本发明涉及倒立摆车。
背景技术
在现有技术中已知例如在日本特开2013-237324号公报(以下，称为专利文献1)及日本特开2011-105072号公报(以下，称为专利文献2)中所公开的倒立摆车。这种倒立摆车具备能够在地面上移动的移动动作部、驱动该移动动作部的致动器装置、组装有上述移动动作部及致动器装置的基体、以相对于铅垂方向倾动自如的方式组装在上述基体上的物体搭载部(乘员等搬运对象的物体的搭载部)、以及执行上述致动器装置的动作控制的控制装置。
并且，在该倒立摆车中基本上是对移动动作部执行移动控制来使物体搭载部的姿势稳定化。
这里，使物体搭载部的姿势稳定化是指对应于倒立摆车的搭载部的姿势变化而活动的整体重心(包括搭载在搭载部上的物体在内的摆车整体的重心)如倒立摆的质点那样保持平衡状态的意思。
在该情况下，详细而言是指动力学上保持均衡的状态，使得因作用于整体重心上的重力、作用于该整体重心上的惯性力(离心力等)和摆车受地面的反力(抵抗力)而在摆车上产生的转矩(绕水平轴方向的转矩)为零或几乎为零。
在倒立摆车移动时，例如在使移动动作部移动来越过地面上的高差部或凸部的状况等时，因移动动作部与地面间的滑动，移动动作部有时会发生空转。在移动动作部比如发生这种空转的状况下，移动动作部无法以适当的移动速度进行移动。
这里，在上述专利文献1，2中提出了以下技术方案：在检测到空转发生时，使移动动作部停止(专利文献1)，或者使移动动作部的目标移动速度逐渐降低(专利文献2)。
然而，根据本申请的发明者们的各种实验或研究发现，在如专利文献1，2中所记载的现有技术中存在下述问题。
即，在上述专利文献1，2中记载的技术中，为了检测移动动作部的空转发生，利用包括加速度传感器在内的惯性传感器推定移动动作部或摆车的整体重心的实际的移动速度。
在该情况下，由于受到加速度传感器的输出漂移或是加速度的检测值的积分误差等影响，移动动作部或摆车的整体重心的实际的移动速度的推定值中容易包含稳定的(或是低频段的)误差。并且，在上述专利文献1，2中所记载的技术当中，由于是使用包含了该种误差的移动速度的推定值来检测移动动作部的空转发生的，很容易频繁地或持续地检测到该空转的发生。进而，出现容易产生无法对应于该空转的检测来进行摆车移动的状况的问题。
技术实现要素：
本发明鉴于上述背景而作出，目的在于提供一种通过恰当地执行在移动动作部发生空转时的移动动作部的控制从而能够尽可能且持续性地进行摆车的正常移动动作的倒立摆车。
本发明的倒立摆车具有能够在地面上移动的移动动作部、驱动该移动动作部的致动器装置、组装有所述移动动作部及致动器装置的基体、以相对于铅垂方向倾动自如的方式组装在所述基体上的物体搭载部、以及执行所述致动器装置的动作控制的控制装置，所述倒立摆车的特征在于，还具备：
基准目标运动决定部，其依次决定作为所述移动动作部的基准目标运动的、使所述物体搭载部的姿势稳定化的基准目标运动；
高频空转状态量算出部，其依次计算出下述速度差的规定频率以上的高频成分、也即高频空转状态量或是相对该速度差具有单调变化的函数特性的速度差函数值的所述规定频率以上的高频成分、也即高频空转状态量，其中，所述速度差是指：所述移动动作部的实际的移动速度的计测值与假设在所述移动动作部和地面之间不存在滑动的情况下对应于所述致动器装置的动作状态而被指定的该移动动作部的移动速度的推定值、也即无滑动状态移动速度推定值之间的速度差；和
目标运动补正部，其利用减少所述速度差的高频成分的补正量对所述基准目标运动进行补正，所述补正量对应于所述高频空转状态量而被决定，
所述控制装置通过下述方式构成：对应于由所述目标运动补正部对所述基准目标运动进行补正后的目标运动，控制所述致动器装置(发明的第1方面)。
对本发明中的用语进行补充，“地面”不仅限于通常意义上的“地面”，包括“地面”或“路面”等概念。
另外，“移动动作部的实际的移动速度”是指移动动作部相对于上述“地面”的实际的移动速度。
此外，可以使用该移动动作部的移动速度(平动速度)的目标值或是该移动动作部的移动加速度(平动加速度)作为“移动动作部的基准目标运动”。
所谓“相对速度差具有单调变化的函数特性的速度差函数值”是指该速度差的函数值，且是相对于该速度差以单调增加或单调减少的形态发生变化的函数值。
根据上述发明的第1方面，对上述移动动作部的基准目标运动的补正是通过对应于上述高频空转状态量而被决定的补正量来被补正。这里，当上述移动动作部实际发生了空转时，一般在其刚发生时，因上述速度差或上述速度差函数值较为快速地发生变化，上述高频空转状态量较为显著地增大。所以，通过利用对应于该高频空转状态量而被决定的补正量对上述基准目标运动进行补正，补正后的目标运动能够以上述速度差的高频成分被快速减少的方式被决定。并且，对应于该补正后的目标运动来控制上述致动器装置。
因此，能够快速地消除或减轻移动动作部的空转。进而，能够使移动动作部以上述基准目标运动或与其接近的运动状态进行移动。
另一方面，即使因上述移动动作部的实际的移动速度的计测值的稳定性的误差等引起或者在上述速度差中存在稳定性的误差成分等时，该误差成分也不会被反映到上述高频空转状态量中。因此，在上述移动动作部实际上并未发生空转或者该空转停留在较为轻微的程度的状况下，上述误差成分即使成为较大的数值，上述高频空转状态量也为零或是微小的数值。进而，上述补正量能够在用其进行补正后的移动动作部的目标运动与基准目标运动相一致或几乎一致的方式被决定。所以，移动动作部能够以与上述基准目标运动相一致或几乎一致的运动状态进行移动的方式介由致动器装置而被控制。
这样，根据发明的第1方面，在移动动作部发生显著的实际的空转的状况下，该空转能够被快速地消除或减轻。而移动动作部没有发生空转或空转较为轻微时，移动动作部能够以与基准目标运动相一致或几乎一致的运动状态进行移动。因此，根据发明的第1方面，能够在发生空转时恰当地对移动动作部进行控制，从而能够尽可能持续地使摆车进行正常的移动动作。
在上述发明的第1方面中，所述目标运动补正部通过下述方式构成：对应于所述高频空转状态量的值、该高频空转状态量的微分值、该高频空转状态量的积分值和该高频空转状态量的极性当中一个以上的参数来决定所述基准目标运动的补正量(发明的第2方面)。
由此，能够实现在移动动作部发生空转时倒立摆车的所期望的运动特性。
在上述发明的第1方面或第2方面中，所述目标运动补正部可以通过下述方式构成：以所述移动动作部的驱动状态相关的规定的条件成立为必要条件，对所述基准目标运动进行补正(发明的第3方面)。
由此，能够将对应于上述高频空转状态量来补正上述基准目标运动的处理限定在移动动作部的驱动状态是必要性较高的驱动状态的场合时。
在上述发明的第3方面中，所述规定的条件是例如优选采用下述条件：所述移动动作部的驱动状态是所述致动器装置对所述移动动作部施加的驱动力的增加状态(发明的第4方面)。
也即，在施加给移动动作部的驱动力的增加状态下容易产生移动动作部的空转显著发生的现象。另外，在倒立摆车中，驱动力的增加状态是属于为了使所述物体搭载部的姿势稳定化而提高移动动作部的移动速度的一种状态。因此，当移动动作部在该状态下发生空转时，被施加给移动动作部的驱动力会进一步增加，空转程度容易被提高。
所以，在被施加给移动动作部的驱动力的增加状态下发生空转时，希望通过尽可能快速地消除或减轻该空转，使移动动作部回归到能够适当地进行移动的状态上。并且，根据发明的第4方面，能够很好地实现这种要求。
在发明的上述第1至第4方面中，上述高频空转状态量算出部可以典型性地通过下述方式构成：通过依次执行求出上述速度差或速度差函数值的处理、对该速度差或速度差函数值施以具有低切滤波特性(或是高通滤波特性)的滤波处理，来计算出上述高频空转状态量。但是，也能够采用如下所述的形态。
也即，所述高频空转状态量算出部例如可以采用下述方式构成：在规定的运算处理周期中依次执行第1处理、第2处理和第3处理，所述第1处理是指使用搭载在所述倒立摆车上的至少包括加速度传感器的惯性传感器的检测信号计测所述移动动作部的实际的平动加速度；所述第2处理是指对偏差进行积分来计算出所述移动动作部的平动速度的推定值，其中，所述偏差是所述平动加速度与在计算完毕的所述速度差的高频成分上乘以规定值的增益系数而得的值之间的偏差；所述第3处理是指计算出所述平动速度与所述无滑动状态移动速度推定值之间的偏差、并将该偏差作为所述速度差的高频成分，
所述增益系数的值被预先设定，使得通过所述第3处理计算出的所述速度差的高频成分成为所述规定的频率以上的频带的高频成分(发明的第5方面)。
由此，能够在不直接使用到具有低切特性(或是高通滤波特性)的滤波处理的情况下，根据使用上述惯性传感器的检测信号计测而得的上述移动动作部的实际的平动加速度的计测值和上述无滑动状态移动速度推定值来计算出上述高频空转状态量。
需要说明的是，上述无滑动状态移动速度推定值能够根据例如致动器装置的动作状态(致动器装置的输出轴的旋转速度等)的观测值或目标值来被求出。或者，也可以通过下述方式获取上述无滑动状态移动速度推定值：在依次将上述移动动作部的移动速度的目标值决定为该移动动作部的目标运动并对应于该目标值控制致动器装置时，例如将该移动动作部的移动速度的决定完毕的目标值(在致动器装置的控制中已经使用过的目标值)当中的最新值设定成上述无滑动状态移动速度推定值。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的倒立摆车的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的倒立摆车的侧视图。
图3是表示实施方式的倒立摆车的控制所涉及的构成的框图。
图4是表示图3所示的第1控制处理部的处理概要的线框图。
图5是表示图4所示的基准目标速度决定部的处理的线框图。
图6是表示用于说明图4所示的基准目标速度决定部的处理中使用的倒立摆模型的图。
图7是表示图6的倒立摆模型相关的行为(behavior)的线框图。
图8是表示图5所示的操作指令转换部的处理的线框图。
图9是表示图5所示的重心偏位推定部的处理的线框图。
图10是表示图4所示的移动停止判断部的处理的线框图。
图11是表示图4所示的空转时速度调整部的处理的线框图。
图12a及图12b是用于说明图4所示的空转时速度调整部的处理的数据图。
图13是表示图3所示的第2控制处理部的处理的线框图。
图14是表示空转时速度调整部的处理的另一例子的线框图。
图15是表示空转时速度调整部的处理的另一例子的线框图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照图1至图13说明本发明的第1实施方式。如图1及图2所示，本实施方式的倒立摆车1(在下文中有时还简称摆车1)具备基体2、能够在地面上移动的第1移动动作部3及第2移动动作部4、以及让乘员搭乘的乘员搭乘部5。
第1移动动作部3具备：如图2所示的圆环状芯体6(以下，称为环状芯体6)；沿该环状芯体6的圆周方向(绕轴心方向)以等角度间隔排列的方式装设在该环状芯体6上的多个圆环状的辊7。各辊7以其旋转轴心朝向环状芯体6的圆周方向的方式外套在环状芯体6上。并且，各辊7被设置成能够与该环状芯体6一体地绕环状芯体6的轴心旋转。而且，各辊7被设置成能够绕该环状芯体6的横截面的中心轴(以环状芯体6的轴心为中心的圆周轴)旋转。
具有环状芯体6及多个辊7的第1移动动作部3例如图1及图2所示，以环状芯体6的轴心朝向与地面平行(或几乎平行)的状态介由辊7(位于环状芯体6下部的辊7)与地面接触。在该触地状态下，通过驱动使环状芯体6绕其轴心旋转，环状芯体6及各辊7整体产生轮转。由此，第1移动动作部3在地面上沿与环状芯体6的轴心正交的方向(详细而言，是与将环状芯体6的轴心投影到地面上而形成的方向相正交的方向)移动。另外，在上述触地状态下，通过驱动使各辊7绕其旋转轴心旋转，第1移动动作部3沿环状芯体6的轴线方向(详细而言，是将环状芯体6的轴心投影到地面上而形成的方向)移动。
而且，通过进行环状芯体6的旋转驱动和各辊7的旋转驱动，第1移动动作部3沿着相对于与环状芯体6的轴心正交的方向和环状芯体6的轴心方向相倾斜的方向移动。
由此，第1移动动作部3能够在地面上向全方向移动。在下文的说明中，如图1及图2所示，在第1移动动作部3的移动方向(投影到水平面上时所见到的方向)中，将与环状芯体6的轴心正交的方向设定成x轴方向；将该环状芯体6的轴心方向设定成y轴方向；将铅垂方向设定成z轴方向。该xyz坐标系相当于所谓的全局坐标系。需要说明的是，将摆车1的前方方向设定成x轴的正方向；将左方方向设定成y轴方向的正方向；将上方方向设定成z轴的正方向。
基体2上组装了上述第1移动动作部3。更详细而言，基体2设置成覆盖第1移动动作部3的除去触地的下部的部分的周围。并且，第1移动动作部3的环状芯体6以绕其轴心旋转自如的方式受该基体2支承。在该情况下，基体2以第1移动动作部3的环状芯体6的轴心为支点绕其轴心方向(绕y轴方向)倾动自如。而且，基体2通过与第1移动动作部3一起相对于地面倾斜，能够以第1移动动作部3的触地部为支点绕与环状芯体6的轴心相正交的x轴方向倾动自如。所以，基体2相对于铅垂方向朝向两轴倾动自如。
另外，如图2所示，在基体2的内部搭载有产生驱动使第1移动动作部3移动的驱动力的第1致动器装置8。该第1致动器装置8由作为驱动环状芯体6旋转的致动器的电动机8a以及作为驱动各辊7旋转的致动器的电动机8b构成。并且，电动机8a，8b分别介由图示省略的动力传递机构向环状芯体6和各辊7施加旋转驱动力。上述动力传递机构可以是具有公知构造的机构。
需要说明的是，第1移动动作部3也可以是具有与上述构造不同的构造的移动动作部。例如，也可以采用申请人在pct国际公开公报wo/2008/132778或是pct国际公开公报wo/2008/132779中提案的构造作为第1移动动作部3及其驱动系统的构造。
此外，基体2上搭载有乘员搭乘部5。该乘员搭乘部5由乘员落座的座椅构成并被固定在基体2的上端部。并且，乘员能够以其前后方向朝向x轴方向、左右方向朝向y轴方向地落座在乘员搭乘部5上。此外，由于乘员搭乘部5(座椅)固定在基体2上，乘员搭乘部5形成为与基体2一体地相对铅垂方向倾动自如。
基体2上进一步搭载有对落座于乘员搭乘部5上的乘员的脚部进行承载的一对脚踏部9，9以及乘员进行把持的一对把持部10，10。脚踏部9，9突出设置在基体2的两侧部的下部。需要说明的是，在图1及图2中，省略了一方(右侧)的脚踏部9的图示。
另外，把持部10，10是在乘员搭乘部5的两侧向x轴方向(前后方向)延伸而配置的棒状构件，分别介由从基体2延伸设置的杆件11固定在基体2上。并且，把持部10，10中的一方的把持部10(图中是左侧的把持部10)上安装有作为操作器的操纵杆12(joystick)。
操纵杆12能够沿前后方向(绕y轴方向)和左右方向(绕x轴方向)进行摆动操作。并且，该操纵杆12将表示其前后方向(绕y轴方向)的摆动量的操作信号作为使摆车1向前方或后方移动的指令进行输出，将表示左右方向(绕x轴方向)的摆动量的操作信号作为用于使摆车1向右转(顺时针转动)或是向左转(逆时针转动)的指令(转向指令)进行输出。
需要说明的是，在本实施方式中，操纵杆12的前后方向的摆动量(即绕y轴方向的旋转量)例如以向前的摆动量为正，以向后的摆动量为负。另外，操纵杆12的左右方向的摆动量(即绕x轴方向的旋转量)例如以向左的摆动量为正，以向右的摆动量为负。
第2移动动作部4在本实施方式中由所谓的全向轮(omniwheel)构成。作为第2移动动作部4的全向轮是以下一种公知的构造：具备同轴心的一对环状芯体(图示省略)和多个桶状的辊13，该多个辊13以其旋转轴心朝向该环状芯体的圆周方向而旋转自如地外套在各环状芯体上。
在该情况下，第2移动动作部4以其一对环状芯体的轴心朝向x轴方向(前后方向)的方式配置在第1移动动作部3的后方，并介由辊13与地面接触。
需要说明的是，上述一对环状芯体的一方的辊13和另一方的辊13在该环状芯体的周向上错开相位而配置。因此，在该一对环状芯体旋转时，该一对环状芯体的一方的辊13和另一方的辊13中任意一方的辊13与地面接触。
由上述全向轮构成的第2移动动作部4与基体2连结。更详细而言，第2移动动作部4具备框体14，该框体14覆盖全向轮(一对环状芯体及多个辊13的整体)的上部一侧的部分。全向轮的一对环状芯体以绕其轴心旋转自如的方式受该框体14轴支承。而且，从框体14向基体2一侧延伸设置的臂部15以能够绕上述第1移动动作部3的环状芯体6的轴心摆动自如的方式受基体2轴支承。由此，第2移动动作部4介由臂部15与基体2连结。
并且，第2移动动作部4利用臂部15的摆动而绕第1移动动作部3的环状芯体6的轴心相对基体2摆动自如。由此，能够在使第1移动动作部3和第2移动动作部4双方触地的状态下，使乘员搭乘部5与基体2一起绕y轴方向倾动。
需要说明的是，也可以使臂部15受第1移动动作部3的环状芯体6的轴心部轴支承，从而使第2移动动作部4介由臂部15与第1移动动作部3连结。
另外，基体2上设置有限制臂部15的摆动范围的一对挡止件16，16。因此，该臂部15能够在挡止件16，16之间的范围内摆动。由此，第2移动动作部4绕第1移动动作部3的环状芯体6的轴心的摆动范围、进而是基体2及乘员搭乘部5绕x轴方向的倾动范围受到限制。因此，能够防止该基体2及乘员搭乘部5向乘员背后一侧发生过大的倾斜。
需要说明的是，通过弹簧等对第2移动动作部4施加将其推向地面的力。
如上所述，第2移动动作部4通过使其一对环状芯体或辊13旋转或者使该一对环状芯体或辊13双方旋转，与第1移动动作部3相同，能够在地面上向包括x轴方向和y轴方向在内的全方向移动。
另外，在第2移动动作部4的框体14上安装有作为第2致动器装置的电动机17，该第2致动器装置驱动第2移动动作部。该电动机17以驱动第2移动动作部4的一对环状芯体旋转的方式与该一对环状芯体连结。
所以，在本实施方式中，第2移动动作部4在x轴方向上的移动从动性地追随第1移动动作部3在x轴方向上的移动。另外，第2移动动作部4在y轴方向上的移动是通过由电动机17驱动第2移动动作部4的一对环状芯体旋转来进行的。
作为补充，第2移动动作部4可以是与第1移动动作部3相同的构造。
以上是本实施方式中摆车1的机械性构成。作为补充，在本实施方式中，第1移动动作部3、第1致动器装置8及成员搭乘部5分别相当于本发明中的移动动作部、致动器装置和物体搭载部。
此外，在本实施方式中，摆车具备第2移动动作部。但是也可以采用不具备第2移动动作部的摆车。在该情况下，第2致动器装置(电动机17)和后述的第2控制处理部22则不需要。
虽然在图1及图2中省略了图示，在本实施方式中的摆车1的基体2上搭载有作为用于控制该摆车1的动作(第1移动动作部3及第2移动动作部4的动作控制)的下述构成：如图3所示，由包括cpu、ram、rom等的电路单元构成的控制装置20；检测基体2的3轴方向上的加速度的加速度传感器50；检测绕3轴的角速度的角速度传感器51；检测电动机8a的旋转速度的旋转速度传感器52a；检测电动机8b的旋转速度的旋转速度传感器52b；以及，检测电动机17的旋转速度的旋转速度传感器53。
角速度传感器51例如由陀螺仪传感器(gyrosensor)等构成。旋转速度传感器52a，52b，52c例如由旋转编码器、旋转变压器(resolver)等构成。需要说明的是，加速度传感器50及角速度传感器51相当于本发明中的惯性传感器。
并且，控制装置20被输入操纵杆12的输出(操作信号)、加速度传感器50、加速度传感器51及旋转速度传感器52a，52b的各检测信号。
控制装置20具有下述功能：根据加速度传感器50及角速度传感器51各自的检测信号，利用捷联式(strapdown)等公知手法获取基体2的平动加速度(x轴方向及y轴方向上的平动加速度)的计测值、基体2的角速度(横摆方向(绕z轴方向)的角速度)的计测值以及基体2的乘员搭乘部5的倾斜角度(＝基体2的倾斜角度)的计测值。
需要说明的是，本实施方式中的所谓乘员搭乘部5的倾斜角度(或基体2的倾斜角度)是相对于下述基准(零角度)姿势的倾斜角度(绕x轴方向的倾斜角度和绕y轴方向的倾斜角度的组)：摆车1的整体重心(乘员搭乘在乘员搭乘部5上的状态下包括该乘员的整体重心)位于第1移动动作部3的触地部的正上方(铅垂方向上方)或几乎正上方的状态下的乘员搭乘部5(或基体2)的姿势。
控制装置20通过被安装的硬件构成或程序实现的功能除了通过上述方式获取计测值的功能之外，还具备第1控制处理部21和第2控制处理部22。第1控制处理部21通过控制构成第1致动器装置8的电动机8a，8b来控制第1移动动作部3的移动动作；第2控制处理部22通过控制作为第2致动器装置的电动机17来控制第2移动动作部4的移动动作。
第1控制处理部21通过执行后述的运算处理依次计算出第1移动动作部3的移动速度(详细而言，是指x轴方向的平动速度和y轴方向的平动速度的组)的目标值、也即目标速度。随后，第1控制处理部21控制电动机8a，8b的旋转速度，从而使第1移动动作部3的实际移动速度与该目标速度相一致。
在该情况下，电动机8a，8b各自的旋转速度与第1移动动作部3的实际的移动速度(详细而言，是指第1移动动作部3与地面之间不存在滑动时的移动速度)之间的关系通过电动机8a，8b与第1移动动作部3之间的动力传递机构的构成而预先被确定。因此，各电动机8a，8b的旋转速度的目标值对应于第1移动动作部3的目标速度而被指定。
然后，第1控制处理部21通过将电动机8a，8b的旋转速度反馈控制到目标值，控制使得第1移动动作部3的实际的移动速度与目标速度相一致。其中，上述目标值是对应于第1移动动作部3的目标速度而被指定的目标值。
另外，第2控制处理部22通过执行后述的运算处理依次计算出第2移动动作部4的移动速度(详细而言，是指y轴方向上的平动速度)的目标值、也即目标速度。然后，第2控制处理部22控制电动机17的旋转速度，从而使得第2移动动作部4在y轴方向上的实际的移动速度与该目标速度相一致。
在该情况下，与第1移动动作部3的情况相同，电动机17的旋转速度与第2移动动作部4在y轴方向上的实际的移动速度(详细而言，是指第2移动动作部4与地面之间不存在滑动时的移动速度)之间的关系预先被确定。因此，电动机17的旋转速度的目标值对应于第2移动动作部4的目标速度而被指定。
然后，第1控制处理部21通过将电动机17的旋转速度反馈控制到目标值，控制使得第2移动动作部4在y轴方向上的实际的移动速度与目标速度相一致。其中，上述目标值是对应于第2移动动作部4的目标速度而被指定的目标值。
作为补充，在本实施方式中，第2移动动作部4在x轴方向上的移动从动性地追随第1移动动作部3在x轴方向上的移动。因此，无需设定第2移动动作部4在x轴方向上的移动速度的目标值。
需要说明的是，在本说明书中的实施方式的说明中，除非另有说明，第1移动动作部3的移动速度是指第1移动动作部3的触地点的移动速度。同样，除非另有说明，第2移动动作部4的移动速度是指第2移动动作部4的触地点的移动速度。第1移动动作部3的触地点的移动速度换言之是指该第1移动动作部3的代表点的平动移动速度，第2移动动作部4的触地点的移动速度也与此相同。
接着，进一步详细地说明上述第1控制处理部21及第2控制处理部22执行的处理。首先，参照图4至图12b说明第1控制处理部21执行的处理。
如图4所示，第1控制处理部21包括：基准目标速度决定部211，通过后述的运算处理依次计算出第1移动动作部3的移动速度的基准的目标值、也即基准目标速度vw1_cmd1_xy；空转时速度调整部212，当第1移动动作部3发生空转时，对上述基准目标速度vw1_cmd1_xy适当地进行修正；移动停止判断部213，根据第1移动动作部3的空转程度决定是否停止第1移动动作部3的移动动作；目标速度确定部215，根据空转时速度调整部212及移动停止判断部213的输出确定第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy(移动速度的目标值)。
在该情况下，移动停止判断部213包括作为空转量推定部214的功能，空转量推定部214推定第1移动动作部3的空转量δv1_xy。并且，空转量δv1_xy的推定值在空转时速度调整部212中进行使用。
需要说明的是，vw1_cmd_xy等参照符号中的后缀“_xy”表示x轴方向的成分和y轴方向的成分的组。另外，基准目标速度决定部211相当于本发明中的基准目标运动决定部。
第1控制处理部21通过在规定的运算处理周期中依次执行上述各功能部的处理，依次决定第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy。这时，第1控制处理部21在各运算处理周期中执行基准目标速度决定部211及移动停止判断部213的处理。第1控制处理部21进一步在执行空转时速度调整部212的处理之后，通过执行目标速度确定部215的处理，决定第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy。
如图5所示，基准目标速度决定部211具备作为其主要功能部的以下各功能部：操作指令转换部31，将从操纵杆12输入的操作信号所表示的该操纵杆12的前后方向的摆动量(绕y轴方向的旋转量)js_x及左右方向的摆动量(绕x轴方向的旋转量)js_y变换成用于使摆车1移动的速度指令；重心目标速度决定部32，决定摆车1的整体重心(下文中称为摆车系统整体重心)的目标速度；重心速度推定部33，推定摆车系统整体重心的速度；姿势控制运算部34，决定第1移动动作部3的目标速度，使得推定的摆车系统整体重心的速度追随目标速度的同时，使乘员搭乘部5的姿势(基体2的姿势)实现稳定化；重心偏位推定部35，推定摆车系统整体重心的后述的重心偏位量；重心偏位影响量算出部36，计算出由该重心偏位量引起的后述的重心偏位影响量。
并且，基准目标速度决定部211通过在各运算处理周期中执行这些功能部各自的处理，决定基准目标速度vw1_cmd1_xy。
这里，在具体说明基准目标速度决定部211的各功能部的处理之前，先就构成该处理的基础的事项予以说明。摆车系统整体重心的动力学行为(详细而言，从y轴方向看时的行为和从x轴方向看时的行为)近似性地通过图6所示的倒立摆模型的行为来进行表达。基准目标速度决定部211等第1控制处理部21的处理的算法(algorithm)以该行为为基础而被构建。
需要说明的是，包括图6的参照符号在内，在本说明书中的实施方式的说明中，后缀“_x”表示从y轴方向看摆车1时的变量等参照符号，后缀“_y”表示从x轴方向看摆车1时的变量等参照符号。另外，在图6中，由于将从y轴方向看时的倒立摆模型和从x轴方向看时的倒立摆模型一并进行了图示，从y轴方向看时的变量的参照符号不带括号，而对从x轴方向看时的变量的参照符号加括号。
表示从y轴方向看到的摆车系统整体重心的行为的倒立摆模型具备虚拟性的车轮61_x(下文中称为虚拟车轮61_x)、杆部62_x和质点ga_x。其中，虚拟车轮61_x具有与y轴方向平行的旋转轴心并在地面上轮转自如；杆部62_x从该虚拟车轮61_x的旋转中心延伸设置并绕该虚拟车轮61_x的旋转轴(绕y轴方向)摆动自如；质点ga_x与构成该杆部62_x的顶端部(上端部)的基准部ps_x连结。
在该倒立摆模型中，质点ga_x的运动相当于从y轴方向看到的摆车系统整体重心的运动。另外，杆部62_x相对于铅垂方向的倾斜角度θb_x(绕y轴方向的倾斜角度)与乘员搭乘部5(或基体2)的绕y轴方向的倾斜角度相一致。此外，第1移动动作部3在x轴方向上的平动运动相当于虚拟车轮61_x的轮转来实现的在x轴方向上的平动运动。
并且，虚拟车轮61_x的半径r_x和从地面到基准部ps_x及质点ga_x的高度h_x是预先被设定的默认值(常数值)。
同样，表示从x轴方向看到的摆车系统整体重心的行为的倒立摆模型具备虚拟性的车轮61_y(下文中称为虚拟车轮61_y)、杆部62_y和质点ga_y。其中，虚拟车轮61_y具有与x轴方向平行的旋转轴心并在地面上轮转自如；杆部62_y从该虚拟车轮61_y的旋转中心延伸设置并绕该虚拟车轮61_y的旋转轴(绕y轴方向)摆动自如；质点ga_y与构成该杆部62_y的顶端部(上端部)的基准部ps_y连结。
在该倒立摆模型中，质点ga_y的运动相当于从x轴方向看到的摆车系统整体重心的运动。另外，杆部62_y相对于铅垂方向的倾斜角度θb_y(绕x轴方向的倾斜角度)与乘员搭乘部5(或基体2)的绕x轴方向的倾斜角度相一致。此外，第1移动动作部3在y轴方向上的平动运动相当于虚拟车轮61_y的轮转来实现的在y轴方向上的平动运动。
并且，虚拟车轮61_y的半径r_y和从地面到基准部ps_y及质点ga_y的高度h_y是预先被设定的默认值(常数值)。需要说明的是，从x轴方向看到的自地面到基准部ps_y及质点ga_y的高度h_y与从y轴方向看到的自地面到基准部ps_x及质点ga_x的高度h_x相同。因此，在下文中设定为h_x＝h_y＝h。
这里，对从y轴方向看时的上述基准部ps_x与质点ga_x的位置关系进行补充说明，基准部ps_x的位置相当于假设搭乘(落座)到乘员搭乘部5乘员保持在对该乘员搭乘部5预先设定的中立姿势的状态下不动的情况下摆车系统整体重心的位置。
所以，在该情况下，质点ga_x的位置与基准部ps_x的位置相一致。关于这一点，从x轴方向看时的上述基准部ps_y与质点ga_y的位置关系也相同。
但是，实际上，搭乘到乘员搭乘部5上的乘员因其上身等相对乘员搭乘部5(或基体2)活动，实际的摆车系统整体重心的在x轴方向上的位置和在y轴方向上的位置一般来讲分别从各自的基准部ps_x，ps_y的位置向水平方向偏位。因此，在图6中，示出了使质点ga_x，ga_y的位置分别相对基准部ps_x，ps_y错位的状态。
通过如上所述的倒立摆模型表达的摆车系统整体重心的行为通过下式(1a)，(1b)，(2a)，(2b)进行表达。在该情况下，式(1a)，(1b)表示在y轴方向上看时的行为，式(2a)，(2b)表示在x轴方向上看时的行为。
vb_x＝vw1_x+h·ωb_x……(1a)
dvb_x/dt＝(g/h)·(θb_x·(h－r_x)+ofst_x)+ωz·vb_y
……(1b)
vb_y＝vw1_y+h·ωb_y……(2a)
dvb_y/dt＝(g/h)·(θb_y·(h－r_y)+ofst_y)－ωz·vb_x……(2b)
这里，vb_x是摆车系统整体重心在x轴方向上的速度(平动速度)，θb_x是乘员搭乘部5(或基体2)的绕y轴方向的倾斜角度，vw1_x是虚拟车轮61_x在x轴方向上的移动速度(平动速度)，ωb_x是θb_x的经时变化率(＝dθb_x/dt)，ofst_x是摆车系统整体重心的x轴方向上的位置(质点ga_x在x轴方向上的位置)相对于上述基准部ps_x的位置的在x轴方向上的偏位量；vb_y是摆车系统整体重心在y轴方向上的速度(平动速度)，vw1_y是虚拟车轮61_y在y轴方向上的移动速度(平动速度)，θb_y是乘员搭乘部5(或基体2)的绕x轴方向的倾斜角度，ωb_y是θb_y的经时变化率(＝dθb_y/dt)，ofst_y是摆车系统整体重心的y轴方向上的位置(质点ga_y在y轴方向上的位置)相对于上述基准部ps_y的位置的在y轴方向上的偏位量。另外，ωz是摆车1在转向时的横摆率(绕横摆轴方向的角速度)，g是重力加速度常量。
需要说明的是，在式(1a)，(1b)，(2a)，(2b)中，θb_x，ωb_x的正方向是摆车系统整体重心向x轴的正方向(向前)倾斜的方向；θb_y，ωb_y的正方向是摆车系统整体重心向y轴的正方向(向左)倾斜的方向。另外，ωz的正方向是从上方看摆车1时的逆时针方向。
式(1a)右边第2项(＝h·ωb_x)表示因乘员搭乘部5的绕y轴方向的倾动而产生的基准部ps_x在x轴方向上的平动速度成分；式(2a)右边第2项(＝h·ωb_y)表示因乘员搭乘部5的绕y轴方向的倾动而产生的基准部ps_y在y轴方向上的平动速度成分。
作为补充，式(1a)中的vw1_x详细而言是指虚拟车轮61_x相对于杆部62_x(换言之是相对于乘员搭乘部5或基体2)的相对性的圆周速度。因此，vw1_x中除了包含虚拟车轮61_x相对地面的触地点在x轴方向上的移动速度(第1移动动作部3相对地面的触地点在x轴方向上的移动速度)之外，还包含伴随杆部62_x倾动而产生的速度成分(＝r_x·ωb_x)。关于这一点，式(1b)中的vw1_y也相同。
另外，式(1b)右边的第1项表示因对应于下述偏位量而作用到虚拟车轮61_x的触地部上的地面反力(图6的f)的x轴方向的成分(图6的f_x)而在摆车系统整体重心上产生的在x轴方向上的加速度成分，其中，上述偏位量是指摆车系统整体重心的x轴方向的位置(质点ga_x的x轴方向的位置)相对于虚拟车轮61_x的触地部(从y轴方向看时的第1移动动作部3的触地部)的铅垂上方位置的偏位量(＝θb_x·(h－r_x)+ofst_x)；式(1b)右边的第2项表示因以横摆率ωz进行转向时对摆车1作用的离心力而产生的x轴方向的及速度成分。
同样，式(2b)右边的第1项表示因对应于下述偏位量而作用到虚拟车轮61_y的触地部上的地面反力(图6的f)的y轴方向的成分(图6的f_y)而在摆车系统整体重心上产生的在y轴方向上的加速度成分，其中，上述偏位量是指摆车系统整体重心的y轴方向的位置(质点ga_x的y轴方向的位置)相对于虚拟车轮61_y的触地部(从x轴方向看时的第1移动动作部3的触地部)的铅垂上方位置的偏位量(＝θb_y·(h－r_y)+ofst_y)；式(2b)右边的第2项表示因以横摆率ωz进行转向时对摆车1作用的离心力而产生的y轴方向的及速度成分。
如上所述，利用线框图对通过式(1a)，(1b)表达的行为(从y轴方向看时的行为)进行表达时，则如图7所示的方式被表示。图中的1/s表示积分运算。
图7中带参照符号a的运算部的处理相当于式(1a)的关系式。另外，带参照符号b的运算部的处理相当于式(1b)的关系式。需要说明的是，图7中的h·θb_x近似性地与图6示出的diff_x相一致。
另一方面，对通过式(2a)，(2b)表达的行为(从x轴方向看时的行为)进行表达的线框图可以通过下述方式获得：在对图7中的后缀“_x”和“_y”进行替换的同时，将输入到标注了参照符号c的加法器的其中一个输入、也即图中下侧的加速度成分(因离心力而产生的加速度成分)的符号“+”置换成“－”。
在本实施方式中，第1控制处理部21的处理的算法基于如上所述考虑了摆车系统整体重心相对于基准部ps_x，ps_y的偏位量和离心力的摆车系统整体重心的行为模型(倒立摆模型)而被构建。
以上述内容为前提，更为具体地说明第1控制处理部21的基准目标速度决定部211的处理。需要说明的是，对从y轴方向看时的行为所涉及的变量的值和从x轴方向看时的行为所涉及的变量的值的组添加后缀“_xy”进行标记。
参照图5，基准目标速度决定部211在各运算处理周期中首先执行操作指令转换部31的处理和重心速度推定部33的处理。
如图8所示，操作指令转换部31根据操纵杆12的向y轴方向的摆动量(绕x轴的旋转量)js_y和操纵杆12向x轴方向的摆动量(绕y轴的旋转量)js_x决定第1移动动作部3的移动速度(平动速度)的基本指令值、也即基本速度指令vjs_xy以及摆车1在转向时的绕横摆轴方向的角速度的指令值、也即转向角速度指令ωjs。
在处理部31a中，上述基本速度指令vjs_xy中的x轴方向的基本速度指令vjs_x对应于操纵杆12向x轴方向的摆动量js_x而被决定。具体而言，当摆动量js_x是正方向的摆动量(向前的摆动量)时，x轴方向上的基本速度指令vjs_x被设定成向摆车1的前进方向的速度指令(正的速度指令)。另外，当摆动量js_x是负方向的摆动量(向后的摆动量)时，x轴方向上的基本速度指令vjs_x被设定成向摆车1的后退方向的速度指令(负的速度指令)。在该情况下，x轴方向上的基本速度指令vjs_x的大小通过下述方式被决定：操纵杆12向x轴方向(向前或向后)的摆动量js_x越大，该基本速度指令vjs_x在默认的上限值以下形成得越大。
需要说明的是，将操纵杆12向正方向或负方向的摆动量js_x的大小充分小的规定范围设定成不灵敏区，属于该不灵敏区内的摆动量时，可以将x轴方向上的基本速度指令vjs_x设定成零。图8的处理部31a中所示的图表中示出了具有上述不灵敏区时的输入(js_x)与输出(vjs_x)之间的关系。
另外，基本速度指令vjs_xy中的y轴方向的基本速度指令vjs_x作为用于使摆车1转向的第1移动动作部3的y轴方向的速度指令，对应于操纵杆12向y轴方向的摆动量js_y而被决定。具体而言，当摆动量js_y是负方向的摆动量(向右的摆动量)时，y轴方向上的基本速度指令vjs_y被设定成使摆车1向左的速度指令(正的速度指令)。另外，当摆动量js_y是正方向的摆动量(向左的摆动量)时，y轴方向上的基本速度指令vjs_y被设定成使摆车1向右的速度指令(负的速度指令)。在该情况下，y轴方向上的基本速度指令vjs_y的大小通过下述方式被决定：操纵杆12向y轴方向(向右或向左)的摆动量js_x越大，该基本速度指令vjs_y在默认的上限值以下形成得越大。
更具体而言，例如如图8所示，通过处理部31b的处理，摆车1的转向时绕横摆轴的方向的角速度的指令值、也即转向角速度指令ωjs对应于操纵杆12向y轴方向的摆动量js_x而被决定。具体而言，当操纵杆12的摆动量js_y是负方向的摆动量(向右的摆动量)时，转向角速度指令ωjs被设定成向右(顺时针)转向的角速度指令(负的角速度指令)。另外，当操纵杆12的摆动量js_y是正方向的摆动量(向左的摆动量)时，转向角速度指令ωjs被设定成向左(逆时针)转向的角速度指令(正的角速度指令)。在该情况下，转向角速度指令ωjs通过下述方式被决定：操纵杆12向y轴方向的摆动量越大，该转向角速度指令ωjs在默认的上限值以下形成得越大。
并且，在处理部31c中，通过对该转向角速度指令ωjs乘上规定值k来决定第1移动动作部3在y轴方向上的基本速度指令vjs_y。其中，上述规定值k是作为摆车1的瞬间转向中心(摆车1在转向时的各运算处理周期中绕横摆轴方向的瞬间性的旋转中心)与第1移动动作部3的触地点在x轴方向上的距离而预先被确定的值。
所以，第1移动动作部3的y轴方向的基本速度指令vjs_y以与对应于操纵杆12向y轴方向的摆动量js_y而被决定的转向角速度指令ωjs成比例的方式被决定。
其中，关于基本速度指令vjs_y或转向角速度指令ωjs的大小，将操纵杆12向y轴方向的摆动量的大小充分小的规定范围设定成不灵敏区，属于该不灵敏区内的摆动量时，可以将y轴方向上的基本速度指令vjs_y设定成零。图8的处理部31b中所示的图表中示出了具有上述不灵敏区时的输入(js_y)与输出(ωjs)之间的关系。
另外，当在x轴方向(前后方向)和y轴方向(左右方向)的两个方向上对操纵杆12进行操作时，可以使y轴方向的基本速度指令vjs_y的大小对应于操纵杆12向x轴方向的摆动量或x轴方向的基本速度指令vjs_x发生变化。
上述重心速度推定部33基于由上述倒立摆模型中的上述式(1a)，(2a)表示的几何学上(运动学上的)的关系式，计算出摆车系统整体重心的速度的推定值vb_estm1_xy。
具体而言，如图5的线框图中所示，通过将第1移动动作部3的实际的平动速度vw1_act_xy的值和在乘员搭乘部5的倾斜角度θb_xy的实际的经时变化率(倾斜角速度)ωb_act_xy上乘以摆车系统整体重心的高度h而得的值进行相加，计算出摆车系统整体重心的速度的推定值vb_estm1_xy。
也即，摆车系统整体重心在x轴方向的速度的推定值vb_estm1_x和在y轴方向上的速度的推定值vb_estm1_y分别通过下式(3a)，(3b)来计算出。
vb_estm1_x＝vw1_act_x+h·ωb_act_x……(3a)
vb_estm1_y＝vw1_act_y+h·ωb_act_y……(3b)
其中，在这里，摆车系统整体重心的位置相对于基准部ps_xy的位置的上述偏位量ofst_xy(下文中，称之为重心偏位量ofst_xy)的经时变化率相比vb_estm1_xy足够小，因而能够被忽略。
在该情况下，在本实施方式中，使用上次的运算处理周期中由目标速度确定部215决定的第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_x，vw1_cmd_y(上次值)作为上述运算中的vw1_act_x，vw1_act_y的值。
但是，例如也可以通过旋转速度传感器52a，52b检测出电动机8a，8b的各自的旋转速度，并将根据这些检测值而推定出的vw1_act_x，vw1_act_y的最新值(换言之，vw1_act_x，vw1_act_y的计测值的最新值)使用到式(3a)，(3b)的运算中。
另外，在本实施方式中，使用基于加速度传感器50及角速度传感器51的检测信号而确定的乘员搭乘部5的倾斜角度θb的计测值的经时变化率的最新值(换言之，ωb_act_x，ωb_act_y的计测值的最新值)作为ωb_act_x，ωb_act_y的值。
基准目标速度决定部211在通过如上所述的方式执行操作指令转换部31及重心速度推定部33的处理后，接着执行图5所示的重心偏位推定部35的处理，决定上述重心偏位量ofst_xy的推定值、也即重心偏位量推定值ofst_estm_xy。
该重心偏位推定部35的处理是由图9的线框图所示的处理。需要说明的是，图9代表性地表示了重心偏位量推定值ofst_estm_xy中x轴方向的重心偏位量推定值ofst_estm_x的决定处理。
对图9的处理进行具体说明，重心偏位推定部35使用根据加速度传感器50及角速度传感器51的检测信号而获得的乘员搭乘部5的绕y轴方向的实际的倾斜角度θb_act_x的计测值(最新值)和摆车1的实际的横摆率ωz_act的计测值(最新值)、由重心速度推定部33计算出的摆车系统整体重心在y轴方向上的速度的第1推定值vb_estm1_y(最新值)、以及在上次运算处理周期中决定的x轴方向的重心偏位量推定ofst_estm_x(上次值)，在运算部35a处执行上述式(1b)右边的运算处理，由此计算出摆车系统整体重心在x轴方向上的平动加速度的推定值dvb_estm_x。
重心偏位推定部35进一步在运算部35b处执行对摆车系统整体重心在x轴方向上的平动加速度的推定值dvb_estm_x实施积分的处理，由此计算出摆车系统整体重心在x轴方向上的速度的第2推定值vb_estm2_x。
接着，重心偏位推定部35在运算部35c处执行对摆车系统整体重心在x轴方向上的速度的第2推定值vb_estm2_x(最新值)与第1推定值vb_estm1_x(最新值)之间的偏差进行计算的处理。
重心偏位推定部35进一步在运算部35d处执行对该偏差乘上规定值的增益系数(gain)(－kp)的处理，由此决定x轴方向的重心偏位量推定值ofst_estm_x的最新值。
y轴方向的重心偏位量推定值ofst_estm_y的决定处理也与上述相同的方式执行。具体而言，可以通过下述方式来获得表示该决定处理的线框图：对图9中的后缀“_x”和“_y”进行替换，并将输入到加法器35e的其中一个输入、也即图中右侧的加速度成分(因离心力而产生的加速度成分)的符号“+”置换成“－”。
通过重心偏位推定部35的这种处理，依次更新并决定重心偏位量推定值ofst_estm_xy，由此决定ofst_estm_xy从而使其收敛到实际的值上。
基准目标速度决定部211接着执行如图5所示的重心偏位影响量算出部36的处理，由此计算出重心偏位影响量vofs_xy。
重心偏位影响量vofs_xy是表示实际的速度相对于下述摆车系统整体重心的目标速度的偏离度。其中，该摆车系统整体重心的目标速度是在后述的姿势控制运算部34中在不考虑摆车系统整体重心的位置从倒立摆模型中的上述基准部ps_xy的位置发生偏位的情况下进行反馈控制时获得的速度。
该重心偏位影响量算出部36对被新决定的重心偏位量推定值ofst_estm_xy的各成分乘上值(kth_xy/(h-r_xy))/kvb_xy，由此计算出重心偏位影响量vofs_xy。
需要说明的是，kth_xy是在后述的姿势控制运算部34的处理中用于决定操作量成分的增益系数，该操作量成分发挥使乘员搭乘部5的倾斜角度靠近零的作用。另外，kvb_xy是在后述的姿势控制运算部34的处理中用于决定操作量成分的增益系数，该操作量成分发挥使摆车系统整体重心的目标速度vb_cmd_xy与该摆车系统整体重心的速度的第1推定值vb_estm1_xy之间的偏差靠近零的功能。
第1控制处理部21接着执行图5所示的重心目标速度决定部32的处理。由此，基于操作指令转换部31决定的基本速度指令vjs_xy和重心偏位影响量算出部36决定的重心偏位影响量vofs_xy计算出限制后重心目标速度vb_cmd_xy。
重心目标速度决定部32首先执行图5所示的处理部32c的处理。该处理部32c通过执行重心偏位影响量vofs_xy的值相关的不灵敏区处理和限制处理，决定目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_xy。其中，该目标重心速度加算量作为摆车系统整体重心的目标速度当中与重心偏位量相对应的成分。
具体而言，在本实施方式中，当x轴方向上的重心偏位影响量vofs_x的大小是零值旁边的规定范围、也即不灵敏区内的值(比较接近零值的数值)时，重心目标速度决定部32将x轴方向上的目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_x设定为零。
同时，当x轴方向上的重心偏位影响量vofs_x的大小是从不灵敏区内脱离的数值时，重心目标速度决定部32以下述方式决定x轴方向上的目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_x：使其与vofs_x同极性，且使其大小伴随vofs_x大小的增大而变大。其中，x轴方向上的目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_x的值被限制在规定的上限值(＞0)和下限值(≤0)之间的范围内。y轴方向上的目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_y的决定也与上述设定方法相同。
接着，重心目标速度决定部32在图5所示的处理部32d处执行决定目标速度v1_xy的处理。该目标速度v1_xy通过将目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_xy的各成分与操作指令转换部31决定的基本速度指令vjs_xy的各成分相加而得。即，通过v1_x＝vjs_x+vb_cmd_by_ofs_x、v1_y＝vjs_y+vb_cmd_by_ofs_y的处理，决定v1_xy(v1_x和v1_y的组)。
重心目标速度决定部32进一步执行处理部32e的处理。在该处理部32e中，执行决定作为摆车系统整体重心的目标速度的限制后重心目标速度vb_cmd_xy(vb_cmd_x，vb_cmd_y的组)的限制处理，该摆车系统整体重心的目标速度是为了使作为第1移动动作部3的致动器装置8的电动机8a，8b各自的旋转速度不脱离规定的容许范围而对目标速度v1_x和v1_y的组合进行限制而得的目标速度。
在该情况下，当处理部32d处求得的目标速度v1_x，v1_y的组是在以目标速度v1_x的值为纵轴、以目标速度v1_y的值为横轴的坐标系上的规定区域内时，其目标速度v1_xy原样被决定成限制后重心目标速度vb_cmd_xy。
另外，当处理部32d处求得的目标速度v1_x，v1_y的组从上述坐标系上的规定区域脱离时，将这些目标速度限制在该规定区域的边界上的组的目标速度决定成限制后重心目标速度vb_cmd_xy。
如上所述，基于上述基本速度指令vjs_xy和上述重心偏位影响量vofs_xy(或是重心偏位量ofst_xy)决定重心目标速度vb_cmd_xy。因此，乘员能够通过对操作器的操作(对操纵杆12的操作)和乘员身体的姿势变化(体重移动)中的一方操作或双方操作来操纵摆车1。
作为补充，例如也可以除去操纵杆12，而是将目标重心速度加算量vb_cmd_by_ofs_xy原样地决定为摆车系统整体重心的目标速度v1_xy。
或者，将由操作指令转换部31决定的基本速度指令vjs_xy原样地决定为摆车系统整体重心的目标速度v1_xy。
另外，例如也可以通过对智能手机等便携终端的操作取代操纵杆12来决定基本速度指令vjs_xy或目标速度v1_xy。
在通过上述方式执行重心目标速度决定部32的处理之后，基准目标速度决定部211接着执行姿势控制运算部34的处理。该姿势控制运算部34按照图5的线框图所示的处理，决定第1移动动作部3的基准目标速度vw1_cmd1_xy，使得乘员搭乘部5及基体2的姿势稳定化。
更详细而言，姿势控制运算部34首先在运算部34处执行从上述限制后重心目标速度vb_cmd_xy减去重心偏位影响量vofs_xy的各成分的处理，由此决定重心偏位补偿后目标速度vb_cmpn_cmd_xy。
接着，姿势控制运算部34通过除了上述运算部34b和执行积分运算的积分运算部34a之外的运算部的处理，分别利用下式(4a)，(4b)的运算计算出第1移动动作部3的触地点的平动加速度的目标值、也即目标平动加速度dvw1_cmd_xy中x轴方向上的目标平动加速度dvw1_cmd_x和y轴方向上的目标平动加速度dvw1_cmd_y。
dvw1_cmd_x＝kvb_x·(vb_cmpn_cmd_x－vb_estm1_x)
－kth_x·θb_act_x－kw_y·ωb_act_x……(4a)
dvw1_cmd_y＝kvb_y·(vb_cmpn_cmd_y－vb_estm1_y)
－kth_y·θb_act_y－kw_x·ωb_act_y……(4b)
式(4a)，(4b)中的kvb_xy、kth_xy、kw_xy是预先被设定的规定的增益系数。
另外，式(4a)右边第1项表示与摆车系统整体重心在x轴方向上的重心偏位补偿后目标速度vb_cmpn_cmd_x(最新值)和第1推定值vb_estm1_x(最新值)之间的偏差对应的反馈操作量成分；式(4a)右边第2项表示与乘员搭乘部5的绕y轴方向的实际的倾斜角度θb_act_x的计测值(最新值)对应的反馈操作量成分；式(4a)右边第3项表示与乘员搭乘部5的绕y轴方向的实际的倾斜角速度ωθb_act_x的计测值(最新值)对应的反馈操作量成分。并且，x轴方向的目标平动加速度dvw1_cmd_x作为上述这些反馈操作量成分的合成操作量而被计算出。
同样，式(4b)右边第1项表示与摆车系统整体重心在y轴方向上的重心偏位补偿后目标速度vb_cmpn_cmd_y(最新值)和第1推定值vb_estm1_y(最新值)之间的偏差对应的反馈操作量成分；式(4b)右边第2项表示与乘员搭乘部5的绕x轴方向的实际的倾斜角度θb_act_x的计测值(最新值)对应的反馈操作量成分；式(4b)右边第3项表示与乘员搭乘部5的绕x轴方向的实际的倾斜角速度ωθb_act_y的计测值(最新值)对应的反馈操作量成分。并且，y轴方向的目标平动加速度dvw1_cmd_y作为上述这些反馈操作量成分的合成操作量而被计算出。
需要说明的是，可以将上式(4a)，(4b)分别改写成下式(4a)'，(4b)'。
dvw1_cmd_x＝kvb·(vb_cmd_x－vb_estm1_x)
－kth·(ofst_estm_x/(h－r_x)+θb_act_x)
－kw_x·ωb_act_x……(4a)’
dvw1_cmd_y＝kvb·(vb_cmd_y－vb_estm1_y)
－kth·(ofst_estm_y/(h－r_y)+θb_act_y)
－kw_x·ωb_act_y……(4b)’
在该情况下，式(4a)'，(4b)'右边第2项具有下述反馈操作量成分的含义。该反馈操作量成分用于使实际的摆车系统整体重心在x轴方向和y轴方向上的位置处于第1移动动作部3的触地部正上方的位置。
接着，姿势控制运算部34通过由积分运算部34a对目标平动加速度dvw1_cmd_xy的各成分进行积分，决定第1移动动作部3的基准目标速度vw1_cmd1_xy(最新值)。
基准目标速度决定部211的处理在各运算处理周期中通过上述方式来被执行。通过上述处理，第1移动动作部3的基准目标速度vw1_cmd1_xy以下述方式被决定：以第1移动动作部3不发生空转(第1移动动作部3相对地面滑动而产生的空转)为前提，实现保持摆车1的乘员搭乘部5及基体2的姿势稳定的同时，使摆车系统整体重心的移动速度(水平方向的移动速度)收敛到限制后重心目标速度vb_cmd_xy上。
作为补充，基准目标速度决定部211相当于本发明中的基准目标运动决定部。在该情况下，上述目标平动加速度dvw1_cmd_xy或是对其进行积分而得的基准目标速度vw1_cmd1_xy相当于本发明中的基准目标运动。
接着，参照图10说明移动停止判断部213的处理。移动停止判断部213在各运算处理周期中首先执行上述空转量推定部214的处理。该空转量推定部214通过触地点加速度算出部40a推定第1移动动作部3的触地点的实际的平动加速度(x轴方向及y轴方向上的平动加速度ac_xy)
该触地点加速度算出部40a使用加速度向量↑as、角速度向量↑ωs以及第1移动动作部3的触地点处的实际的外周速度向量↑vw1的推定值，利用下式(5)计算出第1移动动作部3的触地点的实际的加速度向量↑ac。其中，上述加速度向量↑as通过下述方式获得：对应于基体2的倾斜角度的计测值而对加速度传感器50的检测信号所示的加速度向量(对加速度传感器50设定的传感器坐标系中看到的加速度向量)向全局坐标系(上述xyz坐标系)进行坐标转换到得；上述角速度向量↑ωs通过下述方式获得：对应于基体2的倾斜角度的计测值而对角速度传感器51的检测信号所示的角速度向量(对角速度传感器51设定的传感器坐标系中看到的角速度向量)向上述全局坐标系进行坐标转换到得。
并且，触地点加速度算出部40a获得该加速度向量↑ac在x轴方向上的成分ac_x及在y轴方向上的成分ac_y作为第1移动动作部3的触地点的实际的平动加速度的x轴方向成分及y轴方向成分。需要说明的是，上述↑as等参照符号中的“↑”是表示向量的记号。另外，式(5)中的“×”是表示向量积(外积)的记号。
↑ac＝↑as－↑hs×(d↑ωs/dt)－↑vw1×↑ωs……(5)
这里，式(5)的d↑ωs/dt表示角速度向量↑ωs的经时变化率(即，角速度向量)，↑hs表示从第1移动动作部3的触地点看加速度传感器50时的位置向量。该位置向量↑hs对应于基体2的倾斜角度的计测值和基体2上的加速度传感器50的位置而被指定。
另外，第1移动动作部3的外周速度向量↑vw1更具体而言是下述第1移动动作部3的外周的平动速度向量(触地点处的水平方向的速度向量)：由电动机8a，8b与第1移动动作部3之间的动力传递机构对应于电动机8a，8b各自的实际的旋转速度被机械性地指定的速度向量。当第1移动动作部3与地面之间不存在滑动时，该外周速度向量↑vw1与该第1移动动作部3的水平方向的移动速度向量相一致。
并且，在本实施方式中，电动机8a，8b各自的实际的目标旋转速度对应于由目标速度确定部215确定的第1移动动作部3的x轴方向及y轴方向上的平动移动速度的目标值、也即目标速度vw1_cmd_xy而被决定。进一步地，电动机8a，8b各自的实际的目标旋转速度被反馈控制到该目标旋转速度上。因此，第1移动动作部3的外周速度向量↑vw1的x轴方向成分及y轴方向成分的组可以看作与目标速度vw1_cmd_xy一致或几乎一致。
因此，在本实施方式中，使用下述向量作为式(5)右边的外周速度向量↑vw1：使其x轴方向成分及y轴方向成分与上次的运算处理周期中的目标速度vw1_cmd_xy相一致且z轴方向成分为零的向量。因此，如图10所示的第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy(上次值)被输入到触地点加速度算出部40a中。
但是，例如也可以根据旋转速度传感器52a，52b的输出所示的电动机8a，8b的旋转速度的计测值推定外周速度向量↑vw1的x轴方向成分及y轴方向成分，并在触地点加速度算出部40a的处理中使用该推定值来取代目标速度vw1_cmd_xy。
空转量推定部214基本上通过在处理部40b的积分运算部40b2中对由触地点加速度算出部40a计算出的触地点加速度ac_xy的各成分进行积分，计算出第1移动动作部3的实际的触地点速度va_xy(第1移动动作部3的实际的平动速度)的推定值。然后，空转量推定部214在运算部40b3中从上述触地点速度va_xy的推定值中的各成分中减去作为第1移动动作部3的外周速度向量↑vw1的x轴方向成分及y轴方向成分的组的推定值的目标速度vw1_cmd_xy(上次值)的各成分，由此，计算出第1移动动作部3的空转量δv1_xy(x轴方向的空转量δv1_x及y轴方向的空转量δv1_y)。
另外，在本实施方式中，为了防止加速度传感器50的输出漂移(drift)的影响所引起的积分值(触地点速度va_xy)的发散，空转量推定部214在处理部40b中计算出第1移动动作部3的触地点速度vc_xy的推定值的处理中，在运算部40b4中对空转量δv1_xy的推定值的上次值(上次的运算处理周期中计算出的值)的各成分乘上规定的增益系数kd，并在运算部40b1中执行从触地点加速度ac_xy的推定值(最新值)的各成分中减去上述各成分乘上规定的增益系数kd而得的值的处理。空转量推定部214进一步通过在积分运算部40b2中依次对该运算部40b1的输出值进行积分，计算出第1移动动作部3的触地点速度va_xy的推定值。
由此，触地点速度va_xy的推定值以逐渐靠近目标速度vw1_cmd_xy的方式被计算出。进而，加速度传感器50的输出漂移的影响得到补偿。即，能够防止空转量δv1_xy因该漂移的影响而不断地偏移(offset)到不为零的数值上。
移动停止判断部213将通过上述方式计算出的空转量δv1_xy的推定值作为表示第1移动动作部3的空转程度的指标来决定是否停止第1移动动作部3的移动动作。
具体而言，移动停止判断部213通过处理部40d根据过滤值δv2_xy的各成分设定速度阈值vth_xy(vth_x及vth_y)。上述过滤值δv2_xy的各成分通过对空转量δv1_xy的推定值的各成分施以由具有低通特性的滤波器40c实施处理(在图示例中，通过传递函数(1/(1+ta·s))表示的滤波处理)来获取。
该速度阈值vth_xy当中的vth_x，vth_y分别是第1移动动作部3的x轴方向的平动速度相关的阈值和y轴方向的平动速度相关的阈值。这些速度阈值vth_xy当中的vth_x，vth_y分别基于关于处理部40d的图中所示的预先制成的图而被设定。在该情况下，当x轴方向上的空转量δv1_x的过滤值δv2_x的大小(绝对值)是某一数值以上的过大的值时，x轴方向的速度阈值vth_x被设定为零。另外，当过滤值δv2_x的大小(绝对值)较小时，vth_x以δv2_x的值越小越向正值的最大值增加的方式进行设定。y轴方向的速度阈值vth_y的设定方式也相同。
进一步地，移动停止判断部213在处理部40e处判断目标速度vw1_cmd_x(上次值)，vw1_cmd_y(上次值)各自是否属于容许范围－vth_x＜vw1_cmd_x＜+vth_x以及容许范围－vth_y＜vw1_cmd_y＜+vth_y的范围内。其中，上述目标速度vw1_cmd_x(上次值)，vw1_cmd_y(上次值)作为第1移动动作部3的触地点处的实际的外周速度(水平方向的平动速度)的当前的推定值。并且，移动停止判断部213根据其判断结果分别用数值“1”，“0”表示的标志(flag)fidle的值来设定是否要停止第1移动动作部3的移动动作。
这时，当x轴方向的目标速度vw1_cmd_x(上次值)及y轴方向的目标速度vw1_cmd_y(上次值)任意一方目标速度脱离上述容许范围时，移动停止判断部213将标志fidle的值设定为“1”，来停止第1移动动作部3的移动动作。
另外，当x轴方向的目标速度vw1_cmd_x(上次值)及y轴方向的目标速度vw1_cmd_y(上次值)均收敛在上述容许范围内时，移动停止判断部213将标志fidle的值设定为“0”，来容许第1移动动作部3的移动动作。
移动停止判断部213的处理通过上述方式来执行。这时，空转量δv1_xy中任一成分的过滤值δv2_x或δv2_y的大小是某一数值以上的过大的值时，速度阈值vth_x或vth_y被设定为零。因此，目标速度vw1_cmd_x(上次值)或vw1_cmd_y(上次值)脱离容许范围，进而标志fidle的值被设定成“1”。
接着，参照图11说明空转时速度调整部212的处理。由移动停止判断部213的空转量推定部214计算出的空转量δv1_xy被依次输出到空转时速度调整部212中。
并且，空转时速度调整部212在各运算处理周期中首先在处理部42a处将空转量δv1_xy的各成分除以上述虚拟车轮61_x，61_y的各自的半径r_x，r_y，由此将空转量δv1_xy的各成分转换成虚拟车轮61_x，61_y各自的旋转角速度的空转量δw1_xy(下文中称之为角速度空转量δw1_xy)。
接着，空转时速度调整部212利用处理部(低切滤波器)42b对角速度空转量δw1_xy的各成分施以具有低切特性的滤波处理，由此抽取角速度空转量δw1_xy的各成分的高频成分。
这时，处理部42b例如通过从角速度空转量δw1_xy的各成分中扣除下述值，来抽取角速度空转量δw1_xy的高频成分δw1(h)_xy。其中，该值是指：对角速度空转量δw1_xy的各成分(绕y轴方向的成分δw1_x及绕x轴方向的成分δw1_y)施以具有低通特性的滤波处理(在图示例中，通过传递函数(1/(1+t1·s))表示的滤波处理)而得的值。在该情况下，高频成分δw1(h)_xy是由具有上述低通特性的滤波处理的传递函数的时间常数t1指定的规定频率以上的高频成分。
接着，空转时速度调整部212对该高频成分δw1(h)_x，δw1(h)_y分别按顺序执行不灵敏区处理部42c的处理和限制处理部42d的处理，由此求出虚拟车轮61_x，61_y各自的旋转角速度的补正量、也即角速度补正量δwc_x，δwc_y。
在该情况下，如图11中的图表所示，当高频成分δw1(h)_x是零值旁边的规定的不灵敏区的值时，不灵敏区处理部42c对高频成分δw1(h)_x的处理是输出零值的处理；当高频成分δw1(h)_x是脱离不灵敏区的值时，不灵敏区处理部42c对高频成分δw1(h)_x的处理是输出从δw1(h)_x减去不灵敏区的边界值(不灵敏区的上限值和下限值当中离δw1(h)_x近的边界值)而得的值的处理。不灵敏区处理部42c对高频成分δw1(h)_y的处理也相同。需要说明的是，相对于δw1(h)_x的不灵敏区的范围和相对于δw1(h)_y的不灵敏区的范围一般互不相同。
另外，如图11中的图表所示，当不灵敏区处理部42c的输出值是规定的容许范围内的值时，限制处理部42d对高频成分δw1(h)_x的处理是原样地输出不灵敏区处理部42c的输出值的处理；当不灵敏区处理部42c的输出值是脱离规定的容许范围的值时，限制处理部42d对高频成分δw1(h)_x的处理是输出该容许范围的上限值和下限值当中离不灵敏区处理部42c的输出值近的边界值的处理。限制处理部42d对δw1(h)_y的处理也相同。需要说明的是，相对于δw1(h)_x的容许范围和相对于δw1(h)_y的容许范围一般互不相同。
接着，空转时速度调整部212在处理部42e处对限制处理部42d的输出、也即角速度补正量δwc_x，δwc_y分别施以具有低通特性的滤波处理(在图示例中，通过传递函数(1/(1+t2·s))表示的滤波处理)。进一步地，空转时速度调整部212通过在处理部42f处对δwc_x，δwc_y各自的过滤值乘上虚拟车轮61_x，61_y各自的半径r_x，r_y，将加速度补正量δwc_x，δwc_y的过滤值分别转换成x轴方向的平动速度补正量δvc_x及y轴方向的平动速度补正量δvc_y。
需要说明的是，处理部42e的具有低通特性的滤波处理是用于清除比空转量δv1_xy的频带高的高频杂波成分的滤波处理。其中，该空转量δv1_xy用于第1移动动作部3的速度调整。因此，该滤波处理中的时间常数t2被设定成比处理部(低切过滤器)42b中的滤波处理的时间常数t1以下的值。
通过上述方式求得的平动速度补正量δvc_x，δvc_y是以下一种补正量(≤0)：当第1移动动作部3实际发生空转，导致空转量δv1_xy的高频成分变大时，该补正量使该第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd减速到比基准目标速度vw1_cmd1_xy小，从而消除或降低该空转量δv1_xy的高频成分。
并且，空转时速度调整部212在处理部42g处执行在基准目标速度vw1_cmd1_xy的各成分上加上该平动速度补正量δvc_xy的各成分的处理，由此决定对该基准目标速度vw1_cmd1_xy进行补正而得的补正后目标速度vw1_cmd2_xy。
空转时速度调整部212的处理通过上述方式被执行。作为补充，在本实施方式中，通过组合了上述空转量推定部214、空转时速度调整部212的处理部42a，42b的处理实现本发明中的高频空转状态量算出部。
在该情况下，由空转量推定部214的处理部40b当中的积分运算部40b2计算出的触地点速度va_xy相当于本发明中的移动动作部(第1移动动作部3)的实际的移动速度的计测值，第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy的上次值相当于本发明中的无滑动状态移动速度推定值，由空转量推定部214的处理部40b当中的运算部40b3计算出的空转量δv1_xy相当于本发明中的速度差。
而且，由空转时速度调整部212的处理部42a计算出的角速度空转量δw1_xy相当于本发明中的速度差函数值，通过处理部(低切滤波器)42b获得的高频成分δw1(h)_xy相当于本发明中的高频空转状态量。
另外，由空转时速度调整部212的处理部42f计算出的平动速度补正量δvc_xy相当于本发明中的补正量，本发明中的目标运动补正部通过处理部42g的处理来实现。
在本实施方式中，通过空转时速度调整部212的上述处理，在第1移动动作部3发生空转时，通过对应于上述空转的空转量δv1_xy的高频成分(第1移动动作部3的空转刚开始等时的空转量δv1_xy的快速变动成分)而决定的平动速度补正量δvc_xy来决定补正后目标速度vw1_cmd2_xy，使得补正后目标速度vw1_cmd2_xy的各成分大小减少到比基准目标速度vw1_cmd1_xy的各成分小。
例如，如图12a所示，在角速度空转量δw1_x(或是δw1_y)有变动的情况下，由处理部(低切滤波器)42b抽取的高频成分δw1(h)_x(或是δw1(h)_y)形成图12b所示的波形成分。并且，平动速度补正量δvc_x(或是δvc_y)对应于该高频成分δw1(h)_x(或是δw1(h)_y)而被决定。
另一方面，例如在x轴方向的空转量δv1_x不包含高频成分时，从处理部(低切滤波器)42b输出的高频成分δw1(h)_xy为零或几乎为零。因此，即使由于加速度传感器50的输出漂移或在上述空转量推定部214的积分运算部40b2的处理中产生的积分误差的积累，使得空转量δv1_x中包含稳定的(或是低频的)偏移成分，但在第1移动动作部3不发生实际的空转或该空转较为轻微的情况下，高频成分δw1(h)_x为零或几乎为零。进而，x轴方向的平动速度补正量δvc_x也为零或几乎为零。这一情况对于y轴方向的空转量δv1_y也相同。
如上所述，根据本实施方式，因第1移动动作部3发生实际的空转引起x轴方向或y轴方向的空转量δv1_x，δv1_y的高频成分变大时，能够快速地消除或降低该高频成分的方式分别计算出平动速度补正量δvc_x，和δvc_y。
并且，在第1移动动作部3不发生实际的空转或是在该空转较为轻微的状况下，即使由于加速度传感器50的输出漂移或积分误差引起由空转量推定部214计算出的空转量δv1_xy的任一成分的推定值中包含稳定的(或是低频的)偏移成分，也能够防止平动速度补正量δvc_x或和δvc_y对应于该偏移成分的方式被计算出。
作为补充，在本实施方式的空转时速度调整部212的处理中，在处理部42a处将空转量δv1_xy转换成角速度空转量δw1_xy的基础上，通过执行处理部42b～42f的处理，计算出平动速度补正量δvc_xy。但是，例如也可以省略处理部42a，42f的处理，对空转量δv1_xy的各成分执行与处理部42b～42e相同的处理来计算出平动速度补正量δvc_xy。
另外，也可以对应于下述各值来决定平动速度补正量δvc_xy：空转量δv1_xy或角速度空转量δw1_xy的高频成分上乘以规定值的增益系数而得的值；或是该高频成分的微分值；或是该该高频成分的积分值；或是与该高频成分的极性是同一极性的处理值(常量值)；或是对这四种数值当中两种以上的值进行线性结合后的值。
第1控制处理部21在各运算处理周期中执行如上所述的移动停止判断部213及空转时速度调整部212的处理后，执行目标速度确定部215的处理。如图4所示，当由移动停止判断部213决定的标志fidle的值是“1”时，该目标速度确定部215以下述方式决定目标速度vw1_cmd1_xy：使第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy的各成分从当前值(上次值)逐渐减少至零(逐渐衰减)，从而使第1移动动作部3逐渐停止。这时，例如以在维持第1移动动作部3的移动方向恒定的同时使第1移动动作部3的移动速度的大小衰减到零的方式决定目标速度vw1_cmd_xy。
此外，当由移动停止判断部213决定的标志fidle的值是“0”时，目标速度确定部215将由空转时速度调整部212决定的补正后目标速度vw1_cmd2_xy原样地确定为vw1_cmd_xy。
目标速度确定部215通过上述方式来确定第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy。并且，第1控制处理部21控制电动机8a，8b，使得通过上述方式决定的目标速度vw1_cmd_xy追随第1移动动作部3的实际的移动速度。
接着，参照图13说明第2控制处理部22的处理。在由上述操作指令转换部31决定的转向角速度指令ωjs为零的状况(操纵杆12向y轴方向的摆动量js_y为零或几乎为零的状况)下，为了使摆车1平动移动，第2控制处理部22将第2移动动作部4的y轴方向的移动速度(平动速度)的目标值、也即目标速度vw2_cmd_y决定为与第1移动动作部3的y轴方向的目标速度vw1_cmd_y相一致。
另外，在上述转向角速度指令ωjs不为零的状况下，为了使摆车1进行转向，第2控制处理部22将第2移动动作部4的y轴方向的目标速度vw2_cmd_y决定为与第1移动动作部3的y轴方向的目标速度vw1_cmd_y不相同。
第2控制处理部22的这种处理具体通过下述方式执行。即，参照图13，第2控制处理部22首先执行运算部22a的处理。该运算部22a在上述转向角速度指令ωjs上乘以第1移动动作部3和第2移动动作部4之间在x轴方向上的距离l的(-1)倍的值。由此，第2控制处理部22决定第2移动动作部4相对于第1移动动作部3在y轴方向上的相对速度的指令值、也即相对速度指令vjs2_y。该相对速度指令vjs2_y用于使摆车1以转向角速度指令ωjs的角速度进行转向。
接着，第2控制处理部22在运算部22b处执行在由第1控制处理部21决定的第1移动动作部3在y轴方向上的目标速度vw1_cmd_y(最新值)上加上上述相对速度指令vjs2_y(最新值)的处理。由此，第2控制处理部22决定第2移动动作部4的y轴方向的目标速度vw2_cmd_y。
并且，第2控制处理部22控制电动机17，使得第2移动动作部4在y轴方向上的实际的移动速度追随通过上述方式决定的目标速度vw2_cmd_y。
根据上述说明的实施方式，通过下述方式来决定目标速度vw1_cmd_xy：因第1移动动作部3发生实际的空转而引起上述空转量δv1_x或δv1_y的推定值产生高频成分时，对基准目标速度vw1_cmd1_xy进行补正而得目标速度vw1_cmd_xy，使得能够快速地消除或降低该高频成分(以根据目标速度vw1_cmd_xy而被指定的第1移动动作部3的外周速度接近于实际的触地点速度的方式)。并且，控制第1移动动作部3的移动速度使其实现成为该目标速度vw1_cmd_xy。
由此，第1移动动作部3的空转在其刚发生后就能够被快速地消除或减轻。进而，第1移动动作部3基本上能够快速地归位到追随基准目标速度vw1_cmd1_xy而进行移动的状态。进而，能够在保持乘员搭乘部5及基体2的姿势稳定的同时持续地让摆车1进行移动。
例如，根据本申请发明者的实验，确认到即使在摆车1以越过地面高差部的方式进行移动而在第1移动动作部3发生空转时，该空转也能够被快速地消除或减轻，摆车1能够持续移动的频率提高。另外，确认到例如摆车1在较为快速地在y轴方向上进行往返移动的状况下，即使第1移动动作部3发生空转，该空转也能够被快速地消除或减轻，并能够使摆车1在y轴方向上持续地进行往返移动。
而且，根据本实施方式的摆车1，即使由于加速度传感器50的输出漂移或积分误差引起上述空转量δv1_x或δv1_y的推定值中包含稳定的(或是低频的)偏移成分，但在第1移动动作部3不发生空转或该空转较为轻微的状况下，平动速度补正量δvc_xy也为零或是微小的值。因此，只要不是因为上述偏移成分变大而使得上述标志fidle的值被设定成“1”的状况，就能够使第1移动动作部3以与基准目标速度vw1_cmd1_xy相一致或几乎一致的速度进行移动。
所以，能够在保持乘员搭乘部5及基体2的姿势稳定的同时尽可能地使摆车1持续地进行移动。
(第2实施方式)
接着，参照图14说明本发明的第2实施方式。需要说明的是，本实施方式中仅空转时速度调整部212的处理与上述第1实施方式中的不同。因此，以与第1实施方式不同的事项为中心说明本实施方式，并省略与第1实施方式相同的事项的说明。
参照图14，本实施方式的空转时速度调整部212的处理在处理部42a至处理部42f的处理部分与第1实施方式相同。在本实施方式中，空转时速度调整部212求出于处理部42h处在处理部42f的输出的各成分上乘以如后述方式设定的动力增加判定标志的值(＝0或1)后而得的值作为平动速度补正量δvc_xy。并且，空转时速度调整部212在处理部42g处执行在基准目标速度vw1_cmd1_xy的各成分上加上通过上述方式求得的平动速度补正量δvc_xy的处理，由此决定对该基准目标速度vw1_cmd1_xy进行补正而得的补正后目标速度vw1_cmd2_xy。
这里，在电动机8a，8b施加给第1移动动作部3的驱动力起来(逐渐增加)的状况下，第1移动动作部3容易发生空转，空转量δv1_xy的高频成分容易变大。因此，在本实施方式中，空转时速度调整部212以施加给第1移动动作部3的驱动力起来的状况(驱动力的增加状态)为必要条件，决定补正后目标速度vw1_cmd2_xy，从而抑制第1移动动作部3的空转。
具体地，空转时速度调整部212基于电动机8a，8b各自的通电电流的检测值或指令值针对x轴方向和y轴方向的各个方向判定施加给第1移动动作部3的驱动力是否在该方向上是起来(逐渐增加)的状态。进一步地，空转时速度调整部212对应于该判定结果是肯定的结果与否，分别将上述动力增加判定标志的值设定成“1”，“0”。
驱动力是否为起来状况的判定例如通过下述方式进行。即，例如在各运算处理周期的每一周期中，基于电动机8a，8b各自的通电电流的检测值或指令值推定施加给第1移动动作部3的x轴方向的驱动力及y轴方向的驱动力。这时，当x轴方向的驱动力是使第1移动动作部3向x轴的正方向移动的驱动力时，则为正的驱动力；当x轴方向的驱动力是使第1移动动作部3向x轴的负方向移动的驱动力时，则为负的驱动力。y轴方向的驱动力也相同。
而且，在各运算处理周期的每一周期中，针对x轴方向及y轴方向的各个方向计算出驱动力的推定值与其经时变化率(微分值)的积。当该积的值是正值时，判定该方向的驱动力是起来状况。另外，当该积的值是负值时，判定该方向的驱动力不是起来状况。
由此，能够合理地进行该判定。本实施方式中除了上述说明的事项之外，其余与第1实施方式相同。作为补充，在本实施方式中，通过处理部42h，42g实现本发明中的目标运动补正部。
在上述本实施方式中，能够将根据基准目标速度vw1_cmd1_xy对第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy进行补正这一处理限定在第1移动动作部3容易发生空转的状况中。
因此，能够使根据基准目标速度vw1_cmd1_xy对第1移动动作部3的目标速度vw1_cmd_xy进行补正这一处理停留在最低要求上。并且，本实施方式除了上述效果之外，还具有与第1实施方式相同的效果。
(第3实施方式)
接着，参照图15说明本发明的第3实施方式。需要说明的是，本实施方式中仅空转时速度调整部212的处理与上述第1实施方式中的不同。因此，以与第1实施方式不同的事项为中心说明本实施方式，并省略与第1实施方式相同的事项的说明。
参照图15，本实施方式的空转时速度调整部212还具备高频空转量推定部216。该高频空转量推定部216通过对上述空转量推定部214的一部分处理进行了修正的处理，求出第1移动动作部3的高频段的空转量δv1(h)_xy。
通过在触地点加速度算出部44a处执行与第1实施方式中的空转量推定部214的触地点加速度算出部40a相同的处理，该高频空转量推定部216计算出第1移动动作部3的触地点的平动加速度ac_xy的推定值。
而且，高频空转量推定部216通过处理部44b的处理，根据第1移动动作部3的触地点的平动加速度ac_xy的推定值以及相当于第1移动动作部3的外周速度(x轴方向及y轴方向的速度)的推定值的目标速度vw1_cmd_xy的上次值，求出第1移动动作部3的高频段的空转量δv1(h)_xy。其中，上述处理部44b与第1实施方式中的空转量推定部214的处理部40b中的一部分参数不同，
在该情况下，处理部44b具有运算部44b1～44b4。运算部44b1～44b4分别执行与第1实施方式中的处理部40b的各运算部40b1～40b4相同的运算处理。其中，在本实施方式中，在运算部44b4中，与空转量δv1(h)_xy的上次值相乘的增益系数值kd2被设定成比在第1实施方式中的运算部40b4中使用的增益系数kd大的值。
如上所述，通过将运算部44b4中的增益系数值kd2事先设定成相对较大的值，由处理部44b计算出的空转量δv1(h)_xy相当于第1移动动作部3的空转量中的规定频率以上的高频段的成分。所以，在本实施方式中，通过高频空转量推定部216的处理，能够直接获得第1移动动作部3的空转量的高频段的成分δv1(h)_xy。
需要说明的是，在高频空转量推定部216的处理中，也可以省略触地点加速度算出部44a，将通过空转量推定部214的触地点加速度算出部40a计算出的平动加速度ac_xy原样地输入到处理部44b中，由此计算出空转量δv1(h)_xy。
并且，在本实施方式中，空转时速度调整部212对如上所述由高频空转量推定部216求得的空转量δv1(h)_xy按顺序执行第1实施方式中说明的上述处理部42a，42c～42f的处理，由此决定第1移动动作部3的补正后目标速度vw1_cmd2_xy。这时，由高频空转量推定部216求得的空转量δv1(h)_xy即为高频段的成分。因此，不需要第1实施方式中所说明的上述处理部(低切滤波器)42b执行的滤波处理。
本实施方式除了以上说明的事项之外，其余与第1实施方式的相同。作为补充，在本实施方式中，高频空转量推定部216相当于本发明中的高频空转量算出部。并且，触地点加速度算出部44a的处理相当于本发明中的第1处理，运算部44b1的处理相当于本发明中的第2处理，运算部44b3的处理相当于本发明中的第3处理。
根据本实施方式，无需上述处理部(低切滤波器)42b(或是高通滤波器)就能够求出高频成分的空转量δv1(h)_xy。并且，在本实施方式中，除了上述效果之外，还具有与第1实施方式相同的效果。
(其他的实施方式)
需要说明的是，本发明并不限定于以上说明的第1至第3实施方式。例如，在上述各实施方式中示出了为了让摆车1搭乘乘员(人)而具备乘员搭乘部5的摆车1。但是，本发明中的倒立摆车也可以是具备能够替换乘员搭乘部5的任意搬运物的搭载部的摆车(车)。
另外，乘员搭乘部5并不仅限于乘员落座的座椅，例如也可以是在乘员站立的状态下让双脚踩踏的构成。
此外，倒立摆车例如也可以是下述方式安装的构造：不让第1移动动作部3、第2移动动作部4以及基体2发生倾动而使乘员搭乘部5(或是物体搭载部)能够相对于基体2发生倾动。
另外，在上述各实施方式中，对应于操纵杆12的操作来决定作为摆车1的横摆方向的目标角速度的转向角速度指令ωjs。但是，例如也可以对应于y轴方向的重心偏位量推定值ofst_estm_y或是y轴方向的重心偏位影响量vofs_y来决定转向角速度指令ωjs。