６４】
2012110408.tif 000066
ここで、
【０２０３】
【数６５】
2012110408.tif 000067
：は操舵制御量（操舵角）であり、
【０２０４】
【数６６】
2012110408.tif 000068
：は差分値であり、
【０２０５】
【数６７】
2012110408.tif 000069
は差分値に応じて適切な操舵制御量を算出するための変換関数である。具体的には、図２２に示すグラフと同一の変換関数を用いることが考えられる。まず、
【０２０６】
【数６８】
2012110408.tif 000070
の絶対値が閾値よりも小さいと操舵制御量算出部１６０４により判断した場合（図２２の（１０）の状態の場合）には、運転者１の両肩１ａは背もたれ２と略平行状態にあり、意識的に肩１ａの回転運動をしていないものと操舵制御量算出部１６０４により判断される。そのため、このとき、立位搭乗型移動体１０は左右方向に移動しないように（右折又は左折しないように）、運転制御部１６０１により立位搭乗型移動体１０を制御しなければならない。これは、自動車で言えば、「ハンドルの遊び」に相当するものであり、両肩１ａが少々動いた程度で本発明の第４実施形態に係る立位搭乗型移動体１０が右折又は左折をしないようにするためのものである。すなわち、差分値が閾値よりも小さい場合（肩の回転が小さい場合）には、差分値がゼロでなくても、前輪５−１、５−２の左右方向への旋回動作を発生させずに、立位搭乗型移動体１０が、運転制御部１６０１により、直進するように制御される。
【０２０７】
一方、
【０２０８】
【数６９】
2012110408.tif 000071
が閾値以上であると操舵制御量算出部１６０４により判断した場合（図２２の（１１）又は（１２）の状態の場合）には、操舵制御量算出部１６０４が、運転者１が意識的に肩１ａを回転させ、立位搭乗型移動体１０の左右への方向を変化させようとする意図があるものと判断する。このため、操舵制御量算出部１６０４は、その
【０２０９】
【数７０】
2012110408.tif 000072
が閾値以上であると操舵制御量算出部１３０４により判断した場合には、肩１ａの回転量（右張力センサ１５０１−１、左張力センサ１５０１−２との差分）とに応じた右折又は左折を可能にするように、操舵制御量算出部１６０４は、操舵制御量を算出して、算出した操舵制御量を操舵制御出力部９０５に出力する。ここで、本立位搭乗型移動体１０では、運転者１が左肩１ａを前に出した場合（すなわち、両肩１ａを右に回転した場合）には、、運転制御部１６０１により、右方向へ曲がるように制御される（図２２における（１１）又は（１２）参照）。すなわち、差分値が閾値以上である場合には、立位搭乗型移動体１０は、、運転制御部１６０１により、右折（図２２における（１１）又は（１２）の場合）又は左折するように制御される。
【０２１０】
すなわち、差分値が閾値(具体的には、図２２における差分値３０ｍｍの部分)(この閾値を越えるか否かで回転制御をするかしないかを決めるための基準値)以上であるものの、差分値が小さな値である場合(差分値が閾値からあまり離れていない場合で、かつ、図２２の（１１）の部分に示すように関数ｆの曲線の傾きが小さい場合)には、立位搭乗型移動体１０は、、運転制御部１６０１により、小さく右折（図２２における（１１）の場合）又は左折するように制御される。
【０２１１】
さらに、
【０２１２】
【数７１】
2012110408.tif 000073
が前記閾値を大きく超える程(差分値が閾値から大きく離れる程、すなわち、図２２に示すように関数ｆの曲線の傾きが（１１）に対応する曲線部分の傾きよりも大きくなる程)
、運転者１が肩１ａを大きく回転させた場合（図２２の（１２）の状態の場合）は、立位搭乗型移動体１０がより大きく右折又は左折をすることを意図していると操舵制御量算出部１６０４により判断できるため、操舵制御量算出部１６０４により、立位搭乗型移動体１０の回転量に略相当する
【０２１３】
【数７２】
2012110408.tif 000074
を大きくするように制御する（図２２における（１２）を参照）。すなわち、差分値が前記閾値以上でかつさらに大きい場合(差分値が閾値からさらに大きく離れている場合で、かつ、図２２に示すように関数ｆの曲線の傾きが（１１）に対応する曲線部分の傾きよりも大きい場合)には、立位搭乗型移動体１０は、運転制御部１６０１により、大きく右折（図２２における（１２）の場合）又は左折するように制御される。
【０２１４】
次いで、ステップＳ１００５において、操舵制御出力部９０５は、操舵制御量算出部１６０４で算出した操舵制御量に基づき、操舵制御信号を算出して、前輪用モータ２９−１、２９−２にそれぞれ出力する。そして、操舵制御信号の出力値に基づいて、前輪用モータ２９−１、２９−２が回転駆動されて、各左右の前輪５−１、５−２の向く方向（左右の操舵方向）を制御する。その後、動作制御フローはステップＳ１７０１に戻る。
【０２１５】
その他のステップＳ１００６及びステップＳ１００７は第１実施形態のステップＳ１００６及びステップＳ１００７と同様である。
【０２１６】
本第４実施形態においても、第１実施形態で説明したように、立位搭乗型移動体１０の速度、又は、坂道９９を下る方向に移動しているか否かを、図示しない姿勢センサの出力で判断して、
【０２１７】
【数７３】
2012110408.tif 000075
を動的に変化させるのが好ましい。つまり、立位搭乗型移動体１０の速度が上がっている場合、又は、坂道９９を下る方向に移動する場合には、立位搭乗型移動体１０が簡単に右折又は左折方向への操舵ができないようにする。詳細は、第１実施形態で述べた通りであるため、詳細な説明は省略する。
【０２１８】
なお、本第４実施形態では、
【０２１９】
【数７４】
2012110408.tif 000076
を陽に定義する方法を取ったが、たとえば、ニューラルネットワークによる関数学習を用いる方法、又は、差分値と操舵制御量との関係を定義したテーブルを用いて、前記したような操舵制御方法を実現しても良い。また、
【０２２０】
【数７５】
2012110408.tif 000077
の代わりに、右張力センサ１５０１−１、左張力センサ１５０１−２の張力値の比を用いて、
【０２２１】
【数７６】
2012110408.tif 000078
を操舵制御量算出部１６０４で算出しても良い。
【０２２２】
また、操舵制御量算出部１６０４は、各左右の張力センサ１５０１−１、１５０１−２の張力値が大きい場合には、回転しにくくするように、例えば式（７）にしたがって操舵制御量を算出しても良い。両肩１ａの引き出し量が大きいということは、運転者１が前のめりになっている状態のため、右折又は左折をするのは危険と考えられること、また、何か周囲にある物を取ろうとする動作中の場合もあると考えられること等のため、左右方向への回転をしにくく制御するのが好ましい。
【０２２３】
【数７７】
2012110408.tif 000079
ここで、
【０２２４】
【数７８】
2012110408.tif 000080
は各左右の張力センサ１５０１−１、１５０１−２の張力値から式（５）により算出されるシートベルト２１−１、２１−２の引き出し量の大きい方の値である。もちろん、各引き出し量値の平均値を差分検出部１６０３で算出して用いる等の方法をとっても良い。
【０２２５】
以上、説明したように、本発明の第４実施形態に係る操舵制御装置は、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転角度を左右両方のシートベルト２１−１、２１−２の張力値の差分に基づいて操舵制御量算出部１６０４で算出し、当該算出された差分値に応じて、左右の操舵方向及び量を決定するため、運転者１の搭乗姿勢の自由度（遊び）を一定程度確保しつつ、高精度に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。すなわち、運転者１の背もたれ２に対する両肩１ａの回転を検出して左右方向への操舵を指示するため、ハンドフリーな状態で搭乗する際の姿勢の自由度を一定程度確保しつつ、直感的に左右方向への操舵を指示することができるという効果が得られる。
【０２２６】
なお、運転制御部１６０１において上述の制御を行うコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。
【０２２７】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明は、特に、ハンドフリーな状態で搭乗する一人用立位搭乗型移動体において用いられる立位搭乗型移動体用操舵制御装置、操舵制御方法、及び、立位搭乗型移動体操舵用コンピュータプログラムに関するものであり、特に、肩の回転によって当該立位搭乗型移動体の右折又は左折を指示するものである。
【符号の説明】
【０２２９】
２    背もたれ
３    座部
４    制御装置格納部
５−１  右前輪
５−２  左前輪
６−１  右後輪
６−２  左後輪
７−１  右フットスイッチ
７−２  左フットスイッチ
１０  立位搭乗型移動体
１７  支柱
２１−１  右シートベルト
２１−２  左シートベルト
２６  移動機構
２７  支柱
２８  駆動部
２９−１、２９−２  前輪用モータ
３０−１、３０−２  後輪用モータ
３８  Ａ／Ｄ変換器
３９  ＥＬＲ機構
４１−１  右巻取りプーリー
４１−２  左巻取りプーリー
４１ｂ  大径部
４１ｃ  回転軸
４２−１  右ポテンシャルメータ
４２−２  左ポテンシャルメータ
４２ｂ  小径部
９９  坂道
９０１  運転制御部
９０２  方向制御部
９０３  差分計算部
９０４  操舵制御量算出部
９０５  操舵制御出力部
９０６  モータ制御量算出部
９０７  モータ制御出力部
９０８  記憶部
１２０１−１  右測距センサ
１２０１−２  左測距センサ
１２０２  投光部
１２０３  投光レンズ
１２０４  受光レンズ
１２０５  位置検出部
１３０１  運転制御部
１３０２  方向制御部
１３０３  差分計算部
１３０４  操舵制御量算出部
１３０５  記憶部
１５０１−１  右張力センサ
１５０１−２  左張力センサ
１５０２−１  右回転体
１５０２−２  左回転体
１６０１  運転制御部
１６０２  方向制御部
１６０３  差分計算部
１６０４  操舵制御量算出部
１６０５  記憶部
【図１】
2012110408.tif 000081
【図２Ａ】
2012110408.tif 000082
【図２Ｂ】
2012110408.tif 000083
【図３】
2012110408.tif 000084
【図４】
2012110408.tif 000085
【図５】
2012110408.tif 000086
【図６】
2012110408.tif 000087
【図７Ａ】
2012110408.tif 000088
【図７Ｂ】
2012110408.tif 000089
【図８Ａ】
2012110408.tif 000090
【図８Ｂ】
2012110408.tif 000091
【図９】
2012110408.tif 000092
【図１０】
2012110408.tif 000093
【図１１Ａ】
2012110408.tif 000094
【図１１Ｂ】
2012110408.tif 000095
【図１１Ｃ】
2012110408.tif 000096
【図１１Ｄ】
2012110408.tif 000097
【図１２】
2012110408.tif 000098
【図１３】
2012110408.tif 000099
【図１４Ａ】
2012110408.tif 000100
【図１４Ｂ】
2012110408.tif 000101
【図１５】
2012110408.tif 000102
【図１６】
2012110408.tif 000103
【図１７】
2012110408.tif 000104
【図１８】
2012110408.tif 000105
【図１９】
2012110408.tif 000106
【図２０】
2012110408.tif 000107
【図２１】
2012110408.tif 000108
【図２２】
2012110408.tif 000109
【図２３】
2012110408.tif 000110