知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-14
(45)【発行日】2023-08-22
(54)【発明の名称】移動体および制御方法
(51)【国際特許分類】
G05D 1/02 20200101AFI20230815BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 H
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021571144
(86)(22)【出願日】2021-01-04
(86)【国際出願番号】 JP2021000029
(87)【国際公開番号】W WO2021145229
(87)【国際公開日】2021-07-22
【審査請求日】2022-06-02
(31)【優先権主張番号】62/960,699
(32)【優先日】2020-01-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和元年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、次世代人工知能・ロボット中核技術開発委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】801000027
【氏名又は名称】学校法人明治大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】黒田 洋司
【審査官】稲垣 浩司
(56)【参考文献】
【文献】特開平９－１６４９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１３６９６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】高橋一貴、黒田洋司，動的障害物回避のための移動ロボットの機動性評価，ロボティクスメカトロニクス講演会２０１９講演会論文集，一般社団法人日本機械学会，2019年
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｄ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自律移動型の移動体であって、本体と、
電動機によって駆動され前記本体を移動させる二つの駆動輪と、
前記駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより前記本体を回頭させる差動機構と、
前記駆動輪の舵角を前記駆動輪ごとに変化させる転舵機構と、
目標軌道に沿って前記差動機構と前記転舵機構とを同時に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記目標軌道上の第１目標点と前記本体の方位との方位誤差をなくすよう前記駆動輪の目標方位角速度を決め、前記目標軌道上の第２目標点に向けて前記駆動輪の目標舵角を決め、
前記方位誤差、前記目標方位角速度及び前記目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）に従って決める、
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
移動体。
【請求項2】
前記差動機構は、前記駆動輪の接地面内の位置を旋回中心とする舵角を前記駆動輪ごとに変化させる請求項１に記載の移動体。
【請求項3】
前記制御部は、移動体の目標進路を示す進路情報と、前記駆動輪の移動速度と、前記本体の回頭速度と、前記駆動輪の舵角とに基づいて、前記駆動輪の目標回転角速度と、前記駆動輪の目標舵角とを算出する請求項１に記載の移動体。
【請求項4】
移動方向視した場合の前記本体の投影面積が、鉛直視した場合の前記本体の投影面積よりも大きい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項5】
高さが、前記二つの駆動輪をつなぐ軸の幅よりも長い請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項6】
前記本体の姿勢を制御する姿勢制御装置をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項7】
自律移動型の移動体の制御方法であって、制御部が、差動機構に目標進路を示す進路情報に基づいて、二つの駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより本体を回頭させることと、
前記制御部が、転舵機構に前記進路情報に基づいて、前記駆動輪の舵角を前記駆動輪ごとに変化させることと、
制御部が、目標軌道に沿って前記差動機構と前記転舵機構とを同時に制御することと、
前記制御部が、前記目標軌道上の第１目標点と前記本体の方位との方位誤差をなくすよう前記駆動輪の目標方位角速度を決め、前記目標軌道上の第２目標点に向けて前記駆動輪の目標舵角を決めることと、
前記制御部が、前記方位誤差、前記目標方位角速度及び前記目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）に従って決めることと、
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
を有する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動体および制御方法に関する。本願は、２０２０年 １月１４日に、米国に出願された米国仮特許出願第６２／９６０６９９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
近年、無人運転車等の自律移動型の移動体（例：自律移動型ロボット）開発が盛んである。車道を走る無人運転車の場合、道路、車線、信号機などのように、動作すべき決められた場所や規則がある。一方、人間が往来する環境で、特別な誘導なく、静的・動的障害物を回避しつつ移動しなくてはならないロボットもある。例えば、警備・案内用ロボット、清掃用ロボット、荷物運搬用ロボット、パーソナルモビリティ（人一人を輸送する）などの場合である。このような人間が往来する環境で移動するロボットの場合、より複雑な環境の中で人間の活動を邪魔せずに動くことができる柔軟性ある移動制御が必要となる。
人間が往来する環境で移動するロボットには、サイズ・形状の制約がある。例えば、屋内では、人間が利用するドア、エレベータなどをロボットも利用できる方がよいため、ロボットの横幅は、人間の体の横幅以下にする必要がある。また、人間が存在する環境で走行するため、人間から認識されやすい、ある程度の高さも必要である。そこで、警備・案内用のロボット等は、人間の体型に準じたサイズの縦長形状となることが多い。
人間が往来する環境で移動するロボットには、サイズ・形状の制約がある。例えば、屋内では、人間が利用するドア、エレベータなどをロボットも利用できる方がよいため、ロボットの横幅は、人間の体の横幅以下にする必要がある。また、人間が存在する環境で走行するため、人間から認識されやすい、ある程度の高さも必要である。そこで、警備・案内用のロボット等は、人間の体型に準じたサイズの縦長形状となることが多い。
【0003】
このため、人間が往来する環境で移動するロボットは、機構が複雑でなく小型にしやすい差動二輪機構で構成されることが多い。差動二輪機構は、左右二つの車輪をロボットに取り付け、それぞれを独立に駆動し、左右の車輪回転速度に差をつけることで、進路の方向を変えるものである。例えば、特許文献１には、差動二輪機構で動く移動体システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１０５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
人間が往来する環境には、机，椅子，壁などの静的障害物や、歩行する人間などの動的障害物が存在する。このため、ロボットは動的障害物を俊敏に避け、移動経路を変更する必要がある。しかし、差動二輪機構では、モーターが高速作動中に、左右二輪の車輪回転速度を変化させようとしても、反応が遅く、ゆっくりと大回りにしか曲がることができない。
本発明者は、人が集散する空間でのロボットの運用を検討するにあたり、人が集散する空間では障害物を回避することに困難が伴うこと、これにより、移動ロボットの停止頻度が増加するという課題を見出した。
また、この課題が、差動二輪を備える移動ロボットの目標軌道に追従する能力がモーターによる制御に依存しており、ＤＣモーターの特性上、高回転数時にトルクが減少するため、走行時における目標軌道に追従する能力が劣化するという構造的な問題を有することが要因であることを見出した。
このような課題があるため、現在、都市中心部のような人が密集する空間でのロボットの運用には至っていない。
本発明は前記の点に鑑みてなされたものであり、目標軌道に追従する能力を向上できる移動体および制御方法を提供することを目的とする。
本発明者は、人が集散する空間でのロボットの運用を検討するにあたり、人が集散する空間では障害物を回避することに困難が伴うこと、これにより、移動ロボットの停止頻度が増加するという課題を見出した。
また、この課題が、差動二輪を備える移動ロボットの目標軌道に追従する能力がモーターによる制御に依存しており、ＤＣモーターの特性上、高回転数時にトルクが減少するため、走行時における目標軌道に追従する能力が劣化するという構造的な問題を有することが要因であることを見出した。
このような課題があるため、現在、都市中心部のような人が密集する空間でのロボットの運用には至っていない。
本発明は前記の点に鑑みてなされたものであり、目標軌道に追従する能力を向上できる移動体および制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本発明の一態様は、自律移動型の移動体であって、本体と、電動機によって駆動され前記本体を移動させる二つの駆動輪と、前記駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより前記本体を回頭させる差動機構と、前記駆動輪の舵角を前記駆動輪ごとに変化させる転舵機構と、目標軌道に沿って前記差動機構と前記転舵機構とを同時に制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記目標軌道上の第１目標点と前記本体の方位との方位誤差をなくすよう前記駆動輪の目標方位角速度を決め、前記目標軌道上の第２目標点に向けて前記駆動輪の目標舵角を決め、前記方位誤差、前記目標方位角速度及び前記目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）に従って決める、
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
移動体である。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の移動体において、前記差動機構は、前記駆動輪の接地面内の位置を旋回中心とする舵角を前記駆動輪ごとに変化させる。
（３）本発明の一態様は、上記（１）に記載の移動体において、前記制御部は、移動体の目標進路を示す進路情報と、前記駆動輪の移動速度と、前記本体の回頭速度と、前記駆動輪の舵角とに基づいて、前記駆動輪の目標回転角速度と、前記駆動輪の目標舵角とを算出する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の移動体において、移動方向視した場合の前記本体の投影面積が、鉛直視した場合の前記本体の投影面積よりも大きい。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の移動体において、高さが、前記二の駆動輪をつなぐ軸の幅よりも長い。
（６）本発明の一態様は、上記（１）から上記（５）のいずれか一項に記載の移動体において、前記本体の姿勢を制御する姿勢制御装置をさらに備える。
（７）本発明の一態様は、自律移動型の移動体の制御方法であって、制御部が、差動機構に目標進路を示す進路情報に基づいて、二つの駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより本体を回頭させることと、前記制御部が、転舵機構に前記進路情報に基づいて、前記駆動輪の舵角を前記駆動輪ごとに変化させることと、制御部が、目標軌道に沿って前記差動機構と前記転舵機構とを同時に制御することと、前記制御部が、前記目標軌道上の第１目標点と前記本体の方位との方位誤差をなくすよう前記駆動輪の目標方位角速度を決め、前記目標軌道上の第２目標点に向けて前記駆動輪の目標舵角を決めることと、前記制御部が、前記方位誤差、前記目標方位角速度及び前記目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）に従って決めることと、
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
を有する制御方法である。
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
移動体である。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の移動体において、前記差動機構は、前記駆動輪の接地面内の位置を旋回中心とする舵角を前記駆動輪ごとに変化させる。
（３）本発明の一態様は、上記（１）に記載の移動体において、前記制御部は、移動体の目標進路を示す進路情報と、前記駆動輪の移動速度と、前記本体の回頭速度と、前記駆動輪の舵角とに基づいて、前記駆動輪の目標回転角速度と、前記駆動輪の目標舵角とを算出する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の移動体において、移動方向視した場合の前記本体の投影面積が、鉛直視した場合の前記本体の投影面積よりも大きい。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の移動体において、高さが、前記二の駆動輪をつなぐ軸の幅よりも長い。
（６）本発明の一態様は、上記（１）から上記（５）のいずれか一項に記載の移動体において、前記本体の姿勢を制御する姿勢制御装置をさらに備える。
（７）本発明の一態様は、自律移動型の移動体の制御方法であって、制御部が、差動機構に目標進路を示す進路情報に基づいて、二つの駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより本体を回頭させることと、前記制御部が、転舵機構に前記進路情報に基づいて、前記駆動輪の舵角を前記駆動輪ごとに変化させることと、制御部が、目標軌道に沿って前記差動機構と前記転舵機構とを同時に制御することと、前記制御部が、前記目標軌道上の第１目標点と前記本体の方位との方位誤差をなくすよう前記駆動輪の目標方位角速度を決め、前記目標軌道上の第２目標点に向けて前記駆動輪の目標舵角を決めることと、前記制御部が、前記方位誤差、前記目標方位角速度及び前記目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）に従って決めることと、
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
を有する制御方法である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態によれば、目標軌道に追従する能力を向上できる移動体および制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る移動体の模式図である。
【図2】本実施形態に係る移動体の駆動方法の一例を示す図である。
【図3】本実施形態に係る移動体を示すブロック図である。
【図4】本実施形態に係る移動体の動作の一例を示す図である。
【図5】移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。
【図6】本実施形態に係る移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。
【図7】本実施形態に係る移動体の舵角制御の一例を示す図である。図
【図8】モデル式の一例を説明するための図である。
【図9】モデル式の一例を説明するための図である。
【図10】移動体の軌跡の一例を示す図である。
【図11】本実施形態に係る移動体の軌跡の一例を示す図である。
【図12】本実施形態に係る移動体の他の例を示す図である。
【図13】実施形態の変形例に係る移動体の外観図である。
【図14】実施形態の変形例に係る移動体を示す図である。
【図15】実施形態の変形例に係る移動体の動作の一例を示す図である。
【図16】移動体が受ける加速度の例１を説明するための図である。
【図17】移動体が受ける加速度の例２を説明するための図である。
【図18】移動体が受ける加速度の例３を説明するための図である。
【図19】移動体の姿勢角の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本実施形態に係る移動体および制御方法を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【0010】
（実施形態）
（移動体）
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体の模式図である。本実施形態に係る移動体１００は、予め設定した経路又は自動生成した経路を、予め与えられた速度プロファイル又は自動生成された速度プロファイルに追従して自律走行を行う。移動体１００の一例は、ロボットである。
移動体１００は、本体１０５とコントローラ１３０と駆動機構１４０とを備える。
本体１０５は、移動体１００の筐体であり、コントローラ１３０と駆動機構１４０とを格納する。本体１０５の形状の一例は、楕円をその長軸を水平面（地面）に垂直にして載置した状態で長軸を回転軸として回転したときに得られる回転体（長球）である。本体１０５は、移動方向視した場合のその形状は楕円形であり、鉛直視した場合のその形状は円形である。本体１０５の高さは、例えば１ｍ以上である。本体１０５は、移動方向視した場合のその投影面積は、鉛直視した場合のその投影面積よりも大きい（広い）。このように構成することによって、人間が存在する環境で走行する場合に、人間から認識されやすくできる。
（移動体）
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体の模式図である。本実施形態に係る移動体１００は、予め設定した経路又は自動生成した経路を、予め与えられた速度プロファイル又は自動生成された速度プロファイルに追従して自律走行を行う。移動体１００の一例は、ロボットである。
移動体１００は、本体１０５とコントローラ１３０と駆動機構１４０とを備える。
本体１０５は、移動体１００の筐体であり、コントローラ１３０と駆動機構１４０とを格納する。本体１０５の形状の一例は、楕円をその長軸を水平面（地面）に垂直にして載置した状態で長軸を回転軸として回転したときに得られる回転体（長球）である。本体１０５は、移動方向視した場合のその形状は楕円形であり、鉛直視した場合のその形状は円形である。本体１０５の高さは、例えば１ｍ以上である。本体１０５は、移動方向視した場合のその投影面積は、鉛直視した場合のその投影面積よりも大きい（広い）。このように構成することによって、人間が存在する環境で走行する場合に、人間から認識されやすくできる。
【0011】
駆動機構１４０は、本体１０５を移動させる。駆動機構１４０は、二つの駆動輪と舵角機構とを含んで構成される。
二つの駆動輪の各々は、異なる電動機などの動力によって駆動される。本実施形態では一例として、二つの駆動輪の各々が異なる電動機によって駆動される場合について説明を続ける。
移動体１００の高さは、二つの駆動輪をつなぐ幅（二つの駆動輪を結んだ線の長さ）よりも長い。
舵角機構は、移動体１００の進行方向を変化させる。
図１において、二つの駆動輪を結んだ線の方向をＹ軸とし、移動体１００の長手方向をＺ軸とし、Ｙ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸とする場合について説明を続ける。移動体１００の長手方向において鉛直上向きをＺ軸のプラス方向とする。
コントローラ１３０は、二つの駆動輪の各々を制御する。コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、駆動輪同士の回転速度に差を与える。つまり、コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、二つの駆動輪の各々を異なる回転速度に制御する。コントローラ１３０は、舵角機構に対して、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させる。つまり、コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、舵角機構に対して、二つの駆動輪の各々を異なる舵角に制御する。
二つの駆動輪の各々は、異なる電動機などの動力によって駆動される。本実施形態では一例として、二つの駆動輪の各々が異なる電動機によって駆動される場合について説明を続ける。
移動体１００の高さは、二つの駆動輪をつなぐ幅（二つの駆動輪を結んだ線の長さ）よりも長い。
舵角機構は、移動体１００の進行方向を変化させる。
図１において、二つの駆動輪を結んだ線の方向をＹ軸とし、移動体１００の長手方向をＺ軸とし、Ｙ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸とする場合について説明を続ける。移動体１００の長手方向において鉛直上向きをＺ軸のプラス方向とする。
コントローラ１３０は、二つの駆動輪の各々を制御する。コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、駆動輪同士の回転速度に差を与える。つまり、コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、二つの駆動輪の各々を異なる回転速度に制御する。コントローラ１３０は、舵角機構に対して、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させる。つまり、コントローラ１３０は、本体１０５を回頭させる場合に、舵角機構に対して、二つの駆動輪の各々を異なる舵角に制御する。
【0012】
図２は、本実施形態に係る移動体の駆動方法の一例を示す図である。
図２は、移動体１００の駆動機構１４０をＺ軸のプラス側から見た模式図である。前述したように駆動機構１４０は、二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）と舵角機構とを含んで構成される。二つの駆動輪は、それぞれ異なる電動機で駆動する。二つの駆動輪を結んだ長さは、例えば１ｍ以内である。このように構成することによって、人間が利用するドア、エレベータなどを移動体１００も利用させることができる。移動体１００の最小回転半径は、例えば０．５ｍ以内である。以下、角度については時計回りをプラスとして説明する。
図２の最上図は、移動体１００がＸ軸のプラスの方向へ移動するときの駆動輪の状態を示す図である。図２の最上図には、本体１０５と駆動輪Ａと駆動輪Ｂと車軸γと軸αとが示されている。移動体１００がＸ軸のプラスの方向へ移動するときには、車軸γが軸αと同じ向きとなる。軸αは、本体１０５の重心付近を通ることが望ましい。
図２の上から二段目の図は、移動体１００が右方向、換言すればＹ軸のプラス方向側へ移動するときの駆動輪の状態を示す図である。移動体１００がＹ軸のプラス方向側へ移動するときには、コントローラ１３０は、駆動輪Ａにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度ａに制御し、駆動輪Ｂにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度ｂに制御する。移動体１００をＹ軸のプラス方向側へ移動させるときに、コントローラ１３０は、角度ａと角度ｂとを個別に設定する。角度ａは、駆動輪Ａが地面に接する面（以下「接地面」という）内の位置を旋回中心として設定される。角度ｂは、駆動輪Ｂが地面に接する接地面内の位置を旋回中心として設定される。なお、接地面とは、移動体を水平面上に置いた場合、駆動輪がその水平面と接する場所であり、接地点またはその近傍を意味する。
図２は、移動体１００の駆動機構１４０をＺ軸のプラス側から見た模式図である。前述したように駆動機構１４０は、二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）と舵角機構とを含んで構成される。二つの駆動輪は、それぞれ異なる電動機で駆動する。二つの駆動輪を結んだ長さは、例えば１ｍ以内である。このように構成することによって、人間が利用するドア、エレベータなどを移動体１００も利用させることができる。移動体１００の最小回転半径は、例えば０．５ｍ以内である。以下、角度については時計回りをプラスとして説明する。
図２の最上図は、移動体１００がＸ軸のプラスの方向へ移動するときの駆動輪の状態を示す図である。図２の最上図には、本体１０５と駆動輪Ａと駆動輪Ｂと車軸γと軸αとが示されている。移動体１００がＸ軸のプラスの方向へ移動するときには、車軸γが軸αと同じ向きとなる。軸αは、本体１０５の重心付近を通ることが望ましい。
図２の上から二段目の図は、移動体１００が右方向、換言すればＹ軸のプラス方向側へ移動するときの駆動輪の状態を示す図である。移動体１００がＹ軸のプラス方向側へ移動するときには、コントローラ１３０は、駆動輪Ａにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度ａに制御し、駆動輪Ｂにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度ｂに制御する。移動体１００をＹ軸のプラス方向側へ移動させるときに、コントローラ１３０は、角度ａと角度ｂとを個別に設定する。角度ａは、駆動輪Ａが地面に接する面（以下「接地面」という）内の位置を旋回中心として設定される。角度ｂは、駆動輪Ｂが地面に接する接地面内の位置を旋回中心として設定される。なお、接地面とは、移動体を水平面上に置いた場合、駆動輪がその水平面と接する場所であり、接地点またはその近傍を意味する。
【0013】
図２の上から三段目の図は、移動体１００が左方向、換言すればＹ軸のマイナス方向側へ移動するときの駆動輪の状態を示す図である。移動体１００がＹ軸のマイナス方向側へ移動するときには、コントローラ１３０は、駆動輪Ａにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度－ｃに制御し、駆動輪Ｂにおいて軸αに垂直な方向とＸ軸とのなす角度を角度－ｄに制御する。移動体１００をＹ軸のマイナス方向側へ移動させるときに、コントローラ１３０は、角度－ｃと角度－ｄとを個別に設定する。角度－ｃは、駆動輪Ａが地面に接する接地面内の位置を旋回中心として設定される。角度－ｄは、駆動輪Ｂが地面に接する接地面内の位置を旋回中心として設定される。
図２の最下図は、移動体１００がさらに車輪を備えてもよいことを示す図である。駆動機構１４０は、軸αに垂直な方向に全方向に移動可能な車輪Ｃを一以上備える。図２の最下図に示される例では、軸αに垂直な方向で、Ｙ軸を挟んだ二か所に全方向に移動可能な車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とを備える場合を示す。ここでは、車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とを備える場合について説明したが、車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とのいずれかを備えるようにしてもよい。このように構成することによって、移動体１００の走行を安定させることができる。
図２の最下図は、移動体１００がさらに車輪を備えてもよいことを示す図である。駆動機構１４０は、軸αに垂直な方向に全方向に移動可能な車輪Ｃを一以上備える。図２の最下図に示される例では、軸αに垂直な方向で、Ｙ軸を挟んだ二か所に全方向に移動可能な車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とを備える場合を示す。ここでは、車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とを備える場合について説明したが、車輪Ｃ１と車輪Ｃ２とのいずれかを備えるようにしてもよい。このように構成することによって、移動体１００の走行を安定させることができる。
【0014】
図３は、本実施形態に係る移動体を示すブロック図である。前述したように、本実施形態に係る移動体１００は、本体１０５と、コントローラ１３０と、駆動機構１４０とを備える。
コントローラ１３０は、制御装置１３１と、走行条件取得部１３２とを備える。
駆動機構１４０は、電動機１４１－１と、電動機１４１－２と、エンコーダ１４２－１とエンコーダ１４２－２と、操舵機構１４３－１と、操舵機構１４３－２とを備える。
電動機１４１－１は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
エンコーダ１４２－１は、電動機１４１－１の回転速度ｎ１を検出する。エンコーダ１４２－１は、電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を走行条件取得部１３２へ出力する。
エンコーダ１４２－２は、電動機１４１－２の回転速度ｎ２を検出する。エンコーダ１４２－２は、電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を走行条件取得部１３２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、駆動輪Ａの操舵角を変更するためのステアリングアクチュエータ（図示なし）を備える。操舵機構１４３－１は、予め設定した経路又は自動生成した経路を追従するように駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。操舵機構１４３－１は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ａの舵角（以下「目標舵角Ａ」という）を示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、駆動輪Ｂの操舵角を変更するためのステアリングアクチュエータ（図示なし）を備える。操舵機構１４３－２は、予め設定した経路又は自動生成した経路を追従するように駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。操舵機構１４３－２は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ｂの舵角（以下「目標舵角Ｂ」という）を示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
コントローラ１３０は、制御装置１３１と、走行条件取得部１３２とを備える。
駆動機構１４０は、電動機１４１－１と、電動機１４１－２と、エンコーダ１４２－１とエンコーダ１４２－２と、操舵機構１４３－１と、操舵機構１４３－２とを備える。
電動機１４１－１は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
エンコーダ１４２－１は、電動機１４１－１の回転速度ｎ１を検出する。エンコーダ１４２－１は、電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を走行条件取得部１３２へ出力する。
エンコーダ１４２－２は、電動機１４１－２の回転速度ｎ２を検出する。エンコーダ１４２－２は、電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を走行条件取得部１３２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、駆動輪Ａの操舵角を変更するためのステアリングアクチュエータ（図示なし）を備える。操舵機構１４３－１は、予め設定した経路又は自動生成した経路を追従するように駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。操舵機構１４３－１は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ａの舵角（以下「目標舵角Ａ」という）を示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、駆動輪Ｂの操舵角を変更するためのステアリングアクチュエータ（図示なし）を備える。操舵機構１４３－２は、予め設定した経路又は自動生成した経路を追従するように駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。操舵機構１４３－２は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ｂの舵角（以下「目標舵角Ｂ」という）を示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
【0015】
走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１と、エンコーダ１４２－２と、操舵機構１４３－１と、操舵機構１４３－２と、制御装置１３１とに接続される。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１が出力した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－２が出力した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－１が出力した駆動輪Ａの舵角（ステア角）δ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－２が出力した駆動輪Ｂの舵角（ステア角）δ２を示す情報を取得する。
走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。
走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。
【0016】
制御装置１３１は、舵角制御部１３５と、回転角速度制御部１３６とを備える。
舵角制御部１３５は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの舵角（以下「目標舵角Ａ」という）と駆動輪Ｂの舵角（以下「目標舵角Ｂ」という）とを導出する。舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
回転角速度制御部１３６は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。回転角速度制御部１３６は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの回転角速度（以下「目標回転角速度Ａ」という）と駆動輪Ｂの回転角速度（以下「目標回転角速度Ｂ」という）とを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
制御装置１３１において、舵角制御部１３５が目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する制御と、回転角速度制御部１３６が目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する制御とは同時に行われる。
制御装置１３１において、舵角制御部１３５が目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する制御と、回転角速度制御部１３６が目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する制御とは、移動体１００が走行しているときに任意にタイミングで行われる。
舵角制御部１３５は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの舵角（以下「目標舵角Ａ」という）と駆動輪Ｂの舵角（以下「目標舵角Ｂ」という）とを導出する。舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
回転角速度制御部１３６は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。回転角速度制御部１３６は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの回転角速度（以下「目標回転角速度Ａ」という）と駆動輪Ｂの回転角速度（以下「目標回転角速度Ｂ」という）とを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
制御装置１３１において、舵角制御部１３５が目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する制御と、回転角速度制御部１３６が目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する制御とは同時に行われる。
制御装置１３１において、舵角制御部１３５が目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する制御と、回転角速度制御部１３６が目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する制御とは、移動体１００が走行しているときに任意にタイミングで行われる。
【0017】
（移動体の動作）
図４は、本実施形態に係る移動体の動作の一例を示す図である。図４を参照して、移動体１００が目標軌道に追従する場合の処理について説明する。
（ステップＳ１－１）
走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１が出力した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－２が出力した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ２－１）
走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－１が出力した駆動輪Ａの舵角（ステア角）δ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－２が出力した駆動輪Ｂの舵角（ステア角）δ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ３－１）
走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
（ステップＳ４－１）
走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。
舵角制御部１３５は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。
図４は、本実施形態に係る移動体の動作の一例を示す図である。図４を参照して、移動体１００が目標軌道に追従する場合の処理について説明する。
（ステップＳ１－１）
走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１が出力した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－２が出力した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ２－１）
走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－１が出力した駆動輪Ａの舵角（ステア角）δ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－２が出力した駆動輪Ｂの舵角（ステア角）δ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ３－１）
走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００の駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００を回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
（ステップＳ４－１）
走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１に出力する。
舵角制御部１３５は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。
【0018】
（ステップＳ５－１）
舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ａの目標舵角Ａを示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
（ステップＳ６－１）
回転角速度制御部１３６は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。回転角速度制御部１３６は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
（ステップＳ７－１）
電動機１４１－１は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ａの目標舵角Ａを示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、制御装置１３１が出力する駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
（ステップＳ６－１）
回転角速度制御部１３６は、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。回転角速度制御部１３６は、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
（ステップＳ７－１）
電動機１４１－１は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１が出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
【0019】
（移動体の性能）
移動体１００の軌道追跡性能について説明する。従来の移動体（ステア付き差動二輪台車）と移動体１００との軌道追跡性能を比較するために、モデル式に基づくシミュレーションを行った。ここでは、一例としてＰｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による差動二輪型台車の軌道追跡結果を示す。Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による差動二輪型台車の軌道追跡は、ロボットの分野で一般的に使用されている。Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則は、軌道上の目標（キャロット）を追いかける方式である。軌道上のキャロットを追いかける方式は、ｃａｒｒｏｔ ｓｅｅｋとも言われる。このシミュレーションでは、ロボットの運動モデルを差動二輪型台車、目標（キャロット）までの距離を２［ｍ］に設定している。目標速度は、３［ｍ／ｓ］（約１１［ｋｍ／ｈ］）であり、一般的な歩行速度よりもかなり速く、小走りするくらいの速度とした。
図５は、移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。図５において、横軸はｘ座標であり、縦軸はｙ座標である。図５において、目標となる軌道（ｃｏｕｒｓｅ）（以下「目標軌道」という）を太線で示し、従来の移動体の軌道（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を細線で示す。目標軌道は、振幅１［ｍ］、周期約６［ｍ］の小さな回避行動を内包したものである。このような軌道を想定することによって、人混みを避けることを想定できる。目標軌道は、時々刻々と変化する動的障害物(人）の将来の位置によって決まる。従って、移動体が目標軌道に追従できないことは、移動体が動的障害物(人）に衝突することを意味する。
図５によれば、移動体の走行速度が速いために回転半径を小さくできていないことが分かる。その結果、移動体は、目標軌道には全く沿えてないどころか、位相が逆転してしまっているところもある。位相が逆転するということは、避けるべき人がいると想定される場所を通過していることになるので、回避に失敗していることに相当する。
図６は、本実施形態に係る移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。図６では、Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による軌道追跡に加え、ステアリングを切ることのできる台車（ＣＣＶ）を用い、ステア制御により第２のキャロットを同時に追跡させた。図６において、横軸はｘ座標であり、縦軸はｙ座標である。図６において、目標軌道（ｃｏｕｒｓｅ）を太線で示し、移動体１００の軌道（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を細線で示す。目標軌道は、図５と同様に振幅１［ｍ］、周期約６［ｍ］の小さな回避行動を内包したものである。第１キャロットの追跡パラメータは、図５と同じ設定である。第２キャロットまでの距離は、０．５［ｍ］、ステア角の最大値は２４［ｄｅｇ］（＝０．４２［ｒａｄ］）に設定した。
図６によれば、位相遅れもなく軌道追跡ができていることが分かる。
図７は、本実施形態に係る移動体の舵角制御の一例を示す図である。図７において、横軸は時間であり、縦軸は舵角である。図７によれば、移動体１００が、目標軌道の振動に合わせて盛んに舵を切っているのが分かる。
移動体１００の軌道追跡性能について説明する。従来の移動体（ステア付き差動二輪台車）と移動体１００との軌道追跡性能を比較するために、モデル式に基づくシミュレーションを行った。ここでは、一例としてＰｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による差動二輪型台車の軌道追跡結果を示す。Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による差動二輪型台車の軌道追跡は、ロボットの分野で一般的に使用されている。Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則は、軌道上の目標（キャロット）を追いかける方式である。軌道上のキャロットを追いかける方式は、ｃａｒｒｏｔ ｓｅｅｋとも言われる。このシミュレーションでは、ロボットの運動モデルを差動二輪型台車、目標（キャロット）までの距離を２［ｍ］に設定している。目標速度は、３［ｍ／ｓ］（約１１［ｋｍ／ｈ］）であり、一般的な歩行速度よりもかなり速く、小走りするくらいの速度とした。
図５は、移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。図５において、横軸はｘ座標であり、縦軸はｙ座標である。図５において、目標となる軌道（ｃｏｕｒｓｅ）（以下「目標軌道」という）を太線で示し、従来の移動体の軌道（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を細線で示す。目標軌道は、振幅１［ｍ］、周期約６［ｍ］の小さな回避行動を内包したものである。このような軌道を想定することによって、人混みを避けることを想定できる。目標軌道は、時々刻々と変化する動的障害物(人）の将来の位置によって決まる。従って、移動体が目標軌道に追従できないことは、移動体が動的障害物(人）に衝突することを意味する。
図５によれば、移動体の走行速度が速いために回転半径を小さくできていないことが分かる。その結果、移動体は、目標軌道には全く沿えてないどころか、位相が逆転してしまっているところもある。位相が逆転するということは、避けるべき人がいると想定される場所を通過していることになるので、回避に失敗していることに相当する。
図６は、本実施形態に係る移動体の軌道追跡性能の一例を示す図である。図６では、Ｐｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則による軌道追跡に加え、ステアリングを切ることのできる台車（ＣＣＶ）を用い、ステア制御により第２のキャロットを同時に追跡させた。図６において、横軸はｘ座標であり、縦軸はｙ座標である。図６において、目標軌道（ｃｏｕｒｓｅ）を太線で示し、移動体１００の軌道（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を細線で示す。目標軌道は、図５と同様に振幅１［ｍ］、周期約６［ｍ］の小さな回避行動を内包したものである。第１キャロットの追跡パラメータは、図５と同じ設定である。第２キャロットまでの距離は、０．５［ｍ］、ステア角の最大値は２４［ｄｅｇ］（＝０．４２［ｒａｄ］）に設定した。
図６によれば、位相遅れもなく軌道追跡ができていることが分かる。
図７は、本実施形態に係る移動体の舵角制御の一例を示す図である。図７において、横軸は時間であり、縦軸は舵角である。図７によれば、移動体１００が、目標軌道の振動に合わせて盛んに舵を切っているのが分かる。
【0020】
ここで、シミュレーションに使用したモデル式の一例について説明する。
図８は、モデル式の一例を説明するための図である。ここでは、一例として一輪車モデルについて説明する。
図８は、目標軌道ＴＴに対して、座標（ｘ，ｙ）に位置する移動体１００が、所定の距離の点を目標点（ｃａｒｒｏｔ１（第１目標点）、ｃａｒｒｏｔ２（第２目標点））として、その点に到達するために、旋回制御を行う様子を示す。
移動体１００において、制御装置１３１が、ｃａｒｒｏｔ１を設定する方法について説明する。
ロボットの速度Ｖ［ｍ／ｓ］のとき、Ｔ［ｓ］経過後に到達可能な距離はＶ×Ｔ［ｍ］である。このため、制御装置１３１は、一般的にＬ１［ｍ］≒ＶＴとなるように設定する。ここで、時間Ｔの間で差動により回頭可能な方位角変化量αは、最大回頭速度をωｍａｘとして、α＝ωｍａｘ×Ｔで表される。αが目標軌道の最大曲率ρｍａｘよりも大きければ（α＞ρｍａｘ）目標軌道をトレースできることになる。
ロボット（移動体１００）の前進速度Ｖが小さい場合にはこれを満たす解はあるが、Ｖが大きくなると満たす解がない場合がある。このため、トレーサビリティを上げるためにｃａｒｒｏｔ２を設定する。
移動体１００において、制御装置１３１が、ｃａｒｒｏｔ２を設定する方法について説明する。
現在の位置からｃａｒｒｏｔ１までの距離をＬ１とし、現在の位置からｃａｒｒｏｔ２までの距離をＬ２とする。ロボット（移動体１００）の舵角は、相対的に高速に変更可能である。このため、この目標までの距離Ｌ２は相対的に近くに置くことが可能である。つまり、Ｌ２＜＜Ｌ１が成り立つ。ただし、Ｌ２を近くしすぎる場合（Ｌ２が所定の閾値以下である場合）には、舵の切り方が激しく（大きく）なりすぎるため、ロボット（移動体１００）が受ける加速度も大きくなる。このため、制御装置１３１は、ｃａｒｒｏｔ２を、０＜＜Ｌ２＜＜Ｌ１を満たす適当な場所（位置）に設定する。
Ｐｕｒｅ ｐｕｒｓｕｉｔでは、図８に示すように、目標軌道ＴＴの任意の点ｃｘに対して、ｃａｒｒｏｔ１（ｘｔ１，ｙｔ１）と、ｃａｒｒｏｔ２（ｘｔ２，ｙｔ２）とが設定される。移動体１００は、ｃａｒｒｏｔ１と、ｃａｒｒｏｔ２とを同時に追跡する。移動体１００の目標速度は、前進速度ｖである。図８において、Ψはヨー角であり、δは舵の切り角（ステア角）である。
図８は、モデル式の一例を説明するための図である。ここでは、一例として一輪車モデルについて説明する。
図８は、目標軌道ＴＴに対して、座標（ｘ，ｙ）に位置する移動体１００が、所定の距離の点を目標点（ｃａｒｒｏｔ１（第１目標点）、ｃａｒｒｏｔ２（第２目標点））として、その点に到達するために、旋回制御を行う様子を示す。
移動体１００において、制御装置１３１が、ｃａｒｒｏｔ１を設定する方法について説明する。
ロボットの速度Ｖ［ｍ／ｓ］のとき、Ｔ［ｓ］経過後に到達可能な距離はＶ×Ｔ［ｍ］である。このため、制御装置１３１は、一般的にＬ１［ｍ］≒ＶＴとなるように設定する。ここで、時間Ｔの間で差動により回頭可能な方位角変化量αは、最大回頭速度をωｍａｘとして、α＝ωｍａｘ×Ｔで表される。αが目標軌道の最大曲率ρｍａｘよりも大きければ（α＞ρｍａｘ）目標軌道をトレースできることになる。
ロボット（移動体１００）の前進速度Ｖが小さい場合にはこれを満たす解はあるが、Ｖが大きくなると満たす解がない場合がある。このため、トレーサビリティを上げるためにｃａｒｒｏｔ２を設定する。
移動体１００において、制御装置１３１が、ｃａｒｒｏｔ２を設定する方法について説明する。
現在の位置からｃａｒｒｏｔ１までの距離をＬ１とし、現在の位置からｃａｒｒｏｔ２までの距離をＬ２とする。ロボット（移動体１００）の舵角は、相対的に高速に変更可能である。このため、この目標までの距離Ｌ２は相対的に近くに置くことが可能である。つまり、Ｌ２＜＜Ｌ１が成り立つ。ただし、Ｌ２を近くしすぎる場合（Ｌ２が所定の閾値以下である場合）には、舵の切り方が激しく（大きく）なりすぎるため、ロボット（移動体１００）が受ける加速度も大きくなる。このため、制御装置１３１は、ｃａｒｒｏｔ２を、０＜＜Ｌ２＜＜Ｌ１を満たす適当な場所（位置）に設定する。
Ｐｕｒｅ ｐｕｒｓｕｉｔでは、図８に示すように、目標軌道ＴＴの任意の点ｃｘに対して、ｃａｒｒｏｔ１（ｘｔ１，ｙｔ１）と、ｃａｒｒｏｔ２（ｘｔ２，ｙｔ２）とが設定される。移動体１００は、ｃａｒｒｏｔ１と、ｃａｒｒｏｔ２とを同時に追跡する。移動体１００の目標速度は、前進速度ｖである。図８において、Ψはヨー角であり、δは舵の切り角（ステア角）である。
【0021】
更新式は、式（１）から式（４）で表される。ただし、｜δ｜≦｜δｍａｘ｜である。
ｘ＝ｘ＋ｖｃｏｓ（Ψ＋δ）ｄｔ （１）
ｙ＝ｙ＋ｖｓｉｎ（Ψ＋δ）ｄｔ （２）
Ψ＝Ψ＋（ｄΨ／ｄｔ）ｄｔ （３）
ｖ＝ｖ＋ａｄｔ （４）
ｃａｒｒｏｔ１に対して、回転角速度制御部１３６は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差をなくすように駆動輪の目標方位角速度を設定し、設定した目標方位角速度に基づいて差動による姿勢方位制御を行う。つまり、回転角速度制御部１３６は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差を減少させる駆動輪の目標方位角速度を設定し、設定した目標方位角速度に基づいて差動による姿勢方位制御を行う。
ｃａｒｒｏｔ１に対して、移動体１００との方位誤差αは、式（４）で表される。
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （４）
ｃａｒｒｏｔ１と移動体１００の中心と円で結んだ場合、旋回半径Ｒは、Ｒ＝Ｌ／（２ｓｉｎα）で表される。
したがって、前進速度ｖを使用して、目標ヨーレートωｄは式（５）で表される。ただし、Ｌはｐｕｒｓｕｉｔ長（追跡長）、つまり現在地の位置から目標値までの距離である。
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （５）
ｃａｒｒｏｔ２に対して、舵角制御部１３５は、目標軌道上の第２目標点に向けて駆動輪の目標舵角を設定し、設定した目標舵角に基づいてステアを調整することによる速度ベクトルの方向制御を行う。
舵の切り角δは、式（６）で表される。ただし、δ≦δｍａｘである。
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （６）
移動体１００は、差動による姿勢方位制御（ゆっくり大きな動き）と、ステアによる速度ベクトルの方向制御（高速で小さな動き）との２つの制御を共存させて同時に実施する。このように構成することによって、姿勢方位制御と、速度ベクトルの方向制御との２つの制御を共存させない場合と比較して、高い軌道追従性能を発揮できる。
ｘ＝ｘ＋ｖｃｏｓ（Ψ＋δ）ｄｔ （１）
ｙ＝ｙ＋ｖｓｉｎ（Ψ＋δ）ｄｔ （２）
Ψ＝Ψ＋（ｄΨ／ｄｔ）ｄｔ （３）
ｖ＝ｖ＋ａｄｔ （４）
ｃａｒｒｏｔ１に対して、回転角速度制御部１３６は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差をなくすように駆動輪の目標方位角速度を設定し、設定した目標方位角速度に基づいて差動による姿勢方位制御を行う。つまり、回転角速度制御部１３６は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差を減少させる駆動輪の目標方位角速度を設定し、設定した目標方位角速度に基づいて差動による姿勢方位制御を行う。
ｃａｒｒｏｔ１に対して、移動体１００との方位誤差αは、式（４）で表される。
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （４）
ｃａｒｒｏｔ１と移動体１００の中心と円で結んだ場合、旋回半径Ｒは、Ｒ＝Ｌ／（２ｓｉｎα）で表される。
したがって、前進速度ｖを使用して、目標ヨーレートωｄは式（５）で表される。ただし、Ｌはｐｕｒｓｕｉｔ長（追跡長）、つまり現在地の位置から目標値までの距離である。
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （５）
ｃａｒｒｏｔ２に対して、舵角制御部１３５は、目標軌道上の第２目標点に向けて駆動輪の目標舵角を設定し、設定した目標舵角に基づいてステアを調整することによる速度ベクトルの方向制御を行う。
舵の切り角δは、式（６）で表される。ただし、δ≦δｍａｘである。
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （６）
移動体１００は、差動による姿勢方位制御（ゆっくり大きな動き）と、ステアによる速度ベクトルの方向制御（高速で小さな動き）との２つの制御を共存させて同時に実施する。このように構成することによって、姿勢方位制御と、速度ベクトルの方向制御との２つの制御を共存させない場合と比較して、高い軌道追従性能を発揮できる。
【0022】
図８では、一輪車モデルに置き換えた場合について説明した。一輪車モデルは、４輪車におけるｂｉｃｙｃｌｅ ｍｏｄｅｌに相当する。実際には、移動体１００には左右に駆動輪があるので、二つの駆動輪の各々について舵角を決定しなければならない。次に、二つの駆動輪について、舵角を決定する場合について説明する。
図９は、モデル式の一例を説明するための図である。
舵がない一般的な差動二輪台車が走行しながら回頭する場合には、その回転（旋回）中心は必ず左右の車輪の中心を結ぶ線の延長線上にある。しかし、移動体１００は、舵を備えるため、実際の舵角がとりうる限界値に応じて、旋回中心は図９において、斜線で示された範囲の中にある。－δｍａｘ以上δｍａｘ以下である場合には、斜線で示された範囲に回転中心を置くことができる。図９において、舵の切り角δｉと舵の切り角δ０は式（７）と式（８）で表される。ただし、｜δｉ｜＜｜δｍａｘ｜である。
δｉ＝ａｒｃｔａｎ（ｒ×ｓｉｎδ／（ｒ×ｃｏｓδ－（Ｂ／２）） （７）
δ０＝ａｒｃｔａｎ（ｒ×ｓｉｎδ／（ｒ×ｃｏｓδ＋（Ｂ／２）） （８）
また、式（９）と式（１０）とが成り立つ。
ω＝（１／Ｌ１）ｖα （９）
ｒ＝ｖ／ω （１０）
斜線で示された範囲に置かれた旋回中心をそれぞれの車輪の車軸が貫くように舵角を決定する。このように構成することによって、移動体１００は、舵角による（その瞬間での）走行方位の決定と、ある回転中心を周る方位角速度（ヨーレート）の発生とを同時に行うことができる。
図９は、モデル式の一例を説明するための図である。
舵がない一般的な差動二輪台車が走行しながら回頭する場合には、その回転（旋回）中心は必ず左右の車輪の中心を結ぶ線の延長線上にある。しかし、移動体１００は、舵を備えるため、実際の舵角がとりうる限界値に応じて、旋回中心は図９において、斜線で示された範囲の中にある。－δｍａｘ以上δｍａｘ以下である場合には、斜線で示された範囲に回転中心を置くことができる。図９において、舵の切り角δｉと舵の切り角δ０は式（７）と式（８）で表される。ただし、｜δｉ｜＜｜δｍａｘ｜である。
δｉ＝ａｒｃｔａｎ（ｒ×ｓｉｎδ／（ｒ×ｃｏｓδ－（Ｂ／２）） （７）
δ０＝ａｒｃｔａｎ（ｒ×ｓｉｎδ／（ｒ×ｃｏｓδ＋（Ｂ／２）） （８）
また、式（９）と式（１０）とが成り立つ。
ω＝（１／Ｌ１）ｖα （９）
ｒ＝ｖ／ω （１０）
斜線で示された範囲に置かれた旋回中心をそれぞれの車輪の車軸が貫くように舵角を決定する。このように構成することによって、移動体１００は、舵角による（その瞬間での）走行方位の決定と、ある回転中心を周る方位角速度（ヨーレート）の発生とを同時に行うことができる。
【0023】
図１０は、移動体の軌跡の一例を示す図である。図１０は、一般的に用いられる差動二輪型台車などの移動体の軌跡の一例を示す。図１０において、横軸は移動体の速度であり縦軸は移動体のＹ軸方向の軌跡である。黒色の実線は移動体の軌跡であり、薄い黒色の破線は黒色で示される移動体と比較して速度を１．５倍にした移動体の軌跡である。
一般的に用いられる移動体は、左右の車輪の走行速度差によって方向を制御している。このため、一般的に用いられる移動体は、速度差をどれだけ早くつけられるかによって方位転換の速度が決定される。換言すれば、一般的に用いられる移動体は、トルクの大きさによって方位転換の速度が決定される。
また、移動体の駆動には、ＤＣモーターが使用される。ＤＣモーターは速度の増加に従って、リニアにトルクが減少する。図１０に示すように、速度が１．５倍になった場合には、移動体１００の軌跡の領域が減少する。よって、移動体の移動速度が高速になるほど、目標軌道への追従が困難になることが分かる。
一般的に用いられる移動体は、左右の車輪の走行速度差によって方向を制御している。このため、一般的に用いられる移動体は、速度差をどれだけ早くつけられるかによって方位転換の速度が決定される。換言すれば、一般的に用いられる移動体は、トルクの大きさによって方位転換の速度が決定される。
また、移動体の駆動には、ＤＣモーターが使用される。ＤＣモーターは速度の増加に従って、リニアにトルクが減少する。図１０に示すように、速度が１．５倍になった場合には、移動体１００の軌跡の領域が減少する。よって、移動体の移動速度が高速になるほど、目標軌道への追従が困難になることが分かる。
【0024】
図１１は、本実施形態に係る移動体の軌跡の一例を示す図である。図１１には、比較のために一般的に用いられる差動二輪型台車などの移動体の軌跡の一例も示す。図１１において、横軸は移動体の速度であり縦軸は移動体のＹ軸方向の軌跡である。薄い黒色の破線は図１０に黒色の実線で示した移動体と比較して速度を１．５倍にした移動体の軌跡であり、図１１の黒色の実線は移動体１００の軌跡である。移動体１００は、ステアを調整する機構（操舵機構１４３－１と操舵機構１４３－２）を備える。図１１に示すように、ステアによって移動体１００の進行方向を任意に変えた場合には、移動体１００の軌跡の領域が増大する。移動体１００は、差動二輪と比較して、進入可能な領域が格段に増加する。つまり、移動体１００は、ステアによって舵角の制限はあるが、移動体の移動速度に関わらず、目標軌道への追従が容易になることが分かる。
【0025】
前述した実施形態では、駆動機構１４０が、軸αに垂直な方向に全方向に移動可能な車輪Ｃを一以上備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、車輪Ｃの代わりに支持機構を一以上備えるようにしてもよい。
前述した実施形態では、駆動輪の方向を変える場合に車軸γが軸αと同じ向きである場合について説明したが、この例に限られない。例えば、駆動輪の方向を変える場合に車軸γに連結された車輪の方向を変化させてもよい。
前述した実施形態において、移動体１００が二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）に加えて、補助輪を備えてもよい。
図１２は、本実施形態に係る移動体の他の例を示す図である。図１２は、移動体１００に補助輪１５０を備えたものである。二つの駆動輪に加えて補助輪１５０を備えることによって、二つの駆動輪を備える場合と比較して、移動体１００を安定させて移動させることができる。このため、移動体１００が転倒してしまうことを減少させることができる。
前述した実施形態では、一例としてＰｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則を使用して制御される差動二輪型台車の軌道追跡結果について説明したが、この例に限られない。例えば、ＬＱＲ(Linear Quadratic Regulator)、モデル予測制御などを使用して、移動体１００を制御することも可能である。
本実施形態に係る移動体１００によれば、移動体１００は、自律移動型であり、本体１０５と、電動機（電動機１４１－１、電動機１４１－２）によって駆動され本体１０５を移動させる二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）と、駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより本体１０５を回頭させる差動機構としての回転角速度制御部１３６と、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させる転舵機構としての舵角制御部１３５とを備える。このように構成することによって、駆動輪どうしの回転角速度に差を与えることにより本体１０５を回頭させるとともに、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させることができるため、移動体１００の目標軌道に追従する能力を向上できる。
また、差動機構は、駆動輪の接地面内の位置を旋回中心とする舵角を駆動輪ごとに変化させる。このように構成することによって、駆動輪の接地面内の位置を旋回中心としない場合と比較して、小さいトルクで迅速に舵を切ることができるため、移動体１００のエネルギー効率を向上できる。
また、目標軌道に沿って差動機構と転舵機構とを同時に制御する制御装置１３１としての制御部をさらに備える。このように構成することによって、移動体１００において、差動機構は二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）の各々を異なる目標舵角で制御し、転舵機構は二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）の各々を異なる目標回転角速度で制御する。このため、移動体１００に、迅速かつ小回りで障害物を回避させることができる。
また、制御部は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差をなくすように駆動輪の目標方位角速度を設定し、目標軌道上の第２目標点に向けて駆動輪の目標舵角を設定する。このように構成することによって、第１目標点と第２目標点との２種類の異なる目標点において、第１目標点に対して目標方位角速度を設定し、第２目標点に対して目標舵角を設定できるため、差動機構と転舵機構とを同時に制御できる。
また、制御部は、方位誤差、目標方位角速度及び目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
に従って決める。ここで、ｖａを車体の前方向速度とした場合は、舵をδ切った車輪が走る速度ｖを用いて、ｖａ＝ｖ×ｃｏｓδとなる。このように構成することによって、第１目標点に対して目標方位角速度を設定し、第２目標点に対して目標舵角を設定できる。
また、移動方向視した場合の本体１０５の投影面積が、鉛直視した場合の本体１０５の投影面積よりも大きい。
また、高さが、二つの駆動輪をつなぐ軸の幅よりも長い。このように構成することによって、人間が存在する環境で走行する場合に、人間から認識されやすくできる。
前述した実施形態では、駆動輪の方向を変える場合に車軸γが軸αと同じ向きである場合について説明したが、この例に限られない。例えば、駆動輪の方向を変える場合に車軸γに連結された車輪の方向を変化させてもよい。
前述した実施形態において、移動体１００が二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）に加えて、補助輪を備えてもよい。
図１２は、本実施形態に係る移動体の他の例を示す図である。図１２は、移動体１００に補助輪１５０を備えたものである。二つの駆動輪に加えて補助輪１５０を備えることによって、二つの駆動輪を備える場合と比較して、移動体１００を安定させて移動させることができる。このため、移動体１００が転倒してしまうことを減少させることができる。
前述した実施形態では、一例としてＰｕｒｅ Ｐｕｒｓｕｉｔ則を使用して制御される差動二輪型台車の軌道追跡結果について説明したが、この例に限られない。例えば、ＬＱＲ(Linear Quadratic Regulator)、モデル予測制御などを使用して、移動体１００を制御することも可能である。
本実施形態に係る移動体１００によれば、移動体１００は、自律移動型であり、本体１０５と、電動機（電動機１４１－１、電動機１４１－２）によって駆動され本体１０５を移動させる二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）と、駆動輪同士の回転角速度に差を与えることにより本体１０５を回頭させる差動機構としての回転角速度制御部１３６と、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させる転舵機構としての舵角制御部１３５とを備える。このように構成することによって、駆動輪どうしの回転角速度に差を与えることにより本体１０５を回頭させるとともに、駆動輪の舵角を駆動輪ごとに変化させることができるため、移動体１００の目標軌道に追従する能力を向上できる。
また、差動機構は、駆動輪の接地面内の位置を旋回中心とする舵角を駆動輪ごとに変化させる。このように構成することによって、駆動輪の接地面内の位置を旋回中心としない場合と比較して、小さいトルクで迅速に舵を切ることができるため、移動体１００のエネルギー効率を向上できる。
また、目標軌道に沿って差動機構と転舵機構とを同時に制御する制御装置１３１としての制御部をさらに備える。このように構成することによって、移動体１００において、差動機構は二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）の各々を異なる目標舵角で制御し、転舵機構は二つの駆動輪（駆動輪Ａ、駆動輪Ｂ）の各々を異なる目標回転角速度で制御する。このため、移動体１００に、迅速かつ小回りで障害物を回避させることができる。
また、制御部は、目標軌道上の第１目標点と本体１０５の方位との方位誤差をなくすように駆動輪の目標方位角速度を設定し、目標軌道上の第２目標点に向けて駆動輪の目標舵角を設定する。このように構成することによって、第１目標点と第２目標点との２種類の異なる目標点において、第１目標点に対して目標方位角速度を設定し、第２目標点に対して目標舵角を設定できるため、差動機構と転舵機構とを同時に制御できる。
また、制御部は、方位誤差、目標方位角速度及び目標舵角を、方位誤差をα、第１目標点を（ｘｔ１，ｙｔ１）、第２目標点を（ｘｔ２，ｙｔ２）、Ψをヨー角、ωｄを目標ヨーレート、Ｌを追跡長、前進速度をｖ、δを舵の切り角（ステア角）とした場合に、式（１）から式（３）
α＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ１－ｙ）／（ｘｔ１－ｘ））－Ψ （１）
ωｄ＝（１／Ｌ）ｖα （２）
δ＝ａｒｃｔａｎ（（ｙｔ２－ｙ）／（ｘｔ２－ｘ））－Ψ （３）
に従って決める。ここで、ｖａを車体の前方向速度とした場合は、舵をδ切った車輪が走る速度ｖを用いて、ｖａ＝ｖ×ｃｏｓδとなる。このように構成することによって、第１目標点に対して目標方位角速度を設定し、第２目標点に対して目標舵角を設定できる。
また、移動方向視した場合の本体１０５の投影面積が、鉛直視した場合の本体１０５の投影面積よりも大きい。
また、高さが、二つの駆動輪をつなぐ軸の幅よりも長い。このように構成することによって、人間が存在する環境で走行する場合に、人間から認識されやすくできる。
【0026】
（実施形態の変形例）
（移動体）
図１３は、実施形態の変形例に係る移動体の外観図である。実施形態の変形例に係る移動体１００ａは、サーバ２００が送信した進路情報を受信し、受信した進路情報を、予め与えられた速度プロファイル又は自動生成された速度プロファイルに追従するように自律走行を行う。
移動体１００ａは、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００と接続される。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
移動体１００ａは、本体１０５と測距部１１０と通信部１２０とコントローラ１３０と駆動機構１４０と補助輪１５０と慣性計測部１６０と通信部１７０と撮像部１８０と奥行検出部１９０とを備える。
本体１０５は、移動体１００ａの筐体であり、測距部１１０と通信部１２０とコントローラ１３０と駆動機構１４０と慣性計測部１６０と通信部１７０と撮像部１８０と奥行検出部１９０とを格納する。
（移動体）
図１３は、実施形態の変形例に係る移動体の外観図である。実施形態の変形例に係る移動体１００ａは、サーバ２００が送信した進路情報を受信し、受信した進路情報を、予め与えられた速度プロファイル又は自動生成された速度プロファイルに追従するように自律走行を行う。
移動体１００ａは、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００と接続される。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
移動体１００ａは、本体１０５と測距部１１０と通信部１２０とコントローラ１３０と駆動機構１４０と補助輪１５０と慣性計測部１６０と通信部１７０と撮像部１８０と奥行検出部１９０とを備える。
本体１０５は、移動体１００ａの筐体であり、測距部１１０と通信部１２０とコントローラ１３０と駆動機構１４０と慣性計測部１６０と通信部１７０と撮像部１８０と奥行検出部１９０とを格納する。
【0027】
測距部１１０は、移動体１００ａの周辺に存在する人、物などの障害物との間の距離を測定する。測距部１１０の一例は、三次元ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。三次元ＬｉＤＡＲは、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離やその対象の性質を分析する。
通信部１２０は、通信モジュールによって実現される。通信部１２０は、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００などの外部の通信装置と通信する。通信部１２０は、例えばＬＴＥ（登録商標）などの無線通信方式で通信する。通信部１２０は、ネットワークＮＷを介してサーバ２００と通信するために必要な通信情報を保持する。通信部１２０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
慣性計測部１６０は、移動体１００ａの角速度、加速度を検出して、移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出する。慣性計測部１６０の一例は、３軸のジャイロと３方向の加速度計とを備える。慣性計測部１６０は、３軸のジャイロと３方向の加速度計とによって３次元の角速度と加速度とを導出する。慣性計測部１６０は、導出した３次元の角速度と加速度とに基づいて、移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出する。
通信部１７０は、通信モジュールによって実現される。通信部１７０は、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００などの外部の通信装置と通信する。通信部１７０は、例えば無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）などの無線通信方式で通信する。通信部１７０は、ネットワークＮＷを介してサーバ２００と通信するために必要な通信情報を保持する。通信部１７０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
撮像部１８０は、移動体１００ａの周辺を撮像する。撮像部１８０の一例は、高精細カメラである。
奥行検出部１９０は、移動体１００ａの周辺の人、物などの障害物の奥行きを検出する。奥行検出部１９０の一例は、３６０°デプスカメラである。
通信部１２０は、通信モジュールによって実現される。通信部１２０は、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００などの外部の通信装置と通信する。通信部１２０は、例えばＬＴＥ（登録商標）などの無線通信方式で通信する。通信部１２０は、ネットワークＮＷを介してサーバ２００と通信するために必要な通信情報を保持する。通信部１２０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
慣性計測部１６０は、移動体１００ａの角速度、加速度を検出して、移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出する。慣性計測部１６０の一例は、３軸のジャイロと３方向の加速度計とを備える。慣性計測部１６０は、３軸のジャイロと３方向の加速度計とによって３次元の角速度と加速度とを導出する。慣性計測部１６０は、導出した３次元の角速度と加速度とに基づいて、移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出する。
通信部１７０は、通信モジュールによって実現される。通信部１７０は、ネットワークＮＷを介して、サーバ２００などの外部の通信装置と通信する。通信部１７０は、例えば無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）などの無線通信方式で通信する。通信部１７０は、ネットワークＮＷを介してサーバ２００と通信するために必要な通信情報を保持する。通信部１７０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
撮像部１８０は、移動体１００ａの周辺を撮像する。撮像部１８０の一例は、高精細カメラである。
奥行検出部１９０は、移動体１００ａの周辺の人、物などの障害物の奥行きを検出する。奥行検出部１９０の一例は、３６０°デプスカメラである。
【0028】
図１４は、実施形態の変形例に係る移動体を示す図である。前述したように、実施形態に係る移動体１００ａは、本体１０５と測距部１１０と通信部１２０とコントローラ１３０と駆動機構１４０と補助輪１５０と慣性計測部１６０と通信部１７０と撮像部１８０と奥行検出部１９０とを備える。
コントローラ１３０は、制御装置１３１ａと、走行条件取得部１３２と、受付部１３３と、処理部１３４と、位置姿勢推定部１３７とを備える。
位置姿勢推定部１３７は、測距部１１０から移動体１００ａの周辺に存在する机、椅子、壁などの静的障害物との間の距離の測定結果と、歩行する人間などの動的障害物との間の距離の測定結果とを取得する。位置姿勢推定部１３７は、慣性計測部１６０から移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、奥行検出部１９０から移動体１００ａの周辺に存在する人、物などの障害物の奥行きの検出結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、取得した移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果と移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果と移動体１００ａの周辺に存在する障害物の奥行きの検出結果とに基づいて、移動体１００ａの位置と姿勢とを推定する。
受付部１３３は、通信部１２０又は通信部１７０が受信した進路情報通知を取得し、取得した進路情報通知を受け付ける。
コントローラ１３０は、制御装置１３１ａと、走行条件取得部１３２と、受付部１３３と、処理部１３４と、位置姿勢推定部１３７とを備える。
位置姿勢推定部１３７は、測距部１１０から移動体１００ａの周辺に存在する机、椅子、壁などの静的障害物との間の距離の測定結果と、歩行する人間などの動的障害物との間の距離の測定結果とを取得する。位置姿勢推定部１３７は、慣性計測部１６０から移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、奥行検出部１９０から移動体１００ａの周辺に存在する人、物などの障害物の奥行きの検出結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、取得した移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果と移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果と移動体１００ａの周辺に存在する障害物の奥行きの検出結果とに基づいて、移動体１００ａの位置と姿勢とを推定する。
受付部１３３は、通信部１２０又は通信部１７０が受信した進路情報通知を取得し、取得した進路情報通知を受け付ける。
【0029】
制御装置１３１ａは、舵角制御部１３５ａと、回転角速度制御部１３６ａとを備える。
舵角制御部１３５ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。
舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、受付部１３３から進路情報通知を取得する。舵角制御部１３５ａは、取得した進路情報通知に含まれる進路情報を取得する。
舵角制御部１３５ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
舵角制御部１３５ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。
舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、受付部１３３から進路情報通知を取得する。舵角制御部１３５ａは、取得した進路情報通知に含まれる進路情報を取得する。
舵角制御部１３５ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。舵角制御部１３５は、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
【0030】
回転角速度制御部１３６ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、受付部１３３から進路情報通知を取得する。回転角速度制御部１３６ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。
回転角速度制御部１３６ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６ａは、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
回転角速度制御部１３６ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６ａは、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
【0031】
（移動体の動作）
図１５は、実施形態の変形例に係る移動体の動作の一例を示す図である。ここでは、移動体１００ａが無線ＬＡＮを使用できる環境に位置している場合について説明する。
（ステップＳ１－２）
サーバ２００は、移動体１００ａの進路情報を取得する。
（ステップＳ２－２）
サーバ２００は、取得した移動体１００ａの進路情報と含む、移動体１００ａを宛先とする進路情報通知を作成する。
（ステップＳ３－２）
サーバ２００は、作成した進路情報通知を移動体１００ａへ送信する。
（ステップＳ４－２）
移動体１００ａにおいて、通信部１７０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
（ステップＳ５－２）
移動体１００ａにおいて、受付部１３３は、通信部１７０が受信した進路情報通知を受け付ける。制御装置１３１ａは、受付部１３３が受け付けた進路情報通知を取得する。制御装置１３１ａは、取得した進路情報通知に含まれる進路情報を取得する。
（ステップＳ６－２）
移動体１００ａにおいて、位置姿勢推定部１３７は、測距部１１０から移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果とを取得する。位置姿勢推定部１３７は、慣性計測部１６０から移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、奥行検出部１９０から移動体１００ａの周辺に存在する人、物などの障害物の奥行きの検出結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、取得した移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果と移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果と移動体１００ａの周辺に存在する障害物の奥行きの検出結果とに基づいて、移動体１００ａの位置と姿勢とを推定する。
図１５は、実施形態の変形例に係る移動体の動作の一例を示す図である。ここでは、移動体１００ａが無線ＬＡＮを使用できる環境に位置している場合について説明する。
（ステップＳ１－２）
サーバ２００は、移動体１００ａの進路情報を取得する。
（ステップＳ２－２）
サーバ２００は、取得した移動体１００ａの進路情報と含む、移動体１００ａを宛先とする進路情報通知を作成する。
（ステップＳ３－２）
サーバ２００は、作成した進路情報通知を移動体１００ａへ送信する。
（ステップＳ４－２）
移動体１００ａにおいて、通信部１７０は、サーバ２００が送信した進路情報通知を受信する。
（ステップＳ５－２）
移動体１００ａにおいて、受付部１３３は、通信部１７０が受信した進路情報通知を受け付ける。制御装置１３１ａは、受付部１３３が受け付けた進路情報通知を取得する。制御装置１３１ａは、取得した進路情報通知に含まれる進路情報を取得する。
（ステップＳ６－２）
移動体１００ａにおいて、位置姿勢推定部１３７は、測距部１１０から移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果とを取得する。位置姿勢推定部１３７は、慣性計測部１６０から移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、奥行検出部１９０から移動体１００ａの周辺に存在する人、物などの障害物の奥行きの検出結果を取得する。位置姿勢推定部１３７は、取得した移動体１００ａの周辺に存在する静的障害物との間の距離の測定結果と、動的障害物との間の距離の測定結果と移動体１００ａの速度、移動距離、位置を導出した結果と移動体１００ａの周辺に存在する障害物の奥行きの検出結果とに基づいて、移動体１００ａの位置と姿勢とを推定する。
【0032】
（ステップＳ７－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１が出力した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－２が出力した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ８－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－１が出力した駆動輪Ａの舵角（ステア角）δ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－２が出力した駆動輪Ｂの舵角（ステア角）δ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ９－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００ａの駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００ａを回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００ａの駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００ａを回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
（ステップＳ１０－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１ａに出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１ａに出力する。
舵角制御部１３５ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、進路情報を取得する。
舵角制御部１３５ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－１が出力した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、エンコーダ１４２－２が出力した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ８－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－１が出力した駆動輪Ａの舵角（ステア角）δ１を示す情報を取得する。走行条件取得部１３２は、操舵機構１４３－２が出力した駆動輪Ｂの舵角（ステア角）δ２を示す情報を取得する。
（ステップＳ９－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－１の回転速度ｎ１を示す情報に基づいて、移動体１００ａの駆動輪Ａの前進速度Ｖ１と移動体１００ａを回頭させる場合の速度である回頭速度ω１とを導出する。走行条件取得部１３２は、取得した電動機１４１－２の回転速度ｎ２を示す情報に基づいて、移動体１００ａの駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２と移動体１００ａを回頭させる場合の速度である回頭速度ω２とを導出する。
（ステップＳ１０－２）
移動体１００ａにおいて、走行条件取得部１３２は、導出した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報とを制御装置１３１ａに出力する。走行条件取得部１３２は、取得した駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを制御装置１３１ａに出力する。
舵角制御部１３５ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、進路情報を取得する。
舵角制御部１３５ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標舵角Ａと駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを導出する。
【0033】
（ステップＳ１１－２）
移動体１００ａにおいて、舵角制御部１３５ａは、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、制御装置１３１ａが出力する駆動輪Ａの目標舵角Ａを示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、制御装置１３１ａが出力する駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
（ステップＳ１２－２）
回転角速度制御部１３６ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、進路情報を取得する。
回転角速度制御部１３６ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
（ステップＳ１３－２）
電動機１４１－１は、制御装置１３１ａが出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１ａが出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
移動体１００ａにおいて、舵角制御部１３５ａは、導出した目標舵角Ａを示す情報を操舵機構１４３－１へ出力し、目標舵角Ｂを示す情報を操舵機構１４３－２へ出力する。
操舵機構１４３－１は、制御装置１３１ａが出力する駆動輪Ａの目標舵角Ａを示す情報を取得する。操舵機構１４３－１は、取得した目標舵角Ａを示す情報に基づいて、駆動輪Ａのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
操舵機構１４３－２は、制御装置１３１ａが出力する駆動輪Ｂの目標舵角Ｂを示す情報を取得する。操舵機構１４３－２は、取得した目標舵角Ｂを示す情報に基づいて、駆動輪Ｂのステアリングアクチュエータの操舵角を変更する。
（ステップＳ１２－２）
回転角速度制御部１３６ａは、走行条件取得部１３２が出力した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報とを取得する。舵角制御部１３５ａは、位置姿勢推定部１３７から移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果を取得する。舵角制御部１３５ａは、進路情報を取得する。
回転角速度制御部１３６ａは、取得した駆動輪Ａの前進速度Ｖ１を示す情報と回頭速度ω１を示す情報と駆動輪Ｂの前進速度Ｖ２を示す情報と回頭速度ω２を示す情報と駆動輪Ａの舵角δ１を示す情報と駆動輪Ｂの舵角δ２を示す情報と移動体１００ａの位置と姿勢とを推定した結果と進路情報とに基づいて、駆動輪Ａの目標回転角速度Ａと駆動輪Ｂの目標回転角速度Ｂを導出する。回転角速度制御部１３６は、導出した目標回転角速度Ａで制御するための制御情報を電動機１４１－１へ出力し、目標回転角速度Ｂで制御するための制御情報を電動機１４１－２へ出力する。
（ステップＳ１３－２）
電動機１４１－１は、制御装置１３１ａが出力した制御情報を取得する。電動機１４１－１は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ａを駆動させる。
電動機１４１－２は、制御装置１３１ａが出力した制御情報を取得する。電動機１４１－２は、取得した制御情報に基づいて駆動輪Ｂを駆動させる。
【0034】
ここで、移動体１００ａが受ける加速度と姿勢角制御について説明する。移動体１００ａは、走行速度の変化、旋回およびステアリングが制御されることにより並進加速度を受ける。移動体１００ａは、前後左右に姿勢角を調整する機能を有する。移動体１００ａは、この機能を用いてＺＭＰ（Ｚｅｒｏ Ｍｏｍｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）制御を行う。移動体１００ａの回転角速度制御部１３６ａは、加速度のｘ方向成分とｙ方向成分とを導出する。
図１６は、移動体が受ける加速度の例１を説明するための図である。図１６において、移動体１００ａが向いている方向はＮｏｓｅであり、駆動輪の舵角はδであり、移動体１００ａは速度ｖ、走行加速度ａでｃ２の方向に移動している。移動体１００ａの向心加速度をａｃとする。この場合、移動体１００ａの前後の揺れ方向であるＳｕｒｇｅ方向の加速度ａｘは式（１１）で表され、移動体１００ａの左右の揺れ方向であるＳｗａｙ方向の加速度ａｙは式（１２）で表される。
ａｘ＝ａ×ｃｏｓδ－ａｃ×ｓｉｎδ （１１）
ａｙ＝ａ×ｓｉｎδ＋ａｃ×ｃｏｓδ （１２）
図１７は、移動体が受ける加速度の例２を説明するための図である。図１６において、Ψは移動体１００ａのヨー角を示し、ωは移動体１００ａの回頭速度である。移動体１００ａの向心角速度ａｃは、式（１３）で表される。
ａｃ＝ｖ×ω （１３）
図１６は、移動体が受ける加速度の例１を説明するための図である。図１６において、移動体１００ａが向いている方向はＮｏｓｅであり、駆動輪の舵角はδであり、移動体１００ａは速度ｖ、走行加速度ａでｃ２の方向に移動している。移動体１００ａの向心加速度をａｃとする。この場合、移動体１００ａの前後の揺れ方向であるＳｕｒｇｅ方向の加速度ａｘは式（１１）で表され、移動体１００ａの左右の揺れ方向であるＳｗａｙ方向の加速度ａｙは式（１２）で表される。
ａｘ＝ａ×ｃｏｓδ－ａｃ×ｓｉｎδ （１１）
ａｙ＝ａ×ｓｉｎδ＋ａｃ×ｃｏｓδ （１２）
図１７は、移動体が受ける加速度の例２を説明するための図である。図１６において、Ψは移動体１００ａのヨー角を示し、ωは移動体１００ａの回頭速度である。移動体１００ａの向心角速度ａｃは、式（１３）で表される。
ａｃ＝ｖ×ω （１３）
【0035】
図１８は、移動体が受ける加速度の例３を説明するための図である。図１８は、ステアリング角の変化と移動体１００ａが受ける加速度との関係を示す。図１８において、上図は時間とステアリング角との関係を示す。上図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸はステアリング角（δ）［ｒａｄ］である。下図は時間と加速度との関係を示す。下図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸は加速度［ｍ／ｓ２］である。加速度については、Ｓｕｒｇｅ成分（ａｃｃｅｌ－ｘ）とＳｗａｙ成分（ａｃｃｅｌ－ｙ）とを示す。図１８によれば、Ｓｗａｙ成分は、ステアリング角に追従していることが分かる。
図１９は、移動体の姿勢角の一例を説明するための図である。図１９は、ＺＭＰが移動体１００ａの中心に一致するときの姿勢角を示す。図１９において、上図は時間とピッチ角との関係を示す。上図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸はピッチ角［ｄｅｇ］である。下図は時間とローリング角との関係を示す。下図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸はローリング角［ｄｅｇ］である。図１９は、加速するときは前傾、減速するときは後傾、右旋回するときは右傾する等の様子が示されている。シミュレーションは、３ｍ／ｓと、移動体１００ａとしては比較的高速に走行させたときの状態を示している。図１９によれば、ピッチ角で最大約１０度、ロール角で約２０度という大きな姿勢角調節が必要となるのが分かる。
図１９は、移動体の姿勢角の一例を説明するための図である。図１９は、ＺＭＰが移動体１００ａの中心に一致するときの姿勢角を示す。図１９において、上図は時間とピッチ角との関係を示す。上図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸はピッチ角［ｄｅｇ］である。下図は時間とローリング角との関係を示す。下図において、横軸は時間［ｓ］であり、縦軸はローリング角［ｄｅｇ］である。図１９は、加速するときは前傾、減速するときは後傾、右旋回するときは右傾する等の様子が示されている。シミュレーションは、３ｍ／ｓと、移動体１００ａとしては比較的高速に走行させたときの状態を示している。図１９によれば、ピッチ角で最大約１０度、ロール角で約２０度という大きな姿勢角調節が必要となるのが分かる。
【0036】
前述した実施形態の変形例では、移動体１００ａが、サーバ２００が送信した進路情報に追従するように自律走行を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、移動体１００ａが、予め設定した経路又は自動生成した経路を、予め与えられた速度プロファイル又は自動生成された速度プロファイルに追従するように自律走行を行うように構成してもよい。
前述した実施形態の変形例では、移動体１００ａの姿勢を変化させるときの反動としてのモーメントを考慮していないが、考慮してもよい。実際には移動体１００ａを傾斜させると、その反動としてのモーメントが発生する。高速に姿勢変化をする場合、無視できないほどの大きなモーメントが発生し、移動体１００ａが不安定になる可能性がある。
前述した実施形態の変形例では、移動体１００ａの姿勢を変化させるときのコリオリ力を考慮していないが、考慮してもよい。移動体１００ａが旋回しながら姿勢を急激に変化させるとそれぞれの回転軸に直交する向きにモーメントが発生する（＝コリオリの力）。例えば、旋回しながらピッチするとロールモーメントが、旋回しながらロールするとピッチングモーメントが、それぞれ発生する。これにより急激に姿勢変化をさせると移動体１００ａが影響は比較的軽微だと思われるが不安定になる可能性がある。
実施形態の変形例に係る移動体１００ａによれば、制御部は、移動体１００ａの目標進路を示す進路情報と、駆動輪の移動速度と、本体１０５の回頭速度と、駆動輪の舵角とに基づいて、駆動輪の目標回転角速度と、駆動輪の目標舵角とを算出する。このように構成することによって、移動体１００ａの目標進路を示す進路情報にさらに基づいて、駆動輪の目標回転角速度と、駆動輪の目標舵角とを算出するできるため、移動体１００ａに目標進路を取らせることができる。
さらに、本体１０５の姿勢を制御する姿勢制御装置としての位置姿勢推定部１３７および制御装置１３１ａをさらに備える。このように構成することによって、移動体１００ａの姿勢を安定させることができる。
前述した実施形態の変形例では、移動体１００ａの姿勢を変化させるときの反動としてのモーメントを考慮していないが、考慮してもよい。実際には移動体１００ａを傾斜させると、その反動としてのモーメントが発生する。高速に姿勢変化をする場合、無視できないほどの大きなモーメントが発生し、移動体１００ａが不安定になる可能性がある。
前述した実施形態の変形例では、移動体１００ａの姿勢を変化させるときのコリオリ力を考慮していないが、考慮してもよい。移動体１００ａが旋回しながら姿勢を急激に変化させるとそれぞれの回転軸に直交する向きにモーメントが発生する（＝コリオリの力）。例えば、旋回しながらピッチするとロールモーメントが、旋回しながらロールするとピッチングモーメントが、それぞれ発生する。これにより急激に姿勢変化をさせると移動体１００ａが影響は比較的軽微だと思われるが不安定になる可能性がある。
実施形態の変形例に係る移動体１００ａによれば、制御部は、移動体１００ａの目標進路を示す進路情報と、駆動輪の移動速度と、本体１０５の回頭速度と、駆動輪の舵角とに基づいて、駆動輪の目標回転角速度と、駆動輪の目標舵角とを算出する。このように構成することによって、移動体１００ａの目標進路を示す進路情報にさらに基づいて、駆動輪の目標回転角速度と、駆動輪の目標舵角とを算出するできるため、移動体１００ａに目標進路を取らせることができる。
さらに、本体１０５の姿勢を制御する姿勢制御装置としての位置姿勢推定部１３７および制御装置１３１ａをさらに備える。このように構成することによって、移動体１００ａの姿勢を安定させることができる。
【0037】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合わせを行うことができる。これら実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、前述した実施形態における移動体１００と、実施形態の変形例における移動体１００ａに含まれる各装置の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、訪問管理システムに含まれる各装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
なお、前述した実施形態における移動体１００と、実施形態の変形例における移動体１００ａに含まれる各装置の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、訪問管理システムに含まれる各装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【0038】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また前述したプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、前述した実施形態における訪問管理システムに含まれる各装置の各機能ブロックの一部、または全部を、ＬＳＩ等の集積回路として実現してもよい。訪問管理システムに含まれる各装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【0039】
１００、１００ａ…移動体、１０５…本体、１１０…測距部、１２０…通信部、１３０…コントローラ、１３１、１３１ａ…制御装置、１３２…走行条件取得部、１３３…受付部、１３４…処理部、１３５、１３５ａ…舵角制御部、１３６、１３６ａ…回転角速度制御部、１３７…位置姿勢推定部、１４０…駆動機構、１４１－１、１４１－２…電動機、１４２－１、１４２－２…エンコーダ、１４３－１、１４３－２…操舵機構、１５０…補助輪、１６０…慣性計測部、１７０…通信部、１８０…撮像部、１９０…奥行検出部、２００…サーバ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】