電動式ハンディカート
【課題】前方の障害物を自動で回避することができる電動式ハンディカートを提供するものである。
【解決手段】電動式カート１は障害物の画像を検出する画像検出装置４０と、制御装置１０を備える。制御装置１０は、画像検出装置４０からの画像信号に基づき障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段（１３，１４）と、点位置信号を中心位置とする所定の径の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段１５と、膨張円信号に基づきいずれか一つの膨張円のみに接するとともに正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、経路接線と正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段１６と、経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段１８と、回避信号により目標電流信号を加減して調整し、調整電流信号を出力する調整手段（２１，２２）と備え、調整電流信号に対応し、電動モータ（４，５）に制御電流をそれぞれ供給する。
【解決手段】電動式カート１は障害物の画像を検出する画像検出装置４０と、制御装置１０を備える。制御装置１０は、画像検出装置４０からの画像信号に基づき障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段（１３，１４）と、点位置信号を中心位置とする所定の径の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段１５と、膨張円信号に基づきいずれか一つの膨張円のみに接するとともに正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、経路接線と正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段１６と、経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段１８と、回避信号により目標電流信号を加減して調整し、調整電流信号を出力する調整手段（２１，２２）と備え、調整電流信号に対応し、電動モータ（４，５）に制御電流をそれぞれ供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動式ハンディカートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高齢者などの足腰の弱くなった歩行者の歩行をアシストする装置として、特許文献１または特許文献２に示される電動式ハンディカートが提案されている。
【０００３】
上記の電動式ハンディカートは、電動モータにより独立して回転駆動することができる左右の駆動輪と、歩行者者が把持する操作桿（杖部）と、を備える。操作桿には、操作力検出装置が設けられており、この操作力検出装置により操作桿に作用する歩行者の操作力が検出される。そして、ハンディカートの左右の駆動輪を駆動する電動モータは、操作力検出装置にて検出される歩行者の操作力の値に基づいて駆動させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２５２２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０６８２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述の電動式ハンディカートにあって、安全機能としてカートの進行方向であるカートの前方にある障害物を検出し、障害物を自動で回避できる手段を備えることが有効であるといえる。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、前方の障害物を自動で回避することができる電動式ハンディカートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の電動式ハンディカートは、歩行者が保持する操作桿と、前記操作桿に設けられ、歩行者が前記操作桿に与える操作力を検出する操作力検出装置と、第１および第２の電動モータと、前記第１および第２の電動モータの回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段と、前記第１および第２の電動モータによりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪と、前記操作力検出装置からの信号に基づき前記第１および第２の電動モータに制御電流を供給する制御装置と、を備える電動式ハンディカートにおいて、前記ハンディカートの前方における障害物の画像を検出する画像検出装置を備え、前記制御装置は、前記操作力検出装置からの力信号に基づき目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、前記第１および第２の速度検出手段からの第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、前記平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、前記画像検出装置からの障害物の画像信号に基づき前記障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段と、前記複数の点位置信号を中心位置とする所定の径の複数の膨張円に対応する複数の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段と、前記膨張円信号に基づき前記複数の膨張円のうちいずれか一つの前記膨張円のみに接するとともに前記カートの正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、前記経路接線と前記正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段と、前記経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段と、前記回避信号により前記目標電流信号を加減して調整し、第１お
よび第２の調整電流信号を出力する第１および第２の調整手段と、前記第１および第２の調整手段からの前記第１および第２の調整電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに第１および第２の制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電動式ハンディカートによれば、カートの前方にある障害物を自動で回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の電動式ハンディカートを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の制御装置のシステムブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の制御装置で行われる処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の制御装置により経路角を検出する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（電動式ハンディカートの実施形態）
次に、本発明の電動式ハンディカートの実施形態について、図１に基づいて説明する。図１は本実施形態における電動式ハンディカートの斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、電動式ハンディカート１は、パイプ部材より形成された本体フレーム２と、本体フレーム２の上部に取り付けられ、歩行者が保持する棒状の操作桿３と、本体フレーム２に設けられたケースＣと、本体フレーム２の両側に取り付けられた第１および第２の電動モータ（４，５）と、第１および第２の電動モータ（４，５）によりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪（６，７）と、を備える。そして、ケースＣ内には、制御装置１０と、電動モータ（４，５）に電流を供給するバッテリ３０と、が設けられている。また、ハンディカート１は、電動モータ（４，５）の回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）を備えている。
【００１２】
また、操作桿３の上端部にはハンドグリップ８が取り付けられており、ハンドグリップ８には画像検出装置としてのステレオカメラ４０が設けられているとともに、ハンドグリップ８内には操作力検出装置９が設けられている。ここで、ステレオカメラ４０は、上下方向（操作桿の軸方向）に縦型に配置された２つのＣＣＤカメラ（４１，４２）を備え、ハンディカート１の前方における障害物の画像を検出する。操作力検出装置９は、歩行者が操作桿３に与える操作力を検出する。ここで、操作力は、歩行者が操作桿３の軸方向にハンディカート１を押し引きする力である。なお、操作桿３の中央部には、買い物かご等を懸架することができるかご用フック６０が取り付けられている。
【００１３】
（制御装置）
次に、図２に基づきハンディカート１に備わる制御装置１０について説明する。図２は電動式ハンディカート１における制御装置１０を示すシステムブロック図である。
【００１４】
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、障害物画像検出手段としての画像情報取得手段１３および障害物画像変換手段１４と、障害物画像膨張手段１５と、経路取得手段１６と、経路選択手段１７と、回避信号出力手段１８と、減算器１９と、目標電流演算手段２０と、第１の調整手段としての加算器２１と、第２の調整手段としての減算器２２と、第１および第２の電流出力手段（２３，２４）と、加算器２５と、平均化手段２６と、を備える。
【００１５】
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する
力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、目標速度信号（Ｖｒ）を演算する。
【００１６】
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２５で加算されるとともに、平均化手段２６にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により目標速度信号（Ｖｒ）から平均速度信号（Ｖａｖｅ）が減じられ、目標速度信号（Ｖｒ）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε）が減算器１９より出力される。
【００１７】
さらに、目標電流演算手段２０は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号（ｉ０）を演算する
【００１８】
次に、図２を参照し、ステレオカメラ（画像検出装置）４０からの障害物の画像信号に基づき電動式ハンディカート１に備わる電動モータ（４，５）に、障害物を回避するための制御電流（Ｉ１，Ｉ２）それぞれを供給する手段について説明する。
【００１９】
ステレオカメラ４０からの画像信号は、カメラ４０から「仮ゴール」までの所定の距離Ｒ０（参照半径）以内（例えば、Ｒ０＝５ｍ以内）の画像信号が参照され、制御装置１０での処理情報として用いられ、制御装置１０において、この処理情報に基づき障害物を回避するための制御が行われる。
【００２０】
ステレオカメラ４０により検出された障害物の画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される。このようにして、障害物の外表面の輪郭が複数の点位置信号として検出される。なお、点位置信号は、ステレオカメラ４０を中心とする放射方向に角度「０．２５度」おきに等ピッチに検出される。
【００２１】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される。ここで、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）は、ハンディカート１の車体幅（Ｌ０）と等しく設定されている（Ｌ１＝Ｌ０）。また、第２の膨張円の第２の径（Ｌ２）は、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）よりも長さα１だけ長く設定されており（Ｌ２＝Ｌ１＋α１）、第３の膨張円の第３の径（Ｌ３）は、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）よりも長さα２だけ長く設定されている（Ｌ３＝Ｌ１＋α２）。ここで、長さα２は長さα１よりも長く（α２＞α１＞０）、短い径から順に第１、第２、第３の膨張円となっている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。なお、本実施の形態では、第１の径（Ｌ１）は６０ｃｍ（Ｌ１＝６０ｃｍ）、第２の径（Ｌ２）は８０ｃｍ（Ｌ２＝８０ｃｍ）、第３の径（Ｌ３）は１００ｃｍ（Ｌ３＝１００ｃｍ）に設定されている。
【００２２】
次に、経路取得手段１６により、複数の第１から第３の膨張円信号に基づき、障害物を回避してハンディカート１を進めるべき方向である角度に対応する「経路角信号」が演算される。
【００２３】
経路取得手段１６では、複数の第１の膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの第１の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第１の経路方向線を演算し、第１の経路方向線と正面方向線との角度である第１の経路角度信号（θ１）が演算される。ここで、「正面方向線
」は、カート１から正面方向に設定された「仮ゴール」に向けて伸びる仮想直線をいう。
【００２４】
また、経路取得手段１６では複数の第２およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの第２の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第２の経路方向線を演算し、第２の経路方向線と正面方向線との角度である第２の経路角度信号（θ２）が演算される。
【００２５】
さらに、経路取得手段１６では複数の第３およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第３の膨張円のうちいずれか一つの第３の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第３の経路方向線を演算し、第３の経路方向線と正面方向線との角度である第３の経路角度信号（θ３）が演算される。
【００２６】
次に、経路選択手段１７により、第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）のうちいずれか一つの経路角信号が選択される。
【００２７】
経路選択手段１７では、まず、第１の経路角信号（θ１）と第３の経路角信号（θ３）が比較され、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ３｜＜φ１）である場合には、調整経路角（θ）として第３の経路角信号（θ３）が選択される（θ＝θ３）。
【００２８】
そして、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ１）である場合には、さらに、第１の経路角信号（θ１）と第２の経路角信号（θ２）が比較され、第１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ２｜＜φ２）である場合には、調整経路角（θ９として第２の経路角信号（θ２）が選択される（θ＝θ２）。
【００２９】
そして、１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ２）である場合には、調整経路角（θ）として第１の経路角信号（θ１）が選択される（θ＝θ１）。
【００３０】
次に、回避信号出力手段１８により、経路選択手段１７で第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）より選択されたいずれか一つの経路角信号（θ１ ｏｒ θ２ ｏｒ
θ３）に基づき回避信号が出力される。ここで、回避信号は、経路角信号（θ１，θ２，θ３）に比例ゲイン（Ｋ）を乗じた値であり、第１および第２の電動モータ（４，５）に供給されるそれぞれの電流値を調整する値である（δｉ＝Ｋθ）。
【００３１】
そして、第１および第２の調整手段（２１，２２）において、回避信号（δｉ）により目標電流信号（ｉ０）が加減して調整され、第１および第２の調整電流信号（ｉ１，ｉ２）が第１および第２の調整手段（２１，２２）から出力される。ここで、第１の調整手段２１は加算器であり、第１の調整電流信号（ｉ１）として、目標電流信号（ｉ０）に回避信号（δｉ）が加算された信号が出力される（ｉ１＝ｉ０＋δｉ）。また、第２の調整手段２２は減算器であり、第２の調整電流信号（ｉ２）として、目標電流信号（ｉ０）から回避信号（δｉ）が減算された信号が出力される（ｉ２＝ｉ０−δｉ）。
【００３２】
最後に、それぞれ第１および第２の電流出力手段（２３，２４）により、第１および第２の調整手段（２１，２２）からの第１および第２の調整電流信号（ｉ１，ｉ２）に対応（比例）し、第１および第２の電動モータ（４，５）にそれぞれ第１および第２の制御電流（Ｉ１，Ｉ２）が供給される。
【００３３】
（フローチャート）
次に、図３に示すフローチャートに基づき制御装置１０にて処理される障害物の画像情報の処理方法について説明する。
【００３４】
電動ハンディカート１が起動すると（Ｓ１）、ステレオカメラ４０により検出された障害物の画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され（Ｓ２）、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される（Ｓ３）。
【００３５】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）。
【００３６】
また、経路取得手段１６では、複数の第１の膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの第１の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第１の経路方向線を演算し、第１の経路方向線と正面方向線との角度である第１の経路角度信号（θ１）が演算される（Ｓ７）。
【００３７】
同様に、経路取得手段１６では複数の第２およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの第２の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第２の経路方向線を演算し、第２の経路方向線と正面方向線との角度である第２の経路角度信号（θ２）が演算される（Ｓ８）。
【００３８】
また、同様に、経路取得手段１６では複数の第３およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第３の膨張円のうちいずれか一つの第３の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第３の経路方向線を演算し、第３の経路方向線と正面方向線との角度である第３の経路角度信号（θ３）が演算される（Ｓ９）。
【００３９】
経路選択手段１７では、まず、第１の経路角信号（θ１）と第３の経路角信号（θ３）が比較され、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ３｜＜φ１）である場合には、調整経路角（θ）として第３の経路角信号（θ３）が選択される（θ＝θ３）（Ｓ１０，Ｓ１２）。
【００４０】
そして、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ１）である場合には、さらに、第１の経路角信号（θ１）と第２の経路角信号（θ２）が比較され、第１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ２｜＜φ２）である場合には、調整経路角（θ９として第２の経路角信号（θ２）が選択される（θ＝θ２）（Ｓ１１，Ｓ１３）。
【００４１】
そして、１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ２）である場合には、調整経路角（θ）として第１の経路角信号（θ１）が選択される（θ＝θ１）（Ｓ１１，Ｓ１４）。
【００４２】
次に、回避信号出力手段１８により、経路選択手段１７で第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）より選択されたいずれか一つの経路角信号（θ１ ｏｒ θ２ ｏｒ
θ３）に基づき回避信号が出力される（Ｓ１５）。ここで、回避信号は、経路角信号（θ１，θ２，θ３）に比例ゲイン（Ｋ）を乗じた値であり、第１および第２の電動モータ（４，５）に供給されるそれぞれの電流値を調整する値である（δｉ＝Ｋθ）。
【００４３】
（経路角の検出方法の具体例）
最後に、図４に基づき本実施形態の電動式ハンディカート１の制御装置１０が第１から第３の経路角（θ１，θ２，θ３）を検出する具体例について説明する。
【００４４】
同図においては、３つの障害物（Ｘ，Ｙ，Ｘ）が参照半径（Ｒ０）内に散乱して配置されており、これらの障害物の画像信号がステレオカメラ４０により制御装置１０に送られる。
【００４５】
ステレオカメラ４０により検出されたこれらの画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）。このようにして、障害物の外表面の輪郭が複数の点位置信号として検出される。なお、実際上、点位置信号は、ステレオカメラ４０を中心とする放射方向に角度「０．２５度」おきに等ピッチに検出されるが、説明の便宜上、図４においては障害物の角部の２点ずつにおいて（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）、点位置信号が検出されたものとする。
【００４６】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される。図４においては、計６つの点位置信号に対して、それぞれ３つの膨張円信号が形成される。
【００４７】
次に、経路取得手段１６により、複数の第１から第３の膨張円信号に基づき、障害物を回避してハンディカート１を進めるべき方向である角度に対応する「経路角信号」が演算される。
【００４８】
図４において、「第１の経路角θ１」は、障害物Ｘの点位置信号Ｘ２における第１の膨張円に対して、第１の経路接線Ｍ１が設定され、第１の経路接線Ｍ１により第１の経路角θ１が演算され、「第２の経路角θ２」は、障害物Ｙの点位置信号Ｙ２における第２の膨張円に対して、第２の経路接線Ｍ２が設定され、第２の経路接線Ｍ２により第２の経路角θ２が演算される。そして、「第３の経路角θ３」は、障害物Ｘの点位置信号Ｘ１における第３の膨張円に対して、第３の経路接線Ｍ３が設定され、第３の経路接線Ｍ３により第３の経路角θ３が演算される。
【符号の説明】
【００４９】
１ 電動推進式ハンディカート
２ 本体フレーム
３ 操作桿
４ 電動モータ（第１の電動モータ）
４ａ 速度検出手段
５ 電動モータ（第２の電動モータ）
５ａ 速度検出手段
６、７ 駆動輪
８ ハンドグリップ
９ 操作力検出装置
１０ 制御装置
１１ 計測手段
１２ 目標速度演算手段
１３ 画像情報取得手段（障害物画像検出手段）
１４ 障害物画像変換手段（障害物画像検出手段）
１５ 障害物画像膨張手段
１６ 経路取得手段
１７ 経路選択手段
１８ 回避信号出力手段
１９ 減算器
２０ 目標電流演算手段
２１ 加算器（第１の調整手段）
２２ 減算器（第２の調整手段）
２３ 第１の電流出力手段
２４ 第２の電流出力手段
２５ 加算器
２６ 平均化手段
３０ バッテリ
４０ 画像検出手段（ステレオカメラ）
４１ ＣＣＤカメラ
４２ ＣＣＤカメラ
５０ 傾斜角検出手段（ジャイロセンサ）
６０ かご用フック
Ｃ ケース
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動式ハンディカートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高齢者などの足腰の弱くなった歩行者の歩行をアシストする装置として、特許文献１または特許文献２に示される電動式ハンディカートが提案されている。
【０００３】
上記の電動式ハンディカートは、電動モータにより独立して回転駆動することができる左右の駆動輪と、歩行者者が把持する操作桿（杖部）と、を備える。操作桿には、操作力検出装置が設けられており、この操作力検出装置により操作桿に作用する歩行者の操作力が検出される。そして、ハンディカートの左右の駆動輪を駆動する電動モータは、操作力検出装置にて検出される歩行者の操作力の値に基づいて駆動させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２５２２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０６８２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述の電動式ハンディカートにあって、安全機能としてカートの進行方向であるカートの前方にある障害物を検出し、障害物を自動で回避できる手段を備えることが有効であるといえる。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、前方の障害物を自動で回避することができる電動式ハンディカートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の電動式ハンディカートは、歩行者が保持する操作桿と、前記操作桿に設けられ、歩行者が前記操作桿に与える操作力を検出する操作力検出装置と、第１および第２の電動モータと、前記第１および第２の電動モータの回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段と、前記第１および第２の電動モータによりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪と、前記操作力検出装置からの信号に基づき前記第１および第２の電動モータに制御電流を供給する制御装置と、を備える電動式ハンディカートにおいて、前記ハンディカートの前方における障害物の画像を検出する画像検出装置を備え、前記制御装置は、前記操作力検出装置からの力信号に基づき目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、前記第１および第２の速度検出手段からの第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、前記平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、前記画像検出装置からの障害物の画像信号に基づき前記障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段と、前記複数の点位置信号を中心位置とする所定の径の複数の膨張円に対応する複数の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段と、前記膨張円信号に基づき前記複数の膨張円のうちいずれか一つの前記膨張円のみに接するとともに前記カートの正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、前記経路接線と前記正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段と、前記経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段と、前記回避信号により前記目標電流信号を加減して調整し、第１お
よび第２の調整電流信号を出力する第１および第２の調整手段と、前記第１および第２の調整手段からの前記第１および第２の調整電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに第１および第２の制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電動式ハンディカートによれば、カートの前方にある障害物を自動で回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の電動式ハンディカートを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の制御装置のシステムブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の制御装置で行われる処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の制御装置により経路角を検出する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（電動式ハンディカートの実施形態）
次に、本発明の電動式ハンディカートの実施形態について、図１に基づいて説明する。図１は本実施形態における電動式ハンディカートの斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、電動式ハンディカート１は、パイプ部材より形成された本体フレーム２と、本体フレーム２の上部に取り付けられ、歩行者が保持する棒状の操作桿３と、本体フレーム２に設けられたケースＣと、本体フレーム２の両側に取り付けられた第１および第２の電動モータ（４，５）と、第１および第２の電動モータ（４，５）によりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪（６，７）と、を備える。そして、ケースＣ内には、制御装置１０と、電動モータ（４，５）に電流を供給するバッテリ３０と、が設けられている。また、ハンディカート１は、電動モータ（４，５）の回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）を備えている。
【００１２】
また、操作桿３の上端部にはハンドグリップ８が取り付けられており、ハンドグリップ８には画像検出装置としてのステレオカメラ４０が設けられているとともに、ハンドグリップ８内には操作力検出装置９が設けられている。ここで、ステレオカメラ４０は、上下方向（操作桿の軸方向）に縦型に配置された２つのＣＣＤカメラ（４１，４２）を備え、ハンディカート１の前方における障害物の画像を検出する。操作力検出装置９は、歩行者が操作桿３に与える操作力を検出する。ここで、操作力は、歩行者が操作桿３の軸方向にハンディカート１を押し引きする力である。なお、操作桿３の中央部には、買い物かご等を懸架することができるかご用フック６０が取り付けられている。
【００１３】
（制御装置）
次に、図２に基づきハンディカート１に備わる制御装置１０について説明する。図２は電動式ハンディカート１における制御装置１０を示すシステムブロック図である。
【００１４】
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、障害物画像検出手段としての画像情報取得手段１３および障害物画像変換手段１４と、障害物画像膨張手段１５と、経路取得手段１６と、経路選択手段１７と、回避信号出力手段１８と、減算器１９と、目標電流演算手段２０と、第１の調整手段としての加算器２１と、第２の調整手段としての減算器２２と、第１および第２の電流出力手段（２３，２４）と、加算器２５と、平均化手段２６と、を備える。
【００１５】
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する
力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、目標速度信号（Ｖｒ）を演算する。
【００１６】
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２５で加算されるとともに、平均化手段２６にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により目標速度信号（Ｖｒ）から平均速度信号（Ｖａｖｅ）が減じられ、目標速度信号（Ｖｒ）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε）が減算器１９より出力される。
【００１７】
さらに、目標電流演算手段２０は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号（ｉ０）を演算する
【００１８】
次に、図２を参照し、ステレオカメラ（画像検出装置）４０からの障害物の画像信号に基づき電動式ハンディカート１に備わる電動モータ（４，５）に、障害物を回避するための制御電流（Ｉ１，Ｉ２）それぞれを供給する手段について説明する。
【００１９】
ステレオカメラ４０からの画像信号は、カメラ４０から「仮ゴール」までの所定の距離Ｒ０（参照半径）以内（例えば、Ｒ０＝５ｍ以内）の画像信号が参照され、制御装置１０での処理情報として用いられ、制御装置１０において、この処理情報に基づき障害物を回避するための制御が行われる。
【００２０】
ステレオカメラ４０により検出された障害物の画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される。このようにして、障害物の外表面の輪郭が複数の点位置信号として検出される。なお、点位置信号は、ステレオカメラ４０を中心とする放射方向に角度「０．２５度」おきに等ピッチに検出される。
【００２１】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される。ここで、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）は、ハンディカート１の車体幅（Ｌ０）と等しく設定されている（Ｌ１＝Ｌ０）。また、第２の膨張円の第２の径（Ｌ２）は、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）よりも長さα１だけ長く設定されており（Ｌ２＝Ｌ１＋α１）、第３の膨張円の第３の径（Ｌ３）は、第１の膨張円の第１の径（Ｌ１）よりも長さα２だけ長く設定されている（Ｌ３＝Ｌ１＋α２）。ここで、長さα２は長さα１よりも長く（α２＞α１＞０）、短い径から順に第１、第２、第３の膨張円となっている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。なお、本実施の形態では、第１の径（Ｌ１）は６０ｃｍ（Ｌ１＝６０ｃｍ）、第２の径（Ｌ２）は８０ｃｍ（Ｌ２＝８０ｃｍ）、第３の径（Ｌ３）は１００ｃｍ（Ｌ３＝１００ｃｍ）に設定されている。
【００２２】
次に、経路取得手段１６により、複数の第１から第３の膨張円信号に基づき、障害物を回避してハンディカート１を進めるべき方向である角度に対応する「経路角信号」が演算される。
【００２３】
経路取得手段１６では、複数の第１の膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの第１の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第１の経路方向線を演算し、第１の経路方向線と正面方向線との角度である第１の経路角度信号（θ１）が演算される。ここで、「正面方向線
」は、カート１から正面方向に設定された「仮ゴール」に向けて伸びる仮想直線をいう。
【００２４】
また、経路取得手段１６では複数の第２およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの第２の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第２の経路方向線を演算し、第２の経路方向線と正面方向線との角度である第２の経路角度信号（θ２）が演算される。
【００２５】
さらに、経路取得手段１６では複数の第３およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第３の膨張円のうちいずれか一つの第３の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第３の経路方向線を演算し、第３の経路方向線と正面方向線との角度である第３の経路角度信号（θ３）が演算される。
【００２６】
次に、経路選択手段１７により、第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）のうちいずれか一つの経路角信号が選択される。
【００２７】
経路選択手段１７では、まず、第１の経路角信号（θ１）と第３の経路角信号（θ３）が比較され、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ３｜＜φ１）である場合には、調整経路角（θ）として第３の経路角信号（θ３）が選択される（θ＝θ３）。
【００２８】
そして、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ１）である場合には、さらに、第１の経路角信号（θ１）と第２の経路角信号（θ２）が比較され、第１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ２｜＜φ２）である場合には、調整経路角（θ９として第２の経路角信号（θ２）が選択される（θ＝θ２）。
【００２９】
そして、１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ２）である場合には、調整経路角（θ）として第１の経路角信号（θ１）が選択される（θ＝θ１）。
【００３０】
次に、回避信号出力手段１８により、経路選択手段１７で第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）より選択されたいずれか一つの経路角信号（θ１ ｏｒ θ２ ｏｒ
θ３）に基づき回避信号が出力される。ここで、回避信号は、経路角信号（θ１，θ２，θ３）に比例ゲイン（Ｋ）を乗じた値であり、第１および第２の電動モータ（４，５）に供給されるそれぞれの電流値を調整する値である（δｉ＝Ｋθ）。
【００３１】
そして、第１および第２の調整手段（２１，２２）において、回避信号（δｉ）により目標電流信号（ｉ０）が加減して調整され、第１および第２の調整電流信号（ｉ１，ｉ２）が第１および第２の調整手段（２１，２２）から出力される。ここで、第１の調整手段２１は加算器であり、第１の調整電流信号（ｉ１）として、目標電流信号（ｉ０）に回避信号（δｉ）が加算された信号が出力される（ｉ１＝ｉ０＋δｉ）。また、第２の調整手段２２は減算器であり、第２の調整電流信号（ｉ２）として、目標電流信号（ｉ０）から回避信号（δｉ）が減算された信号が出力される（ｉ２＝ｉ０−δｉ）。
【００３２】
最後に、それぞれ第１および第２の電流出力手段（２３，２４）により、第１および第２の調整手段（２１，２２）からの第１および第２の調整電流信号（ｉ１，ｉ２）に対応（比例）し、第１および第２の電動モータ（４，５）にそれぞれ第１および第２の制御電流（Ｉ１，Ｉ２）が供給される。
【００３３】
（フローチャート）
次に、図３に示すフローチャートに基づき制御装置１０にて処理される障害物の画像情報の処理方法について説明する。
【００３４】
電動ハンディカート１が起動すると（Ｓ１）、ステレオカメラ４０により検出された障害物の画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され（Ｓ２）、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される（Ｓ３）。
【００３５】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）。
【００３６】
また、経路取得手段１６では、複数の第１の膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの第１の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第１の経路方向線を演算し、第１の経路方向線と正面方向線との角度である第１の経路角度信号（θ１）が演算される（Ｓ７）。
【００３７】
同様に、経路取得手段１６では複数の第２およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの第２の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第２の経路方向線を演算し、第２の経路方向線と正面方向線との角度である第２の経路角度信号（θ２）が演算される（Ｓ８）。
【００３８】
また、同様に、経路取得手段１６では複数の第３およびの膨張円信号に基づき、カメラ４０から放射状に伸びる線において複数の第３の膨張円のうちいずれか一つの第３の膨張円のみに接するとともに「正面方向線」に最も近接した第３の経路方向線を演算し、第３の経路方向線と正面方向線との角度である第３の経路角度信号（θ３）が演算される（Ｓ９）。
【００３９】
経路選択手段１７では、まず、第１の経路角信号（θ１）と第３の経路角信号（θ３）が比較され、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ３｜＜φ１）である場合には、調整経路角（θ）として第３の経路角信号（θ３）が選択される（θ＝θ３）（Ｓ１０，Ｓ１２）。
【００４０】
そして、第１および第３の経路角（θ１，θ３）の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ１）である場合には、さらに、第１の経路角信号（θ１）と第２の経路角信号（θ２）が比較され、第１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度未満（｜θ１−θ２｜＜φ２）である場合には、調整経路角（θ９として第２の経路角信号（θ２）が選択される（θ＝θ２）（Ｓ１１，Ｓ１３）。
【００４１】
そして、１および第２の経路角（θ１，θ２）の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度以上（｜θ１−θ３｜≧φ２）である場合には、調整経路角（θ）として第１の経路角信号（θ１）が選択される（θ＝θ１）（Ｓ１１，Ｓ１４）。
【００４２】
次に、回避信号出力手段１８により、経路選択手段１７で第１から第３の経路角信号（θ１，θ２，θ３）より選択されたいずれか一つの経路角信号（θ１ ｏｒ θ２ ｏｒ
θ３）に基づき回避信号が出力される（Ｓ１５）。ここで、回避信号は、経路角信号（θ１，θ２，θ３）に比例ゲイン（Ｋ）を乗じた値であり、第１および第２の電動モータ（４，５）に供給されるそれぞれの電流値を調整する値である（δｉ＝Ｋθ）。
【００４３】
（経路角の検出方法の具体例）
最後に、図４に基づき本実施形態の電動式ハンディカート１の制御装置１０が第１から第３の経路角（θ１，θ２，θ３）を検出する具体例について説明する。
【００４４】
同図においては、３つの障害物（Ｘ，Ｙ，Ｘ）が参照半径（Ｒ０）内に散乱して配置されており、これらの障害物の画像信号がステレオカメラ４０により制御装置１０に送られる。
【００４５】
ステレオカメラ４０により検出されたこれらの画像信号は、画像情報取得手段１３において障害物の輪郭が複数の回転座標系の点位置信号に変換され、この回転座標系の点位置信号は、障害物画像変換手段１４によりＸＹ座標系の点位置信号に変換される（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）。このようにして、障害物の外表面の輪郭が複数の点位置信号として検出される。なお、実際上、点位置信号は、ステレオカメラ４０を中心とする放射方向に角度「０．２５度」おきに等ピッチに検出されるが、説明の便宜上、図４においては障害物の角部の２点ずつにおいて（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）、点位置信号が検出されたものとする。
【００４６】
そして、障害物画像膨張手段１５により、複数の点位置信号（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２）を中心位置とする第１、第２および第３の径（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の複数の第１、第２および第３の膨張円に対応する複数の第１、第２および第３の膨張円信号が形成される。図４においては、計６つの点位置信号に対して、それぞれ３つの膨張円信号が形成される。
【００４７】
次に、経路取得手段１６により、複数の第１から第３の膨張円信号に基づき、障害物を回避してハンディカート１を進めるべき方向である角度に対応する「経路角信号」が演算される。
【００４８】
図４において、「第１の経路角θ１」は、障害物Ｘの点位置信号Ｘ２における第１の膨張円に対して、第１の経路接線Ｍ１が設定され、第１の経路接線Ｍ１により第１の経路角θ１が演算され、「第２の経路角θ２」は、障害物Ｙの点位置信号Ｙ２における第２の膨張円に対して、第２の経路接線Ｍ２が設定され、第２の経路接線Ｍ２により第２の経路角θ２が演算される。そして、「第３の経路角θ３」は、障害物Ｘの点位置信号Ｘ１における第３の膨張円に対して、第３の経路接線Ｍ３が設定され、第３の経路接線Ｍ３により第３の経路角θ３が演算される。
【符号の説明】
【００４９】
１ 電動推進式ハンディカート
２ 本体フレーム
３ 操作桿
４ 電動モータ（第１の電動モータ）
４ａ 速度検出手段
５ 電動モータ（第２の電動モータ）
５ａ 速度検出手段
６、７ 駆動輪
８ ハンドグリップ
９ 操作力検出装置
１０ 制御装置
１１ 計測手段
１２ 目標速度演算手段
１３ 画像情報取得手段（障害物画像検出手段）
１４ 障害物画像変換手段（障害物画像検出手段）
１５ 障害物画像膨張手段
１６ 経路取得手段
１７ 経路選択手段
１８ 回避信号出力手段
１９ 減算器
２０ 目標電流演算手段
２１ 加算器（第１の調整手段）
２２ 減算器（第２の調整手段）
２３ 第１の電流出力手段
２４ 第２の電流出力手段
２５ 加算器
２６ 平均化手段
３０ バッテリ
４０ 画像検出手段（ステレオカメラ）
４１ ＣＣＤカメラ
４２ ＣＣＤカメラ
５０ 傾斜角検出手段（ジャイロセンサ）
６０ かご用フック
Ｃ ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者が保持する操作桿と、前記操作桿に設けられ、歩行者が前記操作桿に与える操作力を検出する操作力検出装置と、第１および第２の電動モータと、前記第１および第２の電動モータの回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段と、前記第１および第２の電動モータによりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪と、前記操作力検出装置からの信号に基づき前記第１および第２の電動モータに制御電流を供給する制御装置と、を備える電動式ハンディカートにおいて、
前記ハンディカートの前方における障害物の画像を検出する画像検出装置を備え、
前記制御装置は、
前記操作力検出装置からの力信号に基づき目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、
前記第１および第２の速度検出手段からの第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、
前記平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、
前記画像検出装置からの障害物の画像信号に基づき前記障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段と、
前記複数の点位置信号を中心位置とする所定の径の複数の膨張円に対応する複数の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段と、
前記膨張円信号に基づき前記複数の膨張円のうちいずれか一つの前記膨張円のみに接するとともに前記カートの正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、前記経路接線と前記正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段と、
前記経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段と、
前記回避信号により前記目標電流信号を加減して調整し、第１および第２の調整電流信号を出力する第１および第２の調整手段と、
前記第１および第２の調整手段からの前記第１および第２の調整電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに第１および第２の制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする電動式ハンディカート。
【請求項２】
請求項１に記載された電動式ハンディカートにおいて、
前記障害物画像膨張手段は、前記複数の点位置信号を中心位置とする第１の径の複数の第１の膨張円に対応する複数の第１の膨張円信号、および前記第１の膨張円よりも径の大きい第２の径の複数の第２の膨張円に対応する複数の第２の膨張円信号を形成し、
前記経路取得手段は、前記複数の第１の膨張円信号に基づき前記複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの前記第１の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第１の経路接線を演算し、前記第１の経路接線と前記正面方向線との角度である第１の経路角信号を演算し、さらに、前記複数の第２の膨張円信号に基づき前記複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの前記第２の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第２の経路接線を演算し、前記第２の経路接線と前記正面方向線との角度である第２の経路角信号を演算し、
前記制御装置は、前記第１および第２の経路角信号を比較し、第１および第２の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第２の経路角信号を選択し、前記差分角度が所定の角度以上である場合には、前記第１の経路角信号を選択する経路選択手段を備え、
前記回避信号出力手段は、前記経路選択手段により前記第１および第２の経路角信号より選択されたいずれか一つの経路角信号に基づき回避信号を出力すること、を特徴とする電動式ハンディカート。
【請求項３】
請求項２に記載された電動式ハンディカートにおいて、
前記障害物画像膨張手段は、前記点位置信号を中心位置とする前記第２の膨張円よりも径の大きい第３の径の複数の第３の膨張円に対応する複数の第３の膨張円信号を形成し、
前記経路取得手段は、前記複数の第３の膨張円信号に基づき前記複数の第３の膨張円のうちのいずれか一つの前記第３の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第３の経路接線を演算し、前記第３の経路線線と前記正面方向線との角度である第３の経路角信号を演算し、
前記経路選択手段は、前記第１および第３の経路角信号を比較するとともに、第１および第３の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第３の経路角信号を選択し、前記差分角度が前記所定の角度以上である場合には、前記第１および第２の経路角信号を比較するとともに、第１および第２の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第２の経路角信号を選択し、前記差分角度が、前記所定の角度以上である場合には、前記第１の経路角信号を選択し、
前記回避信号出力手段は、前記経路選択手段により前記第１から第３の経路角信号より選択されたいずれか一つの経路角信号に基づき回避信号を出力すること、を特徴とする電動式ハンディカート。
【請求項１】
歩行者が保持する操作桿と、前記操作桿に設けられ、歩行者が前記操作桿に与える操作力を検出する操作力検出装置と、第１および第２の電動モータと、前記第１および第２の電動モータの回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段と、前記第１および第２の電動モータによりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪と、前記操作力検出装置からの信号に基づき前記第１および第２の電動モータに制御電流を供給する制御装置と、を備える電動式ハンディカートにおいて、
前記ハンディカートの前方における障害物の画像を検出する画像検出装置を備え、
前記制御装置は、
前記操作力検出装置からの力信号に基づき目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、
前記第１および第２の速度検出手段からの第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、
前記平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、
前記画像検出装置からの障害物の画像信号に基づき前記障害物の輪郭を複数の点位置信号に変換する障害物画像検出手段と、
前記複数の点位置信号を中心位置とする所定の径の複数の膨張円に対応する複数の膨張円信号を形成する障害物画像膨張手段と、
前記膨張円信号に基づき前記複数の膨張円のうちいずれか一つの前記膨張円のみに接するとともに前記カートの正面方向線に最も近接した経路接線を演算し、前記経路接線と前記正面方向線との角度である経路角信号を演算する経路取得手段と、
前記経路角信号に基づき回避信号を出力する回避信号出力手段と、
前記回避信号により前記目標電流信号を加減して調整し、第１および第２の調整電流信号を出力する第１および第２の調整手段と、
前記第１および第２の調整手段からの前記第１および第２の調整電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに第１および第２の制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする電動式ハンディカート。
【請求項２】
請求項１に記載された電動式ハンディカートにおいて、
前記障害物画像膨張手段は、前記複数の点位置信号を中心位置とする第１の径の複数の第１の膨張円に対応する複数の第１の膨張円信号、および前記第１の膨張円よりも径の大きい第２の径の複数の第２の膨張円に対応する複数の第２の膨張円信号を形成し、
前記経路取得手段は、前記複数の第１の膨張円信号に基づき前記複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの前記第１の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第１の経路接線を演算し、前記第１の経路接線と前記正面方向線との角度である第１の経路角信号を演算し、さらに、前記複数の第２の膨張円信号に基づき前記複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの前記第２の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第２の経路接線を演算し、前記第２の経路接線と前記正面方向線との角度である第２の経路角信号を演算し、
前記制御装置は、前記第１および第２の経路角信号を比較し、第１および第２の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第２の経路角信号を選択し、前記差分角度が所定の角度以上である場合には、前記第１の経路角信号を選択する経路選択手段を備え、
前記回避信号出力手段は、前記経路選択手段により前記第１および第２の経路角信号より選択されたいずれか一つの経路角信号に基づき回避信号を出力すること、を特徴とする電動式ハンディカート。
【請求項３】
請求項２に記載された電動式ハンディカートにおいて、
前記障害物画像膨張手段は、前記点位置信号を中心位置とする前記第２の膨張円よりも径の大きい第３の径の複数の第３の膨張円に対応する複数の第３の膨張円信号を形成し、
前記経路取得手段は、前記複数の第３の膨張円信号に基づき前記複数の第３の膨張円のうちのいずれか一つの前記第３の膨張円のみに接するとともに前記正面方向線に最も近接した第３の経路接線を演算し、前記第３の経路線線と前記正面方向線との角度である第３の経路角信号を演算し、
前記経路選択手段は、前記第１および第３の経路角信号を比較するとともに、第１および第３の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第３の経路角信号を選択し、前記差分角度が前記所定の角度以上である場合には、前記第１および第２の経路角信号を比較するとともに、第１および第２の経路角の差分角度が所定の角度未満である場合には、前記第２の経路角信号を選択し、前記差分角度が、前記所定の角度以上である場合には、前記第１の経路角信号を選択し、
前記回避信号出力手段は、前記経路選択手段により前記第１から第３の経路角信号より選択されたいずれか一つの経路角信号に基づき回避信号を出力すること、を特徴とする電動式ハンディカート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７９０００（Ｐ２０１３−７９０００Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０１９２（Ｐ２０１１−２２０１９２）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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