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JP5948149B2 - Wheelchair that performs control based on rowing motion judgment - Google Patents
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JP5948149B2 - Wheelchair that performs control based on rowing motion judgment - Google Patents

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Description

本発明は、車椅子に関し、さらに詳しくは、搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子に関する。   The present invention relates to a wheelchair, and more particularly to a wheelchair including a left wheel and a right wheel that rotate in response to a passenger's rowing operation.

車椅子は、歩行が困難な高齢者、障害者の移動を補助するために用いられる。車椅子の搭乗者は、車輪に取り付けられたハンドリムを操作することにより、車椅子を前後方向に動かすことができる。搭乗者は、左車輪の回転速度と右車輪の回転速度とを調整することによって、車椅子を旋回させることができる。   The wheelchair is used to assist the movement of elderly people and persons with disabilities who are difficult to walk. A wheelchair occupant can move the wheelchair in the front-rear direction by operating a hand rim attached to the wheel. The passenger can turn the wheelchair by adjusting the rotation speed of the left wheel and the rotation speed of the right wheel.

車椅子が斜面上を水平に移動する場合、車椅子が、搭乗者の意図に反して下方向に移動する現象(片流れ現象)が発生する。たとえば、歩道が車道に向かって傾斜している場合、車椅子は、搭乗者の意図に関係なく、歩道から車道の方へ移動する。このように、搭乗者が、車椅子を意図通りに動かせないことがある。   When the wheelchair moves horizontally on the slope, a phenomenon (one-flow phenomenon) occurs in which the wheelchair moves downward against the passenger's intention. For example, when the sidewalk is inclined toward the roadway, the wheelchair moves from the sidewalk toward the roadway regardless of the intention of the passenger. Thus, the passenger may not be able to move the wheelchair as intended.

特許文献1には、左車輪及び右車輪にそれぞれ組み込まれたパウダブレーキを制御することによって、目標経路に沿って移動することができるパッシブ型移動台車が記載されている。しかし、特許文献1には、目標経路を設定する方法が具体的に記載されていない。   Patent Document 1 describes a passive moving carriage that can move along a target route by controlling a powder brake incorporated in each of a left wheel and a right wheel. However, Patent Document 1 does not specifically describe a method for setting a target route.

非特許文献1には、搭乗者が車椅子を漕いだときに発生する入力トルクの最大値と、入力トルクが最大値に達するまでの時間とを用いて、車椅子の走行軌道を推定することが記載されている。しかし、非特許文献1に記載されている方法は、搭乗者が車椅子を漕ぎ始めてから、入力トルクが最大値に達するまで、車椅子の走行軌道を制御することができない。   Non-Patent Document 1 describes that the traveling trajectory of a wheelchair is estimated using the maximum value of input torque generated when a passenger hits the wheelchair and the time until the input torque reaches the maximum value. Has been. However, the method described in Non-Patent Document 1 cannot control the traveling trajectory of the wheelchair until the input torque reaches the maximum value after the passenger starts rowing the wheelchair.

また、非特許文献1に記載されている方法は、搭乗者が車椅子を操作することを前提としている。非特許文献1では、重力など、搭乗者の漕ぎ動作以外の要因によって車椅子が移動することが考慮されていない。   The method described in Non-Patent Document 1 is based on the premise that the passenger operates the wheelchair. In Non-Patent Document 1, it is not considered that the wheelchair moves due to factors other than the passenger's rowing operation, such as gravity.

特許第4411415号公報Japanese Patent No. 4411415

「躍度最小軌道に基づくパワーアシスト車椅子の走行制御法」,電気学会論文誌C 125巻7号 1133〜1139ページ、関 弘和,杉本 武明,多田隈 進著、一般社団法人 電気学会、2005年"Running control method of power-assisted wheelchair based on minimum trajectory", IEEJ Transaction C Vol. 125, No.7, pages 1133 to 1139, Hirokazu Seki, Takeaki Sugimoto, Susumu Tada, The Institute of Electrical Engineers of Japan, 2005

本発明の目的は、搭乗者の漕ぎ動作以外の要因によって車椅子が移動する場合であっても、車輪の回転を制御できる車椅子を提供することである。   The objective of this invention is providing the wheelchair which can control rotation of a wheel even when a wheelchair moves by factors other than a passenger's rowing operation.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の車椅子は、搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える。本発明の車椅子は、第1速度取得部と、第2速度取得部と、漕ぎ動作判定部と、回転制御部とを備える。第1速度取得部は、左車輪の速度を取得する。第2速度取得部は、右車輪の速度を取得する。漕ぎ動作判定部は、第1速度取得部により取得された左車輪の速度と、第2速度取得部により取得された右車輪の速度とに基づいて、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。回転制御部は、漕ぎ動作判定部による判定結果に応じて、左車輪及び右車輪の少なくとも一方の回転を制御する。   The wheelchair of the present invention includes a left wheel and a right wheel that rotate according to the rowing operation of the passenger. The wheelchair of the present invention includes a first speed acquisition unit, a second speed acquisition unit, a rowing operation determination unit, and a rotation control unit. The first speed acquisition unit acquires the speed of the left wheel. The second speed acquisition unit acquires the speed of the right wheel. The rowing operation determination unit is configured so that the occupant is at least one of the left wheel and the right wheel based on the speed of the left wheel acquired by the first speed acquisition unit and the speed of the right wheel acquired by the second speed acquisition unit. It is determined whether or not The rotation control unit controls the rotation of at least one of the left wheel and the right wheel according to the determination result by the rowing operation determination unit.

本発明によれば、漕ぎ動作判定部は、左車輪の速度と右車輪の速度とに基づいて、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。回転制御部は、判定結果に応じて、左車輪及び右車輪の少なくとも一方の回転を制御する。これにより、搭乗者の漕ぎ動作以外の要因によって車椅子が移動する場合であっても、車輪の回転を制御することができる。   According to the present invention, the rowing operation determination unit determines whether the occupant has hit at least one of the left wheel and the right wheel based on the speed of the left wheel and the speed of the right wheel. The rotation control unit controls the rotation of at least one of the left wheel and the right wheel according to the determination result. Thereby, even if it is a case where a wheelchair moves by factors other than a passenger's rowing operation, rotation of a wheel can be controlled.

好ましくは、回転制御部は、漕ぎ動作判定部により搭乗者が左車輪及び右車輪を漕いでいないと判定された場合、左車輪及び右車輪の回転を停止させる。   Preferably, the rotation control unit stops the rotation of the left wheel and the right wheel when the rowing operation determination unit determines that the occupant does not stroke the left wheel and the right wheel.

本発明によれば、搭乗者が左車輪及び右車輪を漕いでいないと判定された場合、車椅子が停止する。これにより、車椅子が搭乗者の意図に反する動きをすることを防止できる。   According to the present invention, the wheelchair stops when it is determined that the passenger is not stroking the left wheel and the right wheel. Thereby, it can prevent that a wheelchair moves contrary to a passenger's intention.

好ましくは、本発明の車椅子はさらに、両側速度推定部を備える。両側速度推定部は、漕ぎ動作判定部により搭乗者が左車輪及び右車輪を漕いだと判定された場合、漕ぎ動作が開始された後の左車輪及び右車輪の平均速度を推定する。回転制御部は、推定された左車輪の平均速度と推定された右車輪の平均速度とを用いて、左車輪及び右車輪の少なくとも一方の回転を制御する。   Preferably, the wheelchair of the present invention further includes a both-side speed estimation unit. The both-side speed estimation unit estimates the average speed of the left wheel and the right wheel after the rowing operation is started when the rowing operation determination unit determines that the passenger has hit the left wheel and the right wheel. The rotation control unit controls the rotation of at least one of the left wheel and the right wheel using the estimated average speed of the left wheel and the estimated average speed of the right wheel.

本発明によれば、搭乗者が左車輪及び右車輪を漕いだと判定された場合、左車輪及び右車輪の平均速度が推定される。回転制御部は、左車輪及び右車輪の平均速度を用いて、左車輪及び右車輪の回転を制御する。これにより、搭乗者の意図する軌道に沿って車椅子を走行させることができる。   According to the present invention, when it is determined that the passenger has hit the left wheel and the right wheel, the average speed of the left wheel and the right wheel is estimated. The rotation control unit controls the rotation of the left wheel and the right wheel using the average speed of the left wheel and the right wheel. Thereby, a wheelchair can be run along the track which a passenger intends.

好ましくは、回転制御部は、取得された左車輪の速度と取得された右車輪の速度との実測比が、推定された左車輪の平均速度と推定された右車輪の平均速度との基準比に一致するように、左車輪及び右車輪の少なくとも一方の回転を制御する。これにより、搭乗者の意図する旋回半径に沿って車椅子を走行させることができる。   Preferably, the rotation control unit is configured such that an actual measurement ratio between the acquired left wheel speed and the acquired right wheel speed is a reference ratio between the estimated average speed of the left wheel and the estimated average speed of the right wheel. The rotation of at least one of the left wheel and the right wheel is controlled so as to coincide with. Thereby, a wheelchair can be run along the turning radius which a passenger intends.

本発明によれば、左車輪及び右車輪の回転が、左車輪の速度と右車輪の速度との実測比が、左車輪の平均速度と右車輪の平均速度との基準比に一致するように制御される。これにより、搭乗者の意図する軌道に沿って車椅子を走行させることができる。   According to the present invention, the rotation of the left wheel and the right wheel is such that the measured ratio between the speed of the left wheel and the speed of the right wheel matches the reference ratio of the average speed of the left wheel and the average speed of the right wheel. Be controlled. Thereby, a wheelchair can be run along the track which a passenger intends.

好ましくは、本発明の車椅子はさらに、片側速度推定部を備える。片側速度推定部は、漕ぎ動作判定部により搭乗者が左車輪及び右車輪の一方を漕いだと判定された場合、漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する。回転制御部は、取得された左車輪の速度と取得された右車輪の速度との実測比が、推定された一方の車輪の平均速度と漕ぎ動作が開始されたときの他方の車輪の速度との基準比に一致するように、左車輪及び右車輪の回転を制御する。   Preferably, the wheelchair of the present invention further includes a one-side speed estimation unit. The one-side speed estimation unit estimates an average speed of the one wheel after the rowing operation is started when it is determined by the rowing operation determination unit that the passenger has hit one of the left wheel and the right wheel. The rotation control unit is configured so that an actual measurement ratio between the acquired speed of the left wheel and the acquired speed of the right wheel is the estimated average speed of one wheel and the speed of the other wheel when the rowing operation is started. The rotation of the left wheel and the right wheel is controlled to match the reference ratio.

本発明によれば、搭乗者が一方の車輪を漕いだと判定された場合、一方の車輪の平均速度と、漕ぎ動作が開始されたときの他方の車輪との速度との基準比に基づいて、左車輪及び右車輪が制御される。これにより、搭乗者が一方の車輪のみを漕いだときであっても、搭乗者の意図する軌道に沿って車椅子を走行させることができる。   According to the present invention, when it is determined that the passenger has hit one of the wheels, based on the reference ratio between the average speed of one wheel and the speed of the other wheel when the rowing operation is started. The left wheel and the right wheel are controlled. Thereby, even when the passenger hits only one wheel, the wheelchair can be run along the track intended by the passenger.

好ましくは、本発明の車椅子はさらに、制御対象決定部を備える。制御対象決定部は、実測比を基準比と比較し、その比較結果に基づいて、左車輪及び右車輪のいずれを制御するかを決定する。回転制御部は、制御対象決定部により決定された車輪の回転を制御する。   Preferably, the wheelchair of the present invention further includes a control target determining unit. The control target determining unit compares the actual measurement ratio with the reference ratio, and determines which of the left wheel and the right wheel is controlled based on the comparison result. The rotation control unit controls the rotation of the wheel determined by the control target determining unit.

本発明によれば、回転制御部は、実測比を基準比と比較した結果に基づいて、左車輪及び右車輪のいずれか一方の回転を制御する。これにより、実測比を基準比に速やかに近づけることができる。   According to the present invention, the rotation control unit controls the rotation of one of the left wheel and the right wheel based on the result of comparing the actual measurement ratio with the reference ratio. Thereby, the actual measurement ratio can be brought close to the reference ratio quickly.

好ましくは、本発明の車椅子はさらに、片側速度推定部を備える。片側速度推定部は、漕ぎ動作判定部により搭乗者が左車輪及び右車輪の一方を漕いだと判定された場合、漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する。回転制御部は、一方の車輪の速度が速度推定部により推定された平均速度となるように、一方の車輪の回転を制御する。   Preferably, the wheelchair of the present invention further includes a one-side speed estimation unit. The one-side speed estimation unit estimates an average speed of the one wheel after the rowing operation is started when it is determined by the rowing operation determination unit that the passenger has hit one of the left wheel and the right wheel. The rotation control unit controls the rotation of one wheel so that the speed of the one wheel becomes the average speed estimated by the speed estimation unit.

本発明によれば、搭乗者が左車輪及び右車輪の一方を漕いだと判定された場合、一方の車輪の平均速度が推定される。一方の車輪の回転は、推定された平均速度となるように制御される。これにより、搭乗者が意図的に一方の車輪のみを漕いだ場合であっても、搭乗者の意図する軌道に沿って車椅子を走行させることができる。   According to the present invention, when it is determined that the occupant scoops one of the left wheel and the right wheel, the average speed of one wheel is estimated. The rotation of one wheel is controlled so that the estimated average speed is obtained. As a result, even when the passenger intentionally hits only one wheel, the wheelchair can be driven along the track intended by the passenger.

好ましくは、回転制御部は、他方の車輪の速度が、搭乗者が漕ぎ動作を開始したときの速度となるように、他方の車輪の回転を制御する。   Preferably, the rotation control unit controls the rotation of the other wheel so that the speed of the other wheel becomes the speed when the passenger starts the rowing operation.

本発明によれば、他方の車輪の速度を、搭乗者が漕ぎ動作を開始したときの速度に維持される。このため、一方の車輪の回転のみを制御する場合に比べて、搭乗者の意図する軌道に沿って車椅子を走行させることが容易となる。   According to the present invention, the speed of the other wheel is maintained at the speed when the passenger starts the rowing operation. For this reason, compared with the case where only the rotation of one wheel is controlled, it becomes easier to run the wheelchair along the track intended by the passenger.

好ましくは、本発明の車椅子はさらに、加速度取得部を備える。加速度取得部は、車椅子の前後方向の加速度を取得する。漕ぎ動作判定部は、加速度取得部により前方向の加速度が所定期間継続して取得された場合、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。   Preferably, the wheelchair of the present invention further includes an acceleration acquisition unit. The acceleration acquisition unit acquires the longitudinal acceleration of the wheelchair. The rowing motion determination unit determines whether or not the occupant scoops at least one of the left wheel and the right wheel when the acceleration acquisition unit continuously acquires the forward acceleration for a predetermined period.

本発明によれば、漕ぎ動作判定部は、前方向の加速度が所定期間継続して取得された場合、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。左車輪及び右車輪の速度が変化するたびに、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定することがないため、左車輪及び右車輪の回転を安定的に制御できる。   According to the present invention, the rowing motion determination unit determines whether or not the passenger has hit at least one of the left wheel and the right wheel when the acceleration in the forward direction is continuously acquired for a predetermined period. Each time the speed of the left wheel and the right wheel changes, it is possible to stably control the rotation of the left wheel and the right wheel because the occupant does not determine whether or not the left wheel or the right wheel is scooped. .

好ましくは、漕ぎ動作判定部は、取得された左車輪の速度の変化を、搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される左車輪及び右車輪の速度の予測変化と比較することにより、搭乗者が左車輪を漕いだか否かを判定し、取得された右車輪の速度の変化を前記予測変化と比較することにより、搭乗者が前記右車輪を漕いだか否かを判定する。   Preferably, the rowing motion determination unit compares the obtained change in the speed of the left wheel with the predicted change in the speed of the left wheel and the right wheel predicted to be caused by a predetermined rowing motion of the occupant. It is determined whether or not the passenger has hit the left wheel, and by comparing the obtained change in the speed of the right wheel with the predicted change, it is determined whether or not the passenger has hit the right wheel.

本発明によれば、漕ぎ動作判定部は、左車輪及び右車輪の速度の変化を予測変化と比較することにより、搭乗者が左車輪を漕いだか否かを判定し、搭乗者が右車輪を漕いだか否かを判定する。これにより、左車輪に対する漕ぎ動作の有無と、右車輪に対する漕ぎ動作の有無を個別に判定できる。   According to the present invention, the rowing operation determination unit determines whether or not the passenger has hit the left wheel by comparing the change in the speed of the left wheel and the right wheel with the predicted change. Judge whether it is ugly. Thereby, the presence or absence of the rowing operation for the left wheel and the presence or absence of the rowing operation for the right wheel can be individually determined.

好ましくは、漕ぎ動作判定部は、相違度算出部と、相違度比較部とを備える。相違度算出部は、取得された左車輪の速度の変化と予測変化との第1相違度を算出し、取得された右車輪の速度の変化と予測変化との第2相違度を算出する。相違度比較部は、算出された第1相違度が所定の範囲に存在する場合、搭乗者が左車輪を漕いだと判定し、算出された第2相違度が所定の範囲に存在する場合、搭乗者が右車輪を漕いだと判定する。   Preferably, the rowing operation determination unit includes a difference degree calculation unit and a difference degree comparison unit. The difference calculation unit calculates a first difference between the acquired change in the speed of the left wheel and the predicted change, and calculates a second difference between the acquired change in the speed of the right wheel and the predicted change. The difference degree comparison unit determines that the passenger has scooped the left wheel when the calculated first difference degree is within a predetermined range, and when the calculated second difference degree is within the predetermined range, It is determined that the passenger has hit the right wheel.

本発明によれば、搭乗者が左車輪を漕いだか否かが、左車輪の速度の変化と予測変化との第2相違度に基づいて判定される。搭乗者が右車輪を漕いだか否かが、右車輪の速度の変化と予測変化との第2相違度に基づいて判定される。これにより、左車輪に対する漕ぎ動作の有無と、右車輪に対する漕ぎ動作の有無とを高い精度で判定できる。   According to the present invention, whether or not the occupant has hit the left wheel is determined based on the second difference between the change in the speed of the left wheel and the predicted change. Whether or not the passenger has hit the right wheel is determined based on the second difference between the change in the speed of the right wheel and the predicted change. Thereby, the presence or absence of the rowing operation for the left wheel and the presence or absence of the rowing operation for the right wheel can be determined with high accuracy.

好ましくは、相違度算出部は、複数の予測変化を取得し、第1相違度及び第2相違度を予測変化ごとに算出する。相違度比較部は、各予測変化に対応する第1相違度のうち最小の第1相違度が所定の範囲に存在する場合、搭乗者が左車輪を漕いだと判定し、各予測変化に対応する第2相違度のうち最小の第2相違度が所定の範囲に存在する場合、搭乗者が右車輪を漕いだと判定する。   Preferably, the difference calculation unit acquires a plurality of prediction changes and calculates a first difference and a second difference for each prediction change. The dissimilarity comparison unit determines that the passenger scoops the left wheel when the minimum first dissimilarity among the first dissimilarities corresponding to each predictive change is within a predetermined range, and responds to each predictive change If the minimum second dissimilarity among the second dissimilarities to be present is within a predetermined range, it is determined that the passenger has scooped the right wheel.

本発明によれば、第1相違度及び第2相違度を予測変化ごとに算出し、最小の第1相違度及び最小の第2相違度を用いて、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。これにより、搭乗者が左車輪及び右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する精度を向上させることができる。   According to the present invention, the first dissimilarity and the second dissimilarity are calculated for each predicted change, and the passenger uses at least the left wheel and the right wheel using the minimum first dissimilarity and the minimum second dissimilarity. It is determined whether or not one is crawled. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not the occupant scoops at least one of the left wheel and the right wheel.

本発明のプログラムは、本発明の車椅子が備える制御装置に用いられる。   The program of this invention is used for the control apparatus with which the wheelchair of this invention is provided.

本発明の実施の形態による車椅子の背面図である。It is a rear view of the wheelchair by embodiment of this invention. 図1に示す車椅子の左側面図である。It is a left view of the wheelchair shown in FIG. 図1に示す車椅子の上面図である。It is a top view of the wheelchair shown in FIG. 図1に示す制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the control apparatus shown in FIG. 図1に示す車椅子を搭乗者が漕いだときにおける左車輪の速度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the speed of the left wheel when a passenger crawls the wheelchair shown in FIG. 図1に示す車椅子を搭乗者が漕いだときにおける右車輪の速度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the speed of the right wheel when a passenger hits the wheelchair shown in FIG. 図4に示す速度検出プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the speed detection program shown in FIG. 図4に示す車椅子制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the wheelchair control program shown in FIG. 図5Aに示す左車輪の速度の変化を拡大したグラフである。It is the graph which expanded the change of the speed of the left wheel shown in Drawing 5A. 図7に示すマッチング処理のフローチャートである。8 is a flowchart of the matching process shown in FIG. 図1に示す車椅子と旋回半径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wheelchair shown in FIG. 1, and a turning radius. 図7に示す軌道制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the orbit control process shown in FIG.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

{車椅子の構造}
図1は、本実施の形態による車椅子1の背面図である。図2は、車椅子1の左側面図である。図3は、車椅子1の上面図である。図1〜図3を参照して、車椅子1は、ブレーキ17a,17bが左車輪12a及び右車輪12bにそれぞれ取り付けられたパッシブ型車椅子である。車椅子1は、ブレーキ17a,17bを用いて左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御することにより、走行経路を制御できる。
{Wheelchair structure}
FIG. 1 is a rear view of a wheelchair 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a left side view of the wheelchair 1. FIG. 3 is a top view of the wheelchair 1. 1 to 3, wheelchair 1 is a passive wheelchair in which brakes 17a and 17b are respectively attached to left wheel 12a and right wheel 12b. The wheelchair 1 can control the travel route by controlling the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b using the brakes 17a and 17b.

車椅子1は、シート11と、左車輪12aと、右車輪12bと、ハンドリム13a,13bと、キャスタ14a,14bと、フレーム15と、回転角センサ16a,16bと、ブレーキ17a,17bと、制御装置2とを備える。   The wheelchair 1 includes a seat 11, a left wheel 12a, a right wheel 12b, hand rims 13a and 13b, casters 14a and 14b, a frame 15, rotation angle sensors 16a and 16b, brakes 17a and 17b, and a control device. 2 is provided.

フレーム15は、車椅子1の本体を形成する。フレーム15には、シート11と、左車輪12aと、右車輪12bと、キャスタ14a、14bとが取り付けられる。左車輪12aは、車椅子1の左後輪である。右車輪12bは、車椅子1の右後輪である。ハンドリム13aは、左車輪12aの外側に取り付けられる。ハンドリム13bは、右車輪12bの外側に取り付けられる。キャスタ14aは、車椅子1の左前輪である。キャスタ14bは、車椅子1の右前輪である。   The frame 15 forms the main body of the wheelchair 1. A seat 11, a left wheel 12a, a right wheel 12b, and casters 14a and 14b are attached to the frame 15. The left wheel 12 a is a left rear wheel of the wheelchair 1. The right wheel 12 b is the right rear wheel of the wheelchair 1. The hand rim 13a is attached to the outside of the left wheel 12a. The hand rim 13b is attached to the outside of the right wheel 12b. The caster 14 a is the left front wheel of the wheelchair 1. The caster 14 b is the right front wheel of the wheelchair 1.

搭乗者は、シート11に座り、ハンドリム13a,13bを回すことにより、車椅子1を前後に移動させる。すなわち、搭乗者は、ハンドリム13aを回すことにより、左車輪12aを漕ぐことができ、ハンドリム13bを回すことにより、右車輪12bを漕ぐことができる。   The passenger moves the wheelchair 1 back and forth by sitting on the seat 11 and turning the hand rims 13a and 13b. That is, the passenger can row the left wheel 12a by turning the hand rim 13a, and can row the right wheel 12b by turning the hand rim 13b.

回転角センサ16aは、左車輪12aの回転軸に取り付けられ、左車輪12aの回転位置を検出する。回転角センサ16bは、右車輪12bの回転軸に取り付けられ、右車輪12bの回転位置を検出する。ブレーキ17aは、左車輪12aに取り付けられ、左車輪12aの回転を抑制するためのブレーキトルクを発生させる。ブレーキ17bは、右車輪12bに取り付けられ、右車輪12bの回転を抑制するためのブレーキトルクを発生させる。回転角センサ16a,16bと、ブレーキ17a,17bとは、図示しない配線によって、制御装置2と接続される。   The rotation angle sensor 16a is attached to the rotation shaft of the left wheel 12a and detects the rotation position of the left wheel 12a. The rotation angle sensor 16b is attached to the rotation shaft of the right wheel 12b and detects the rotation position of the right wheel 12b. The brake 17a is attached to the left wheel 12a and generates a brake torque for suppressing rotation of the left wheel 12a. The brake 17b is attached to the right wheel 12b and generates brake torque for suppressing rotation of the right wheel 12b. The rotation angle sensors 16a and 16b and the brakes 17a and 17b are connected to the control device 2 by wiring not shown.

制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの速度の変化に応じて、ブレーキ17a,17bを制御する装置である。制御装置2は、シート11の下に取り付けられる。制御装置2は、たとえば、マイクロコンピュータである。制御装置2の詳細については、後述する。   The control device 2 is a device that controls the brakes 17a and 17b in accordance with changes in the speed of the left wheel 12a and the right wheel 12b. The control device 2 is attached under the seat 11. The control device 2 is, for example, a microcomputer. Details of the control device 2 will be described later.

{制御装置2の構成}
図4は、制御装置2の構成を示す機能ブロック図である。図4を参照して、制御装置2は、CPU(Central Processing Unit)21と、RAM(Random Access Memory)22と、インタフェース23と、フラッシュメモリ24とを備える。
{Configuration of control device 2}
FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the control device 2. Referring to FIG. 4, the control device 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a RAM (Random Access Memory) 22, an interface 23, and a flash memory 24.

CPU21は、フラッシュメモリ24に格納されたプログラムを実行する。RAM22は、制御装置2のメインメモリである。CPU21は、プログラムをRAM22にロードし、ロードされたプログラムを実行して制御装置2を制御する。   The CPU 21 executes a program stored in the flash memory 24. The RAM 22 is a main memory of the control device 2. The CPU 21 loads the program into the RAM 22 and executes the loaded program to control the control device 2.

フラッシュメモリ24は、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリであり、車椅子制御プログラム3と、速度検出プログラム4と、複数のモデル化データ5と、左速度データ6と、右速度データ7とを格納する。フラッシュメモリ24に格納される各種データは、プログラムの動作に応じて、RAM22にロードされる。   The flash memory 24 is a rewritable nonvolatile semiconductor memory, and stores a wheelchair control program 3, a speed detection program 4, a plurality of modeling data 5, left speed data 6, and right speed data 7. . Various data stored in the flash memory 24 is loaded into the RAM 22 according to the operation of the program.

車椅子制御プログラム3は、速度検出プログラム4により取得される左車輪12a及び右車輪12bの速度に基づいて、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。車椅子制御プログラム3は、判定結果に応じて、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方を制御する。   The wheelchair control program 3 determines based on the speeds of the left wheel 12a and the right wheel 12b acquired by the speed detection program 4 whether or not the occupant scooped at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b. The wheelchair control program 3 controls at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b according to the determination result.

速度検出プログラム4は、回転角センサ16aから出力される回転位置に基づいて、左車輪12aの速度を取得し、回転角センサ16bから出力される回転位置に基づいて、右車輪12bの速度を取得する。速度検出プログラム4は、角速度を検出してもよいし、車輪の接線方向の速度(以下、「線速度」と呼ぶ。)を取得してもよい。以下、特に説明のない限り、速度検出プログラム4が、線速度を検出する場合を説明する。図2を参照して、速度Vは、速度検出プログラム4により取得された左車輪12aの線速度であり、速度Vは、速度検出プログラム4により取得された右車輪12bの線速度である。 The speed detection program 4 acquires the speed of the left wheel 12a based on the rotational position output from the rotational angle sensor 16a, and acquires the speed of the right wheel 12b based on the rotational position output from the rotational angle sensor 16b. To do. The speed detection program 4 may detect an angular speed or may acquire a speed in the tangential direction of the wheel (hereinafter referred to as “linear speed”). Hereinafter, the case where the speed detection program 4 detects the linear velocity will be described unless otherwise specified. Referring to FIG. 2, the speed V L is the linear velocity of the left wheel 12a acquired by the speed detection program 4, the speed V R is the linear velocity of the acquired right wheel 12b by the speed detection program 4 .

モデル化データ5は、搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される速度V,Vの変化(予測変化)を記録したデータである。各モデル化データ5は、互いに異なる複数種類の漕ぎ動作に対応する予測変化を記録している。モデル化データ5の詳細は、後述する。 Modeled data 5, the speed V L is expected to occur by a predetermined pedaling operation of the occupant, the data that records changes in V R (the predicted change). Each modeled data 5 records prediction changes corresponding to a plurality of different types of rowing operations. Details of the modeled data 5 will be described later.

左速度データ6は、速度検出プログラム4に取得された速度Vを時系列に記録したデータである。右速度データ7は、速度検出プログラム4に取得された速度Vを時系列に記録したデータである。 The left speed data 6 is data in which the speed VL acquired by the speed detection program 4 is recorded in time series. Right velocity data 7 is a data recorded in the time series velocity V R obtained in the speed detection program 4.

{制御装置2の動作の概略}
以下、制御装置2の動作の概略を説明する。
{Outline of operation of control device 2}
Hereinafter, an outline of the operation of the control device 2 will be described.

制御装置2は、回転角センサ16aから入力される左車輪12aの回転位置に基づいて、速度Vを取得する。制御装置2は、回転角センサ16bから入力される右車輪12bの回転位置に基づいて、速度Vを取得する。 The control device 2 acquires the speed VL based on the rotation position of the left wheel 12a input from the rotation angle sensor 16a. Control device 2, based on the rotational position of the right wheel 12b which is input from the rotation angle sensor 16b, and acquires the velocity V R.

制御装置2は、速度Vの変化とモデル化データ5に記録された予測変化との相違度を左車輪12aの相違度として算出する。左車輪12aの相違度が所定の範囲に存在する場合、制御装置2は、搭乗者が左車輪12aを漕いだと判定する。同様に、制御装置2は、速度Vの変化と予測変化との相違度を右車輪12bの相違度として算出する。右車輪12bの相違度が所定の範囲に存在する場合、制御装置2は、搭乗者が右車輪12bを漕いだと判定する。 The control device 2 calculates the difference between the change in the speed VL and the predicted change recorded in the modeled data 5 as the difference in the left wheel 12a. When the difference degree of the left wheel 12a exists in the predetermined range, the control device 2 determines that the passenger has scooped the left wheel 12a. Similarly, control device 2 calculates the degree of difference variation of the velocity V R and the predicted change as the difference of the right wheel 12b. When the degree of difference of the right wheel 12b is within a predetermined range, the control device 2 determines that the passenger has scooped the right wheel 12b.

制御装置2は、判定結果に応じて、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転を制御する。たとえば、制御装置2は、左車輪12aの回転を制御する場合、ブレーキ17aのブレーキトルクを調整する。ブレーキ17a,17bのブレーキトルクを調整することにより、車椅子1の走行経路を制御することができる。   The control device 2 controls the rotation of at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b according to the determination result. For example, when controlling the rotation of the left wheel 12a, the control device 2 adjusts the brake torque of the brake 17a. The travel route of the wheelchair 1 can be controlled by adjusting the brake torque of the brakes 17a and 17b.

このように、制御装置2は、速度V,Vの変化に基づいて、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方を漕いだか否かを判定する。制御装置2は、判定結果に応じて左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転を制御する。これにより、漕ぎ動作以外の要因で車椅子1が移動する場合であっても、車椅子1の動きを制御することができる。 Thus, the control device 2, the speed V L, based on a change of V R, the rider judges whether rowed at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b. The control device 2 controls the rotation of at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b according to the determination result. Thereby, even if it is a case where the wheelchair 1 moves by factors other than rowing operation | movement, the motion of the wheelchair 1 can be controlled.

たとえば、制御装置2は、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bを漕いでいないと判定した場合、左車輪12a及び右車輪12bの回転を停止させる。搭乗者が車椅子1を漕いでいないにもかかわらず、車椅子1が動き始めた場合(車椅子1が斜面を下り始めた場合など)に、車椅子1を強制的に停止させることができる。   For example, when it is determined that the passenger does not scoop the left wheel 12a and the right wheel 12b, the control device 2 stops the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b. The wheelchair 1 can be forcibly stopped when the wheelchair 1 starts to move despite the passenger not stroking the wheelchair 1 (for example, when the wheelchair 1 starts to descend the slope).

また、制御装置2は、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bを漕いだと判定した場合、搭乗者が漕ぎ動作を開始した後の左車輪12a及び右車輪12bの平均速度を推定する。制御装置2は、速度Vと速度Vとの比(実測比)が、推定された左車輪12aの平均速度と推定された右車輪12bの平均速度との比(基準比)に一致するように、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御する。すなわち、制御装置2は、車椅子1が、基準比に基づいて定められる旋回半径に沿って曲がることができるように、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御する。これにより、制御装置2は、搭乗者の意図する経路に沿って、車椅子1を移動させることができる。 Further, when it is determined that the occupant scoops the left wheel 12a and the right wheel 12b, the control device 2 estimates the average speed of the left wheel 12a and the right wheel 12b after the occupant starts the rowing operation. Control device 2, the ratio between the velocity V L and the speed V R (actual ratio) corresponds to the ratio of the average speed of the right wheel 12b which is estimated as the average velocity of the estimated left wheel 12a (reference ratio) In this manner, the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b is controlled. That is, the control device 2 controls the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b so that the wheelchair 1 can bend along a turning radius determined based on the reference ratio. Thereby, the control apparatus 2 can move the wheelchair 1 along the path | route which a passenger | crew intends.

{漕ぎ動作の判定の原理}
以下、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方を漕いだか否かを判定する原理を説明する。制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bが漕がれたか否かを車輪ごとに個別に判定する。以下、左車輪12aを例にして説明する。
{Principle of rowing judgment}
Hereinafter, the principle of determining whether or not the passenger has scooped at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b will be described. The control device 2 individually determines for each wheel whether the left wheel 12a and the right wheel 12b have been rolled. Hereinafter, the left wheel 12a will be described as an example.

左車輪12aの位置を示すパラメータとして、x(t)を定義する。x(t)は、時刻tにおける、車椅子1が移動する平面100(図3参照)上での左車輪12aの位置(左車輪12aの重心の位置)を示す。   X (t) is defined as a parameter indicating the position of the left wheel 12a. x (t) indicates the position of the left wheel 12a (the position of the center of gravity of the left wheel 12a) on the plane 100 (see FIG. 3) on which the wheelchair 1 moves at time t.

本実施の形態では、躍度最小軌道モデルを搭乗者の漕ぎ動作に適用する。制御装置2は、速度Vの変化を、躍度最小軌道モデルにより得られる車輪の速度変化と比較することによって、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定する。なお、躍度最小軌道モデルにより得られる車輪の速度変化は、左車輪12a及び右車輪12bで共通である。 In the present embodiment, the minimum jerk trajectory model is applied to the passenger's rowing operation. The control device 2 determines whether or not the occupant scoops the left wheel 12a by comparing the change in the speed VL with the change in the wheel speed obtained by the minimum jerk trajectory model. The change in the wheel speed obtained by the minimum jerk trajectory model is common to the left wheel 12a and the right wheel 12b.

躍度最小軌道モデルにおいて、x(t)は、(式1)に示すように、評価関数Cを最小にする関数として定義される。(式1)において、tは、漕ぎ動作に要する時間である。d(x)/dtは、躍度である。

Figure 0005948149
In the minimum jerk trajectory model, x (t) is defined as a function that minimizes the evaluation function C j as shown in (Equation 1). In (Equation 1), t f is the time required for the rowing operation. d 3 (x) / dt 3 is the jerk.
Figure 0005948149

評価関数Cが最小となる極値を有する場合、x(t)は、オイラーポアソン方程式を満たすため、x(t)は、(式2)で表わされる。(式2)より、x(t)は、5次式で表わされる。

Figure 0005948149
When the evaluation function C j has the minimum extremum, x (t) satisfies the Euler-Poisson equation, so x (t) is expressed by (Expression 2). From (Expression 2), x (t) is expressed by a quintic expression.
Figure 0005948149

次に、x(t)を(式2)から求めるための条件を設定する。搭乗者が、停止している車椅子1を漕ぎ、所望の位置に車椅子1を停止させると仮定する。つまり、搭乗者は、左車輪12aを回転させる動作と、左車輪12aの回転を停止させる動作とを、連続して行う。この仮定に基づいて、搭乗者が漕ぎ動作を開始したとき(t=0)における左車輪12aの位置をxと設定し、搭乗者が漕ぎ動作を終了したとき(t=t)における左車輪12aの位置をxと設定する。漕ぎ動作の開始時(t=0)及び終了時(t=t)における、左車輪12aの速度及び接線方向の加速度を0に設定する。 Next, conditions for determining x (t) from (Equation 2) are set. It is assumed that the passenger rides the wheelchair 1 that is stopped and stops the wheelchair 1 at a desired position. That is, the passenger continuously performs the operation of rotating the left wheel 12a and the operation of stopping the rotation of the left wheel 12a. Based on this assumption, when the rider pedaling starts operating the position of the left wheel 12a at (t = 0) is set as x 0, left in when (t = t f) the rider pedaling finished its operation The position of the wheel 12a is set to xf . In rowing at the start of operation (t = 0) and end (t = t f), it sets the speed and tangential acceleration of the left wheel 12a to zero.

(式2)をこれらの設定の下で解くことにより、x(t)は、(式3)、(式4)で表わされる。

Figure 0005948149
Figure 0005948149
By solving (Equation 2) under these settings, x (t) is expressed by (Equation 3) and (Equation 4).
Figure 0005948149
Figure 0005948149

(式3)及び(式4)において、x,x,tが、漕ぎ動作を特定するためのパラメータとなる。(式3)及び(式4)により示される車椅子1の予測軌道(躍度最小軌道モデルに基づく軌道)をx(x,t)(t)と定義する。また、左車輪12aの実際の軌道(実測軌道)をxreal(t)と定義する。下記(式5)に示すように、実測軌道xreal(t)を予測軌道x(x,t)(t)から差し引いた値の絶対値を積分する。(式5)により得られる積分値は、実測軌道が予測軌道と相違する度合いを示す。

Figure 0005948149
In (Expression 3) and (Expression 4), x 0 , x f , and t f are parameters for specifying the rowing operation. A predicted trajectory (trajectory based on the minimum jerk trajectory model) of the wheelchair 1 expressed by (Expression 3) and (Expression 4) is defined as x (x f , t f ) (t). Further, the actual trajectory (measured trajectory) of the left wheel 12a is defined as x real (t). As shown in the following (formula 5), the absolute value of the value obtained by subtracting the actually measured trajectory x real (t) from the predicted trajectory x (x f , t f ) (t) is integrated. The integral value obtained by (Expression 5) indicates the degree to which the actually measured trajectory is different from the predicted trajectory.
Figure 0005948149

積分値が予め定められた基準値よりも小さい場合、実測軌道が予測軌道に整合すると判定される。つまり、左車輪12aは、漕ぎ動作により移動したと判定される。積分値が基準値以上である場合、実測軌道は、予測軌道と整合しないと判定される。つまり、左車輪12aは、漕ぎ動作以外の要因により移動したと判定される。   When the integral value is smaller than a predetermined reference value, it is determined that the actually measured trajectory matches the predicted trajectory. That is, it is determined that the left wheel 12a has moved due to the rowing operation. If the integrated value is greater than or equal to the reference value, it is determined that the measured trajectory does not match the predicted trajectory. That is, it is determined that the left wheel 12a has moved due to a factor other than the rowing operation.

各モデル化データ5に記録される左車輪12aの速度の変化(予測変化)を、上述した予測軌道から計算することができる。したがって、(式5)において、予測軌道x(x,t)(t)を予測変化に置き換え、実測軌道xreal(t)を速度Vの変化に置き換えることにより、積分値は、速度Vの変化と予測変化との相違度を示す。速度Vの変化と予測変化との相違度に基づいて、速度Vが漕ぎ動作により変化したか否かを判定することができる。 A change (predicted change) in the speed of the left wheel 12a recorded in each modeled data 5 can be calculated from the predicted trajectory described above. Therefore, in (Equation 5), the predicted trajectory x (x f , t f ) (t) is replaced with a predicted change, and the measured trajectory x real (t) is replaced with a change in the speed V L. The difference between the change in VL and the predicted change is shown. Based on the difference between the change in the speed VL and the predicted change, it can be determined whether the speed VL has changed due to the rowing operation.

様々なx,tを設定することにより、互いに異なる複数の予測軌道を計算できる。つまり、搭乗者が左車輪12aを強く漕いだり、弱い力でゆっくり漕いだりした場合など、搭乗者の様々な動作に応じた複数の予測軌道を計算できる。これらの予測軌道から、搭乗者の様々な動作に応じた複数の予測変化を計算できる。このようにして計算された複数の予測変化が、各モデル化データ5に記録される。 A plurality of different predicted trajectories can be calculated by setting various x f and t f . That is, a plurality of predicted trajectories can be calculated according to various movements of the passenger, such as when the passenger hits the left wheel 12a strongly or slowly hits with a weak force. From these predicted trajectories, a plurality of predicted changes corresponding to various movements of the passenger can be calculated. A plurality of predicted changes calculated in this way are recorded in each modeled data 5.

制御装置2は、複数のモデル化データ5を用いて、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定する。制御装置2は、各モデル化データ5を用いて算出された複数の左車輪12aの相違度の中で、最小の相違度を選択する。最小の相違度がしきい値よりも小さければ、制御装置2は、搭乗者が左車輪12aを漕いだと判定する。   The control device 2 uses the plurality of modeling data 5 to determine whether or not the occupant scooped the left wheel 12a. The control device 2 selects the minimum difference degree among the difference degrees of the plurality of left wheels 12 a calculated using the respective modeled data 5. If the minimum difference is smaller than the threshold value, the control device 2 determines that the occupant scooped the left wheel 12a.

制御装置2は、搭乗者が右車輪12bを漕いだか否かを判定するときにも、左車輪12aと共通のモデル化データ5を使用する。右車輪12bの物理特性(半径など)は、左車輪12aの物理的特性が同じであるため、左車輪12aと同じ予測軌道が得られるためである。   The control device 2 also uses the modeling data 5 common to the left wheel 12a when determining whether or not the passenger has hit the right wheel 12b. This is because the physical characteristics (such as radius) of the right wheel 12b are the same as those of the left wheel 12a because the physical characteristics of the left wheel 12a are the same.

{実測変化と予測変化との比較}
図5A及び図5Bは、漕ぎ動作により車椅子1が右旋回したときにおける各車輪の速度の変化を示すグラフである。図5Aは、左車輪12aの速度Vの変化を示す。図5Bは、右車輪12bの速度Vの変化を示す。図5A及び図5Bにおいて、速度V,Vを実線で示し、予測変化を破線で示す。
{Comparison between actual and predicted changes}
5A and 5B are graphs showing changes in the speed of each wheel when the wheelchair 1 turns to the right by the rowing operation. FIG. 5A shows a change in the speed VL of the left wheel 12a. Figure 5B shows the change in velocity V R of the right wheel 12b. 5A and 5B, shows the speed V L, the V R in a solid line shows the predicted variation in broken lines.

図5A及び図5Bを参照して、車椅子1が右旋回しているため、速度Vが、速度Vよりも大きくなる。また、速度V,Vが、予測変化にほぼ整合している。 With reference to FIGS. 5A and 5B, since the wheelchair 1 is turning right, the speed V L is greater than the speed V R. The speed V L, V R has generally aligned to the predicted change.

なお、図5Aを参照して、1.75〜3.0秒の期間において、速度Vが、予測変化を上回る傾向にある。この理由は、躍度最小軌道モデルにおいて、搭乗者が左車輪12aを停止させる動作を行うことが考慮されているのに対して、実際の車椅子1の操作では、搭乗者が、車椅子1を漕ぐたびに、車輪を停止させることがないためである。図5Bを参照して、実測変化は、全ての期間において、予測変化を下回る傾向にある。この理由は、搭乗者が、車椅子1を右旋回させるために、右車輪12bの回転を抑制しようとしているためであると考えられる。 In addition, with reference to FIG. 5A, in the period of 1.75 to 3.0 seconds, the speed VL tends to exceed the predicted change. This is because, in the minimum jerk trajectory model, it is considered that the occupant performs an operation of stopping the left wheel 12a, whereas in the actual operation of the wheelchair 1, the occupant swipes the wheelchair 1. This is because the wheel is not stopped every time. Referring to FIG. 5B, the actual change tends to be lower than the predicted change in all periods. The reason for this is considered that the passenger is trying to suppress the rotation of the right wheel 12b in order to turn the wheelchair 1 to the right.

制御装置2は、速度V,Vの立ち上がり期間(図5A及び図5Bに示す例では、0.1〜0.2秒の期間)に、速度V,Vを予測変化と比較して相違度を算出する。この期間では、速度V,Vは、予測変化にほぼ一致しているため、制御装置2は、速度V,Vが漕ぎ動作により変化したか否かを高い精度で判定できる。 The control device 2, the speed V L, (in the example shown in FIGS. 5A and 5B, the period of 0.1 to 0.2 seconds) rising period of V R, the velocity V L, and V R is compared with the expected change To calculate the degree of difference. In this period, the speed V L, V R, since substantially matches the predicted change, the control unit 2, the speed V L, whether changed by V R is pedaling operation can be determined with high accuracy.

なお、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bを漕いで車椅子1を直進させる場合、速度V,Vの比は、ほぼ1対1となる。速度V,Vは、同一の予測変化に整合する。 Incidentally, if the rider is straight the wheelchair 1 paddling the left wheel 12a and the right wheel 12b, the speed V L, the ratio of V R becomes substantially 1: 1. Velocity V L, V R is aligned to the same prediction changes.

以下、制御装置2の動作について詳しく説明する。   Hereinafter, the operation of the control device 2 will be described in detail.

{各車輪の速度及び車椅子1の加速度の算出}
図6は、速度検出プログラム4のフローチャートである。以下、図6を参照して、速度検出プログラム4を実行する制御装置2の動作を説明する。
{Calculation of wheel speed and wheelchair 1 acceleration}
FIG. 6 is a flowchart of the speed detection program 4. The operation of the control device 2 that executes the speed detection program 4 will be described below with reference to FIG.

制御装置2は、左車輪12aの回転位置が回転角センサ16aから入力された場合(ステップS21においてYes)、入力された回転位置に基づいて、速度Vを計算する(ステップS22)。具体的には、制御装置2は、直前に入力された回転位置と、新たに入力された回転位置とから、左車輪12aの回転角の変化を算出する。制御装置2は、算出された回転角の変化と、回転位置との入力間隔と、左車輪12aの半径とから、速度Vを算出する。制御装置2は、算出された速度Vを左速度データ6に記録する(ステップS23)。 When the rotation position of the left wheel 12a is input from the rotation angle sensor 16a (Yes in Step S21), the control device 2 calculates the speed VL based on the input rotation position (Step S22). Specifically, the control device 2 calculates a change in the rotation angle of the left wheel 12a from the rotation position input immediately before and the newly input rotation position. The control device 2 calculates the speed VL from the calculated change in the rotation angle, the input interval between the rotation positions, and the radius of the left wheel 12a. The control device 2 records the calculated speed VL in the left speed data 6 (step S23).

一方、制御装置2は、左車輪12aの回転位置が入力されない場合(ステップS21においてNo)、右車輪12bの回転位置が回転角センサ16bから入力されたか否かを確認する(ステップS24)。右車輪12bの回転位置が入力されない場合(ステップS24においてNo)、制御装置2は、ステップS21に戻る。   On the other hand, when the rotation position of the left wheel 12a is not input (No in step S21), the control device 2 checks whether or not the rotation position of the right wheel 12b is input from the rotation angle sensor 16b (step S24). When the rotational position of the right wheel 12b is not input (No in step S24), the control device 2 returns to step S21.

制御装置2は、右車輪12bの回転位置が入力された場合(ステップS24においてYes)、速度Vを算出する(ステップS25)。ステップS25の処理は、ステップS22の処理と同様である。制御装置2は、算出された速度Vを、右速度データ7に記録する(ステップS26)。 Control device 2, (Yes in step S24) when the rotational position of the right wheel 12b is input, and calculates the velocity V R (step S25). The process of step S25 is the same as the process of step S22. Control device 2, the velocity V R calculated is recorded in the right velocity data 7 (step S26).

制御装置2は、ステップS23又はステップS26の後に、車椅子1の加速度を算出する(ステップS27)。具体的には、制御装置2は、左速度データ6に記録された過去2つの速度から、左車輪12aの矢印A方向(図3参照)の加速度を算出する。同様に、右車輪12bの加速度が算出される。制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの加速度の平均値を、車椅子1の加速度として算出する。車椅子1の加速度は、RAM22に時系列に記録される。   The control device 2 calculates the acceleration of the wheelchair 1 after step S23 or step S26 (step S27). Specifically, the control device 2 calculates the acceleration of the left wheel 12a in the direction of arrow A (see FIG. 3) from the past two speeds recorded in the left speed data 6. Similarly, the acceleration of the right wheel 12b is calculated. The control device 2 calculates the average value of the acceleration of the left wheel 12a and the right wheel 12b as the acceleration of the wheelchair 1. The acceleration of the wheelchair 1 is recorded in the RAM 22 in time series.

制御装置2は、車椅子1の加速度を算出した後に、ステップS21に戻る。制御装置2は、電源が入力されている間、ステップS21〜S27の処理を繰り返し実行する。   After calculating the acceleration of the wheelchair 1, the control device 2 returns to step S21. The control device 2 repeatedly executes the processes of steps S21 to S27 while power is being input.

{車輪の回転制御}
図7は、車椅子制御プログラム3のフローチャートである。以下、図7を参照して、車椅子制御プログラム3を実行する制御装置2の動作を説明する。制御装置2は、車椅子1が停止しているときに、車椅子制御プログラム3を開始すると仮定する。また、制御装置2は、車椅子制御プログラム3と並行して、速度検出プログラム4を実行している。
{Wheel rotation control}
FIG. 7 is a flowchart of the wheelchair control program 3. Hereinafter, the operation of the control device 2 that executes the wheelchair control program 3 will be described with reference to FIG. It is assumed that the control device 2 starts the wheelchair control program 3 when the wheelchair 1 is stopped. Further, the control device 2 executes a speed detection program 4 in parallel with the wheelchair control program 3.

制御装置2は、RAM22に記録された加速度を参照して、車椅子1の前方向(矢印A方向)の加速度がΔt1の期間継続して検出されたか否かを確認する(ステップS1)。Δt1は、たとえば、0.1秒である。   The control device 2 refers to the acceleration recorded in the RAM 22 and checks whether or not the acceleration in the forward direction (arrow A direction) of the wheelchair 1 has been detected for a period of Δt1 (step S1). Δt1 is, for example, 0.1 seconds.

前方向の加速度が継続して検出された場合(ステップS1においてYes)、制御装置2は、搭乗者が車椅子1を漕いだ可能性があると判断し、ブレーキを解除する(ステップS2)。具体的には、制御装置2は、ブレーキの解除を指示する制御信号を、ブレーキ17a,17bに出力する。これにより、制御装置2は、ブレーキ17a,17bの影響を受けることなく、速度V,Vを検出できる。 When forward acceleration is continuously detected (Yes in step S1), the control device 2 determines that the passenger may have squeezed the wheelchair 1 and releases the brake (step S2). Specifically, the control device 2 outputs a control signal instructing release of the brake to the brakes 17a and 17b. Thus, the control device 2, without the influence of the brake 17a, 17b, velocity V L, can detect the V R.

制御装置2は、マッチング処理(ステップS3)を実行することにより、複数のモデル化データ5に記録された予測変化の中から、速度Vの変化に最も整合する予測変化と、速度Vの変化に最も整合する予測変化とを決定する。 Control device 2, by performing matching processing (step S3), and from among the recorded predicted change to a plurality of modeled data 5, and the predicted change that best matches the change in the velocity V L, the velocity V R Determine the predicted change that best matches the change.

次に、制御装置2は、マッチング処理(ステップS3)の結果に基づいて、搭乗者が車椅子1を漕いだか否かを判定する(ステップS4)。搭乗者が車椅子1を漕いだと判定された場合、制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転を制御する軌道制御処理を実行する(ステップS5)。これにより、制御装置2は、搭乗者の意図に応じた軌道に沿って、車椅子1を走行させることができる。搭乗者が車椅子1を漕いでいないと判定された場合、制御装置2は、車椅子1を緊急停止させる(ステップS45)。漕ぎ動作判定処理(ステップS4)の詳細は、後述する。   Next, based on the result of the matching process (step S3), the control device 2 determines whether or not the passenger has scooped the wheelchair 1 (step S4). When it is determined that the passenger has scooped the wheelchair 1, the control device 2 executes a trajectory control process for controlling the rotation of at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b (step S5). Thereby, the control apparatus 2 can drive the wheelchair 1 along the track | orbit according to a passenger | crew's intent. When it is determined that the passenger is not stroking the wheelchair 1, the control device 2 causes the wheelchair 1 to stop urgently (step S45). Details of the rowing operation determination process (step S4) will be described later.

制御装置2は、前方向の加速度をΔt1の期間継続して検出するまで(ステップS6においてYes)、軌道制御処理(ステップS5)を繰り返し実行する。搭乗者が車椅子1を漕ぐなどして、前方向への加速が新たに検出された場合(ステップS6においてYes)、制御装置2は、搭乗者が車椅子1を新たに漕いだかどうかを判定するために、ステップS2に戻る。   The control device 2 repeatedly executes the trajectory control process (step S5) until the forward acceleration is continuously detected for the period Δt1 (Yes in step S6). When acceleration in the forward direction is newly detected (for example, Yes in step S <b> 6), such as when the occupant rides on the wheelchair 1, the control device 2 determines whether the occupant newly strokes the wheelchair 1. Returning to step S2.

以下、車椅子制御プログラム3の各ステップを詳しく説明する。   Hereinafter, each step of the wheelchair control program 3 will be described in detail.

{マッチング処理(ステップS3)}
図8は、図5Aに示すグラフの拡大図であり、0〜0.5秒の期間の速度Vの変化を示している。図8を参照して、期間Δt1(0〜0.1秒)は、前方向の加速度を検出するための期間である(ステップS1、図7参照)。0.1秒よりも後の期間において、ブレーキ17a,17bは、解除される(ステップS2)。制御装置2は、期間Δt1以降の車輪の速度を用いて、相違度を算出する。
{Matching process (step S3)}
FIG. 8 is an enlarged view of the graph shown in FIG. 5A, and shows the change in the speed VL during the period of 0 to 0.5 seconds. Referring to FIG. 8, a period Δt1 (0 to 0.1 second) is a period for detecting the acceleration in the forward direction (see step S1 and FIG. 7). In a period after 0.1 second, the brakes 17a and 17b are released (step S2). The control device 2 calculates the degree of difference using the speed of the wheels after the period Δt1.

図9は、マッチング処理(ステップS3)のフローチャートである。制御装置2は、期間Δt2における速度Vを左速度データ6から取得し、期間Δt2における速度Vを右速度データ7から取得する(ステップS31)。また、制御装置2は、複数のモデル化データ5をフラッシュメモリ24からRAM22にロードすることにより、複数のモデル化データ5を取得する。ブレーキ17a,17bは、既に解除されているため(ステップS2)、期間Δt2における速度V,Vは、ブレーキの影響を受けていない。 FIG. 9 is a flowchart of the matching process (step S3). Control device 2 acquires the velocity V L in the period Δt2 from the left velocity data 6, to obtain the velocity V R in the period Δt2 from the right velocity data 7 (step S31). The control device 2 acquires the plurality of modeled data 5 by loading the plurality of modeled data 5 from the flash memory 24 to the RAM 22. Brake 17a, 17b is because it has already been released (step S2), the speed V L, V R in the period .DELTA.t2, not affected by the brake.

制御装置2は、全てのモデル化データ5を用いて相違度を計算したか否かを確認する(ステップS32)。制御装置2は、全てのモデル化データ5を使用していない場合(ステップS32においてNo)、相違度の計算に使用していないモデル化データ5を選択する(ステップS33)。   The control device 2 checks whether or not the degree of difference has been calculated using all the modeled data 5 (step S32). When all the modeled data 5 is not used (No in step S32), the control device 2 selects the modeled data 5 that is not used for calculating the difference (step S33).

制御装置2は、期間Δt2における速度Vの変化と、選択されたモデル化データ5に記録されている予測変化との相違度を計算する(ステップS34)。モデル化データ5には、期間Δt2(t=0.1〜0.2秒)に対応する予測変化が記録されている。制御装置2は、速度Vを予測変化から差し引いた値の絶対値を合計することにより、相違度を算出する。制御装置2は、期間Δt2における速度Vの変化と、選択されたモデル化データ5に記録されている予測変化との相違度を計算する(ステップS35)。ステップS35の処理は、速度Vが用いられる点を除き、ステップS34と同様である。 The control device 2 calculates the degree of difference between the change in the speed VL during the period Δt2 and the predicted change recorded in the selected modeling data 5 (step S34). In the modeled data 5, a predicted change corresponding to the period Δt2 (t = 0.1 to 0.2 seconds) is recorded. The control device 2 calculates the degree of difference by adding the absolute values of the values obtained by subtracting the speed VL from the predicted change. Controller 2 calculates the change in velocity V R in the period .DELTA.t2, the degree of difference between the predicted change recorded in the modeled data 5 which has been selected (step S35). The process of step S35, except that the rate V R is used is the same as step S34.

制御装置2は、全てのモデル化データ5を使用するまで(ステップS32においてYes)、ステップS33〜S35を繰り返す。これにより、複数の左車輪12aの相違度と、複数の右車輪12bの相違度とが計算される。   The control device 2 repeats steps S33 to S35 until all the modeled data 5 is used (Yes in step S32). Thereby, the difference degree of the some left wheel 12a and the difference degree of the some right wheel 12b are calculated.

制御装置2は、全てのモデル化データ5を使用した場合(ステップS32においてYes)、複数の左車輪12aの相違度の中から、最小の相違度(以下、「左最小相違度」と呼ぶ。)を選択する(ステップS36)。制御装置2は、複数の右車輪12bの相違度の中から、最小の相違度(以下、「右最小相違度」と呼ぶ。)を選択する。   When all the modeled data 5 is used (Yes in step S32), the control device 2 calls the minimum difference (hereinafter, “left minimum difference”) among the differences of the plurality of left wheels 12a. ) Is selected (step S36). The control device 2 selects the minimum difference degree (hereinafter referred to as “the right minimum difference degree”) from among the difference degrees of the plurality of right wheels 12b.

{漕ぎ動作判定処理(ステップS4)}
以下、図7を参照して、漕ぎ動作判定処理(ステップS4)を説明する。制御装置2は、マッチング処理(ステップS3)により選択された左最小相違度及び右最小相違度を、予め設定されたしきい値と比較する(ステップS41〜S43)。
{Rowing operation determination process (step S4)}
Hereinafter, the rowing operation determination process (step S4) will be described with reference to FIG. The control device 2 compares the left minimum difference and the right minimum difference selected by the matching process (step S3) with preset threshold values (steps S41 to S43).

左最小相違度及び右最小相違度の両者がしきい値以上である場合(ステップS41においてYes)、制御装置2は、速度V,Vの変化が躍度最小軌道モデルに整合しないと判断する。制御装置2は、速度V,Vが搭乗者の漕ぎ動作以外の要因により変化したと判断し、車椅子1を緊急停止させる(ステップS45)。制御装置2は、最大のブレーキトルクを指示する信号をブレーキ17a,17bに出力する。 Determining if both of the left minimum dissimilarity and right minimum dissimilarity is equal to or greater than the threshold value (Yes in step S41), control device 2, the speed V L, and changes in V R is not aligned with the minimum jerk trajectory model To do. Control device 2, the speed V L, determines that V R has changed by a factor other than the pedaling operation occupant, an emergency stop the wheelchair 1 (step S45). The control device 2 outputs a signal instructing the maximum brake torque to the brakes 17a and 17b.

右最小相違度のみがしきい値以上である場合(ステップS41においてNo、ステップS42においてYes)、制御装置2は、搭乗者が左車輪12aのみを漕いだと判定し、ステップS46を実行する。左最小相違度のみがしきい値以上である場合(ステップS41においてNo、ステップS42においてNo、ステップS43においてYes)、制御装置2は、搭乗者が右車輪12bのみを漕いだと判定し、ステップS47を実行する。ステップS46,S47の詳細は、後述する。   When only the right minimum dissimilarity is equal to or greater than the threshold value (No in step S41, Yes in step S42), control device 2 determines that the passenger scoops only left wheel 12a, and executes step S46. If only the left minimum dissimilarity is greater than or equal to the threshold (No in step S41, No in step S42, Yes in step S43), control device 2 determines that the passenger scooped only right wheel 12b, and step S47 is executed. Details of steps S46 and S47 will be described later.

左最小相違度及び右最小相違度の両者がしきい値よりも小さい場合(ステップS41においてNo、ステップS42においてNo、ステップS43においてNo)、制御装置2は、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bを漕いだと判定する。制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの平均速度を推定し、基準比を算出する(ステップS44)。基準比は、推定された左車輪12aの平均速度と、推定された右車輪12bの平均速度との比である。   When both of the left minimum dissimilarity and the right minimum dissimilarity are smaller than the threshold values (No in step S41, No in step S42, No in step S43), the control device 2 allows the passenger to use the left wheel 12a and the right wheel. It is determined that 12b has been scooped. The control device 2 estimates the average speed of the left wheel 12a and the right wheel 12b, and calculates a reference ratio (step S44). The reference ratio is a ratio between the estimated average speed of the left wheel 12a and the estimated average speed of the right wheel 12b.

左車輪12aを例にして、平均速度の推定方法を詳しく説明する。各モデル化データ5は、躍度最小軌道モデルのパラメータx,tを記録している。xは、搭乗者が漕ぎ動作を終了した時刻(t=t)における車輪の位置である。 The method for estimating the average speed will be described in detail using the left wheel 12a as an example. Each modeling data 5 records parameters x f and t f of the minimum jerk model. x f is the position of the wheel at the time (t = t f ) when the passenger finishes the rowing operation.

制御装置2は、左最小相違度に対応するモデル化データ5から、x,tを抽出する。以下、左最小相違度に対応するモデル化データ5から抽出されたx,tを、xL_f,tL_fと記述する。制御装置2は、(式6)を用いて、左車輪12aの平均速度VL_estを推定する。

Figure 0005948149
The control device 2 extracts x f and t f from the modeled data 5 corresponding to the left minimum difference degree. Hereinafter, x f and t f extracted from the modeling data 5 corresponding to the left minimum difference will be described as x L_f and t L_f . The control device 2 estimates the average speed VL_est of the left wheel 12a using (Equation 6).
Figure 0005948149

同様に、右車輪12bの平均速度VR_estは、(式7)で表わされる。(式7)において、xR_f,R_fは、右最小相違度に対応するモデル化データ5から抽出されたx,tである。

Figure 0005948149
Similarly, the average speed VR_est of the right wheel 12b is expressed by (Expression 7). In (Expression 7), x R_f and t R_f are x f and t f extracted from the modeled data 5 corresponding to the right minimum dissimilarity.
Figure 0005948149

制御装置2は、算出された平均速度VL_est,VR_estを用いて、基準比を算出する。基準比は、(式8)により求められる。(式8)において、Dは、基準比を示す。平均速度VL_est,VR_est及び基準比Dは、軌道制御処理(ステップS5)で用いられる。

Figure 0005948149
The control device 2 calculates the reference ratio using the calculated average speeds VL_est and VR_est . The reference ratio is obtained by (Equation 8). In (Expression 8), DS indicates a reference ratio. Average speed V L_est, V R_est and reference ratio D s is used in the trajectory control process (step S5).
Figure 0005948149

右最小相違度のみがしきい値以上である場合(ステップS42においてYes)、制御装置2は、ステップS46を実行する。制御装置2は、(式6)を用いて、平均速度VL_estを推定する。制御装置2は、モデル化データ5を用いて平均速度VR_estを推定できない。このため、制御装置2は、漕ぎ動作が開始されたとき(t=0秒)の速度Vを、平均速度VR_estに設定する。制御装置2は、(式8)を用いて、基準比Dを算出する。なお、制御装置2は、平均速度VR_estとして、漕ぎ動作が開始されてから(t=0)、相違度の計算に用いられる速度Vの取得が終了するまで(t=0.2秒)のいずれかの速度Vを設定すればよい。 When only the right minimum dissimilarity is equal to or greater than the threshold value (Yes in step S42), control device 2 executes step S46. The control device 2 estimates the average speed VL_est using (Equation 6). The control device 2 cannot estimate the average speed VR_est using the modeled data 5. Therefore, the control apparatus 2, when the rowing operation is started the velocity V R of the (t = 0 sec), is set to the average velocity V R_est. The control device 2 calculates the reference ratio D s using (Equation 8). The control device 2, as the average velocity V R_est, rowing operation after is started (t = 0), until the acquisition of the speed V R to be used in the dissimilarity of the calculation is terminated (t = 0.2 sec) of it may be set to one of the speed V R.

左最小相違度のみがしきい値以上である場合(ステップS43においてYes)、制御装置2は、ステップS47を実行する。制御装置2は、(式7)を用いて、平均速度VR_estを推定する。制御装置2は、モデル化データ5を用いて平均速度VL_estを推定できない。このため、制御装置2は、漕ぎ動作が開始されたとき(t=0秒)の速度Vを、平均速度VL_estに設定する。制御装置2は、(式8)を用いて、基準比Dを算出する。なお、制御装置2は、平均速度VL_estとして、0〜0.2秒の期間のいずれかの速度Vを設定すればよい。 When only the left minimum dissimilarity is greater than or equal to the threshold value (Yes in step S43), control device 2 executes step S47. The control device 2 estimates the average speed VR_est using (Equation 7). The control device 2 cannot estimate the average speed VL_est using the modeled data 5. For this reason, the control device 2 sets the speed VL when the rowing operation is started (t = 0 second) to the average speed VL_est . The control device 2 calculates the reference ratio D s using (Equation 8). In addition, the control apparatus 2 should just set either speed VL of the period of 0 to 0.2 second as average speed VL_est .

{軌道制御処理(ステップS5)}
以下、平均速度VL_est,VR_estが、ステップS44の処理により推定された場合を例にして、軌道制御処理(ステップS5)を説明する。
{Orbit control processing (step S5)}
Hereinafter, the trajectory control process (step S5) will be described by taking as an example the case where the average speeds V L_est and V R_est are estimated by the process of step S44.

最初に、搭乗者の意図する軌道を、基準比Dに基づいて特定できる原理を説明する。図10は、車椅子1が左方向に旋回する場合における、速度V,Vと、車椅子1の旋回半径Rとの関係を示す図である。図10を参照して、Tは、左車輪12aと右車輪12bとの距離を示す。図10に示す車椅子1は、図3に示す上面図に対応する。この場合、車椅子1の旋回半径Rは、(式9)で表わされる。

Figure 0005948149
First, the principle by which the trajectory intended by the passenger can be specified based on the reference ratio D s will be described. Figure 10 is a drawing showing the case where the wheelchair 1 is turning to the left, velocity V L, and V R, the relationship between the turning radius R a of the wheelchair 1. Referring to FIG. 10, T indicates the distance between the left wheel 12a and the right wheel 12b. The wheelchair 1 shown in FIG. 10 corresponds to the top view shown in FIG. In this case, the turning radius R a of the wheelchair 1 is represented by (Equation 9).
Figure 0005948149

距離Tは固定値であるため、旋回半径Rは、速度V,Vに依存する。すなわち、速度Vと速度Vとの比が一定であれば、車椅子1は、速度V又は速度Vが変化したとしても、旋回半径Rを維持することができる。制御装置2は、速度Vと速度Vとの比を基準比に一致させるように、ブレーキ17a,17bを制御する。これにより、制御装置2は、車椅子1を、搭乗者の意図する旋回半径Rで走行させることができる。 Since the distance T is a fixed value, the turning radius R a, the velocity V L, it depends on V R. That is, if the ratio between the velocity V L and the speed V R is constant, the wheelchair 1 can be speed V L or velocity V R is even changed, maintains the turning radius R a. Control device 2, the ratio of the velocity V L and the speed V R so as to coincide with the reference ratio, and controls the brake 17a, 17b. Thus, the control device 2, the wheelchair 1 can be run with the turning radius R a of the intention of the rider.

図11は、軌道制御処理(ステップS5)のフローチャートである。図11を参照して、制御装置2は、実測比Dを算出する(ステップS51)。実測比Dは、現在の速度Vと現在の速度Vとの比である。実測比Dは、(式10)で表わされる。

Figure 0005948149
FIG. 11 is a flowchart of the trajectory control process (step S5). Referring to FIG. 11, the control unit 2 calculates the actual ratio D c (step S51). Found ratio D c is the ratio of the current speed V L and the current speed V R. The actual measurement ratio D c is expressed by (Equation 10).
Figure 0005948149

制御装置2は、実測比Dを基準比Dと比較して、左車輪12a及び右車輪12bのいずれを制御するかを決定する(ステップS52)。つまり、制御装置2は、実測比Dを基準比Dに一致させるためには、左車輪12a及び右車輪12bのいずれにブレーキをかける必要があるかを判定する。 Control device 2, the measured ratio D c is compared with a reference ratio D s, to determine whether to control which of the left wheel 12a and the right wheel 12b (step S52). That is, the control unit 2, in order to match the actual ratio D c to the reference ratio D s determines whether it is necessary to brake the one of the left wheel 12a and the right wheel 12b.

制御装置2は、基準比Dが実測比Dよりも大きい場合、速度Vが過剰であると判定する。制御装置2は、速度Vを抑制するために、ブレーキ17aを制御することを決定する。つまり、左車輪12aが、制御対象として決定される。一方、制御装置2は、基準比Dが実測比Dよりも小さい場合、速度Vが過剰であると判定する。制御装置2は、速度Vを抑制するために、ブレーキ17bを制御することを決定する。つまり、右車輪12bが、制御対象として決定される。 The control device 2 determines that the speed V L is excessive when the reference ratio D s is larger than the actual measurement ratio D c . The control device 2 determines to control the brake 17a in order to suppress the speed VL . That is, the left wheel 12a is determined as a control target. On the other hand, the control device 2, when the reference ratio D s is smaller than the actual ratio D c, determines that the velocity V R is excessive. Control device 2, in order to suppress the velocity V R, decides to control the brake 17b. That is, the right wheel 12b is determined as a control target.

右車輪12bが制御対象に決定された場合(ステップS53においてYes)、制御装置2は、右車輪12bの目標速度VR_refを決定する(ステップS54)。目標速度VR_refは、(式11)で表わされる。

Figure 0005948149
When the right wheel 12b is determined as a control target (Yes in Step S53), the control device 2 determines the target speed VR_ref of the right wheel 12b (Step S54). The target speed V R_ref is expressed by (Equation 11).
Figure 0005948149

(式11)において、速度Vが、左車輪12aの目標速度VL_refとして代入される。速度Vを基準比Dの逆数に乗算することにより、目標速度VR_refを算出することができる。制御装置2は、算出された目標速度VR_refを用いて、ブレーキ17bを制御する(ステップS55)。制御装置2は、算出された目標速度VR_refに基づいて、ブレーキ17bのブレーキトルクを決定し、決定したブレーキトルクに対応する制御信号をブレーキ17bに出力する。 In (Equation 11), the speed V L is substituted as the target speed V L_ref the left wheel 12a. By multiplying the velocity V L to the inverse of the reference ratio D s, it is possible to calculate the target speed V R_ref. The control device 2 controls the brake 17b using the calculated target speed VR_ref (step S55). The control device 2 determines the brake torque of the brake 17b based on the calculated target speed VR_ref , and outputs a control signal corresponding to the determined brake torque to the brake 17b.

一方、左車輪12aが制御対象に決定された場合(ステップS53においてNo)、制御装置2は、目標速度VL_refを決定する(ステップS56)。目標速度VL_refは、(式12)で表わされる。

Figure 0005948149
On the other hand, when the left wheel 12a is determined as the control target (No in step S53), the control device 2 determines the target speed VL_ref (step S56). The target speed V L_ref is expressed by (Equation 12).
Figure 0005948149

(式12)において、速度Vが、目標速度VR_refとして代入される。速度Vを基準比Dに乗算することにより、目標速度VL_refを算出することができる。制御装置2は、算出された目標速度VL_refを用いて、ブレーキ17aを制御する(ステップS57)。制御装置2は、算出された目標速度VL_refに基づいて、ブレーキ17aのブレーキトルクを決定し、決定したブレーキトルクに対応する制御信号をブレーキ17aに出力する。 In (Equation 12), the speed V R is substituted as the target speed V R_ref. By multiplying the speed V L by the reference ratio D s , the target speed V L_ref can be calculated. The control device 2 controls the brake 17a using the calculated target speed VL_ref (step S57). The control device 2 determines the brake torque of the brake 17a based on the calculated target speed VL_ref , and outputs a control signal corresponding to the determined brake torque to the brake 17a.

前方向の加速度が継続して検出されるまで(ステップS6においてYes,図6参照)、軌道制御処理(ステップS5)が繰り返し実行される。制御装置2は、フィードバック制御により、実測比Dを基準比Dに近づけることにより、搭乗者の意図する軌道に沿って、車椅子1を走行させることができる。 The trajectory control process (step S5) is repeatedly executed until the forward acceleration is continuously detected (Yes in step S6, see FIG. 6). The control device 2 can drive the wheelchair 1 along the track intended by the passenger by bringing the actual measurement ratio D c closer to the reference ratio D s by feedback control.

前方向の加速度が継続して検出された場合、制御装置2は、マッチング処理(ステップS3)を新たに実行する。このとき、マッチング処理を開始(t=0.1秒)するときの速度V,Vが、モデル化データ5に記録される予測変化の初期速度(V=0)に一致しない場合がある。この場合、制御装置は、t=0.1秒における速度V,Vを予測変化に加算して、マッチング処理を実行する。 When forward acceleration is continuously detected, the control device 2 newly executes a matching process (step S3). At this time, there is a case where the speed V L for starting the matching process (t = 0.1 sec), V R does not match the initial velocity of the predicted change to be recorded in the modeled data 5 (V = 0) . In this case, the control unit adds the speed V L at t = 0.1 seconds, the V R to the predicted change, executes the matching process.

また、搭乗者が左車輪12aのみを漕いだと判定した場合、搭乗者が右車輪12bのみを漕いだと判定した場合も同様の処理が実行される。これにより、搭乗者が一方の車輪を漕いだ場合であっても、制御装置2は、搭乗者の意図する経路に沿って車椅子1を走行させることができる。車椅子が斜面を水平に走行しているときに、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bのいずれか一方を漕ぐことが考えられる。このような場合に、制御装置2は、実測比Dcを基準比Dsに近づけるように、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御することにより、搭乗者の意図に沿った経路で車椅子1を走行させることができる。   The same process is also executed when it is determined that the passenger has scooped only the left wheel 12a or when the passenger has scooped only the right wheel 12b. Thereby, even if it is a case where a passenger scoops one wheel, the control apparatus 2 can drive the wheelchair 1 along the path | route which a passenger intends. When the wheelchair is traveling horizontally on the slope, it is conceivable that the passenger rides either the left wheel 12a or the right wheel 12b. In such a case, the control device 2 controls the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b so that the actual measurement ratio Dc is close to the reference ratio Ds, so that the wheelchair 1 is routed along the route according to the passenger's intention. It can be run.

以上説明したように、制御装置2は、速度V,Vの変化が躍度最小軌道モデルに整合するかどうかを判定する。これにより、搭乗者が車椅子1を漕いでいないときに、車椅子1が移動を開始したとしても、車椅子1を適切に制御できる。また、制御装置2は、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方を漕いだと判定した場合、実測比Dを基準比Dに近づけるように、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転を制御する。これにより、制御装置2は、搭乗者の意図する軌道に沿って、車椅子1を走行させることができる。 As described above, the control unit 2 determines whether the speed V L, the change in V R is aligned to the minimum jerk trajectory model. Thereby, even if the wheelchair 1 starts moving when the passenger is not stroking the wheelchair 1, the wheelchair 1 can be appropriately controlled. The control device 2, passenger when it is determined that the rowed at least one of the left wheel 12a and the right wheel 12b, so that approximate the actual ratio D c to the reference ratio D s, of the left wheel 12a and the right wheel 12b Control at least one rotation. Thereby, the control apparatus 2 can drive the wheelchair 1 along the track | truck which a passenger intends.

なお、上記実施の形態において、搭乗者が左車輪12aのみを漕いだと判定した場合(ステップS42においてYes)、又は、搭乗者が右車輪12bのみを漕いだと判定した場合(ステップS43においてYes)、基準比Dが算出される例を説明したが、これに限られない。この場合、制御装置2は、搭乗者により漕がれた一方の車輪を平均速度に維持するようにブレーキを制御してもよい。他方の車輪の速度は、ユーザが漕ぎ動作を介したときの速度に維持される。たとえば、搭乗者が車椅子1を左方向に急旋回させる場合、左車輪12aはほとんど回転しないため、基準比Dを算出することができないと考えられる。このように、制御装置2は、基準比Dsを算出することなく、車輪の回転を制御してもよい。 In the above-described embodiment, when it is determined that the passenger scoops only the left wheel 12a (Yes in step S42), or when it is determined that the passenger scoops only the right wheel 12b (Yes in step S43). ), the reference ratio D s has been described an example that is calculated is not limited to this. In this case, the control device 2 may control the brake so as to maintain the one wheel that has been swung by the passenger at an average speed. The speed of the other wheel is maintained at the speed when the user performs the rowing operation. For example, the rider case of sharp turns the wheelchair 1 to the left, since the left wheel 12a hardly rotates, would not be able to calculate the baseline ratio D s. As described above, the control device 2 may control the rotation of the wheels without calculating the reference ratio Ds.

上記実施の形態において、車椅子1が、ブレーキ17a,17bを備える例を説明したが、これに限られない。車椅子1は、ブレーキ17a,17bに代えて、左車輪12a及び右車輪12bをそれぞれ駆動させるモータを備えてもよい。あるいは、ブレーキ及びモータが、左車輪12a及び右車輪12bのそれぞれに取り付けられてもよい。つまり、制御装置2は、ブレーキ又はモータを制御することにより、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御することができればよい。   In the said embodiment, although the wheelchair 1 demonstrated the example provided with brake 17a, 17b, it is not restricted to this. The wheelchair 1 may include motors for driving the left wheel 12a and the right wheel 12b, respectively, instead of the brakes 17a and 17b. Alternatively, a brake and a motor may be attached to each of the left wheel 12a and the right wheel 12b. That is, the control apparatus 2 should just be able to control rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b by controlling a brake or a motor.

上記実施の形態において、制御装置2は、マッチング処理(ステップS3)の結果に応じて、緊急停止(ステップS45)又は軌道制御処理(ステップS5)を実行する例を説明したが、これに限られない。たとえば、車椅子制御プログラム3において、軌道制御処理(ステップS5)を省略してもよい。この場合、制御装置2は、左最小相違度及び右最小相違度がしきい値以上である場合に限り(ステップS41においてYes)、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御して、車椅子1を緊急停止させる(ステップS45)。これにより、車椅子1が搭乗者の意図に関係なく動き出すことを防止できる。あるいは、制御装置2は、緊急停止(ステップS45)を省略してもよい。   In the said embodiment, although the control apparatus 2 demonstrated the example which performs an emergency stop (step S45) or a track control process (step S5) according to the result of a matching process (step S3), it is restricted to this. Absent. For example, in the wheelchair control program 3, the trajectory control process (step S5) may be omitted. In this case, the control device 2 controls the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b only when the left minimum dissimilarity and the right minimum dissimilarity are equal to or greater than the threshold values (Yes in step S41), and the wheelchair 1 Is stopped urgently (step S45). Thereby, it is possible to prevent the wheelchair 1 from moving regardless of the passenger's intention. Alternatively, the control device 2 may omit the emergency stop (step S45).

上記実施の形態において、制御装置2は、回転角センサ16a,16bを用いて、速度V,Vを取得する例を説明したが、これに限られない。制御装置2は、回転角センサ16a,16bに代えて、左車輪12a及び右車輪12bに角速度センサをそれぞれ取り付けてもよい。この場合であっても、制御装置2は、速度V,Vを取得することができる。 In the above embodiment, the control unit 2, the rotation angle sensor 16a, with 16b, velocity V L, an example has been described to obtain the V R, is not limited thereto. The control device 2 may attach angular velocity sensors to the left wheel 12a and the right wheel 12b, respectively, instead of the rotation angle sensors 16a and 16b. Even in this case, the control unit 2 can acquire velocity V L, and V R.

上記実施の形態において、制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの線速度を用いて、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御する例を説明したが、これに限られない。制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの角速度を用いて、左車輪12a及び右車輪12bの回転を制御してもよい。   In the said embodiment, although the control apparatus 2 demonstrated the example which controls rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b using the linear velocity of the left wheel 12a and the right wheel 12b, it is not restricted to this. The control device 2 may control the rotation of the left wheel 12a and the right wheel 12b using the angular velocities of the left wheel 12a and the right wheel 12b.

上記実施の形態において、制御装置2は、軌道制御処理(ステップS5)を実行するときに、左車輪12a及び右車輪12bのいずれか一方の回転を制御する例を説明した。しかし、制御装置2は、左車輪12a及び右車輪12bの両者の回転を制御することによって、実測比Dを基準比Dに近づけてもよい。 In the said embodiment, when the control apparatus 2 performed a track | orbit control process (step S5), the example which controls rotation of any one of the left wheel 12a and the right wheel 12b was demonstrated. However, the control device 2 may bring the actual measurement ratio D c closer to the reference ratio D s by controlling the rotation of both the left wheel 12a and the right wheel 12b.

上記実施の形態において、制御装置2は、左最小相違度及び右最小相違度がしきい値よりも小さい場合(ステップS43においてNo)、実測比Dが基準比Dに一致するように、左車輪12a及び右車輪12bの一方の車輪の回転を制御する例を説明した(ステップS5)。しかし、制御装置2は、左最小相違度及び右最小相違度がしきい値よりも小さい場合(ステップS43においてNo)、軌道制御処理(ステップS5)において、下記の処理を実行してもよい。制御装置2は、左車輪12aの速度Vが平均速度VL_estとなるようにブレーキ17aを制御し、右車輪12bの速度Vが平均速度VR_estとなるようにブレーキ17bを制御する。すなわち、制御装置2は、搭乗者が左車輪12a及び右車輪12bを漕いだと判定した場合(ステップS43においてNo)、平均速度VL_est,VR_estを用いて、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転を制御すればよい。 In the above embodiment, the control device 2, as if left minimum dissimilarity and right minimum difference degree is smaller than the threshold value (No in step S43), the measured ratio D c matches the reference ratio D s, The example which controls rotation of one wheel of the left wheel 12a and the right wheel 12b was demonstrated (step S5). However, when the minimum left dissimilarity and the minimum right dissimilarity are smaller than the threshold values (No in step S43), the control device 2 may execute the following process in the trajectory control process (step S5). Controller 2 controls the brake 17a so that the speed V L of the left wheel 12a is the average velocity V L_est, controls the brake 17b so that the speed V R of the right wheel 12b is an average velocity V R_est. That is, when it is determined that the passenger scoops the left wheel 12a and the right wheel 12b (No in step S43), the control device 2 uses the average speeds VL_est and VR_est to determine the left wheel 12a and the right wheel 12b. It is sufficient to control at least one of the rotations.

上記実施の形態において、予測変化が、躍度最小軌道モデルにより得られる例を説明したが、躍度最小軌道モデル以外のモデルを用いて、予測変化を計算してもよい。つまり、予測変化は、搭乗者の漕ぎ動作をモデル化した関数により得ることができればよい。   In the above embodiment, an example in which the predicted change is obtained by the minimum jerk trajectory model has been described. However, the predictive change may be calculated using a model other than the minimum jerk trajectory model. That is, it is only necessary that the predicted change can be obtained by a function modeling the passenger's rowing motion.

上記実施の形態において、制御装置2は、左車輪12aの相違度を算出し(ステップS34)、左車輪12aの相違度に基づいて、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定する例を説明した(ステップS4)。しかし、制御装置2は、相違度を算出する方法以外の方法を用いて、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定してもよい。たとえば、制御装置2は、速度Vの変化に整合する予測変化を、最小二乗法を用いて特定することができた場合、搭乗者が左車輪12aを漕いだと判定してもよい。すなわち、制御装置2は、速度Vの変化を予測変化と比較することにより、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定すればよい。右車輪12bについても同様である。 In the above embodiment, the control device 2 calculates the difference degree of the left wheel 12a (step S34), and determines whether or not the passenger scolds the left wheel 12a based on the difference degree of the left wheel 12a. Has been described (step S4). However, the control device 2 may determine whether or not the occupant scoops the left wheel 12a using a method other than the method of calculating the degree of difference. For example, the control device 2 may determine that the occupant scooped the left wheel 12a when the predicted change that matches the change in the speed VL can be specified using the least square method. In other words, the control device 2 may determine whether or not the passenger has hit the left wheel 12a by comparing the change in the speed VL with the predicted change. The same applies to the right wheel 12b.

上記実施の形態において、制御装置2は、フラッシュメモリ24に記憶されているモデル化データ5を取得する例を説明した。しかし、制御装置2は、予め設定された関数を用いて、予測変化を生成してもよい。たとえば、制御装置2には、搭乗者の漕ぎ動作をモデル化することにより得られた関数f(t)が設定されている。制御装置2は、期間Δt2における予測変化を関数f(t)から生成し、生成した予測変化を速度V,Vと比較すればよい。この場合、フラッシュメモリ24は、複数種類の関数f(t)を記憶してもよい。あるいは、フラッシュメモリ24は、1つの関数f(t)を記憶し、関数f(t)に含まれる定数に関して、様々な値を記憶してもよい。この場合、制御装置2は、複数の予測変化を1つの関数f(t)から取得することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the control device 2 acquires the modeled data 5 stored in the flash memory 24 has been described. However, the control device 2 may generate a predicted change using a preset function. For example, a function f (t) obtained by modeling the passenger's rowing motion is set in the control device 2. Control device 2, the period generates a predicted change from the function f (t) in .DELTA.t2, velocity V L The generated predicted change may be compared to the V R. In this case, the flash memory 24 may store a plurality of types of functions f (t). Alternatively, the flash memory 24 may store one function f (t) and store various values regarding the constants included in the function f (t). In this case, the control device 2 can obtain a plurality of prediction changes from one function f (t).

上記実施の形態において、車椅子制御プログラム3及び速度検出プログラム4が、マイクロコンピュータにインストールされている例を説明した。これらのプログラムをインストールする方法は、特に限定されない。たとえば、車椅子制御プログラム3は、ネットワークに接続されたサーバからダウンロードされ、マイクロコンピュータにインストールされてもよい。あるいは、車椅子制御プログラム3を記録したコンピュータ読み取り可能な媒体(たとえば、光ディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ、フレキシブルディスクなど)が配布されている場合、車椅子制御プログラム3は、その媒体からマイクロコンピュータにインストールされてもよい。   In the said embodiment, the wheelchair control program 3 and the speed detection program 4 demonstrated the example installed in the microcomputer. The method for installing these programs is not particularly limited. For example, the wheelchair control program 3 may be downloaded from a server connected to a network and installed in a microcomputer. Alternatively, when a computer-readable medium (for example, an optical disk, a USB (Universal Serial Bus) memory, a flexible disk, etc.) in which the wheelchair control program 3 is recorded is distributed, the wheelchair control program 3 is transferred from the medium to the microcomputer. May be installed.

上記実施の形態において、制御装置2がマイクロコンピュータである場合を例に説明したが、これに限られない。制御装置2は、ハードウェア回路により構成されてもよい。   In the above embodiment, the case where the control device 2 is a microcomputer has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The control device 2 may be configured by a hardware circuit.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。   While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

1 車椅子
2 制御装置
3 車椅子制御プログラム
4 速度検出プログラム
5 モデル化データ
12a 左車輪
12b 右車輪
13a,13b ハンドリム
16a,16b 回転角センサ
17a,17b ブレーキ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheelchair 2 Control apparatus 3 Wheelchair control program 4 Speed detection program 5 Modeling data 12a Left wheel 12b Right wheel 13a, 13b Hand rim 16a, 16b Rotation angle sensor 17a, 17b Brake

Claims (12)

搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子であって、
前記左車輪の速度を取得する第1速度取得部と、
前記右車輪の速度を取得する第2速度取得部と、
前記第1速度取得部により取得された左車輪の速度の変化を、前記搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される前記左車輪及び前記右車輪の速度の予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだか否かを判定し、前記第2取得部により取得された右車輪の速度の変化を前記予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだか否かを判定する漕ぎ動作判定部と、
前記漕ぎ動作判定部による判定結果に応じて、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する回転制御部とを備える車椅子。
A wheelchair comprising a left wheel and a right wheel that rotate in response to a passenger's rowing operation,
A first speed acquisition unit for acquiring the speed of the left wheel;
A second speed acquisition unit for acquiring the speed of the right wheel;
By comparing the change in the speed of the left wheel acquired by the first speed acquisition unit with the predicted change in the speed of the left wheel and the right wheel predicted to be caused by the predetermined rowing operation of the occupant, It is determined whether or not the passenger has hit the left wheel, and the change in the speed of the right wheel acquired by the second acquisition unit is compared with the predicted change, so that the passenger can hit the right wheel. A rowing motion determination unit for determining whether or not
A wheelchair comprising: a rotation control unit that controls rotation of at least one of the left wheel and the right wheel according to a determination result by the rowing operation determination unit.
請求項1に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪を漕いでいないと判定された場合、前記左車輪及び前記右車輪の回転を停止させる、車椅子。
The wheelchair according to claim 1,
The rotation control unit is a wheelchair that stops rotation of the left wheel and the right wheel when the rowing operation determination unit determines that the occupant is not stroking the left wheel and the right wheel.
請求項1又は2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の前記左車輪及び前記右車輪の平均速度を推定する両側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記推定された左車輪の平均速度と前記推定された右車輪の平均速度とを用いて、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する、車椅子。
The wheelchair according to claim 1 or 2, further comprising:
Both-side speeds for estimating an average speed of the left wheel and the right wheel after the rowing operation is started when it is determined by the rowing operation determination unit that the passenger has hit the left wheel and the right wheel. With an estimator,
The rotation control unit controls a rotation of at least one of the left wheel and the right wheel by using the estimated average speed of the left wheel and the estimated average speed of the right wheel.
請求項3に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、前記取得された左車輪の速度と前記取得された右車輪の速度との実測比が、前記推定された左車輪の平均速度と前記推定された右車輪の平均速度との基準比に一致するように、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する、車椅子。
A wheelchair according to claim 3,
The rotation control unit is configured so that an actual measurement ratio between the acquired speed of the left wheel and the acquired speed of the right wheel is an average speed of the estimated left wheel and the estimated average speed of the right wheel. A wheelchair that controls rotation of at least one of the left wheel and the right wheel so as to coincide with a reference ratio.
請求項1又は請求項2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の一方を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する片側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記取得された左車輪の速度と前記取得された右車輪の速度との実測比が、前記推定された一方の車輪の平均速度と前記漕ぎ動作が開始されたときの他方の車輪の速度との基準比に一致するように、前記左車輪及び前記右車輪の回転を制御する、車椅子。
The wheelchair according to claim 1 or 2, further comprising:
One-side speed estimation for estimating an average speed of the one wheel after the rowing operation is started when it is determined by the rowing operation determination unit that the passenger has hit one of the left wheel and the right wheel. Part
The rotation control unit is configured so that an actual measurement ratio between the acquired speed of the left wheel and the acquired speed of the right wheel is equal to the estimated average speed of the one wheel and the other when the rowing operation is started. A wheelchair that controls the rotation of the left wheel and the right wheel so as to coincide with a reference ratio with the speed of the wheel.
請求項4又は請求項5に記載の車椅子であって、さらに、
前記実測比を前記基準比と比較し、その比較結果に基づいて、前記左車輪及び前記右車輪のいずれを制御するかを決定する制御対象決定部を備え、
前記回転制御部は、前記制御対象決定部により決定された車輪の回転を制御する、車椅子。
The wheelchair according to claim 4 or 5, further comprising:
A control object determining unit that compares the actual measurement ratio with the reference ratio and determines which of the left wheel and the right wheel to control based on the comparison result;
The said rotation control part is a wheelchair which controls rotation of the wheel determined by the said control object determination part.
請求項1又は請求項2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の一方を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する片側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記一方の車輪の速度が前記速度推定部により推定された平均速度となるように、前記一方の車輪の回転を制御する、車椅子。
The wheelchair according to claim 1 or 2, further comprising:
One-side speed estimation for estimating an average speed of the one wheel after the rowing operation is started when it is determined by the rowing operation determination unit that the passenger has hit one of the left wheel and the right wheel. Part
The rotation control unit is a wheelchair that controls the rotation of the one wheel so that the speed of the one wheel becomes an average speed estimated by the speed estimation unit.
請求項7に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、他方の車輪の速度が、前記搭乗者が漕ぎ動作を開始したときの速度となるように、前記他方の車輪の回転を制御する、車椅子。
A wheelchair according to claim 7,
The rotation control unit is a wheelchair that controls the rotation of the other wheel so that the speed of the other wheel becomes a speed when the passenger starts the rowing operation.
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の車椅子であって、さらに、
前記車椅子の前後方向の加速度を取得する加速度取得部を備え、
前記漕ぎ動作判定部は、前記加速度取得部により前方向の加速度が所定期間継続して取得された場合、前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する、車椅子。
The wheelchair according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
An acceleration acquisition unit for acquiring acceleration in the front-rear direction of the wheelchair;
The rowing motion determination unit determines whether or not the passenger has hit at least one of the left wheel and the right wheel when the acceleration acquisition unit continuously acquires a forward acceleration for a predetermined period. wheelchair.
請求項に記載の車椅子であって、
前記漕ぎ動作判定部は、
前記取得された左車輪の速度の変化と前記予測変化との第1相違度を算出し、前記取得された右車輪の速度の変化と前記予測変化との第2相違度を算出する相違度算出部と、
前記算出された第1相違度が所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだと判定し、前記算出された第2相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだと判定する相違度比較部とを含む、車椅子。
The wheelchair according to claim 1 ,
The rowing motion determination unit
A difference calculation for calculating a first difference between the obtained change in the speed of the left wheel and the predicted change and calculating a second difference between the change in the speed of the acquired right wheel and the predicted change And
When the calculated first difference is within a predetermined range, it is determined that the occupant has scooped the left wheel, and when the calculated second difference is within the predetermined range, A wheelchair including a difference comparison unit that determines that a passenger scoops the right wheel.
請求項10に記載の車椅子であって、
前記相違度算出部は、複数の予測変化を取得し、前記第1相違度及び前記第2相違度を予測変化ごとに算出し、
前記相違度比較部は、各予測変化に対応する第1相違度のうち最小の第1相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだと判定し、各予測変化に対応する第2相違度のうち最小の第2相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだと判定する、車椅子。
A wheelchair according to claim 10 ,
The difference calculation unit obtains a plurality of prediction changes, calculates the first difference and the second difference for each prediction change,
The difference degree comparison unit determines that the occupant scoops the left wheel when a minimum first difference degree among the first difference degrees corresponding to each prediction change exists in the predetermined range, A wheelchair that determines that the occupant has scooped the right wheel when a minimum second difference among the second differences corresponding to the predicted change is within the predetermined range.
搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子に搭載され前記左車輪及び右車輪の回転を制御する制御装置、として動作するコンピュータに、
前記左車輪の速度を取得するステップと、
前記右車輪の速度を取得するステップと、
前記取得された左車輪の速度の変化を、前記搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される前記左車輪及び前記右車輪の速度の予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだか否かを判定するステップと、
前記取得された右車輪の速度の変化を前記予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだか否かを判定するステップと、
前記左車輪を漕いだか否かの判定結果及び前記右車輪を漕いだか否かの判定結果に応じて、前記左車輪の回転及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御するステップとを実行させるためのプログラム。
A computer that is mounted on a wheelchair equipped with a left wheel and a right wheel that rotates in accordance with a passenger's rowing operation and operates as a control device that controls the rotation of the left wheel and the right wheel,
Obtaining the speed of the left wheel;
Obtaining the speed of the right wheel;
By comparing the obtained change in the speed of the left wheel with a predicted change in the speed of the left wheel and the right wheel that is predicted to be caused by a predetermined rowing motion of the occupant, the occupant Determining whether or not the wheel has been hit,
Determining whether the occupant scooped the right wheel by comparing the obtained change in speed of the right wheel with the predicted change;
Controlling the rotation of the left wheel and the rotation of at least one of the right wheel according to the determination result of whether or not the left wheel is hit and the determination result of whether or not the right wheel is hit. Program.
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