WO2020217794A1

WO2020217794A1 - 移動体の操縦装置及び操縦システム

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Publication number: WO2020217794A1
Application number: PCT/JP2020/012113
Authority: WO
Inventors: 竹中　透
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2021-10-26
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Abstract

操縦装置５１（マスター装置）は、操縦者Ｐが移動するに伴い操縦者Ｐと共に移動し得るように操縦者Ｐの上体に装着される上体支持部６５と、操縦者Ｐの移動環境における上体支持部６５の移動速度を含む運動状態の観測値に応じて移動体１（スレーブ装置）の移動制御用指令値を決定する移動指令決定部９４とを備える。操縦装置５１の移動機構５２及び昇降機構６０の動作制御により上体支持部６５が操縦者Ｐから受ける反力を制御可能である。

Description

移動体の操縦装置及び操縦システム

　本発明は、移動体を操縦する装置に関する。

　ロボット等の移動体を操縦する装置としては、例えば特許文献１，２に見られるものが知られている。この操縦装置は、上体支持機構に移動し得るように支持されたサドルと、このサドルに腰かけた操縦者の左右の足に装着する足平支持機構とを有する。そして、該操縦装置は、操縦者が足平支持機構を歩行動作を行うように動かすことで、バイラテラル制御によって、移動体としてのロボットの両脚の運動（歩行運動）を行わせ、ひいては、該ロボットを移動させる。
　また、移動体の操縦装置としては、操縦者が、その手で操縦操作を行うリモコンも一般に知られている。

特開平１０－２１７１５９号公報米国特許５８４１２５８号明細書

　しかしながら、特許文献１に見られる操縦装置では、上体支持機構と足平支持機構との両方の機構で多数のアクチュエータを必要とするため、操縦装置が複雑な構成で高価なものとなりやすい。さらに、移動体のアーム等に作業を行わせるマニピュレータを操縦装置に備える場合には、該操縦装置の大幅な複雑化や、高コスト化を招きやすい。

　また、操縦者は、サドルに座った状態で、足平支持機構を動かすので、その動かし方が、操縦者の実際の歩行時における両足の動かし方と異なるものになりやすい。ひいては、移動体の移動速度や移動方向が、操縦者が想定している移動速度や移動方向に対してずれを生じやすい。

　また、リモコンによる移動体の操縦では、リモコンの操作と移動体の動作との対応関係を操縦者が十分に認識しておく必要があるため、移動体の所望の動作を行わせるためには高度の熟練を必要とする。このため、移動体の所望の動作を安定して行わせることが難しい。

　本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、移動体の操縦を簡易な構成で適切に行うことができる操縦装置を提供することを目的とする。

　本発明の移動体の操縦装置は、上記の目的を達成するために、移動体を移動させる操縦を行い得る操縦装置であって、
　操縦者が移動するに伴い、該操縦者と共に移動し得るように該操縦者の上体に装着される上体支持部と、
　前記操縦者の移動環境における前記上体支持部の移動位置及び移動速度の少なくとも一方を含む該上体支持部の運動状態の観測値に応じて前記移動体の所定の代表点の移動制御用指令値を決定する移動指令決定部とを備えることを特徴とする（第１発明）。

　なお、本明細書において、任意の物体の運動、反力等の任意の状態量の「観測値」は、適宜の検出器もしくはセンサによる該状態量の検出値、あるいは、該状態量と一定の相関関係を有する他の１つ以上の状態量の検出値から、該相関関係に基づいて推定してなる推定値、あるいは、該状態量の実際の値と一致もしくはほぼ一致するとみなし得る疑似的な推定値を意味する。この場合、疑似的な推定値としては、該状態慮の目標値を用いることも可能である。

　上記第１発明によれば、操縦者が、前記上体支持部を自身の上体に装着した状態で移動することで、その移動時の上体支持部の運動状態（移動位置及び移動速度の少なくとも一方を含む運動状態）に応じて、移動体の所定の代表点の移動制御用指令値が決定される。このため、操縦者は、自身が移動体に対して希望する移動速度や経路で移動するだけで移動体の移動動作を行わせることが可能となる。また、上記上体支持部と移動指令決定部とを備える本発明の操縦装置は、複雑な構成を必要とせずに構築し得る。
　よって、第１発明の操縦装置によれば、移動体の操縦を簡易な構成で適切に行うことが可能である。

　上記第１発明では、前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えるという態様を採用し得る（第２発明）。
　これによれば、操縦者の移動時に、前記上体支持部反力又は前記操縦者上体相対変位を所望の状態に制御することとが可能となる。

　補足すると、第２発明における上体支持部反力など、本発明における「反力」は、３次元ベクトルとしての並進力と力のモーメントとの両方により構成されるもの、あるいは、特定方向の並進力と特定方向の力のモーメントとの一方又は両方により構成されるもののいずれであってもよい。
　また、以降の本発明の説明では、「横方向」は、水平方向、もしくはほぼ水平な方向を意味し、「上下方向」は、鉛直方向、もしくはほぼ鉛直な方向を意味する。

　上記第２発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第３発明）。

　これによれば、操縦者は、自身の上体に装着した上体支持部から、横方向の反力を受けない状態、もしくはほとんど受けない状態で移動することができる。ひいては、操縦者は、自身の上体への横方向の抵抗感を感じないようにして、移動体の操縦のために床面上を移動することが可能となる。

　上記第３発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第４発明）。なお、上記上下方向の並進力に関する「所定値」としては、例えばゼロ、あるいは、該並進力が下向きになるようにゼロからオフセットさせた値を採用し得る。このことは、後述する第７発明、第８発明、第１１発明、第１２発明、第１５発明、及び第１６発明においても同様である。

　第４発明によれば、操縦者は、自身の上体に装着した上体支持部から、横方向の反力だけでなく、上下方向の反力も受けない状態、もしくはほとんど受けない状態、もしくは、自身に作用する重力を支えるための力が軽減される状態で移動することができる。ひいては、操縦者は、上体支持部を上体に装着していない状態での通常の歩行時と同様の感覚で、あるいは、重力に対する自身の脚の負荷が軽減された状態で、移動体の操縦のために床面上を移動することが可能となる。

　また、前記第１発明では、前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記移動体がその移動環境で床面から受ける反力以外で外界から受ける反力である第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えるという態様を採用することもできる（第５発明）。
　これによれば、移動体に作用する前記第１反力の状態を反映させて、前記上体支持部反力又は前記操縦者上体相対変位を所望の状態に制御することとが可能となる。

　上記第５発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第６発明）。

　これによれば、移動体に前記第１反力が作用していない状態では、前記第３発明と同様の効果を奏することができる。また、移動体が外界の障害物に接触すること等に起因して、該移動体に横方向の並進力を含む前記第１反力が作用した場合には、操縦者の上体には、該第１反力のうちの横方向の並進力に応じた大きさの横方向の並進力が上体支持部から作用する。これにより、操縦者は、移動体が外界の障害物に接触すること等に起因して該移動体に第１反力が作用したことを、上体支持部から受ける横方向の並進力によって。体感的に認識することができる。ひいては、操縦者は移動を中断する等の対応処置を適切にとることが可能となる。

　上記第６発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第７発明）。

　これによれば、移動体に前記第１反力が作用していない状態では、前記第４発明と同様の効果を奏することができる。また、移動体が外界の障害物に接触すること等に起因して、該移動体に横方向及び上下方向の並進力を含む前記第１反力が作用した場合には、操縦者の上体には、該第１反力のうちの並進力のベクトル（３次元ベクトル）に応じた大きさ及び方向を有する並進力のベクトルが上体支持部から作用する。これにより、操縦者は、移動体が外界の障害物に接触すること等に起因して該移動体に１反力が作用したことを、該第１反力の並進力のベクトルの方向を含めて、体感的に認識することができる。ひいては、操縦者は移動を中断する等の対応処置をより適切にとることが可能となる。

　上記第６発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されているという態様を採用することもできる（第８発明）。

　これによれば、移動体に第１反力が作用しているか否かによらずに、上体支持部から操縦者の上体に作用する上下方向の並進力が所定値に維持されるので、操縦者はその歩行動作に伴う上体の上下動を抵抗感なく、行うことができる。あるいは、操縦者は、重力に対する自身の脚の負荷が軽減された状態で移動できる。ひいては、移動体の移動操縦のための移動を円滑に行うことが可能となる。

　また、前記第１発明では、前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記移動体に備えられている作業用マニピュレータをバイラテラル制御により操縦するために前記操縦者が装着し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられた操縦用マニピュレータと、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記操縦用マニピュレータが前記操縦者から受ける反力である第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えるという態様を採用することもできる（第９発明）。
　これによれば、操縦用マニピュレータが操縦者から受ける前記第２反力の状態を反映させて、前記上体支持部反力又は前記操縦者上体相対変位を所望の状態に制御することが可能となる。

　上記第９発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第１０発明）。

　これによれば、操縦用マニピュレータに前記第２反力が作用しない状態では、前記第３発明と同様の効果を奏することができる。また、操縦用マニピュレータに前記第２反力が作用する状態では、該第２反力のうちの横方向の並進力を上体支持部駆動機構により相殺し、該横方向の並進力が操縦者の脚に伝わらないようにすることが可能となる（以降、第１の場合という）。あるいは、該第２反力のうちの横方向の並進力に応じた大きさの横方向の並進力を、操縦者の脚に伝えることが可能となる（以降、第２の場合という）。

　そして、上記第１の場合には、移動体の作業用マニピュレータによって、横方向に大きな並進力を有する作業を行っても、操縦者が該横方向の並進力を感じずに操縦用マニピュレータを動かすことができるので、当該作業を容易に行うことが可能となる。

　また、上記第２の場合には、移動体の作業用マニピュレータによって、横方向に並進力を有する作業を行うと、操縦者が該横方向の並進力を体感的に認識することが可能となる。このため、操縦者は、該横方向の並進力が過大になった場合等に、移動体の作業用マニピュレータの操縦を中止する等の対応処置を適切にとることが可能となる。

　上記第１０発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第１１発明）。

　これによれば、操縦用マニピュレータに前記第２反力が作用していない状態では、前記第４発明と同様の効果を奏することができる。また、操縦用マニピュレータに前記第２反力が作用する状態では、該第２反力のうちの並進力のベクトル（３次元ベクトル）を上体支持部駆動機構により相殺し、該並進力のベクトルが操縦者の脚に伝わらないようにすることが可能となる（以降、第３の場合という）。あるいは、該第２反力のうちの並進力のベクトルの大きさや方向に応じた大きさや方向の並進力のベクトルを、操縦者の脚に伝えることが可能となる（以降、第４の場合という）。

　そして、上記第３の場合には、移動体の作業用マニピュレータによって、任意の方向に大きな並進力を有する作業を行っても、操縦者が該並進力を感じずに操縦用マニピュレータを動かすことができるので、当該作業を容易に行うことが可能となる。

　また、上記第４の場合には、移動体の作業用マニピュレータによって、任意の方向の並進力のベクトルを有する作業を行うと、操縦者が該並進力のベクトルの大きさや方向を体感的に認識することが可能となる。このため、操縦者は、該並進力のベクトルの大きさが過大になったり、あるいは、該並進力のベクトルの方向が異常な方向になった場合等に、移動体の作業用マニピュレータの操縦を中止する等の対応処置を適切にとること可能となる。

　上記第１０発明では前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されているという態様を採用することもできる（第１２発明）。

　これによれば、操縦用マニピュレータに第２反力が作用しているか否かによらずに、上体支持部から操縦者の上体に作用する上下方向の並進力が所定値に維持されるので、操縦者はその歩行動作に伴う上体の上下動を抵抗感なく、行うことができる。あるいは、操縦者は、重力に対する自身の脚の負荷が軽減された状態で移動できる。ひいては、操縦者は、移動体の移動操縦のための移動を円滑に行いながら、移動体の作業用マニピュレータを操縦することが可能となる。

　また、前記第１発明では、前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記移動体に備えられている作業用マニピュレータをバイラテラル制御により操縦するために前記操縦者が装着し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられた操縦用マニピュレータと、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記移動体がその移動環境で床面から受ける反力以外で外界から受ける反力である第１反力の観測値と、前記操縦用マニピュレータが前記操縦者から受ける反力である第２反力の観測値とに応じて前記前記上体支持部駆動機構の動作を制御する前記第１制御部とをさらに備えるという態様を採用することもできる（第１３発明）。
　これによれば、移動体に作用する前記１反力と、操縦用マニピュレータが操縦者から受ける前記第２反力との状態を反映させて、前記上体支持部反力又は前記操縦者上体相対変位を所望の状態に制御することが可能となる。

　上記第１３発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第１４発明）。

　これによれば、前記１反力及び第２反力が発生していな状態では、前記第３発明と同様の効果を奏することができる。また、前記第１反力及び第２反力のうちの第２反力が発生していない状態では、前記第６発明と同様の効果を奏することができ、第１反力が発生していない状態では、前記第１０発明と同様の効果を奏することができる。また、前記１反力及び第２反力の両方が発生している状態では、前記第６発明及び第１０発明のそれぞれと同様の効果を併せて奏することができる。

　上記第１４発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成され得る（第１５発明）。

　これによれば、前記１反力及び第２反力が発生していな状態では、前記第４発明と同様の効果を奏することができる。また、前記第１反力及び第２反力のうちの第２反力が発生していない状態では、前記第７発明と同様の効果を奏することができ、第１反力が発生していない状態では、前記第１１発明と同様の効果を奏することができる。また、前記１反力及び第２反力の両方が発生している状態では、前記第７発明及び第１１発明のそれぞれと同様の効果を併せて奏することができる。

　上記第１４発明では、前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されているという態様を採用することもできる（第１６発明）。

　これによれば、移動体に第１反力が作用しているか否か、あるいは、操縦用マニピュレータに第２反力が作用しているか否かによらずに、上体支持部から操縦者の上体に作用する上下方向の並進力が所定値に維持されるので、操縦者はその歩行動作に伴う上体の上下動を抵抗感なく、行うことができる。あるいは、操縦者は、重力に対する自身の脚の負荷が軽減された状態で移動できる。ひいては、移動体の作業用マニピュレータの操縦を行っていない状態、あるいは、作業用マニピュレータの操縦を行っている状態のいずれの場合でも、操縦者は、移動体の移動操縦のための移動を円滑に行うことが可能となる。

　前記第２発明、第３発明、第５発明、第６発明、第９発明、第１０発明、第１３発明、又は第１４発明では、前記上体支持部駆動機構は、前記操縦者が移動する床面上を移動し得るように構成された移動機構と、該床面に対する該移動機構の移動駆動力を発生可能な第１アクチュエータとを備えており、
　前記上体支持部は、前記移動機構と共に移動し得るように該移動機構に搭載されており、
　前記第１制御部は、前記第１アクチュエータの制御を通じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されているという態様を採用することが好ましい（第１７発明）。

　これによれば、上体支持部駆動機構を、操縦者の移動に伴い移動させることができるので、操縦者の移動環境が広くても、上体支持部駆動機構の構成を小型化なものとすることが可能となる。また、前記第１アクチュエータの制御によって、前記横方向の並進力の制御のための上体支持部駆動機構の動作を適切に制御することが可能となる。

　前記第４発明、第７発明、第８発明、第１１発明、第１２発明、第１５発明、又は第１６発明では、前記上体支持部駆動機構は、前記操縦者が移動する床面上を移動し得るように構成された移動機構と、該床面に対する該移動機構の移動駆動力を発生可能な第１アクチュエータと、前記移動機構に対して前記上体支持部を昇降させ得るように支持する昇降機構と、該上体支持部を前記移動機構に対して昇降させる駆動力を発生可能な第２アクチュエータとを備えており、
　前記第１制御部は、前記第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの制御を通じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることが好ましい（第１８発明）。

　これによれば、第１７発明と同様に、上体支持部駆動機構を、操縦者の移動に伴い移動させることができるので、操縦者の移動環境が広くても、上体支持部駆動機構の構成を小型化なものとすることが可能となる。また、前記第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの制御によって、前記横方向及び上下方向の並進力の制御のための上体支持部駆動機構の動作を適切に制御することが可能となる。

　前記第２発明、第３発明、第５発明、第６発明、第９発明、第１０発明、第１３発明、第１４発明、又は第１７発明では、前記上体支持部は、上下方向に移動自在な状態になるように前記上体支持部駆動機構に取付けられているという態様を採用することもできる（第１９発明）。
　これによれば、上体支持部を操縦者の上体に装着することで、該上体支持部を上下方向に駆動するアクチュエータを必要とすることなく、操縦者の上体の上下動に追従させて上体支持部を上下動させることができる。

　また、前記第２発明、第３発明、第５発明、第６発明、第９発明、第１０発明、第１３発明、第１４発明、又は第１７発明では、前記上体支持部は、上下方向に弾性的に移動し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられているという態様を採用することもできる（第２０発明）。

　なお、「上下方向に弾性的に移動し得る」というのは、上体支持部の上下方向の基準の位置からの変位に応じて、該上体支持部を該基準の位置に戻す方向の付勢力を該上体支持部に作用させ得ることを意味する。
　これによれば、上体支持部の重さが操縦者の上体に作用するのを軽減もしくは解消することが可能となる。

　前記第２～第２０発明では、前記上体支持部は、前記操縦者のロール方向に、又は前記操縦者のピッチ方向に、又は該ロール方向と該ピッチ方向とに回転自在な状態となるように前記上体支持部駆動機構に取付けられていることが好ましい（第２１発明）。なお、上記ロール方向は、操縦者の前後方向の軸周りの方向、上記ピッチ方向は、操縦者の左右方向の軸周りの方向を意味する。

　これによれば、操縦者は、その歩行時に上体をロール方向に傾けたり、あるいは、ピッチ方向に傾けたり、あるいは、ロール方向及びピッチ方向に傾けたりすることを、抵抗感なく、円滑に行うことが可能となる。ひいては、操縦者は歩行による移動を円滑に行うことが可能となる。

　また、本発明の操縦システムは、前記第１～第２１発明の操縦装置と、前記移動体とを有するシステムとして構成され得る。特に、操縦システムが、前記第５～第８発明、第１３～第１６発明のいずれかの発明の操縦装置と、前記移動体とを備える操縦システムである場合には、前記移動体は、その移動環境の床面上を移動し得るように構成された移動体用移動機構と、該移動体用移動機構に、前記第１反力の検出用の力検出器を介して搭載された上体部とを有することが好ましい（第２２発明）。
　これによれば、前記移動体の上体部が外界から受ける反力（床面から移動体用移動機構を介して受ける床反力を除く）を、前記力検出器により適切に検出することが可能となる。

　また、上記第２２発明では、前記上体部は、前記移動体用移動機構の周囲を覆うカバーを備えることが好ましい（第２３発明）。
　これによれば、移動体用移動機構の周囲で、カバーがこれに接触する障害物等から受ける反力も、前記第１反力として前記力検出器により検出することが可能となる。

本発明の第１実施形態における移動体のとしてのスレーブ装置の構成を示す斜視図。スレーブ装置における動作制御に係る構成を示すブロック図。スレーブ装置を操縦する操縦装置としてのマスター装置の構成を示す斜視図。マスター装置とこれを動かす操縦者とを示す斜視図。マスター装置における動作制御に係る構成を示すブロック図。図５に示すメイン操縦制御部の処理を示すフローチャート。図６のＳＴＥＰ３のサブルーチン処理を示すフローチャート。図７のＳＴＥＰ４のサブルーチン処理を示すフローチャート。図２に示すスレーブ移動制御部の処理を示すフローチャート。図５に示すマスタター移動制御部の処理を示すフローチャート。図１１Ａはスレーブ移動制御部の処理に関する説明図、図１１Ｂはマスター移動制御部の処理に関する説明図。図２に示すスレーブマニピュレータ制御部の処理を示すフローチャート。図５に示すマスターマニピュレータ制御部の処理を示すフローチャート。本発明の第７実施形態におけるマスター装置の昇降機構を示す図。本発明の第８実施形態における上体支持部の構成を示す図。上体支持部駆動機構の他の例を示す斜視図。上体支持部駆動機構のさらに他の例を示す斜視図。

　［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態を図１～図１３を参照して以下に説明する。本実施形態では、本発明の一例として、図１に例示する移動体１を操縦するための操縦装置５１に関して説明する。以降の説明では、操縦対象の移動体１をスレーブ装置１、該スレーブ装置１を操縦するための操縦装置５１をマスター装置５１という。

［スレーブ装置の構成］
　図１を参照して、スレーブ装置１は、その動作環境の床面上を移動し得る移動機構２と、この移動機構２に搭載されたマニピュレータ１０とを備える。なお、本明細書では、「床面」は通常の意味での床面に限らず、地面、路面等を含み得る。また、以降の説明では、スレーブ装置１の「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」は、それぞれ、図１に示す３軸直交座標系ＣｓのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。この場合、前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）は、本発明における「横方向」に相当する。

　また、スレーブ装置１の左右の構成要素を区別するために、左側の構成要素の参照符号と右側の構成要素の参照符号とにそれぞれ「Ｌ」、「Ｒ」を付加する。ただし、左右の区別を必要としないときは、参照符号への「Ｌ」、「Ｒ」の付加を省略する。

　移動機構２は、本発明における移動体用移動機構に相当する。この移動機構２は、基台３と、基台３に取付けられた複数の移動接地部４とを備え、基台３と床面との間に間隔を有する状態で、複数の移動接地部４が床面上に接地される。なお、基台３は、図示例では、上方から見た形状が、前方に向かって二股状に開いた形状（略Ｕ字形状）のものであるが、該基台３の形状は任意の形状でよい。

　移動機構２は、複数の移動接地部４として、例えば４つの移動接地部４(1)，４(2)，４(3)，４(4)を備える。そして、基台３の前部の左右の両側に２つの移動接地部４(1)，４(4)が取り付けられ、基台３の後部の左右の両側に２つの移動接地部４(2)，４(3))が取り付けられている。

　各移動接地部４は、図１では簡略的に車輪状に記載されているが、詳しくは、床面に接地した状態で該床面上を全方向に移動し得るように構成されている。具体的には、各移動接地部４は、例えば特開２０１３－２３７３２９号公報又は米国特許９０２７６９３号明細書に記載された主輪と同じ構造のものである。このため、本明細書での各移動接地部４及びその駆動機構の構成の詳細な説明は省略する。

　かかる移動接地部４を備える移動機構２には、詳細な図示は省略するが、各移動接地部４毎に、その移動用の動力源としての２つの電動モータ５ａ，５ｂ（図２に示す）を有する移動駆動機構５（図２に示す）が搭載されている。そして、各移動接地部４に対応する移動駆動機構５は、上記特開２０１３－２３７３２９号公報又は米国特許９０２７６９３号明細書に記載されている如く、２つの電動モータ５ａ，５ｂから該移動接地部４への動力伝達を行うことで、該移動接地部４を全方向に移動させ得るように構成されている。

　この場合、各移動接地部４は、その移動速度ベクトルのうち、スレーブ装置１の前後方向（Ｘ軸方向）の速度成分が２つの電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転速度の和に比例する速度になり、左右方向（Ｙ軸方向）の速度成分が２つの電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転速度の差に比例する速度になるように駆動される。

　なお、全方向に移動可能な各移動接地部４の構成は、上記特開２０１３－２３７３２９号公報又は米国特許９０２７６９３号明細書に記載されたものに限らず、オムニホイール（登録商標）等、他の構造のものであってもよい。また、移動機構２に備える移動接地部４の個数は、４個に限らず、例えば３個、あるいは５個以上であってもよい。また、各移動接地部４の動力源としては、電動モータ５ａ，５ｂに限らず、例えば油圧モータを使用することも可能である。

　基台３には、昇降機構３０を介してマニピュレータ１０が取り付けられている。該昇降機構３０は、基台３の後部の中央部（左右方向での中央部）から上方に向かって立設された支柱３１と、該支柱３１に対して上下方向に移動（昇降）し得るように組付けられたスライド部材３２とを備える。

　この場合、支柱３１は力検出器３３を介して基台３に取付けられている。該力検出器３３は、スレーブ装置１の上体部（基台３上に支持されている部分）が外界から受ける反力（床面から移動機構２を介して受ける床反力を除く）を検出するためのものであり、以降、上体力検出器３３という。該上体力検出器３３は、本発明における移動体の力検出器に相当し、該上体力検出器３３により検出される反力が本発明における第１反力に相当する。そして、該上体力検出器３３は、例えば６軸力センサにより構成され、並進力及び力のモーメントをそれぞれ３次元のベクトルとして検出可能である。なお、以降の説明では、「力のモーメント」を単にモーメントと称する。また、スレーブ装置１の上体部（基台３上に支持されている部分）を、以降、スレーブ上体ということがある。

　支柱３１に対するスライド部材３２の移動を案内するガイド機構として、例えば上下方向に延在するガイドレール３１ａが支柱３１の前面部に取り付けられている。そして、スライド部材３２は、ガイドレール３１ａに沿って昇降し得るように該ガイドレール３１ａに係合されている。なお、ガイド機構は上記と異なるものであってもよい。

　また、詳細な図示は省略するが、昇降機構３０は、スライド部材３２を支柱３１に対して昇降させるためのアクチュエータであるスライド駆動アクチュエータ３６（図２に示す）を備える。該スライド駆動アクチュエータ３６は、例えば、電動モータにより構成される。

　該スライド駆動アクチュエータ３６は、スライド部材３２を支柱３１に対して昇降させる駆動力を、例えばボールネジ機構等の回転・直動変換機構（図示省略）を介してスライド部材３２に付与することで、該スライド部材３２を昇降させるように支柱３１又はスライド部材３２に取付けられている。なお、スライド駆動アクチュエータ３６としては、電動モータに限らず、例えば、油圧モータ、あるいは、油圧シリンダを使用することも可能である。

　前記マニピュレータ１０は、本発明における作業用マニピュレータに相当するものであり、本実施形態では、スライド部材３２に取り付けられている。このマニピュレータ１０は、左右一対のハンド２１Ｌ，２１Ｒを備え、これらの２つのハンド２１Ｌ，２１Ｒが複数の関節を介してスライド部材３２に連結されている。

　具体的には、マニピュレータ１０は、例えばスライド部材３２から第１関節機構１２を介して延設された第１リンク１３と、第１リンク１３の先端部に第２関節機構１４を介して取り付けられた左右一対の第２リンク１５Ｌ，１５Ｒと、各第２リンク１５Ｌ，１５Ｒの先端部に第３関節機構１６Ｌ，１６Ｒを介して各々取り付けられた第３リンク１７Ｌ，１７Ｒと、各第３リンク１７Ｌ，１７Ｒの先端部に第４関節機構１８Ｌ，１８Ｒを介して各々取り付けられた第４リンク１９Ｌ，１９Ｒと、各第４リンク１９Ｌ，１９Ｒの先端部に第５関節機構２０Ｌ，２０Ｒを介して各々取り付けられた上記ハンド２１Ｌ，２１Ｒとを備える。

　この場合、各ハンド２１Ｌ，２１Ｒは、それぞれが外界から受ける反力（接触反力等の外力）を検出するための力検出器２２Ｌ，２２Ｒを介して各第５関節機構２０Ｌ，２０Ｒに取付けられている。各力検出器２２（以降、ハンド力検出器２２という）は、前記上体力検出器３３と同様に、例えば６軸力センサにより構成される。なお、各ハンド２１は、物体を把持する機構、物体を着脱自在に吸着する機構、あるいは、電動工具等を含み得る。

　各関節機構１２，１４，１６，１８，２０は、公知の構造の関節機構であり、それぞれ、例えば１軸以上の回転自由度を有するように１つ又は複数の関節により構成される。なお、本明細書では、「関節」は特にことわらない限り、１軸の回転自由度を有する関節を意味する。

　ここで、上記構成のマニピュレータ１０では、左右それぞれの第３関節機構１６からハンド２１までの部分が、左右それぞれの腕に相当する。そして、左右の各ハンド２１による種々様々な作業を、各腕の適切な姿勢で行う上では、左右の各ハンド２１が７自由度以上の運動自由度を有することが好ましい。例えば、マニピュレータ１０の左右の各腕の肩関節に相当する第３関節機構１６と、肘関節に相当する第４関節機構１８と、手首関節に相当する第５関節機構２０とが、それぞれ３軸の回転自由度、１軸の回転自由度、３軸の回転自由度を有するように構成され得る。

　また、詳細な図示は省略するが、マニピュレータ１０には、各関節機構１２，１４，１６，１８，２０のそれぞれを構成する各関節を駆動する複数の関節アクチュエータ２４（図２に示す）が搭載されている。各関節アクチュエータ２４は、例えば電動モータにより構成される。

　なお、マニピュレータ１０は、回転型の関節に限らず、直動型の関節を含んでいてもよい。また、各ハンド２１とスライド部材３２との間の連結構造は、上記と異なっていてもよい。各ハンド２１は、例えば３軸のスライド機構を介してスライド部材３２に連結されていてもよい。また、各関節アクチュエータ２４は、電動モータに限らず、例えば、油圧モータ、あるいは油圧シリンダ等の油圧アクチュエータにより構成することも可能である。

　本実施形態のスレーブ装置１には、さらに、移動機構２に外部の物体が当たらないようにするためのカバー２６が装着されている。このカバー２６は、例えば図１に二点鎖線で示すように、マニピュレータ１０の下側で、移動機構２の全体の周囲及び上面を覆うように形成され、図示しない適宜の取付け部材を介して支柱３１に固定されている。

　このため、本実施形態のスレーブ装置１では、スレーブ装置１の移動中に、外界に存在する物体等が、移動機構２に直接的に当たることが防止される。そして、カバー２６が外界から反力（接触反力等の外力）を受けたときには、その反力がカバー２６から支柱３１を介して上体力検出器３３に伝達されるようになっている。

　また、マニピュレータ１０が支柱３１に取付けられているので、マニピュレータ１０が外界から受ける反力（接触反力等の外力）が該マニピュレータ１０からスライド部材３２及び支柱３１を介して上体力検出器３３に伝達されるようになっている。

　このため、上体力検出器３３は、床面から移動機構２を介してスレーブ上体が受ける床反力を除いて、スレーブ上体が外界から受ける反力を検出し得るように、スレーブ装置１に搭載されている。
　補足すると、本実施形態では、本発明における移動体の上体部に相当するスレーブ上体は、前記昇降機構３０、マニピュレータ１０及びカバー２６により構成される。

　図２を参照して、スレーブ装置１には、さらに、マスター装置５１と無線通信を行うための通信装置４０と、スレーブ装置１の動作制御等を行う機能を有する制御装置４１とが搭載されている。さらに、スレーブ装置１には、前記上体力検出器３３及びハンド力検出器２２に加えて、各移動駆動機構５による各移動接地部４の駆動状態を検出するための検出器としてのモータ回転検出器２７と、マニピュレータ１０の動作状態を検出するための検出器としての関節変位検出器２８と、スライド部材３２の変位（上下方向位置）を検出するためのスライド変位検出器２９とが搭載されている。

　モータ回転検出器２７は、例えば、各移動駆動機構５毎の電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転軸（またはこれに連動して回転する回転部材）の回転角を、移動駆動機構５の駆動状態を示す状態量として検出可能な検出器である。また、関節変位検出器２８は、例えば、マニピュレータ１０の各関節機構１２，１４，１６，１８，２０を構成する各関節の変位（回転角）を、マニピュレータ１０の動作状態を示す状態量として検出可能な検出器である。これらのモータ回転検出器２７及び関節変位検出器２８のそれぞれは、例えば、ロータリエンコーダ、レゾルバ、ポテンショメータ等により構成され得る。

　スライド変位検出器２９は、例えば公知の接触式あるいは非接触式の変位センサにより構成される。また、例えば、スライド部材３２の変位が、スライド駆動アクチュエータ３６の回転軸の回転角に比例するように、スライド駆動アクチュエータ３６からスライド部材３２への動力伝達機構が構成されている場合には、該スライド駆動アクチュエータ３６の回転軸（又は該回転軸と連動して回転する回転部材）の回転角を検出可能な検出器を、スライド変位検出器として使用することも可能である。この場合、スライド変位検出器２９は、前記モータ回転検出器２７と同様の検出器でよい。

　なお、スレーブ装置１には、移動駆動機構５、モータ回転検出器２７、関節アクチュエータ２４、関節変位検出器２８、及びハンド力検出器２２がそれぞれ複数備えられているが、図２では、それぞれの１つだけを代表的に記載している。

　制御装置４１は、例えばマイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成される。詳細な説明は後述するが、この制御装置４１には、マスター装置５１から通信装置４０を介してスレーブ上体及び各ハンド２１の動作目標（目標運動）を示す指令データが入力されると共に、スレーブ装置１に搭載された各検出器（上体力検出器３３、各モータ回転検出器２７、スライド変位検出器２９、各関節変位検出器２８及び各ハンド力検出器２２のそれぞれ）の検出データが入力される。

　そして、制御装置４１は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、スレーブ装置１の上体の移動を、各移動駆動機構５の電動モータ５ａ，５ｂと、スライド駆動アクチュエータ３６とを介して制御するスレーブ移動制御部４２としての機能と、マニピュレータ１０の各ハンド２１の動作を各関節アクチュエータ２４を介して制御するスレーブマニピュレータ制御部４３としての機能とを有する。また、制御装置４１は、スレーブ装置１の実際の動作状態（以降、実スレーブ状態という）を示すデータを通信装置４０を介してマスター装置５１に出力（送信）することが可能である。

　以降の説明では、スレーブ装置１の構成要素の名称の先頭に、適宜、「スレーブ」を付して記載する場合がある。例えば。スレーブ装置１の基台３をスレーブ基台３と記載する場合がある。

［マスター装置の構成］
　次にマスター装置５１の構成を図３～図５を参照して説明する。なお、以降の説明では、マスター装置５１の「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」は、それぞれ、図３又は図４に示す３軸直交座標系ＣｍのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。この場合、前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）は、本発明における「横方向」に相当する。

　また、スレーブ装置１の場合と同様に、マスター装置５１の左右の構成要素を区別するために、必要に応じて適宜、左側の構成要素の参照符号と右側の構成要素の参照符号とにそれぞれ「Ｌ」、「Ｒ」を付加する。

　図３及び図４を参照して、マスター装置５１は、本発明における操縦装置に相当するものである。このマスター装置５１は、スレーブ装置１を操縦する操縦者Ｐ（図４に示す）の動作環境の床面上を移動し得る移動機構５２と、操縦者Ｐの上体に装着される上体支持部６５と、操縦者Ｐがスレーブマニピュレータ１０を操縦するためのマニピュレータ７０とを備える。

　移動機構５２は、本実施形態では、スレーブ移動機構２と同じ構成のものであり、該スレーブ移動機構２と同様に、基台５３と、これに取付けられた複数の（４つの）移動接地部５４（５４(1)，５４(2)，５４(3)，５４(4)）とを備える。さらに、詳細な図示は省略するが、移動機構５２は、各移動接地部５４に対応する構成要素として、図５に示す如く、電動モータ５５ａ，５５ｂを有する移動駆動機構５５と、モータ回転検出器８７とをスレーブ移動機構２と同様に備える。電動モータ５５ａ，５５ｂは、本発明における第１アクチュエータに相当する。

　基台５３には、昇降機構６０を介して上体支持部６５及びマニピュレータ７０が取り付けられている。該昇降機構６０は、前記移動機構５２と併せて本発明における上体支持部駆動機構を構成するものである。該昇降機構６０は、基台５３の後部の中央部（左右方向での中央部）から上方に向かって立設された支柱６１と、該支柱６１に対して上下方向に移動（昇降）し得るように組付けられたスライド部材６２とを備える。支柱６１は基台５３に固定されている。

　支柱６１に対するスライド部材６２の移動を案内するガイド機構として、例えば上下方向に延在するガイドレール６１ａが支柱６１の前面部に取り付けられている。そして、スライド部材６２は、ガイドレール６１ａに沿って昇降し得るように該ガイドレール６１ａに係合されている。なお、ガイド機構は上記と異なるものであってもよい。

　また、詳細な図示は省略するが、マスター装置５１には、スライド部材６２を支柱６１に対して昇降させるためのアクチュエータであるスライド駆動アクチュエータ６６（図５に示す）が搭載されている。該スライド駆動アクチュエータ６６は、本発明における第２アクチュエータに相当し、例えば、電動モータにより構成される。

　そして、スライド駆動アクチュエータ６６は、例えば、スレーブ装置１のスライド駆動アクチュエータ３６からスライド部材３２への動力伝達機構と同様の動力伝達機構を介してスライド部材６２を昇降させる。なお、スライド駆動アクチュエータ６６としては、電動モータに限らず、例えば、油圧モータ、あるいは、油圧シリンダを使用することも可能である。

　上体支持部６５は、本実施形態では、操縦者Ｐの上体の所定の部位、例えば腰部の外周に背面側から沿わせることができるように構成されている。例えば、上体支持部６５は、概略半円弧形状（もしくはＵ字形状）に湾曲形成された板状部材により構成される。そして、該上体支持部６５は、スライド部材６２に、支軸６３及び力検出器６４を介して取り付けられている。

　より詳しくは、支軸６３は、その軸心を前後方向（Ｘ軸方向）に向けた状態で、スライド部材６２に力検出器６４を介して取り付けられている。該力検出器６４（以降、上体力検出器６４という）は、上体支持部６５が操縦者Ｐの上体から受ける反力（接触反力）を検出するための検出器であり、スレーブ上体力検出器３３と同様に、例えば６軸力センサにより構成される。

　そして、上体支持部６５は、その両端間の中央部が支軸６３に取付けられている。この場合、上体支持部６５は、スライド部材６２及び上体力検出器６４に対して、支軸６３の軸心周りに（換言すれば、ロール方向に）、フリー回転し得るように支軸６３に支持されている。

　かかる上体支持部６５は、操縦者Ｐがスレーブ装置１を操縦するとき、図４に示す如く、操縦者Ｐの上体の腰部の外周に、その背面側から沿わせるように配置される。そして、上体支持部６５の両端部には、操縦者Ｐの腰部の前面側の外周に沿わせるように配設される可撓性のベルト６５ｘ（図４に二点鎖線で示す）が連結される。

　これにより、上体支持部６５とベルト６５ｘとにより、操縦者Ｐの上体の腰部の周囲を囲むようにして、上体支持部６５が操縦者Ｐの腰部にベルト６５ｘを介して装着される。この場合、上体支持部６５は、操縦者Ｐの腰部に対して相対的に変位しないように装着される。また、上体支持部６５は、スライド部材６２を適宜、上下に動かすことで、上体支持部６５の高さ（上下方向の位置）を調整することが可能である。また、上体支持部６５の内周面には、図示しないパッド等の弾性部材が取り付けられており、該弾性部材が操縦者Ｐの腰部の周囲に当接される。

　このように上体支持部６５を操縦者Ｐの腰部に装着した状態では、操縦者Ｐの移動（歩行）に伴い、該操縦者Ｐと共に上体支持部６５及び移動機構５２が移動し得る状態になる。この場合、操縦者Ｐは、その上体を前後左右に傾けることが可能である。また、上体支持部６５が操縦者Ｐの腰部から受ける反力が上体力検出器６４で検出される。

　マニピュレータ７０は、本発明における操縦用マニピュレータに相当し、本実施形態では、スライド部材６２に取付けられている。このマニピュレータ７０は、操縦者Ｐの左右の手首（もしくはその近辺部分）に図示しないベルトを介して装着可能な左右一対の２つのハンド８１Ｌ，８１Ｒを備え、これらのハンド８１Ｌ，８１Ｒが、複数の関節を介してスライド部材６２に連結されている。

　本実施形態では、ハンド８１Ｌ，８１Ｒとスライド部材６２との間の連結構造は、例えばスレーブマニピュレータ１０と同じである。すなわち、マニピュレータ７０は、上体力検出器６４の上側でスライド部材６２から第１関節機構７２を介して延設された第１リンク７３と、第１リンク７３の先端部に第２関節機構７４を介して取り付けられた左右一対の第２リンク７５Ｌ，７５Ｒと、各第２リンク７５Ｌ，７５Ｒの先端部に第３関節機構７６Ｌ，７６Ｒを介して各々取り付けられた第３リンク７７Ｌ，７７Ｒと、各第３リンク７７Ｌ，７７Ｒの先端部に第４関節機構７８Ｌ，７８Ｒを介して各々取り付けられた第４リンク７９Ｌ，７９Ｒとを備え、第４リンク７９Ｌ，７９Ｒのそれぞれの先端部に第５関節機構８０Ｌ，８０Ｒ及び力検出器８２Ｌ，８２Ｒを介して上記ハンド８１Ｌ，８１Ｒが各々取り付けられている。

　この場合、各力検出器８２は、操縦者Ｐの各腕の先端側部分（手等）から各ハンド８１が受ける反力（接触反力）を検出するためのものであり、スレーブ上体力検出器３３等と同様に、例えば６軸力センサにより構成される。以降、各力検出器８２をハンド力検出器８２という。なお、左右のハンド力検出器８２Ｌ，８２Ｒによりそれぞれ検出される反力の合力が本発明における第２反力に相当する。

　また、詳細な図示は省略するが、上記構成のマニピュレータ７０には、スレーブマニピュレータ１０と同様に、各関節機構７２，７４，７６，７８，８０を構成する各関節（１軸の回転自由度を有する関節）をそれぞれ駆動する複数の関節アクチュエータ８４（図５に示す）が搭載されている。各関節アクチュエータ８４は、例えば電動モータにより構成される。

　なお、マニピュレータ７０は、回転型の関節に限らず、直動型の関節を含んでいてもよい。また、各ハンド８１とスライド部材６２との間の連結構造は、スレーブマニピュレータ１０と異なっていてもよい。各ハンド２１は、例えば３軸のスライド機構を介してスライド部材６２に連結されていてもよい。また、各関節アクチュエータ８４は、電動モータに限らず、例えば、油圧モータ、あるいは油圧シリンダ等の油圧アクチュエータにより構成することも可能である。

　図５を参照して、マスター装置５１には、さらに、スレーブ装置１と無線通信を行うための通信装置９０と、マスター装置５１の動作制御等を行う機能を有する制御装置９１とが搭載されている。さらに、マスター装置５１には、前記上体力検出器６４及びハンド力検出器８２に加えて、各移動駆動機構５５による各移動接地部５４の駆動状態を検出するための検出器としてのモータ回転検出器８７と、マニピュレータ７０の動作状態を検出するための検出器としての関節変位検出器８５と、スライド部材６２の変位（上下方向位置）を検出するためのスライド変位検出器８９とが搭載されている。

　この場合、スレーブ装置１と同様に、モータ回転検出器８７は、各移動駆動機構５５毎の電動モータ５５ａ，５５ｂのそれぞれの回転軸（またはこれに連動して回転する回転部材）の回転角を検出可能な検出器である。また、関節変位検出器８５は、マニピュレータ７０の各関節機構７２，７４，７６，７８，８０を構成する各関節の変位（回転角）を検出可能な検出器である。これらのモータ回転検出器８７及び関節変位検出器８５のそれぞれは、スレーブモータ回転検出器２７及びスレーブ関節変位検出器２８のそれぞれ同じ構成のものを使用し得る。また、スライド変位検出器８９も、スレーブスライド変位検出器２９と同じ構成のものを使用し得る。

　なお、マスター装置５１には、移動駆動機構５５、モータ回転検出器８７、関節アクチュエータ８４、関節変位検出器８５、及びハンド力検出器８２がそれぞれ複数備えられているが、図５では、それぞれの１つだけを代表的に記載している。

　制御装置９１は、例えばマイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成される。詳細な説明は後述するが、この制御装置９１には、スレーブ装置１から通信装置９０を介して実スレーブ状態を示すデータが入力されると共に、マスター装置５１の上体力検出器６４、各ハンド力検出器８２、各モータ回転検出器８７及び各関節変位検出器８５のそれぞれの検出データが入力される。

　そして、制御装置９１は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、スレーブ装置１及びマスター装置５１の全体の動作目標（目標運動）を生成するメイン操縦制御部９４としての機能と、上体支持部６５の移動を、各移動駆動機構５５の電動モータ５５ａ，５５ｂと、スライド駆動アクチュエータ６６とを介して制御するマスター移動制御部９２としての機能と、マニピュレータ７０の動作を各関節アクチュエータ８４を介して制御するマスターマニピュレータ制御部９３としての機能とを有する。また、制御装置９１は、スレーブ装置１の動作目標（目標運動）を示す指令データを通信装置９０を介してスレーブ装置１に出力（送信）することが可能である。

　以降の説明では、マスター装置５１の構成要素の名称の先頭に、適宜、「マスター」を付して記載する場合がある。例えば。マスター装置５１の基台５３をマスター基台５３と記載する場合がある。補足すると、マスター装置５１のメイン操縦制御部９４は、本発明における移動指令決定部として機能を有すると共に、マスター移動制御部９２と併せて、本発明における第１制御部としての機能を有する。

［制御処理及び作動］
　次に、前記制御装置４１，９１の制御処理の詳細と、スレーブ装置１及びマスター装置５１の作動とを説明する。ここで、以降の説明における用語に関して補足すると、任意の状態量（位置、速度、力等）の名称の先頭に「実」を付加したもの、あるいは、該状態量の参照符号に「_act」という添え字を付加したものは、該状態量の実際の値、又はその観測値（検出値又は推定値）を意味する。

　また、任意の状態量の名称の先頭に「目標」を付加したもの、あるいは、該状態量の参照符号に「_aim」という添え字を付加したものは、該状態量の目標値を意味する。また、先頭に「↑」を付した参照符号は、ベクトル（縦ベクトル）を表す参照符号である。

　さらに、スレーブ装置１に関連する状態量については、その状態量の名称の先頭に、あるいは、該状態量の名称と「実」もしくは「目標」との間に「スレーブ」を付加する場合がある。このことは、マスター装置５１に関連する状態量についても同様である。

　また、任意の物体の「運動」は、該物体の位置、速度（並進速度）、姿勢角、及び角速度のうちのいずれか１つの状態量、又は２つ以上の状態量の組を意味する。姿勢角は、ある座標系で見た該物体の向きを表す角度（方位角）である。該姿勢角は、例えばオイラー角により表される。なお、姿勢角を単に姿勢と称する場合もある。

　［メイン操縦制御部の制御処理］
　まず、マスター制御装置９１のメイン操縦制御部９４の制御処理を説明する。メイン操縦制御部９４は、図６のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ＳＴＥＰ１において、メイン操縦制御部９４は、スレーブ装置１の実際の動作状態としての実スレーブ状態を示すデータをスレーブ制御装置４１から通信装置４０、９０を介して取得（受信）する。

　上記実スレーブ状態には、図５に示す如く、スレーブ上体（スレーブ装置１の上体）が床反力以外で外界から受ける実際の反力である実スレーブ上体反力と、スレーブ上体の実際の運動である実スレーブ上体運動と、各スレーブハンド２１の実際の運動である実スレーブハンド運動と、各スレーブハンド２１が外界から実際に受ける反力である実スレーブハンド反力とが含まれる。

　上記実スレーブ上体反力は、より詳しくは、前記支柱３１、カバー２６、又はマニピュレータ１０を介してスレーブ上体が外界から受ける実際の反力の合力である。また、実スレーブ上体反力及び左右の実スレーブハンド反力のそれぞれは、並進力とモーメントとの組により構成される。そして、ＳＴＥＰ１でメイン操縦制御部９４が取得する実スレーブ上体反力の並進力及びモーメントのそれぞれは、スレーブ装置１の動作環境に対して任意に設計的に設定されたグローバル座標系（該動作環境の床に対して固定された３次元座標系。以降、スレーブ側グローバル座標系という）で見た３次元のベクトルとして表される。

　この場合、実スレーブ上体反力及び左右の実スレーブハンド反力のそれぞれのモーメントは、より詳しくは、スレーブ装置１に対して設定された所定の基準点（以降、スレーブ基準点Ｑｓという）の周りでのモーメントである。該スレーブ基準点Ｑｓは、スレーブ装置１の構造等を考慮して適宜、設計的に設定され得る。本実施形態では、マスター移動機構５２と、スレーブ移動機構２とが、ほぼ同一又はほぼ相似の形状を有する。

　そこで、例えば、スレーブ基準点Ｑｓとスレーブ移動機構２との位置関係と、マスター装置５１における後述する基準点Ｑｍとマスター移動機構５２との位置関係とが、互いにほぼ同一の関係、もしくは相似する関係になるように、スレーブ基準点Ｑｓが設定され得る。図１１Ａに示すスレーブ基準点Ｑｓは、このような観点で設定した基準点を例示している。なお、図１１Ａでは、マニピュレータ１０の図示を省略している。

　補足すると、ハンド側バイラテラル制御の演算を行う際には、左右の実スレーブハンド反力のモーメントを、それぞれのスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒに対して設定された所定の基準点（以降、スレーブハンド基準点Ｑhｓ_L、Ｑhｓ_Rという）の周りでのモーメントに変換しておき、左右の実マスターハンド反力のモーメントを、それぞれのマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒに対して設定された所定の基準点（以降、マスターハンド基準点Ｑhm_L、Ｑhm_Rという）の周りでのモーメントに変換しておくことが好ましい。この変換により、バイラテラル制御の特性が一層適切になる。

　以降の説明では、実スレーブ上体反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、それぞれ↑Ｆ_sb_act、↑Ｍ_sb_actを用いる。また、左側の実スレーブハンド反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、↑Ｆ_sh_act_L、↑Ｍ_sh_act_Lを用い、右側の実スレーブハンド反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、↑Ｆ_sh_act_R、↑Ｍ_sh_act_Rを用いる。

　さらに、左右の実スレーブハンド反力の合力を実スレーブハンド合力と称し、該実スレーブハンド合力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、「Ｌ」、「Ｒ」を付加していない参照符号↑Ｆ_sh_act、↑Ｍ_sh_actを用いる。この場合、↑Ｆ_sh_act＝↑Ｆ_sh_act_L＋↑Ｆ_sh_act_R、↑Ｍ_sh_act＝↑Ｍ_sh_act_L＋↑Ｍ_sh_act_Rである。

　また、実スレーブ上体運動は、上記スレーブ側グローバル座標系で見たスレーブ上体の位置↑Ｐ_sb_act、並進速度↑Ｖ_sb_act、姿勢角↑θ_sb_act、及び角速度↑ω_sb_actを含む。同様に、実スレーブハンド運動は、上記スレーブ側グローバル座標系で見た各スレーブハンド２１の位置↑Ｐ_sh_act、並進速度↑Ｖ_sh_act、姿勢角↑θ_sh_act、及び角速度↑ω_sh_actを含む。

　なお、スレーブ上体の位置↑Ｐ_sb_actは、スレーブ上体に対してあらかじめ設定（定義）された代表点の位置、例えば、前記スレーブ基準点Ｑｓの位置である。また、本実施形態では、スレーブ上体の姿勢角↑θ_sb_actの上下方向の軸まわりの成分（ヨー法方向の成分）はスレーブ基台３の姿勢角の上下方向の軸まわりの成分（ヨー方向の成分）に一致するとみなす。

　補足すると、スレーブ制御装置４１からメイン操縦制御部９４に対して出力される実スレーブ状態の全体又は一部は、スレーブ装置１に対して設定されたローカル座標系（例えば、後述のスレーブ上体座標系Ｃｓ）で見た状態量であってもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４は、ＳＴＥＰ１において、スレーブ制御装置４１から与えられた実スレーブ状態（ローカル座標系で見た実スレーブ状態）を、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ状態に変換して取得する。

　また、本実施形態では、スレーブ上体の運動のうち、横方向の軸周りの（ピッチ方向及びロール方向の）姿勢角及び角速度は制御対象としない。このため、ＳＴＥＰ１では、メイン操縦制御部９４は、実スレーブ上体運動の姿勢角↑θ_sb_act及び角速度↑ω_sb_actのうち、横方向の軸周りの姿勢角及び角速度を取得することを省略し得ると共に、実スレーブ上体反力のモーメント↑Ｍ_sb_actのうち、横方向の軸周りのモーメントを取得することを省略し得る。

　次いで、ＳＴＥＰ２において、メイン操縦制御部９４は、マスター装置５１の実際の動作状態である実マスター状態を示すデータを、マスター移動制御部９２及びマスターマニピュレータ制御部９３から取得する。この実マスター状態には、図５に示す如く、上体支持部６５が操縦者Ｐから受ける実際の反力である実上体支持部反力と、上体支持部６５の実際の運動である実上体支持部運動と、各マスターハンド８１の実際の運動である実マスターハンド運動と、各マスターハンド８１が操縦者Ｐの腕の先端側部分から受ける実際の反力である実マスターハンド反力とが含まれる。

　上記実上体支持部反力及び左右の実マスターハンド反力のそれぞれは、並進力とモーメントとの組により構成される。そして、これらの並進力及びモーメントのそれぞれは、マスター装置５１の動作環境に対して任意に設計的に設定されたグローバル座標系（該動作環境の床に対して固定された３次元座標系。以降、マスター側グローバル座標系という）で見た３次元のベクトルとして表される。

　この場合、実上体支持部反力及び左右の実マスターハンド反力のそれぞれのモーメントは、より詳しくは、マスター装置５１に対して設定された所定の基準点（以降、マスター基準点Ｑｍという）の周りでのモーメントである。該マスター基準点Ｑmは、例えば図１１Ｂに示す如く、前記支軸６３の軸心上で、上体支持部６５の左右の両側部の間の中間点（上体支持部６５を装着した操縦者Ｐの腰部の中心付近の点）に設定され得る。なお、図１１Ｂでは、マスターマニピュレータ７０の図示を省略している。

　以降、実上体支持部反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、それぞれ↑Ｆ_mb_act、↑Ｍ_mb_actと用いる。また、左側の実マスターハンド反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、↑Ｆ_mh_act_L、↑Ｍ_mh_act_Lを用い、右側の実マスターハンド反力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、↑Ｆ_mh_act_R、↑Ｍ_mh_act_Rを用いる。

　さらに、左右の実マスターハンド反力の合力を実マスターハンド合力と称し、実マスターハンド合力の並進力及びモーメントをそれぞれ表す参照符号として、「Ｌ」、「Ｒ」を付加していない参照符号↑Ｆ_mh_act、↑Ｍ_mh_actを用いる。この場合、↑Ｆ_mh_act＝↑Ｆ_mh_act_L＋↑Ｆ_mh_act_R、↑Ｍ_mh_act＝↑Ｍ_mh_act_L＋↑Ｍ_mh_act_Rである。

　また、実上体支持部運動は、上記マスター側グローバル座標系で見た上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_act、並進速度↑Ｖ_mb_act、姿勢角↑θ_mb_act、及び角速度↑ω_mb_actを含む。同様に、実マスターハンド運動は、上記マスター側グローバル座標系で見た各マスタ－ハンド８１の位置↑Ｐ_mh_act、並進速度↑Ｖ_mh_act、姿勢角↑θ_mh_act、及び角速度↑ω_mh_actを含む。なお、上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_actは、上体支持部６５に対してあらかじめ設定された代表点の位置、例えば前記マスター基準点Ｑｍの位置である。また、本実施形態では、上体支持部６５の姿勢角↑θ_mb_actはマスター基台５３の姿勢角に一致するとみなす。

　補足すると、マスター移動制御部９２及びマスターマニピュレータ制御部９３からメイン操縦制御部９４に対して出力される実マスター状態の全体又は一部は、マスター装置５０に対して設定されたローカル座標系（例えば、後述のマスター上体座標系Ｃｍ）で見た状態量であってもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４は、ＳＴＥＰ２において、マスター移動制御部９２又はマスターマニピュレータ制御部９３から与えられた実スレーブ状態（ローカル座標系で見た実スレーブ状態）を、マスター側グローバル座標系で見た実マスター状態に変換して取得する。

　また、本実施形態では、上体支持部６５の運動のうち、横方向の軸周りの（ピッチ方向及びロール方向の）姿勢角及び角速度は制御対象としない。このため、ＳＴＥＰ２では、メイン操縦制御部９４は、実上体支持部運動の姿勢角↑θ_mb_act及び角速度↑ω_mb_actのうち、横方向の軸周りの姿勢角及び角速度を取得することを省略し得ると共に、実上体支持部反力のモーメント↑Ｍ_mb_actのうち、横方向の軸周りのモーメントを取得するこ
とを省略し得る。

　次いで、ＳＴＥＰ３において、メイン操縦制御部９４は、マスター装置５１の上体びスレーブ装置１の上体の動作に関するバイラテラル制御である上体側バイラテラル制御の処理を実行する。この上体側バイラテラル制御の処理は、図７のフローチャートに示す如く実行される。

　ＳＴＥＰ３－１において、メイン操縦制御部９４は、上体反力偏差を算出する。この上体反力偏差は、本実施形態では、並進力に関する上体反力偏差である上体反力並進力偏差↑Ｅfbと、モーメントに関する上体反力偏差である上体反力モーメント偏差↑Ｅmbとから構成される。

　そして、上体反力並進力偏差↑Ｅfbは、例えば、実マスターハンド合力の並進力↑Ｆ_mh_act、実スレーブ上体反力の並進力↑Ｆ_sb_act、及び実スレーブハンド合力の並進力↑Ｆ_sh_actのうちの１つ以上の並進力と、実上体支持部反力の並進力↑Ｆ_mb_actとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれの度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。

　同様に、上体反力モーメント偏差↑Ｅmbは、例えば、実マスターハンド合力のモーメント↑Ｍ_mh_act、実スレーブ上体反力のモーメント↑Ｍ_sb_act、及び、実スレーブハンド合力のモーメント↑Ｍ_sh_actのうちの１つ以上のモーメントと、実上体支持部反力のモーメント↑Ｍ_mb_actとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれの度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。

　ここで、本実施形態では、後述するハンド側バイラテラル制御によって、左右それぞれの実マスターハンド反力と実スレーブハンド反力とが、並進力及びモーメントのそれぞれについて、互いに所定の比率で比例関係になるように、左右のそれぞれのマスターハンド８１及びスレーブハンド２１の動作が制御される。この場合、実マスターハンド合力の並進力↑Ｆ_mh_act及び実スレーブハンド合力の並進力↑Ｆ_sh_actの一方が他方の従属変数となり、実マスターハンド合力のモーメント↑Ｍ_mh_act及び実スレーブハンド合力のモーメント↑Ｍ_sh_actの一方が他方の従属変数となる。

　そこで、本実施形態では、上体反力並進力偏差↑Ｅfbを、例えば、実マスターハンド合力の並進力↑Ｆ_mh_act及び実スレーブハンド合力の並進力↑Ｆ_sh_actの一方、例えば↑Ｆ_mh_actと、実スレーブ上体反力の並進力↑Ｆ_sb_actと、実上体支持部反力の並進力↑Ｆ_mb_actとの関数により表される指標値として、次式（１ａ）により定義する。

　同様に、上体反力モーメント偏差↑Ｅmbを、例えば、実マスターハンド合力のモーメント↑Ｍ_mh_act及び実スレーブハンド合力のモーメント↑Ｍ_sh_actの一方、例えば↑Ｍ_mh_actと、実スレーブ上体反力のモーメント↑Ｍ_sb_actと、実上体支持部反力のモーメント↑Ｍ_mb_actとの関数により表される指標値として、次式（１ｂ）により定義する。なお、本明細書では、「＊」は乗算記号を意味する。

↑Ｅfb
＝↑Ｆ_mb_act＋Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_act
　　＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act　　……（１ａ）
↑Ｅmb
＝↑Ｍ_mb_act＋Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_act
　　＋Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_act　　……（１ｂ）

　ここで、式（１ａ），（１ｂ）のＲatio_fsb，Ｒatio_fmh，Ｒatio_msb，Ｒatio_mmhは、それぞれ、操縦者Ｐに対する↑Ｆ_sb_act、↑Ｆ_mh_act、↑Ｍ_sb_act、↑Ｍ_mh_actのそれぞれの帰還率を表す係数であり、それぞれあらかじめ定めた所定値に設定される。該係数は、スカラー及び対角行列のいずれでもよい。また、本実施形態では、式（１ａ），（１ｂ）のそれぞれの右辺の第２項の係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msbは互いに同じ値に設定され、第３項の係数Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhは互いに同じ値に設定される。ただし、Ｒatio_fsb，Ｒatio_msbを互いに異なる値に設定したり、あるいは、Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhを互いに異なる値に設定することも可能である。

　なお、式（１ａ）におけるＲatio_fsb，Ｒatio_fmhの一方又は両方をゼロに設定すると共に、式（１ａ）におけるＲatio_msb，Ｒatio_mmhの一方又は両方をゼロに設定することも可能であるが、これについては後述する。従って、本実施形態では、Ｒatio_fsb≠０，Ｒatio_fmh≠０，Ｒatio_msb≠０，Ｒatio_mmh≠０であるとする。

　本実施形態では、式（１ａ）により定義される上体反力並進力偏差↑Ｅfbがゼロになること（↑Ｆ_mb_act＝－Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_act－Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_actになること）が、↑Ｆ_mb_act、↑Ｆ_sb_act、及び↑Ｆ_mh_actの相互の目標関係である。また、式（１ｂ）により定義される上体反力モーメント偏差↑Ｅmbがゼロになること（↑Ｍ_mb_act＝－Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_act－Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_actになること）が、↑Ｍ_mb_act、↑Ｍ_sb_act、及び↑Ｍ_mh_actの相互の目標関係である。

　そして、ＳＴＥＰ３－１では、メイン操縦制御部９４は、前記ＳＴＥＰ１で取得した実スレーブ上体反力（↑Ｆ_sb_act，↑Ｍ_sb_act）と、前記ＳＴＥＰ２で取得した左右の実マスターハンド反力の合力である実マスターハンド合力（↑Ｆ_mh_act，↑Ｍ_mh_act）と、前記ＳＴＥＰ２で取得した実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_act，↑Ｍ_mb_act）とから上記式（１ａ），（１ｂ）に従って、上体反力偏差（↑Ｅfb，↑Ｅmb）を算出する。

　なお、実マスターハンド合力（↑Ｆ_mh_act，↑Ｍ_mh_act）の代わりに、これに比例する実スレーブハンド合力（↑Ｆ_sh_act，↑Ｍ_sh_act）を用いて、上体反力偏差（↑Ｅfb，↑Ｅmb）を算出することも可能である。

　次いで、ＳＴＥＰ３－２において、メイン操縦制御部９４は、上体位置姿勢偏差を算出する。この上体位置姿勢偏差は、上体支持部６５及びスレーブ上体のそれぞれの位置に関する上体位置偏差↑Ｅpbと、上体支持部６５及びスレーブ上体のそれぞれの姿勢角に関する上体姿勢偏差↑Ｅthbとから構成される。

　そして、上体位置偏差↑Ｅpbは、上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_actとスレーブ上体の位置↑Ｐ_sb_actとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれ度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。同様に、上体姿勢偏差↑Ｅthbは、上体支持部６５の姿勢角↑θ_mb_actとスレーブ上体の姿勢角↑θ_sb_actとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれ度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。

　より具体的には、本実施形態では、スレーブ上体の位置↑Ｐ_sb_actと姿勢角↑θ_sb_actとは、それぞれ、例えば上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_actを（１／Ｒatio_psb）倍した位置と、上体支持部６５の姿勢角↑θmb_actを（１／Ｒatio_thsb）倍した角度とを目標として制御される。

　そこで、本実施形態では、上体位置偏差↑Epb及び上体姿勢偏差↑Rthbとして、それぞれ、次式（２ａ），（２ｂ）の右辺により定義される指標値を用いる。

↑Ｅpb
＝↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_act　　……（２ａ）
↑Ｅthb
＝↑θ_mb_act－Ｒatio_thsb＊↑θ_sb_act　　……（２ｂ）

　ここで、式（２ａ），（２ｂ）の係数Ｒatio_psb、Ｒatio_thsbは、それぞれ、あらかじめ設定された所定値の係数（スカラー、又は対角行列）である。また、本実施形態では、Ｒatio_psb、Ｒatio_thsbは、互いに同じ値に設定される。ただし、Ｒatio_psb、Ｒatio_thsbを互いに異なる値に設定することも可能である。なお、本明細書では、任意の変数Ａが対角行列である場合、１／Ａは、Ａの逆行列を意味する。例えば、上記係数Ｒatio_psbが対角行列である場合、（１／Ｒatio_psb）は、Ｒatio_psbの逆行列である。

　本実施形態では、式（２ａ）により定義される上体位置偏差↑Ｅpbがゼロになること(↑Ｐ_mb_act＝Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_actになること)が、↑Ｐ_mb_act，↑Ｐ_sb_actの相互の目標関係であり、式（２ｂ）により定義される上体姿勢偏差↑Ｅthbがゼロになること（↑θ_mb_act＝Ｒatio_thsb＊↑θ_sb_actになること）が、↑θ_mb_act，↑θ_sb_actの相互の目標関係である。

　そして、ＳＴＥＰ３－２では、メイン操縦制御部９４は、前記ＳＴＥＰ１で取得した実スレーブ上体運動のうちの位置↑Ｐ_sb_act及び姿勢角↑θ_sb_actと、前記ＳＴＥＰ２で取得した実上体支持部運動のうちの位置↑Ｐ_mb_act及び姿勢角↑θ_mb_actとから、上記式（２ａ），（２ｂ）に従って、上体位置姿勢偏差（↑Ｅpb，↑Ｅthb）を算出する。

　次いで、ＳＴＥＰ３－３において、メイン操縦制御部９４は、上体反力偏差及び上体位置姿勢偏差をゼロに収束させるように、上体支持部６５の並進加速度及び角加速度のそれぞれの目標値である目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標上体支持部角加速度↑β_mb_aimと、スレーブ上体の並進加速度及び角加速度のそれぞれの目標値である目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimとを決定する。

　この場合、より詳しくは、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimは、上体反力並進力偏差↑Ｅfb及び上体位置偏差↑Ｅpbをそれぞれゼロに収束させるように決定され、目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimは、上体反力モーメント偏差↑Ｅmb及び上体姿勢偏差↑Ｅthbをそれぞれゼロに収束させるように決定される。

　そして、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを決定する手法と、目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimを決定する手法とは互いに同様の手法である。以下に、↑Ａcc_mb_aim及び↑Ａcc_sb_aimを決定する手法を詳細に説明する。

　上体支持部６５と操縦者Ｐとの間の剛性を表す係数をＫmb、スレーブ上体と外界物（床面を除く）との間の剛性を表す係数をＫsbと表記すると、実上体支持部反力の並進力↑Ｆ_mb_act↑と、実上体支持部運動のうちの位置↑Ｐ_mb_actとの間に近似的に次式（３ａ）の関係が成立するとみなし得る。同様に、実スレーブ上体反力の並進力↑Ｆ_sb_act↑と、実スレーブ上体運動のうちの位置↑Ｐ_sb_actとの間に近似的に次式（４ａ）の関係が成立するとみなし得る。

↑F_mb_act
＝－Ｋfmb＊↑Ｐ_mb_act＋↑Ｃfmb　　……（３ａ）
↑F_sb_act
＝－Ｋfsb＊↑Ｐ_sb_act＋↑Ｃfsb　　……（４ａ）

　なお、係数Ｋfmb，Ｋfsbはそれぞれ、所謂ばね定数に相当する所定値の係数（スカラー又は対角行列）である。また、↑Ｃfmb，↑Ｃfsbはそれぞれ、定数ベクトル（各成分が、ある値の定数であるベクトル）である。

　前記式（１ａ）、（３ａ）、（４ａ）から、次式（５ａ）が得られる。

↑Ｅfb
＝（－Ｋfmb＊↑Ｐ_mb_act＋↑Ｃfmb）
　　＋Ｒatio_fsb＊（－Ｋfsb＊↑Ｐ_sb_act＋↑Ｃfsb）
　　　＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act
＝－Ｋfmb＊↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_fsb＊Ｋfsb＊↑Ｐ_sb_act
　　＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act
　　　＋↑Ｃfmb＋Ｒatio_fsb＊↑Ｃfsb　　……（５ａ）

　ここで、変数↑ｕa，↑ｖaをそれぞれ次式（６ａ），（７ａ）により定義する。

↑ｕa
＝－Ｋfmb＊↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_fsb＊Ｋfsb＊↑Ｐ_sb_act
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６ａ）
↑ｖa
＝↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_act　　……（７ａ）

　このとき、前記式（２ａ），（５ａ），（６ａ），（７ａ）から次式（８ａ），（９ａ）が得られる。

↑Ｅfb
＝↑ｕa＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act
　＋↑Ｃfmb＋Ｒatio_fsb＊↑Ｃfsb　　……（８ａ）
↑Ｅpb＝↑ｖa　　……（９ａ）

　また、上体反力並進力偏差↑Ｅfbをゼロに収束させるためには、該上体反力並進力偏差↑Ｅfbの２階微分値が、次式（１０ａ）の関係式を満たす目標値↑Ｅfb_dotdot_aimに一致すればよい。同様に、上体位置偏差↑Ｅpbをゼロに収束させるためには、該上体位置偏差↑Ｅpbの２階微分値が、次式（１１ａ）の関係式を満たす目標値↑Ｅpb_dotdot_aimに一致すればよい。

↑Ｅfb_dotdot_aim
＝－Ｋfbp＊↑Ｅfb－Ｋfbv＊↑Ｅfb_dot
　　　　　　　　　　　　　……（１０ａ）
↑Ｅpb_dotdot_aim
＝－Ｋpbp＊↑Ｅpb－Ｋpbv＊↑Ｅpb_dot
　　　　　　　　　　　　　……（１１ａ）

　なお、式（１０ａ）の右辺の係数Ｋfbp、Ｋfbvは、所定値のゲイン（スカラー又は対角行列）であり、↑Ｅfb_dotは、↑Ｅfbの１階微分値（時間的変化率）である。また、式（１１ａ）の右辺の係数Ｋpbp、Ｋpbvは、所定値のゲイン（スカラー又は対角行列）であり、↑Ｅpb_dotは、↑Ｅpbの１階微分値（時間的変化率）である。

　補足すると、本明細書では、「_dot」を付加した参照符号は、「_dot」を除去した参照符号により示される状態量の１階微分値（時間的変化率）を表し、「_dotdot」を付加した参照符号は、「_dotdot」を除去した参照符号により示される状態量の２階微分値を表す。

　一方、前記式（８ａ），（９ａ）のそれぞれの両辺を２階微分することで、次式（１２ａ），（１３ａ）が得られる。

↑Ｅfb_dotdot
＝↑ｕa_dotdot＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　　　　……（１２ａ）
↑Ｅpb_dotdot＝↑ｖa_dotdot　　……（１３ａ）

　従って、上体反力並進力偏差↑Ｅfbをゼロに収束させるための↑ｕa_dotdotの目標値を↑ｕa_dotdot_aim、上体位置偏差↑Ｅpbをゼロに収束させるための↑ｖa_dotdotの目標値をを↑ｖa_dotdot_aimと表記すると、式（１２ａ），（１３ａ）から次式（１４ａ），（１５ａ）が得られる。

↑Ｅfb_dotdot_aim
＝↑ｕa_dotdot_aim＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　　　　　……（１４ａ）
↑Ｅpb_dotdot_aim＝↑ｖa_dotdot_aim
　　　　　　　　　　……（１５ａ）

　そして、前記式（１０ａ），（１１ａ），（１４ａ），（１５ａ）から、次式（１６ａ），（１７ａ）が得られる。

↑ｕa_dotdot_aim
＝－Ｋfbp＊↑Ｅfb－Ｋfbv＊↑Ｅfb_dot
　　－Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　……（１６ａ）
↑ｖa_dotdot_aim
＝－Ｋpbp＊↑Ｅpb－Ｋpbv＊↑Ｅpb_dot
　　　　　　　　　　　　……（１７ａ）

　また、式（６ａ），（７ａ）のそれぞれの両辺を２階微分することよって得られる関係式から、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimに関する次式（１８ａ），（１９ａ）が得られる。

↑ｕa_dotdot_aim
＝－Ｋfmb＊↑Ａcc _mb_aim
　　－Ｒatio_fsb＊Ｋfsb＊↑Ａcc_sb_aim
　　　　　　　　　　　　　　……（１８ａ）
↑ｖa_dotdot_aim
＝↑Ａcc _mb_aim－Ｒatio_psb＊↑Ａcc_sb_aim
　　　　　　　　　　　　　　……（１９ａ）

　式（１８ａ），（１９ａ）を連立方程式として、↑Ａcc_mb_aim及び↑Ａcc_sb_aimを求めることによって、次式（２０ａ），（２１ａ）が得られる。

↑Ａcc_mb_aim
＝－(Ｒatio_psb／(Ｋfmb＊Ｒatio_psb＋Ｒatio_fsb＊Ｋfsb))
＊↑ｕa_dotdot_aim
　＋(Ｒatio_fsb＊Ｋfsb／(Ｋfmb＊Ｒatio_psb
　　＋Ｒatio_fsb＊Ｋfsb))＊↑ｖa_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　……（２０ａ）
↑Ａcc_sb_aim
＝－(１／(Ｋfmb＊Ｒatio_psb＋Ｒatio_fsb＊Ｋfsb))
＊↑ｕa_dotdot_aim
　－(Ｋfmb／(Ｋfmb＊Ｒatio_psb
　　＋Ｒatio_fsb＊Ｋfsb))＊↑ｖa_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　……（２１ａ）

　上記式（１６ａ），（１７ａ），（２０ａ），（２１ａ）が目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを決定するための式である。この場合、ＳＴＥＰ３－１で求めた上体反力並進力偏差↑Ｅfbと、その１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｅfb_dotと、前記ＳＴＥＰ２で取得された左右の実マスターハンド反力の合力である実マスターハンド合力の並進力↑Ｆ_mh_actの２階微分値して求められる↑Ｆ_mh_ dotdot_actとから、式（１６ａ）に従って、↑ｕa_dotdot_aimが算出される。また、ＳＴＥＰ３－２で求めた上体位置偏差↑Ｅpbと、その１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｅpb_dotとから、式（１７ａ）に従って、↑ｖa_dotdot_aimが算出される。

　そして、これらの↑ｕa_dotdot_aim，↑ｖa_dotdot_aimの算出値から、式（２０ａ），（２１ａ）に従って、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimが算出される。これにより、上体反力並進力偏差↑Ｅfbと、上体位置偏差↑Ｅpbとをゼロに収束させるように、↑Ａcc_mb_aim，↑Ａcc_sb_aimが決定される。

　補足すると、式（１ａ），（２ａ）と、式（１ａ），（２ａ）のそれぞれの両辺を微分した関係式と、式（１６ａ），（１７ａ）とから、次式（２２ａ），（２３ａ）が得られる。

↑ｕa_dotdot_aim
＝－Ｋfbp＊↑Ｅfb－Ｋfbv＊↑Ｅfb_dot
　　－Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dotdot_act
＝－Ｋfbp＊（↑Ｆ_mb_act＋Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_act
＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act）
　－Ｋfbv＊（↑Ｆ_mb_dot_act＋Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_dot_act
＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dot_act）
　－Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２２ａ）
↑ｖa_dotdot_aim
＝－Ｋpbp＊↑Ｅpb－Ｋpbv＊↑Ｅpb_dot
＝－Ｋpbp＊（↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_act）
　－Ｋpbv＊（↑Ｐ_mb_dot_act－Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_dot_act）
＝－Ｋpbp＊（↑Ｐ_mb_act－Ｒatio_psb＊↑Ｐ_sb_act）
　－Ｋpbv＊（↑Ｖ_mb_ act－Ｒatio_psb＊↑Ｖ_sb_ act）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２３ａ）

　従って、前記ＳＴＥＰ２で取得された実上体支持部反力の並進力↑Ｆ_mb_actと、前記ＳＴＥＰ２で取得された左右の実マスターハンド反力の合力である実マスターハンド合力の並進力↑Ｆ_mh_actと、前記ＳＴＥＰ１で取得された実スレーブ上体反力の並進力↑Ｆ_sb_actとのそれぞれと、これらの１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｆ_mb_dot__act、↑Ｆ_mh_ dot_act、↑Ｆ_sb_ dot_actと、↑Ｆ_mh_actの２階微分値として求められる↑Ｆ_mh_dotdot_actとから、式（２２ａ）に従って、↑ｕa_dotdot_aimを算出することもできる。

　また、前記ＳＴＥＰ２で取得された実上体支持部運動のうちの位置↑Ｐ_mb_act及び並進速度↑Ｖ_mb_actと、前記ＳＴＥＰ１で取得された実スレーブ上体運動のうちの位置↑Ｐ_sb_act及び並進速度↑Ｖ_sb_actとから、式（２３ａ）に従って、↑ｖa_dotdot_aimを算出することもできる。このようにした場合にはＳＴＥＰ３－１及び３－２のそれぞれで、上体反力並進力偏差↑Ｅfbと上体位置偏差↑Ｅpbとを算出する処理は不要である。

　さらに、式（１６ａ），（１７ａ）の組、又は式（２２ａ），（２３ａ）の組と、式（２０ａ），（２１ａ）の組とを統合した関係式（↑ｕa_dotdot_aim，↑ｖa_dotdot_aimを含まない関係式）により、↑Ａcc_mb_aim，↑Ａcc_sb_aimを算出することもできる。

　目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimを決定するための関係式も、上記と同様に得られる。この場合、前記式（３ａ），（４ａ），（６ａ），（７ａ），（１０ａ），（１１ａ）にそれぞれ対応する関係式として、次式（３ｂ），（４ｂ），（６ｂ），（７ｂ），（１０ｂ），（１１ｂ）がそれぞれ定義される。

↑Ｍ_mb_act
＝－Ｋmmb＊↑θ_mb_act＋↑Ｃmmb
　　　　　　　　　　　　　……（３ｂ）
↑Ｍ_sb_act
＝－Ｋmsb＊↑θ_sb_act＋↑Ｃmsb
　　　　　　　　　　　　　……（４ｂ）
↑ｕb
＝－Ｋmmb＊↑θ_mb_act－Ｒatio_msb＊Ｋmsb＊↑θ_sb_act
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６ｂ）
↑ｖb
＝↑θ_mb_act－Ｒatio_thsb＊↑θ_sb_act
　　　　　　　　　　　　　　　……（７ｂ）
↑Ｅmb_dotdot_aim
＝－Ｋmbp＊↑Ｅmb－Ｋmbv＊↑Ｅmb_dot
　　　　　　　　　　　　　　　……（１０ｂ）
↑Ｅthb_dotdot_aim
＝－Ｋthbp＊↑Ｅthb－Ｋthbv＊↑Ｅthb_dot
　　　　　　　　　　　　　　　……（１１ｂ）

　なお、式（３ｂ），（６ｂ）のＫmmb及び式（４ｂ）、（６ｂ）の係数Ｋmsbはそれぞれ、式（３ａ）の係数Ｋfmb、式（４ａ）の係数Ｋfsbと同様に、剛性を表す所定値の係数（スカラー又は対角行列）であり、式（３ｂ）の↑Ｃmmb及び式（４ｂ）の↑Ｃmsbはそれぞれ、定数ベクトルである。また、式（１０ｂ）の係数Ｋmbp、Ｋmbv及び式（１１ｂ）の係数Ｋthbp、Ｋthbvは、それぞれ所定値のゲイン（スカラー又は対角行列）である。

　そして、これらの式（３ｂ），（４ｂ），（６ｂ），（７ｂ），（１０ｂ），（１１ｂ）と前記式（１ｂ），（２ｂ）とから、前記式（１６ａ），（１７ａ），（２０ａ），（２１ａ）にそれぞれ対応する次式（１６ｂ），（１７ｂ），（２０ｂ），（２１ｂ）が得られる。

↑ｕb_dotdot_aim
＝－Ｋmbp＊↑Ｅmb－Ｋmbv＊↑Ｅmb_dot
　　－Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　　　……（１６ｂ）
↑ｖb_dotdot_aim
＝－Ｋthbp＊↑Ｅthb－Ｋthbv＊↑Ｅthb_do
　　　　　　　　　　　t　　　……（１７ｂ）
↑β_mb_aim
＝－(Ｒatio_thsb／(Ｋmmb＊Ｒatio_thsb＋Ｒatio_msb＊Ｋmsb))
＊↑ｕb_dotdot_aim
　＋(Ｒatio_msb＊Ｋmsb／(Ｋmmb＊Ｒatio_thsb
＋Ｒatio_msb＊Ｋmsb))＊↑ｖb_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２０ｂ）
↑β_sb_aim
＝－(１／(Ｋmmb＊Ｒatio_thsb＋Ｒatio_msb＊Ｋmsb))
＊↑ｕb_dotdot_aim
　－(Ｋmmb／(Ｋmmb＊Ｒatio_thsb＋Ｒatio_msb＊Ｋmsb))
＊↑ｖb_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２１ｂ）

　上記式（１６ｂ），（１７ｂ），（２０ｂ），（２１ｂ）が目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimを決定するための式である。この場合、ＳＴＥＰ３－１で求めた上体反力モーメント偏差↑Ｅmbと、その１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｅmb_dotと、前記ＳＴＥＰ２で取得された左右の実マスターハンド反力の合力である実マスターハンド合力のモーメント↑Ｍ_mh_actの２階微分値し

て求められる↑Ｍ_mh_dotdot_actとから、式（１６ｂ）に従って、↑ｕb_dotdot_aimが算出される。また、ＳＴＥＰ３－２で求めた上体姿勢偏差↑Ｅthbと、その１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｅthb_dotとから、式（１７ｂ）に従って、↑ｖb_dotdot_aimが算出される。

　そして、これらの↑ｕb_dotdot_aim，↑ｖb_dotdot_aimの算出値から、式（２０ｂ），（２１ｂ）に従って、目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimが算出される。これにより、上体反力モーメント偏差↑Ｅmbと、上体姿勢偏差↑Ｅthbとがゼロに収束するように、↑β_mb_aim，↑β_sb_aimが決定される。

　補足すると、式（１ｂ），（２ｂ）と、式（１ｂ），（２ｂ）のそれぞれの両辺を微分した関係式と、式（１６ｂ），（１７ｂ）とから、次式（２２ｂ），（２３ｂ）が得られる。

↑ｕb_dotdot_aim
＝－Ｋmbp＊（↑Ｍ_mb_act＋Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_act
＋Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_act）
　－Ｋmbv＊（↑Ｍ_mb_dot_act＋Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_dot_act
＋Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_dot_act）
　－Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_dotdot_act
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２２ｂ）
↑ｖb_dotdot_aim
＝－Ｋthbp＊（↑θ_mb_act－Ｒatio_thsb＊↑θ_sb_act）
　－Ｋthbv＊（↑ω_mb_ act－Ｒatio_thsb＊↑ω_sb_ act）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（２３ｂ）

　従って、前記ＳＴＥＰ２で取得された実上体支持部反力のモーメント↑Ｍ_mb_actと、前記ＳＴＥＰ２で取得された左右の実マスターハンド反力の合力である実マスターハンド合力のモーメント↑Ｍ_mh_actと、前記ＳＴＥＰ１で取得された実スレーブ上体反力のモーメント↑Ｍ_sb_actとのそれぞれと、これらの１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｍ_mb_dot__act、↑Ｍ_mh_ dot_act、↑Ｍ_sb_ dot_actと、↑Ｍ_mh_actの２階微分値として求められる↑Ｍ_mh_dotdot_actとから、式（２２ｂ）に従って、↑ｕb_dotdot_aimを算出することもできる。

　また、前記ＳＴＥＰ２で取得された実上体支持部運動のうちの姿勢角↑θ_mb_act及び角速度↑ω_mb_actと、前記ＳＴＥＰ１で取得された実スレーブ上体運動のうちの姿勢角↑θ_sb_act及び角速度↑ω_sb_actとから、式（２３ｂ）に従って、↑ｖb_dotdot_aimを算出することもできる。このようにした場合にはＳＴＥＰ３－１及び３－２のそれぞれで、上体反力モーメント偏差↑Ｅmbと、上体姿勢偏差↑Ｅthbとを算出する処理は不要である。

　さらに、式（１６ｂ），（１７ｂ）の組、又は式（２２ｂ），（２３ｂ）の組と、式（２０ｂ），（２１ｂ）の組とを統合した関係式（↑ｕb_dotdot_aim，↑ｖb_dotdot_aimを含まない関係式）により、↑β_mb_aim，↑β_sb_aimを算出することもできる。

　なお、本実施形態では、上体支持部及びスレーブ上体のそれぞれの運動のうち、上下方向に直交する方向（横方向）の軸周りの姿勢角及び角速度は制御対象としない。このため、↑β_mb_aim，↑β_sb_aimのうち、横方向の軸周りの角加速度の算出は省略してもよい。
　本実施形態では、ＳＴＥＰ３－３の処理は、上記の如く実行される。

　次いで、ＳＴＥＰ３－４において、メイン操縦制御部９４は、上記の如く決定した目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim、目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim、目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aim、及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimをそれぞれ積分することで、上体支持部６５の目標並進速度である目標上体支持部並進速度↑Ｖ_mb_aimと、上体支持部６５の目標角速度である目標上体支持部角速度↑ω_mb_aimと、スレーブ装置１の上体目標並進速度である目標スレーブ上体並進速度↑Ｖ_sb_aimと、スレーブ装置１の上体の目標角速度である目標スレーブ上体角速度↑ω_sb_aimとを決定する。

　ＳＴＥＰ３の上体側バイラテラル制御の処理は、以上の如く実行される。これにより、上体支持部６５の目標運動（以降、目標上体支持部運動という）の構成要素としての目標上体支持部並進速度↑Ｖ_mb_aim及び目標上体支持部角速度↑ω_mb_aimと、スレーブ上体の目標運動（以降、目標スレーブ上体運動という）の構成要素としての目標スレーブ上体並進速度↑Ｖ_sb_aim及び目標スレーブ上体角速度↑ω_sb_aimが決定される。

　図６に戻って、次に、ＳＴＥＰ４において、メイン操縦制御部９４は、マスターマニピュレータ７０のハンド８１Ｌ，８１Ｒ及びスレーブマニピュレータ１０のハンド２１Ｌ，２１Ｒの動作に関するバイラテラル制御であるハンド側バイラテラル制御の処理を実行する。

　このハンド側バイラテラル制御の処理は、左側のマスターハンド８１Ｌ及び左側のスレーブハンド２１Ｌの組と、右側のマスターハンド８１Ｒ及び右側のスレーブハンド２１Ｒの組とのそれぞれの組毎に、図８のフローチャートに示す如く実行される。以降の説明では、例えば左側のマスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌの組に関する処理を代表的に説明する。

　ＳＴＥＰ４－１において、メイン操縦制御部９４は、ハンド反力偏差を算出する。ここで、ハンド反力偏差は、前記上体反力偏差と同様に、並進力に関するハンド反力偏差であるハンド反力並進力偏差↑Ｅfhと、モーメントに関するハンド反力偏差であるハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhとから構成される。

　そして、ハンド反力並進力偏差↑Ｅfhは、左側の実マスターハンド反力の並進力↑Ｆ_mh_act_Lと、左側の実スレーブハンド反力の並進力↑Ｆ_sh_act_Lとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれの度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。

　同様に、ハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhは、左側の実マスターハンド反力のモーメント↑Ｍ_mh_act_Lと、左側の実スレーブハンド反力のモーメント↑Ｍ_sh_act_Lとの相互の関係の、所定の目標関係からのずれの度合い（乖離度合い）を表す指標値として定義される。

　なお、前述のように、ハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhを求める際には、左側の実マスターハンド反力のモーメント↑Ｍ_mh_act_Lは、左側のマスターハンド８１Ｌに対して設定された所定の基準点Ｑhm_Lの周りでのモーメントに変換しておき、左側の実スレーブハンド反力のモーメント↑Ｍ_sh_act_Lは、左側のスレーブハンド２１Ｌに対して設定された所定の基準点Ｑhｓ_Lの周りでのモーメントに変換しておくことが好ましい。この変換により、バイラテラル制御の特性が一層適切になる。

　ここで、本実施形態では、左側の実マスターハンド反力の並進力↑Ｆ_mh_act_L及びモーメント↑Ｍ_mh_act_Lのそれぞれが、左側の実スレーブハンド反力の並進力↑Ｆ_sh_act_L及びモーメント↑Ｍ_sh_act_Lのそれぞれに所定の比率で比例するように、該マスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌの動作を制御する。

　そこで、本実施形態では、ハンド反力並進力偏差↑Ｅfhを、例えば、次式（３１ａ）により定義される指標値とし、ハンド反力モーメント偏差↑Ｅfhを、例えば、次式（３１ｂ）により定義される指標値とする。

↑Ｅfh
＝↑Ｆ_mh_act_L＋Ｒatio_fsh＊↑Ｆ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　……（３１ａ）
↑Ｅmh
＝↑Ｍ_mh_act_L＋Ｒatio_msh＊↑Ｍ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　……（３１ｂ）

　ここで、式（３１ａ），（３１ｂ）の係数Ｒatio_fsh，Ｒatio_mshは、それぞれ、あらかじめ設定された所定値の係数（スカラー又は対角行列）である。また、本実施形態では、これらの係数Ｒatio_fsh，Ｒatio_mshは互いに同じ値に設定される。ただし、Ｒatio_fsh，Ｒatio_mshを互いに異なる値に設定することも可能である。

　本実施形態では、式（３１ａ）により定義されるハンド反力並進力偏差↑Ｅfhがゼロになること（↑Ｆ_mh_act_L＝－Ｒatio_fsh＊↑Ｆ_sh_act_Lになること）が、↑Ｆ_mh_act_L及び↑Ｆ_sh_act_Lの相互の目標関係であり、式（３１ｂ）により定義されるハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhがゼロになること（↑Ｍ_mh_act_L＝－Ｒatio_msh＊↑Ｍ_sh_act_Lになること）が、↑Ｍ_mh_act_L及び↑Ｍ_sh_act_Lの相互の目標関係である。

　そして、ＳＴＥＰ４－１では、メイン操縦制御部９４は、前記ＳＴＥＰ１で取得した左側の実スレーブハンド反力（↑Ｆ_sh_act_L，↑Ｍ_sh_act_R）と、前記ＳＴＥＰ２で取得した左側の実マスターハンド反力（↑Ｆ_mh_act_L，↑Ｍ_mh_act_L）とから上記式（３１ａ），（３１ｂ）に従って、ハンド反力偏差（↑Ｅfh，↑Ｅmh）を算出する。

　次いで、ＳＴＥＰ４－２において、メイン操縦制御部９４は、ハンド位置姿勢偏差を算出する。このハンド位置姿勢偏差は、前記上体位置姿勢偏差と同様に、左側のマスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌのそれぞれの位置に関するハンド位置偏差↑Ｅphと、左側のマスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌのそれぞれの姿勢（向き）に関するハンド姿勢偏差↑Ｅthhとから構成される。

　そして、本実施形態では、これらのハンド位置偏差↑Ｅph及びハンド姿勢偏差↑Ｅthhは、前記上体位置姿勢偏差（↑Ｅpb，↑Ｅthb）と同様に定義される。すなわち、スレーブハンド２１Ｌの位置↑Ｐ_sh_act_Lと姿勢角↑θ_sh_actとは、それぞれ、マスターハンド８１Ｌの位置↑Ｐ_mh_act_Lを（１／Ｒatio_psh）倍した位置と、該マスターハンド８１Ｌの姿勢角↑θmh_act_Lを（１／Ｒatio_thsh）倍した角度とを目標として制御される。

　そこで、本実施形態では、ハンド位置偏差↑Eph及びハンド姿勢偏差↑Rthhとして、それぞれ、次式（３２ａ），（３２ｂ）の右辺により定義される指標値を用いる。

↑Ｅph＝↑Ｐ_mh_act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　……（３２ａ）
↑Ｅthh＝↑θ_mh_act_L－Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　……（３２ｂ）

　ここで、式（３２ａ），（３２ｂ）の係数Ｒatio_psh、Ｒatio_thshは、それぞれ、あらかじめ設定された所定値の係数（スカラー又は対角行列）である。また、本実施形態では、Ｒatio_psh、Ｒatio_thshは、互いに同じ値に設定される。ただし、Ｒatio_psh、Ｒatio_thshを互いに異なる値に設定することも可能である。

　本実施形態では、式（３２ａ）により定義されるハンド位置偏差↑Ｅphがゼロになること（↑Ｐ_mh_act_L＝Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_act_Lになること）が、↑Ｐ_mh_act_L，↑Ｐ_sh_act_Lの相互の目標関係であり、↑Ｅphの値は、当該目標関係からのずれ度合い（乖離度合い）を表す。また、式（３２ｂ）により定義されるハンド姿勢偏差↑Ｅthhがゼロになること（↑θ_mh_act_L＝Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_act_Lになること）が、↑θ_mh_act_L，↑θ_sh_act_Lの相互の目標関係であり、↑Ｅthhの値は、当該目標関係からのずれ度合い（乖離度合い）を表す。

　そして、ＳＴＥＰ４－２では、メイン操縦制御部９４は、前記ＳＴＥＰ１で取得した実スレーブハンド運動のうちの左側のスレーブハンド２１Ｌの位置↑Ｐ_sh_act_L及び姿勢角↑θ_sh_act_Lと、前記ＳＴＥＰ２で取得した実マスターハンド運動のうちの左側のマスターハンド８１Ｌの位置↑Ｐ_mb_act_L及び姿勢角↑θ_mb_act_Lとから、上記式（３２ａ），（３２ｂ）に従って、ハンド位置姿勢偏差（↑Ｅph，↑Ｅthh）を算出する。

　次いで、ＳＴＥＰ４－３において、メイン操縦制御部９４は、上記の如く算出したハンド反力偏差及びハンド位置姿勢偏差をゼロに収束させるように、マスターハンド８１Ｌの並進加速度及び角加速度のそれぞれの目標値である目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_Lと、スレーブハンド２１Ｌの並進加速度及び角加速度のそれぞれの目標値である目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aim_Lとを決定する。

　この場合、より詳しくは、目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim_Lは、ハンド反力並進力偏差↑Ｅfh及びハンド位置偏差↑Ｅphをそれぞれゼロに収束させるように決定される。また、目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sb_aim_Lは、ハンド反力モーメント偏差↑Ｅmh及びハンド姿勢偏差↑Ｅthhをそれぞれゼロに収束させるように決定される。

　そして、目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim_Lを決定する手法と、目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aim_Lを決定する手法とは、基本的には、前記上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを決定する手法（あるいは、目標上体支持部角加速度↑β_mb_aim及び目標スレーブ上体角加速度↑β_sb_aimを決定する手法）と同様である。

　以下、概略的に説明すると、目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim_Lを決定する処理に関しては、前記式（３ａ），（４ａ），（６ａ），（７ａ），（１０ａ），（１１ａ）にそれぞれ対応する関係式として、次式（３３ａ），（３４ａ），（３６ａ），（３７ａ），（４０ａ），（４１ａ）がそれぞれ定義される。

↑Ｆ_mh_act_L＝－Ｋfmh＊↑Ｐ_mh_act_L＋↑Ｃfmh
　　　　　　　　　　　　　　　　……（３３ａ）
↑Ｆ_sh_act_L＝－Ｋfsh＊↑Ｐ_sh_act_L＋↑Ｃfsh
　　　　　　　　　　　　　　　　……（３４ａ）
↑ｕha＝－Ｋfmh＊↑Ｐ_mh_act_L
　　　　－Ｒatio_fsh＊Ｋfsh＊↑Ｐ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　　……（３６ａ）
↑ｖha＝↑Ｐ_mh_act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　　……（３７ａ）
↑Ｅfh_dotdot_aim
＝－Ｋfhp＊↑Ｅfh－Ｋfhv＊↑Ｅfh_dot
　　　　　　　　　　　　　　……（４０ａ）
↑Ｅph_dotdot_aim
＝－Ｋphp＊↑Ｅph－Ｋphv＊↑Ｅph_dot
　　　　　　　　　　　　　　……（４１ａ）

　なお、式（３３ａ），（３６ａ）の係数Ｋfmh及び式（３４ａ）、（３６ａ）の係数Ｋfshはそれぞれ、式（３ａ）の係数Ｋfmb、式（４ａ）の係数Ｋfsbと同様に、剛性を表す所定値の係数（スカラー又は対角行列）であり、式（３３ａ）の↑Ｃfmh及び式（３４ａ）の↑Ｃfshはそれぞれ、定数ベクトルである。また、式（４０ａ）の係数Ｋfhp、Ｋfhv及び式（４１ａ）の係数Ｋphp、Ｋphvは、それぞれ所定値のゲイン（スカラー又は対角行列）である。

　そして、これらの式（３３ａ），（３４ａ），（３６ａ），（３７ａ），（４０ａ），（４１ａ）と前記式（３１ａ），（３２ａ）とから、前記式（１６ａ），（１７ａ），（２０ａ），（２１ａ）にそれぞれ対応する次式（４６ａ），（４７ａ），（５０ａ），（５１ａ）が得られる。

↑ｕha_dotdot_aim＝－Ｋfhp＊↑Ｅfh－Ｋfhv＊↑Ｅfh_dot
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（４６ａ）
↑ｖha_dotdot_aim＝－Ｋphp＊↑Ｅph－Ｋphv＊↑Ｅph_dot
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（４７ａ）
↑Ａcc_mh_aim_L
＝－(Ｒpsh／(Ｋfmh＊Ｒatio_psh＋Ｒatio_fsh＊Ｋfsh))
＊↑ｕha_dotdot_aim
　＋(Ｒatio_fsh＊Ｋfsh／(Ｋfmh＊Ｒatio_psh
＋Ｒatio_fsh＊Ｋfsh))＊↑ｖha_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　……（５０ａ）
↑Ａcc_sh_aim
＝－(１／(Ｋfmh＊Ｒatio_psh＋Ｒatio_fsh＊Ｋfsh))
＊↑ｕha_dotdot_aim
　　－(Ｋfmh／(Ｋfmh＊Ｒatio_psh
＋Ｒatio_fsh＊Ｋfsh))＊↑ｖha_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　……（５１ａ）

　上記式（４６ａ），（４７ａ），（５０ａ），（５１ａ）が左側の目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aimを決定するための式である。

　この場合、ＳＴＥＰ４－１で求めたハンド反力並進力偏差↑Ｅfhと、その時間的変化率として求められる↑Ｅfh_dotとから、式（４６ａ）に従って、↑ｕha_dotdot_aimが算出される。また、ＳＴＥＰ４－２で求めたハンド位置偏差↑Ｅphと、その時間的変化率として求められる↑Ｅph_dotとから、式（４７ａ）に従って、↑ｖha_dotdot_aimが算出される。

　そして、これらの↑ｕha_dotdot_aim，↑ｖha_dotdot_aimの算出値から、式（５０ａ），（５１ａ）に従って、左側の目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L及び目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim_Lが算出される。これにより、ハンド反力並進力偏差↑Ｅfｈと、ハンド位置偏差↑Ｅphとをゼロに収束させるように、↑Ａcc_mh_aim_L，↑Ａcc_sh_aim_Lが決定される。

　補足すると、式（３１ａ），（３２ａ）と、式（３１ａ），（３２ａ）のそれぞれの両辺を微分した関係式と、式（４６ａ），（４７ａ）とから、次式（５２ａ），（５３ａ）が得られる。

↑ｕha_dotdot_aim
＝－Ｋfhp＊↑Ｅfh－Ｋfhv＊↑Ｅfh_dot
＝－Ｋfhp＊（↑Ｆ_mh_act_L＋Ｒatio_fsh＊↑Ｆ_sh_act_L）
　－Ｋfhv＊（↑Ｆ_mh_dot_act_L＋Ｒatio_fsh＊↑Ｆ_sh_dot_act）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５２ａ）
↑ｖha_dotdot_aim
＝－Ｋphp＊↑Ｅph－Ｋphv＊↑Ｅph_dot
＝－Ｋphp＊（↑Ｐ_mh_act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_act_L）
　－Ｋphv＊（↑Ｐ_mh_dot_act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_dot_act_L）
＝－Ｋphp＊（↑Ｐ_mh_act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｐ_sh_act_L）
　－Ｋphv＊（↑Ｖ_mh_ act_L－Ｒatio_psh＊↑Ｖ_sh_ act_L）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５３ａ）

　従って、前記ＳＴＥＰ２で取得された左側の実マスターハンド反力の並進力↑Ｆ_mh_act_Lと、前記ＳＴＥＰ１で取得された左側の実スレーブハンド反力の並進力↑Ｆ_sh_act_Lとのそれぞれと、これらの１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｆ_mh_dot__act_L、↑Ｆ_sh_ dot_actとから、式（５２ａ）に従って、↑ｕha_dotdot_aimを算出することもできる。

　また、前記ＳＴＥＰ２で取得された左側のマスターハンド運動のうちの位置↑Ｐ_mh_act_L及び並進速度↑Ｖ_mh_act_Lと、前記ＳＴＥＰ１で取得された左側の実スレーブハンド運動のうちの位置↑Ｐ_sh_act_L及び並進速度↑Ｖ_sh_act_Lとから、式（５３ａ）に従って、↑ｖha_dotdot_aimを算出することもできる。このようにした場合にはＳＴＥＰ４－１及び４－２のそれぞれで、ハンド並進力偏差↑Ｅfhと、ハンド位置偏差↑Ｅphとを算出する処理は不要である。

　さらに、式（４６ａ），（４７ａ）の組、又は式（５２ａ），（５３ａ）の組と、式（５０ａ），（５１ａ）の組とを統合した関係式（↑ｕha_dotdot_aim，↑ｖha_dotdot_aimを含まない関係式）により、↑Ａcc_mh_aim_L，↑Ａcc_sh_aim_Lを算出することもできる。

　また、目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aim_Lを決定する処理に関しては、前記式（３ｂ），（４ｂ），（６ｂ），（７ｂ），（１０ｂ），（１１ｂ）にそれぞれ対応する関係式として、次式（３３ｂ），（３４ｂ），（３６ｂ），（３７ｂ），（４０ｂ），（４１ｂ）がそれぞれ定義される。

↑Ｍ_mh_act_L＝－Ｋmmh＊↑θ_mh_act_L＋↑Ｃmmh
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（３３ｂ）
↑Ｍ_sh_act_L＝－Ｋmsh＊↑θ_sh_act_L＋↑Ｃmsh
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（３４ｂ）
↑ｕhb＝－Ｋmmh＊↑θ_mh_act_L
　　　　　　－Ｒatio_msh＊Ｋmsh＊↑θ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（３６ｂ）
↑ｖhb＝↑θ_mh_act_L－Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_act_L
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（３７ｂ）
↑Ｅmh_dotdot_aim
＝－Ｋmhp＊↑Ｅmh－Ｋmhv＊↑Ｅmh_dot
　　　　　　　　　　　　　……（４０ｂ）
↑Ｅthh_dotdot_aim
＝－Ｋthhp＊↑Ｅthh－Ｋthhv＊↑Ｅthh_dot
　　　　　　　　　　　　　……（４１ｂ）

　なお、式（３３ｂ），（３６ｂ）の係数Ｋmmh及び式（３４ｂ）、（３６ｂ）の係数Ｋmshはそれぞれ、式（３ｂ）の係数Ｋmmb、式（４ｂ）の係数Ｋmsbと同様に、剛性を表す所定値の係数（スカラー又は対角行列）であり、式（３３ｂ）の↑Ｃmmh及び式（３４ｂ）の↑Ｃmshはそれぞれ、定数ベクトルである。また、式（４０ｂ）の係数Ｋmhp、Ｋmhv及び式（４１ｂ）の係数Ｋthhp、Ｋthhvは、それぞれ所定値のゲイン（スカラー又は対角行列）である。

　そして、これらの式（３３ｂ），（３４ｂ），（３６ｂ），（３７ｂ），（４０ｂ），（４１ｂ）と前記式（３１ｂ），（３２ｂ）とから、前記式（１６ｂ），（１７ｂ），（２０ｂ），（２１ｂ）にそれぞれ対応する次式（４６ｂ），（４７ｂ），（５０ｂ），（５１ｂ）が得られる。

↑ｕhb_dotdot_aim＝－Ｋmhp＊↑Ｅmh－Ｋmhv＊↑Ｅmh_dot
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（４６ｂ）
↑ｖhb_dotdot_aim＝－Ｋthhp＊↑Ｅthh－Ｋthhv＊↑Ｅthh_dot
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（４７ｂ）
↑β_mh_aim_L
＝－(Ｒatio_thsh／(Ｋmmh＊Ｒatio_thsh＋Ｒatio_msh＊Ｋmsh))
＊↑ｕhb_dotdot_aim
　＋(Ｒatio_msh＊Ｋmsh／(Ｋmmh＊Ｒatio_thsh
＋Ｒatio_msh＊Ｋmsh))＊↑ｖhb_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５０ｂ）
↑β_sh_aim
＝－(１／(Ｋmmh＊Ｒatio_thsh＋Ｒatio_msh＊Ｋmsh))
＊↑ｕhb_dotdot_aim
　－(Ｋmmh／(Ｋmmh＊Ｒatio_thsh＋Ｒatio_msh＊Ｋthsh))
＊↑ｖhb_dotdot_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５１ｂ）

　上記式（４６ｂ），（４７ｂ），（５０ｂ），（５１ｂ）が左側の目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aimを決定するための式である。

　この場合、ＳＴＥＰ４－１で求めたハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhと、その時間的変化率として求められる↑Ｅmh_dotとから、式（４６ｂ）に従って、↑ｕhb_dotdot_aimが算出される。また、ＳＴＥＰ４－２で求めたハンド姿勢偏差↑Ｅthhと、その時間的変化率として求められる↑Ｅthh_dotとから、式（４７ｂ）に従って、↑ｖhb_dotdot_aimが算出される。

　そして、これらの↑ｕhb_dotdot_aim，↑ｖhb_dotdot_aimの算出値から、式（５０ｂ），（５１ｂ）に従って、左側の目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aim_Lが算出される。これにより、ハンド反力モーメント偏差↑Ｅmhと、ハンド姿勢偏差↑Ｅthhとをゼロに収束させるように、↑β_mh_aim_L，↑β_sh_aim_Lが決定される。

　補足すると、式（３１ｂ），（３２ｂ）と、式（３１ｂ），（３２ｂ）のそれぞれの両辺を微分した関係式と、式（４６ｂ），（４７ｂ）とから、次式（５２ｂ），（５３ｂ）が得られる。

↑ｕhb_dotdot_aim
＝－Ｋmhp＊↑Ｅmh－Ｋmhv＊↑Ｅmh_dot
＝－Ｋmhp＊（↑Ｍ_mh_act_L＋Ｒatio_msh＊↑Ｍ_sh_act_L）
　－Ｋmhv＊（↑Ｍ_mh_dot_act_L＋Ｒatio_msh＊↑Ｍ_sh_dot_act）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５２ｂ）
↑ｖhb_dotdot_aim
＝－Ｋthhp＊↑Ｅthh－Ｋthhv＊↑Ｅthh_dot
＝－Ｋthhp＊（↑θ_mh_act_L－Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_act_L）
　－Ｋthhv＊（↑θ_mh_dot_act_L－Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_dot_act_L）
＝－Ｋthhp＊（↑θ_mh_act_L－Ｒatio_thsh＊↑θ_sh_act_L）
　－Ｋthhv＊（↑ω_mh_ act_L－Ｒatio_thsh＊↑ω_sh_ act_L）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５３ｂ）

　従って、前記ＳＴＥＰ２で取得された左側の実マスターハンド反力のモーメント↑Ｍ_mh_act_Lと、前記ＳＴＥＰ１で取得された左側の実スレーブハンド反力のモーメント↑Ｍ_sh_act_Lとのそれぞれと、これらの１階微分値（時間的変化率）として求められる↑Ｍ_mh_dot__act_L、↑Ｍ_sb_ dot_actとから、式（５２ｂ）に従って、↑ｕhb_dotdot_aimを算出することもできる。

　また、前記ＳＴＥＰ２で取得された左側のマスターハンド運動のうちの姿勢角↑θ_mh_act_L及び角速度↑ω_mh_act_Lと、前記ＳＴＥＰ１で取得された左側の実スレーブハンド運動のうちの姿勢角↑θ_sh_act_L及び角速度↑ω_sh_act_Lとから、式（５３ｂ）に従って、↑ｖhb_dotdot_aimを算出することもできる。このようにした場合にはＳＴＥＰ４－１及び４－２のそれぞれで、ハンドモーメント力偏差↑Ｅmhと、ハンド姿勢偏差↑Ｅthhとを算出する処理は不要である。

　さらに、式（４６ｂ），（４７ｂ）の組、又は式（５２ｂ），（５３ｂ）の組と、式（５０ｂ），（５１ｂ）の組とを統合した関係式（↑ｕhb_dotdot_aim，↑ｖhb_dotdot_aimを含まない関係式）により、↑β_mh_aim_L，↑β_sh_aim_Lを算出することもできる。
　本実施形態では、ＳＴＥＰ４－３の処理は、上記の如く実行される。

　次いで、ＳＴＥＰ４－４において、メイン操縦制御部９４は、上記の如く決定した目標マスターハンド並進加速度↑Ａcc_mh_aim_L、目標マスターハンド角加速度↑β_mh_aim_L、目標スレーブハンド並進加速度↑Ａcc_sh_aim、及び目標スレーブハンド角加速度↑β_sh_aimをそれぞれ積分する処理によって、左側のマスターハンド８１Ｌの目標並進速度である目標マスターハンド並進速度↑Ｖ_mb_aim_Lと、該マスターハンド８１Ｌの目標角速度である目標マスターハンド角速度↑ω_mh_aim_Lと、左側のスレーブハンド２１Ｌの目標並進速度である目標スレーブハンド並進速度↑Ｖ_sh_aim_Lと、該スレーブハンド２１Ｌの目標角速度である目標スレーブハンド角速度↑ω_sh_aim_Lとを決定する。
　左側のマスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌの組に関するＳＴＥＰ４のハンド側バイラテラル制御の処理は、以上の如く実行される。

　ＳＴＥＰ４のハンド側バイラテラル制御の処理は、右側のマスターハンド８１Ｒ及び右側のスレーブハンド２１Ｒの組についても、上記と同様に行われる。この場合、左側のマスターハンド８１Ｌ及びスレーブハンド２１Ｌの組に関する上記の説明のうちの「左側」、「Ｌ」を、それぞれ、「右側」、「Ｒ」に置き換えることで、右側のマスターハンド８１Ｒ及び右側のスレーブハンド２１Ｒの組に関する処理が説明される。

　ＳＴＥＰ４のハンド側バイラテラル制御の処理は、以上の如く実行される。これにより、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれの目標運動（以降、目標マスターハンド運動という）の構成要素としての目標マスターハンド並進速度↑Ｖ_mh_aim_L，↑Ｖ_mh_aim_R、及び目標マスターハンド角速度↑ω_mh_aim_L，↑ω_mh_aim_Rが決定されると共に、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの目標運動（以降、目標スレーブハンド運動という）の構成要素としての目標スレーブハンド並進速度↑Ｖ_sh_aim_L，↑Ｖ_sh_aim_及び目標スレーブハンド角速度↑ω_sh_aim_L，↑ω_sh_aim_Rが決定される。

　図６に戻って、メイン操縦制御部９４は、次にＳＴＥＰ５において、マスター装置５１の目標運動である目標マスター運動を出力する。該目標マスター運動は、ＳＴＥＰ３で決定された目標上体支持部運動（↑Ｖ_mb_aim，↑ωmb_aim）とＳＴＥＰ４で決定された目標マスターハンド運動（↑Ｖ_mh_aim_L，↑ω_mh_aim_L，↑Ｖ_mh_aim_R，↑ω_mh_aim_R）とにより構成される。そして、図５に示す如く、目標上体支持部運動は、マスター移動制御部９２に与えられ、目標マスターハンド運動は、マスターマニピュレータ制御部９３に与えられる。

　さらに、ＳＴＥＰ６において、メイン操縦制御部９４は、スレーブ装置１の目標運動である目標スレーブ運動を出力する。該目標スレーブ運動は、ＳＴＥＰ３で決定された目標スレーブ上体運動（↑Ｖ_sb_aim，↑ωsb_aim）とＳＴＥＰ４で決定された目標スレーブハンド運動（↑Ｖ_sh_aim_L，↑ω_sh_aim_L，↑Ｖ_sh_aim_R，↑ω_sh_aim_R）とにより構成される。そして、図２に示す如く、目標スレーブ上体運動は、スレーブ移動制御部４２に与えられ、目標スレーブハンド運動は、スレーブマニピュレータ制御部４３に与えられる。
　以上が、メイン操縦制御部９４の処理である。

　［スレーブ移動制御部の制御処理］
　次に、スレーブ制御装置４１のスレーブ移動制御部４２の制御処理を図９を参照して説明する。スレーブ移動制御部４２は、図９のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ＳＴＥＰ１０において、スレーブ移動制御部４２は、目標スレーブ上体運動（↑Ｖsb_aim，↑ωsb_aim）を、メイン操縦制御部９４から通信装置４０，９０を取得（受信）する。

　さらに、スレーブ移動制御部４２は、スレーブ上体力検出器３３の出力により示されるスレーブ上体力検出値と、各スレーブ移動駆動機構５毎に、モータ回転検出器２７の出力により示される電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転角の検出値であるスレーブモータ回転角検出値と、スレーブスライド変位検出器２９の出力により示されるスライド部材３２の上下方向の変位の検出値であるスレーブスライド変位検出値とを取得する。なお、上記スレーブ上体力検出値は、スレーブ上体力検出器３３に対して設定されたセンサ座標系で見た並進力及びモーメントの検出値である。

　次いで、ＳＴＥＰ１１において、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１０で取得したスレーブ上体力検出値から実スレーブ上体反力を求める。具体的には、スレーブ移動制御部４２は、スレーブ上体力検出器３３のセンサ座標系でのスレーブ上体力検出値を、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た並進力及びモーメントの組に変換することで、実スレーブ上体反力を求める。

　この場合、上記スレーブ上体座標系Ｃｓは、スレーブ上体に対して設定されたローカル座標系であり、例えば、図１に示した如くＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を設定した３軸直交座標系Ｃｓである。なお、このスレーブ上体座標系Ｃｓの原点は、例えば、前記スレーブ基準点Ｑs（スレーブ上体の代表点）に設定される（図１１Ａを参照）。

　そして、ＳＴＥＰ１１で求める実スレーブ上体反力のモーメント↑Ｍ_sb_actはスレーブ上体座標系Ｃｓの原点（スレーブ基準点Ｑs）の周りのモーメントである。以降、ＳＴＥＰ１１で求められる、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブ上体反力の並進力の参照符号を↑Ｆ_sb_local_act、モーメントの参照符号を↑Ｍ_sb_local_actと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ１２において、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１０で取得したスレーブモータ回転角検出値とスレーブスライド変位検出値とを用いて、実スレーブ上体運動を求める。具体的には、スレーブ移動制御部４２は、まず、各スレーブ移動駆動機構５毎に、電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれのスレーブモータ回転角検出値の時間的変化率を求める微分処理によって、該電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転軸の実際の回転速度（角速度）の観測値としての実モータ回転速度を求める。この場合、スレーブモータ回転角検出値の高周波ノイズ成分の影響を抑制するために、上記微分処理として、疑似微分（換言すれば、不完全微分）の処理を用いることが好ましい。

　以降の説明では、スレーブ装置１の４つの移動接地部４(n)（ｎ＝１，２，３，４）のそれぞれに対応するスレーブ移動駆動機構５の電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの実モータ回転速度を表す参照符号として、それぞれ、ω_sw_mota_act(n)，ω_sw_motb_act(n)（ｎ＝１，２，３，４）を用いる。

　さらに、スレーブ移動制御部４２は、各スレーブ移動接地部４(n)毎に、前記スレーブ上体座標系ＣｓのＸ軸方向（前後方向）での移動接地部４(n)の並進速度Ｖ_sw_local_x_act(n)と、該スレーブ上体座標系ＣｓのＹ軸方向（左右方向）での移動接地部４(n)の並進速度Ｖ_sw_local_y_act(n)とを、電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの実モータ回転速度ω_sw_mota_act(n)，ω_sw_motb_act(n)から、次式（６１ａ），（６１ｂ）により算出する。

Ｖ_sw_local_x_act(n)
＝Ｃswx＊（ω_sw_mota_act(n)＋ω_sw_motb_act(n)）
　　　　　　　　　　　　　　　……（６１ａ）
Ｖ_sw_loxal_y_act(n)
＝Ｃswy＊（ω_sw_mota_act(n)－ω_sw_motb_act(n)）
　　　　　　　　　　　　　　　……（６１ｂ）

　なお、上記係数Ｃswx，Ｃswyはそれぞれ、スレーブ移動駆動機構５の構造等に依存して規定される所定値の係数である。

　そして、スレーブ移動制御部４２は、次式（６２ａ），（６２ｂ）で示す如く、４つの移動接地部４(1)～４(4)のそれぞれのＸ軸方向の並進速度Ｖ_sw_local_x_act(1)～Ｖ_sw_local_x_act(4)の平均値を、スレーブ上体座標系ＣｓのＸ軸方向でのスレーブ上体の並進速度Ｖ_sb_local_x_actとして求めると共に、４つの移動接地部４(1)～４(4)のそれぞれのＹ軸方向の並進速度Ｖ_sw_local_y_act(1)～Ｖ_sw_local_y_act(4)の平均値を、スレーブ上体座標系ＣｓのＹ軸方向でのスレーブ上体の並進速度Ｖ_sb_local_y__actとして求める。

　Ｖ_sb_local_x_act
＝（Ｖ_sw_local_x_act(1)＋Ｖ_sw_ local_x_act(2)
　　＋Ｖ_sw_ local_x_act(3)＋Ｖ_sw_ local_x_act(4)）／４
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６２ａ）
　Ｖ_sb_local_y_act
＝（Ｖ_sw_ local_y_act(1)＋Ｖ_sw_ local_y_act(2)
　　＋Ｖ_sw_ local_y_act(3)＋Ｖ_sw_ local_y_act(4)）／４
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６２ｂ）

　また、スレーブ移動制御部４２は、スレーブ上体座標系ＣｓのＺ軸方向（上下方向）の軸周り方向でのスレーブ基台３の角速度ω_sb local__z_actを次式（６３）により算出する。

ω_sb_ local_z_act
＝(Ｖ_sw_ local_x_act(1)－Ｖ_sw_ local_x_act(4))
／(２＊(Lswy(1)＋Lswy(4)))
　＋(Ｖ_sw_ local_x_act(2)－Ｖ_sw_ local_x_act(3))
／(２＊(Lswy(2)＋Lswy(3)))
　　　　　　　　　　　　　　　……（６３）

　上記式（６３）のLswy(1)、Lswy(2)，Lswy(3)，Lswy(4)はそれぞれ、図１１Ａに示す如く、スレーブ基準点Ｑｓと、スレーブ基台３の左側前部の移動接地部４(1)、左側後部の移動接地部４(2)、右側後部の移動接地部４(3)、及び右側前部の移動接地部４(4)のそれぞれの接地部分との間のＹ軸方向（左右方向）の距離である。なお、この場合、Lswy(1)，Ｌswy(2)，Ｌswy(3)，Lswy(4) のそれぞれの正負の極性は、Lswy(1)＞０、Lswy(2)＞０，Lswy(3)＜０，Lswy(4)＜０と定義している。

　ここで、本実施形態では、スレーブ側グローバル座標系（３軸直交座標系）の３つの座標軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）のうちのＺ軸方向は、スレーブ上体座標系ＣｓのＺ軸方向と同方向（上下方向）に設定される。このため、上記式（６３）により算出される角速度ω_sb_local_z_actは、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体運動の角速度↑ω_sb_actのうちのＺ軸周り方向の角速度ω_sb__z_actに一致する。従って、式（６３）により、実スレーブ上体運動の角速度↑ω_sb_actのうちのＺ軸周り方向の角速度ωsb_z_actが求められる。

　そして、スレーブ移動制御部４２は、さらに、上記の如く求めた角速度ω_sb_z_actを積分する処理によって、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体運動の姿勢角↑θ_sb_actのうちのＺ軸周り方向の姿勢角θ_sb_z_actを算出する。

　なお、本実施形態では、実スレーブ上体運動の角速度↑ω_sb_actのうち、スレーブ側グローバル座標系のＸ軸周り方向の角速度と、Ｙ軸周り方向の角速度との算出（換言すれば、上下方向に直交する方向（横方向）の軸周りの角速度の算出）は省略される。このことは、実スレーブ上体運動の姿勢角↑θ_sb_actについても同様である。

　さらに、スレーブ移動制御部４２は、前記式（６２ａ），（６２ｂ）により求めたＶ_sb_local_x_act，Ｖ_sb_local_y_actを２成分とするベクトル（スレーブ上体座標系ＣｓのＸＹ座標平面上での２次元ベクトル）を、上記の如く求めたＺ軸周り方向の姿勢角θ_sb_z_act（↑θ_sb_actのＺ軸周り方向の成分）に一致する角度だけ、Ｚ軸周り方向に回転変換することによって。スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_actのうちのＺ軸方向以外の成分（スレーブ側グローバル座標系のＸ軸方向の並進速度Ｖ_sb_x_act及びＹ軸方向の並進速度Ｖ_sb_y_act）を求める。

　そして、これらの並進速度Ｖ_sb_x_ac，Ｖ_sb_y_actを積分することによって、実スレーブ上体運動の位置↑Ｐ_sb_actのうちのＸ軸方向の位置Ｐ_sb_x_actと、Ｙ軸方向の位置Ｐ_sb_y_actとを求める。

　また、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１０で取得したスレーブスライド変位検出値から、実スレーブ上体運動の位置↑Ｐ_sb_actのうちのＺ軸方向の位置Ｐ_sb_z_actを求め、さらにＰ_sb_z_actの時間的変化率を求める微分処理によって、実スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_actのうちのＺ軸方向の並進速度Ｖ_sb_z_actを求める。

　本実施形態では、以上説明したＳＴＥＰ１２の処理によって、実スレーブ上体運動（位置↑Ｐ_sb_act，並進速度↑Ｖ_sb_act，姿勢角↑θ_sb_act、角速度↑ω_sb_act）が求められる。補足すると、実スレーブ上体運動のうちの位置↑Ｐ_sb_act及び姿勢角↑θ_sb_actは、積分誤差の蓄積を防止するために、スレーブ装置１の周囲のランドマーク等の環境認識情報に基づいて、随時補正してもよい。

　次いで、ＳＴＥＰ１３において、スレーブ移動制御部４２は、目標スレーブ上体運動に応じて、スレーブ移動機構２の各移動接地部４の目標並進速度を決定し、その目標並進速度を実現するように、各移動接地部４に対応する電動モータ５ａ，５ｂを制御する。具体的には、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１０で取得した目標スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_aimのうちのＸ軸方向の並進速度Ｖ_sb_x_aim及びＹ軸方向の並進速度Ｖ_sb_y_aimから成るベクトル（スレーブ側グローバル座標系のＸＹ座標平面上の２次元ベクトル）を、ＳＴＥＰ１０で取得した目標スレーブ上体運動の姿勢角↑θ_sb_aimのＺ軸周り方向の成分θ_sb_z_aimの（－１）倍の角度（＝－θ_sb_z_aim）だけ、Ｚ軸周り方向に回転変換することにより、スレーブ上体座標系ＣｓのＸ軸方向におけるスレーブ上体の目標並進速度Ｖ_sb_local_x_aimと、スレーブ上体座標系ＣｓのＹ軸方向におけるスレーブ上体の目標並進速度Ｖ_sb_local_y_aimとを求める。

　そして、スレーブ移動制御部４２は、スレーブ上体座標系Ｃｓでの上記目標並進速度Ｖ_sb_local_x_aim，Ｖ_sb_local_y_aim と、スレーブ側グローバル座標系で見た目標スレーブ上体運動の角速度↑ω_sb_aimのうちのＺ軸周り方向の成分ω_sb_z_aimとを実現するように、次式（６４ａ），（６４ｂ）により、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た各移動接地部４(n)（ｎ＝１，２，３，４）のＸ軸方向の目標並進速度Ｖ_sw_local_x_aim(n)とＹ軸方向の目標並進速度Ｖ_sw_local_y_aim(n)とを決定する。

Ｖ_sw_local_x_aim(n)
＝Ｖ_sb_local_x_aim－Lswy(n)＊ω_sb_z_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　……（６４ａ）
Ｖ_sw_local_y_aim(n)
＝Ｖ_sb_local_y_aim＋Lswx(n)＊ω_sb_z_aim
　　　　　　　　　　　　　　　　……（６４ｂ）

　さらに、スレーブ移動制御部４２は、各移動接地部４(n)毎に、上記目標並進速度Ｖ_sw_local_x_aim(n)，Ｖ_sw_local_y_aim(n)を実現するための電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの回転速度の目標値である目標モータ回転速度ω_sw_mota_aim(n)，ω_sw_motb_aim(n)を、前記式（６１ａ），（６１ｂ）から得られる次式（６５ａ），（６５ｂ）により算出する。

ω_sw_mota_aim(n)
＝(Ｃswy＊Ｖ_sw_local_x_aim(n)＋Ｃswx＊Ｖ_sw_local_y_aim(n))
／(２＊Ｃswx＊Ｃswy)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６５ａ）
ω_sw_motb_aim(n)
＝(Ｃswy＊Ｖ_sw_local_x_aim(n)－Ｃswx＊Ｖ_sw_local_y_aim(n))
／(２＊Ｃswx＊Ｃswy)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６５ｂ）

　次いで、スレーブ移動制御部４２は、各移動接地部４(n)毎に、電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの実モータ回転速度ω_sw_mota_act(n)，ω_sw_motb_act(n)を、目標モータ回転速度ω_sw_mota_aim (n)，ω_sw_motb_aim(n)に追従させるための電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれの駆動力（回転駆動力）の目標値である目標モータ駆動力Ｔq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)を次式（６６ａ），（６６ｂ）により決定する。これらの目標モータ駆動力Ｔq_sw_mota_aim (n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)（ｎ＝１，２，３，４）が、図２に示す目標スレーブ移動駆動力である。

Ｔq_sw_mota_aim(n)
＝Ｋv_sw_mota＊(ω_sw_mota_aim(n)－ω_sw_mota_act(n))
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６６ａ）
Ｔq_sw_motb_aim(n)
＝Ｋv_sw_motb＊(ω_sw_motb_aim(n)－ω_sw_motb_act(n))
　　　　　　　　　　　　　　　　　……（６６ｂ）

　なお、Ｋv_sw_mota、Ｋv_sw_motbは、所定値のゲインである。補足すると、式（６６ａ），（６６ｂ）は、Ｔq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)を、フィードバック制御則の一例としての比例則により決定する式であるが、他のフィードバック制御則（例えば、比例・微分則等）によりＴq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)を決定してもよい。

　次いで、スレーブ移動制御部４２は、各移動接地部４(n)に対応する電動モータ５ａ，５ｂのそれぞれを、上記の如く決定した目標モータ駆動力Ｔq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)を出力させるように作動させる。これにより、目標スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_aimのうちのＸ軸方向の並進速度Ｖ_sb_x_aim及びＹ軸方向の並進速度Ｖ_sb_y_aimが実現されるように、スレーブ移動機構２の移動制御が行われる。

　本実施形態では、以上説明したＳＴＥＰ１３の処理によって、スレーブ移動機構２の目標スレーブ移動駆動力として、各移動接地部４(n)に対応する電動モータ５ａ，５ｂの目標モータ駆動力Ｔq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)が、目標スレーブ上体運動のうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度以外の運動を実現し得るように決定される。そして、この目標モータ駆動力Ｔq_sw_mota_aim(n)，Ｔq_sw_motb_aim(n)を発生するように各移動接地部４(n)に対応する電動モータ５ａ，５ｂが制御される。これにより、目標スレーブ上体運動のうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度以外の運動を実現するようにスレーブ移動機構２の移動制御が行われる。

　次いで、ＳＴＥＰ１４において、スレーブ移動制御部４２は、目標スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_aimのうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度Ｖ_sb_z_aimを実現するように、スレーブスライド駆動アクチュエータ３６を制御する。具体的には、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１０で取得した目標スレーブ運動の並進速度↑Ｖ_sb_aimのうちのＺ軸方向の並進速度Ｖ_sb_z_aimと、ＳＴＥＰ１２で求めた実スレーブ上体運動の並進速度↑Ｖ_sb_actのうちのＺ軸方向の並進速度Ｖsb_z_actとの偏差に応じて、比例則、あるいは、比例・微分則等のフィードバック制御則により、スライド駆動アクチュエータ３６の目標駆動力を決定する。これにより、上記偏差をゼロに近づけるようにスライド駆動アクチュエータ３６の目標駆動力が決定される。そして、スレーブ移動制御部４２は、この目標駆動力を発生させるようにスライド駆動アクチュエータ３６を制御する。

　次いで、ＳＴＥＰ１５において、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１１で求めた実スレーブ上体反力（↑Ｆ_sb_local_act，↑Ｍ_sb_local_act）と、ＳＴＥＰ１２で求めた実スレーブ上体運動（↑Ｖ_sb_act，↑Ｐ_sb_act，↑ω_sb_act，↑θ_sb_act）とをメイン操縦制御部９４に出力（送信）する。スレーブ移動制御部４２の処理は以上の如く実行される。

　補足すると、ＳＴＥＰ１５でメイン操縦制御部９４に出力される実スレーブ上体反力（↑Ｆ_sb_local_act，↑Ｍ_sb_local_act）は、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブ上体反力であるので、メイン操縦制御部９４では、スレーブ移動制御部４２から入力された実スレーブ上体反力を、これと共にスレーブ移動制御部４２から入力された実スレーブ上体運動の位置↑Ｐ_sb_act及び姿勢角↑θ_sb_actを用いて、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体反力（↑Ｆ_sb_act，↑Ｍ_sb_act）に変換する。そして、その変換後の実スレーブ上体反力を用いて前記した処理を実行する。

　ただし、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブ上体反力を、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体反力に変換することを、スレーブ移動制御部４２で実行するようにしてもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４での当該変換の処理は不要である。

　［マスター移動制御部の制御処理］
　次に、マスター制御装置９１のマスター移動制御部９２の制御処理を図１０を参照して説明する。なお、マスター移動制御部９２の制御処理は、前記スレーブ移動制御部４２の制御処理と同様であるので、一部の処理に関する詳細な説明を省略する。

　マスター移動制御部９２は、図１０のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ＳＴＥＰ２０において、マスター移動制御部９２は、目標上体支持部運動（↑Ｖmb_aim，↑ωmb_aim）を、メイン操縦制御部９４から取得すると共に、マスター上体力検出器６４の出力により示されるマスター上体力検出値と、各マスター移動駆動機構５５毎に、モータ回転検出器８７の出力により示される電動モータ５５ａ，５５ｂのそれぞれの回転角の検出値であるマスターモータ回転角検出値と、マスタースライド変位検出器８９の出力により示されるスライド部材６２の上下方向の変位の検出値であるマスタースライド変位検出値とを取得する。なお、上記マスター上体力検出値は、マスター上体力検出器６４に対して設定されたセンサ座標系で見た並進力及びモーメントの検出値である。

　次いで、ＳＴＥＰ２１において、マスター移動制御部９２は、ＳＴＥＰ２０で取得したマスター上体力検出値か実上体支持部反力を求める。具体的には、マスター移動制御部９２は、マスター上体力検出器６４のセンサ座標系でのマスター上体力検出値を、マスター上体座標系Ｃｍで見た並進力及びモーメントの組に変換することで、実上体支持部反力を求める。

　この場合、上記マスター上体座標系Ｃｍは、上体支持部６５に対して設定されたローカル座標系であり、例えば、図３又は図４に示した如くＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を設定した３軸直交座標系Ｃｍである。なお、このマスター上体座標系Ｃｍの原点は、例えば、前記マスタ基準点Ｑｍ（上体支持部６５の代表点）に設定される（図１１Ｂを参照）。そして、ＳＴＥＰ２１で求める実上体支持部反力のモーメントはマスター上体座標系Ｃｍの原点（マスター基準点Ｑｍ）の周りのモーメントである。以降、ＳＴＥＰ２１で求められる、マスター上体座標系Ｃｍで見た実上体支持部反力の並進力の参照符号を↑Ｆ_mb_local_act、モーメントの参照符号を↑Ｍ_mb_local_actと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ２２において、マスター移動制御部９２は、ＳＴＥＰ２０で取得したマスターモータ回転角検出値とマスタースライド変位検出値とを用いて、実上体支持部運動を求める。このＳＴＥＰ２２の処理は、スレーブ移動制御部４２に関するＳＴＥＰ１２の処理と同様に行われる。

　この場合、ＳＴＥＰ１２の処理に関する前記の説明における「スレーブ」、「スレーブ上体」、「スレーブ装置１」、「スレーブ移動制御部４２」、「基台３」、「移動接地部４」、「移動駆動機構５」、「電動モータ５ａ，５ｂ」、「図１１Ａ」、「ＳＴＥＰ１０」を、それぞれ、「マスター」、「上体支持部」（又は「上体支持部６５」）、「マスター装置５１」、「マスター移動制御部９２」、「基台５３」、「移動接地部５４」、「移動駆動機構５５」、「電動モータ５５ａ，５５ｂ」、「図１１Ｂ」、「ＳＴＥＰ２０」に読み替えると共に、参照符号の「ｓ」を「ｍ」に置き換えることで、ＳＴＥＰ２２の説明がなされる。

　本実施形態では、かかるＳＴＥＰ２２の処理によって、実上体支持部運動（位置↑Ｐ_mb_act，並進速度↑Ｖ_mb_act，姿勢角↑θ_mb_act、角速度↑ω_mb_act）が求められる。なお、本実施形態では、実上体支持部運動の角速度↑ω_sb_actのうち、マスター側グローバル座標系のＸ軸周り方向の角速度と、Ｙ軸周り方向の角速度との算出（換言すれば、上下方向に直交する方向（横方向）の軸周りの角速度の算出）は省略される。このことは、実上体支持部運動の姿勢角↑θ_mb_actについても同様である。

　補足すると、実上体支持部運動のうちの位置↑Ｐ_mb_act及び姿勢角↑θ_mb_actは、積分誤差の蓄積を防止するために、マスター装置５１の周囲のランドマーク等の環境認識情報に基づいて、随時補正してもよい。

　次いで、ＳＴＥＰ２３において、マスター移動制御部９２は、目標上体支持部運動に応じて、マスター移動機構５２の各移動接地部５４の目標並進速度を決定し、その目標並進速度を実現するように、各移動接地部５４に対応する電動モータ５５ａ，５５ｂを制御する。このＳＴＥＰ２３の処理は、スレーブ移動制御部４２に関するＳＴＥＰ１３の処理と同様に行われる。この場合、ＳＴＥＰ１３の処理に関する前記の説明における「スレーブ」等の名称を、ＳＴＥＰ２２の場合と同様に読み替えると共に、参照符号中の「ｓ」を「ｍ」に置き換えることで、ＳＴＥＰ２３の説明がなされる。

　本実施形態では、かかるＳＴＥＰ２３の処理によって、マスター移動機構５２の目標マスター移動駆動力として、各移動接地部５４(n)に対応する電動モータ５５ａ，５５ｂの目標モータ駆動力Ｔq_mw_mota_aim(n)，Ｔq_mw_motb_aim(n)が、目標上体支持部運動のうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度以外の運動を実現し得るように決定される。そして、この目標モータ駆動力Ｔq_mw_mota_aim(n)，Ｔq_mw_motb_aim(n)を発生するように各移動接地部５４(n)に対応する電動モータ５５ａ，５５ｂが制御される。これにより、目標上体支持部運動のうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度以外の運動を実現するようにマスター移動機構５２の移動制御が行われる。

　次いで、ＳＴＥＰ２４において、マスター移動制御部９２は、目標上体支持部運動の並進速度↑Ｖ_mb_aimのうちのＺ軸方向（上下方向）の並進速度Ｖ_mb_z_aimを実現するように、マスタースライド駆動アクチュエータ６６を制御する。具体的には、マスター移動制御部９２は、スレーブ移動制御部４２に関するＳＴＥＰ１４の処理と同様に、目標上体支持部並進速度↑Ｖ_mb_aimのＺ軸方向の成分Ｖ_mb_z_aimと、ＳＴＥＰ２２で求めた実上体支持部運動の並進速度↑Ｖ_mb_actのＺ軸方向の並進速度Ｖmb_z_actとの偏差に応じて、該偏差をゼロに近づけるようにスライド駆動アクチュエータ６６の目標駆動力を決定する。そして、マスター移動制御部９２は、この目標駆動力を発生させるようにスライド駆動アクチュエータ６６を制御する。

　次いで、ＳＴＥＰ２５において、マスター移動制御部９２は、ＳＴＥＰ２１で求めた実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_local_act，↑Ｍ_mb_local_act）と、ＳＴＥＰ２２で求めた実上体支持部運動（↑Ｖ_mb_act，↑Ｐ_mb_act，↑ω_mb_act，↑θ_mb_act）とをメイン操縦制御部９４に出力する。マスター移動制御部９２の処理は以上の如く実行される。

　補足すると、ＳＴＥＰ２５でメイン操縦制御部９４に出力される実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_local_act，↑Ｍ_mb_local_act）は、マスター上体座標系Ｃｍで見た実上体支持部反力であるので、メイン操縦制御部９４では、マスター移動制御部９２から入力された実上体支持部反力を、これと共にマスター移動制御部９２から入力された実上体支持部運動の位置↑Ｐ_mb_act及び姿勢角↑θ_mb_actを用いて、マスター側グローバル座標系で見た実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_act，↑Ｍ_mb_act）に変換する。そして、その変換後の実上体支持部反力を用いて前記した処理を実行する。

　ただし、マスター上体座標系Ｃｍで見た実上体支持部反力を、マスター側グローバル座標系で見た実上体支持部反力に変換することを、マスター移動制御部９２で実行するようにしてもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４での当該変換の処理は不要である。

　［スレーブマニピュレータ制御部の制御処理］
　次に、スレーブマニピュレータ制御部４３の制御処理を図１２を参照して説明する。スレーブマニピュレータ制御部４３は、図１２のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ＳＴＥＰ３０において、スレーブマニピュレータ制御部４３は、メイン操縦制御部９４から、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒについての目標スレーブハンド運動（↑Ｖsh_aim_L，↑ωsh_aim_L，↑Ｖsh_aim_R，↑ωsh_aim_R）を取得すると共に、左右のスレーブハンド力検出器２２Ｌ，２２Ｒのそれぞれの出力により示されるスレーブハンド力検出値と、スレーブマニピュレータ１０の各関節変位検出器２８の出力により示されるスレーブ関節変位検出値とを取得する。なお、上記スレーブハンド力検出値は、各スレーブハンド力検出器２２に対して設定されたセンサ座標系で見た並進力及びモーメントの検出値である。

　次いで、ＳＴＥＰ３１において、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３０で取得した左右のスレーブハンド力検出値から、左右の実スレーブハンド反力を求める。具体的には、スレーブマニピュレータ制御部４３は、各スレーブハンド力検出器２２のセンサ座標系でのスレーブハンド力検出値を、ＳＴＥＰ３０で取得したスレーブ関節変位検出値（スレーブマニピュレータ１０の各関節の関節変位検出値）を用いて、前記スレーブ上体座標系Ｃｓで見た並進力及びモーメントの組に変換することで、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブ上体反力を求める。
　なお、ＳＴＥＰ３１で求める左右の実スレーブハンド反力のそれぞれのモーメントはスレーブ上体座標系Ｃｓの原点（スレーブ基準点Ｑｓ）の周りのモーメントである。

　以降、ＳＴＥＰ３１で求められる、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブハンド反力の並進力の参照符号を、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて↑Ｆ_sh_local_act_L，↑Ｆ_sh_local_act_Rと表記し、モーメントの参照符号を、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて↑Ｍ_sh_local_act_L，↑Ｍ_sh_local_act_Rと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ３２において、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３０で取得した関節変位検出値を用いて、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒについての実スレーブハンド運動を求める。具体的には、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３０で取得したスレーブ関節変位検出値から、キネマティクス演算によって、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて、実スレーブハンド運動の位置及び姿勢角（スレーブ上体座標系Ｃｓで見た位置及び姿勢角）を求める。

　さらに、スレーブマニピュレータ制御部４３は、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて、求めた位置及び姿勢角のそれぞれの時間的変化率を求める微分処理によって、実スレーブハンド運動の並進速度及び角速度（スレーブ上体座標系Ｃｓで見た並進速度及び角速度）を求める。これにより、左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて、スレーブ上体座標系Ｃｓで見たスレーブハンド運動が求められる。

　以降、ＳＴＥＰ３２で求められる、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブハンド運動の位置、並進速度、姿勢角、角速度のそれぞれの参照符号を、左側のスレーブハンド２１Ｌについては、それぞれ、↑Ｐ_sh_local_act_L、↑Ｖ_sh_local_act_L、↑θ_sh_local_act_L、↑ω_sh_local_act_Lと表記し、右側のスレーブハンド２１Ｒについては、それぞれ、↑Ｐ_sh_local_act_R、↑Ｖ_sh_local_act_R、↑θ_sh_local_act_R、↑ω_sh_local_act_Rと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ３３において、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３０で取得した目標スレーブハンド運動を実現するように、スレーブ関節アクチュエータ２４（スレーブマニピュレータ１０の各関節アクチュエータ２４）を制御する。

　具体的には、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３０で取得した目標スレーブハンド運動（↑Ｖsh_aim_L，↑ωsh_aim_L，↑Ｖsh_aim_R，↑ωsh_aim_R）を、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た目標スレーブハンド運動に変換する。当該変換は、スレーブ移動制御部４２で求められた実スレーブ上体運動の位置↑Ｐ_sb_aim及び姿勢角↑θ_sb_actを用いて行われる。

　そして、スレーブマニピュレータ制御部４３は、上記変換後の目標スレーブハンド運動から、逆運動学の演算処理により、各スレーブ関節（スレーブマニピュレータ１０の各関節）の変位速度（回転速度）の目標値である目標スレーブ関節変位速度ωsh_joint_aim(i)を求める。なお、目標スレーブ関節変位速度の参照符号の添え字の括弧内の「ｉ」は、スレーブマニピュレータ１０の各関節の識別番号を意味する。

　また、スレーブマニピュレータ制御部４３は、スレーブマニピュレータ１０の各関節毎に、ＳＴＥＰ３０で取得した関節変位検出値の時間的変化率を求める微分処理によって、各スレーブ関節の実際の変位速度の観測値としての実スレーブ関節変位速度ωsh_joint_act (i)を求める。

　そして、スレーブマニピュレータ制御部４３は、各スレーブ関節に、目標スレーブ関節変位速度ωsh_joint_aim(i)と実スレーブ関節変位速度ωsh_joint_act (i)との偏差に応じて、例えば次式（７０）により、各スレーブ関節の目標駆動力（目標回転駆動力）である目標スレーブ関節駆動力Ｔq_mh_joint_aim(i)を決定する。

Ｔq_sh_joint_aim(i)
＝Ｋv_sh_joint＊（ωsh_joint_aim(i)－ωsh_joint_act(i)）
　　　　　　　　　　　　　　　　……（７０）

　なお、Ｋv_ sh_jointは、所定値のゲインである。補足すると、式（７０）は、Ｔq_sh_joint_aim(i)を、フィードバック制御則の一例としての比例則により決定する式であるが、他のフィードバック制御則（例えば、比例・微分則等）によりＴq_sh_joint_aim(i)を決定してもよい。

　そして、スレーブマニピュレータ制御部４３は、各スレーブ関節に対応する関節アクチュエータ２４を、上記の如く決定した目標スレーブ関節駆動力Ｔq_sh_joint_aim(i)を発生させるように作動させる。これにより、目標スレーブハンド運動を実現するように、スレーブマニピュレータ１０の各関節アクチュエータ２４が制御される。ＳＴＥＰ３３の処理は、以上の如く実行される。

　次いで、ＳＴＥＰ３４において、スレーブマニピュレータ制御部４３は、ＳＴＥＰ３１で左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて求めた実スレーブハンド反力（↑Ｆ_sh_local_act_L，↑Ｍ_sh_local_act_L，↑Ｆ_sh_local_act_R，↑Ｍ_sh_local_act_R）と、ＳＴＥＰ３２で左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて求めた実スレーブハンド運動（↑Ｐ_sh_local_act_L，↑Ｖ_sh_local_act_L，↑θ_sh_local_act_L，↑ω_sh_local_act_L，↑Ｐ_sh_local_act_R，↑Ｖ_sh_local_act_R，↑θ_sh_local_act_R，↑ω_sh_local_act_R）をメイン操縦制御部９４に出力（送信）する。スレーブマニピュレータ制御部４３の処理は以上の如く実行される。

　補足すると、ＳＴＥＰ３４でメイン操縦制御部９４に出力される実スレーブハンド反力（↑Ｆ_sh_local_act_L，↑Ｍ_sh_local_act_L，↑Ｆ_sh_local_act_R，↑Ｍ_sh_local_act_R）と、実スレーブハンド運動（↑Ｐ_sh_local_act_L，↑Ｖ_sh_local_act_L，↑θ_sh_local_act_L，↑ω_sh_local_act_L，↑Ｐ_sh_local_act_R，↑Ｖ_sh_local_act_R，↑θ_sh_local_act_R，↑ω_sh_local_act_R）とは、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブハンド反力及び実スレーブハンド運動である。

　このため、メイン操縦制御部９４では、スレーブマニピュレータ制御部４３から入力された実スレーブ上体反力及び実スレーブハンド運動のそれぞれを、前記スレーブ移動制御部４２から入力された実スレーブ上体運動の位置↑Ｐ_sb_act及び姿勢角↑θ_sb_actを用いて、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブハンド反力（↑Ｆ_sh_act_L，↑Ｍ_sh_act_L，↑Ｆ_sh_act_R，↑Ｍ_sh_act_R）と実スレーブハンド運動（↑Ｐ_sh_act_L，↑Ｖ_sh_act_L，↑θ_sh_act_L，↑ω_sh_act_L，↑Ｐ_sh_act_R，↑Ｖ_sh_act_R，↑θ_sh_act_R，↑ω_sh_act_R）とに変換する。そして、その変換後の実スレーブハンド反力及び実スレーブハンド運動を用いて前記した処理（図６の処理）を実行する。

　ただし、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブハンド反力と実スレーブハンド運動とを、スレーブ側グローバル座標系で見た実スレーブ上体反力と実スレーブハンド運動とに変換することを、スレーブマニピュレータ制御部４３で実行するようにしてもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４での当該変換の処理は不要である。なお、ハンド側バイラテラル制御の演算においては、スレーブ上体座標系Ｃｓで見た実スレーブハンド反力と実スレーブハンド運動を用いる方が好ましい。この場合には、マスター装置５１に関しても、マスター上体座標系Ｃmで見た実マスターハンド反力と実マスターハンド運動を用いる方が好ましい。

　［マスターマニピュレータ制御部の制御処理］
　次に、マスターマニピュレータ制御部９３の制御処理を図１３を参照して説明する。マスターマニピュレータ制御部９３は、図１３のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ＳＴＥＰ４０において、マスターマニピュレータ制御部９３は、メイン操縦制御部９４から、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒについての目標マスターハンド運動（↑Ｖmh_aim_L，↑ωmh_aim_L，↑Ｖmh_aim_R，↑ωmh_aim_R）を取得すると共に、左右のマスターハンド力検出器８２Ｌ，８２Ｒのそれぞれの出力により示されるマスターハンド力検出値と、マスターマニピュレータ７０の各関節変位検出器８５の出力により示されるマスター関節変位検出値とを取得する。なお、上記マスターハンド力検出値は、各マスターハンド力検出器８２に対して設定されたセンサ座標系で見た並進力及びモーメントの検出値である。

　次いで、ＳＴＥＰ４１において、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４０で取得した左右のマスターハンド力検出値から、左右の実マスターハンド反力を求める。具体的には、マスターマニピュレータ制御部９３は、各マスターハンド力検出器８２のセンサ座標系でのマスターハンド力検出値を、ＳＴＥＰ４０で取得したマスター関節変位検出値（スレーブマニピュレータ１０の各関節の関節変位検出値）を用いて、前記マスター上体座標系Ｃｍで見た並進力及びモーメントの組に変換することで、マスター上体座標系Ｃｍで見た実スレーブ上体反力を求める。
　なお、ＳＴＥＰ４１で求める左右の実マスターハンド反力のそれぞれのモーメントはマスター上体座標系Ｃｍの原点（マスター基準点Ｑｍ）の周りのモーメントである。

　以降、ＳＴＥＰ４１で求められる、マスター上体座標系Ｃｍで見た実マスターハンド反力の並進力の参照符号を、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて↑Ｆ_mh_local_act_L，↑Ｆ_mh_local_act_Rと表記し、モーメントの参照符号を、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて↑Ｍ_mh_local_act_L，↑Ｍ_mh_local_act_Rと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ４２において、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４０で取得した関節変位検出値を用いて、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒについての実マスターハンド運動を求める。具体的には、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４０で取得したマスター関節変位検出値から、キネマティクス演算によって、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて、実マスターハンド運動の位置及び姿勢角（マスター上体座標系Ｃｍで見た位置及び姿勢角）を求める。さらに、マスターマニピュレータ制御部９３は、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて、求めた位置及び姿勢角のそれぞれの時間的変化率を求める微分処理によって、実マスターハンド運動の並進速度及び角速度（マスター上体座標系Ｃｍで見た並進速度及び角速度）を求める。これにより、左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて、マスター上体座標系Ｃｍで見たマスターハンド運動が求められる。

　以降、ＳＴＥＰ４２で求められる、マスター上体座標系Ｃｍで見た実マスターハンド運動の位置、並進速度、姿勢角、角速度のそれぞれの参照符号を、左側のマスターハンド８１Ｌについては、それぞれ、↑Ｐ_mh_local_act_L、↑Ｖ_mh_local_act_L、↑θ_mh_local_act_L、↑ω_mh_local_act_Lと表記し、右側のマスターハンド８１Ｒについては、それぞれ、↑Ｐ_mh_local_act_R、↑Ｖ_mh_local_act_R、↑θ_mh_local_act_R、↑ω_mh_local_act_Rと表記する。

　次いで、ＳＴＥＰ４３において、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４０で取得した目標スレーブハンド運動を実現するように、マスター関節アクチュエータ８４（マスターマニピュレータ７０の各関節アクチュエータ８４）を制御する。

　具体的には、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４０で取得した目標マスターハンド運動（↑Ｖmh_aim_L，↑ωmh_aim_L，↑Ｖmh_aim_R，↑ωmh_aim_R）を、マスター上体座標系Ｃｍで見た目標マスターハンド運動に変換する。当該変換は、マスター移動制御部９２で求められた実上体支持部運動の位置↑Ｐ_mb_aim及び姿勢角↑θ_mb_actを用いて行われる。

　そして、マスターマニピュレータ制御部９３は、上記変換後の目標マスターハンド運動から、逆運動学の演算処理により、各マスター関節（マスターマニピュレータ７０の各関節）の変位速度（回転速度）の目標値である目標マスター関節変位速度ωmh_joint_aim(j)を求める。なお、目標マスター関節変位速度の添え字の括弧内の「ｊ」は、マスターマニピュレータ７０の各関節の識別番号を意味する。

　また、マスターマニピュレータ制御部９３は、マスターマニピュレータ７０の各関節毎に、ＳＴＥＰ４０で取得した関節変位検出値の時間的変化率を求める微分処理によって、各マスター関節の実際の変位速度の観測値としての実マスター関節変位速度ωmh_joint_act (j)を求める。

　そして、マスターマニピュレータ制御部９３は、各マスター関節毎に、目標マスター関節変位速度ωmh_joint_aim(j)と実マスター関節変位速度ωmh_joint_act (j)との偏差に応じて、次式（７１）により、各マスター関節の目標駆動力（目標回転駆動力）である目標マスター関節駆動力Ｔq_mh_joint_aim(i)を決定する。

Ｔq_mh_joint_aim(i)
＝Ｋv_mh_joint＊（ωmh_joint_aim(i)－ωmh_joint_act (i)）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（７１）

　なお、Ｋv_ mh_jointは、所定値のゲインである。補足すると、式（７１）は、Ｔq_mh_joint_aim(i)を、フィードバック制御則の一例としての比例則により決定する式であるが、他のフィードバック制御則（例えば、比例・微分則等）によりＴq_mh_joint_aim(i)を決定してもよい。

　そして、マスターマニピュレータ制御部９３は、各マスター関節に対応する関節アクチュエータ８４を、上記の如く決定した目標マスター関節駆動力Ｔq_mh_joint_aim(i)を発生させるように作動させる。これにより、目標マスターハンド運動を実現するように、マスターマニピュレータ７０の各関節アクチュエータ８４が制御される。ＳＴＥＰ４３の処理は、以上の如く実行される。

　次いで、ＳＴＥＰ４４において、マスターマニピュレータ制御部９３は、ＳＴＥＰ４１で左右のマスターハンド８１Ｌ，８１Ｒのそれぞれについて求めた実マスターハンド反力（↑Ｆ_mh_local_act_L，↑Ｍ_mh_local_act_L，↑Ｆ_mh_local_act_R，↑Ｍ_mh_local_act_R）と、ＳＴＥＰ３２で左右のスレーブハンド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれについて求めた実スレーブハンド運動（↑Ｐ_mh_local_act_L，↑Ｖ_mh_local_act_L，↑θ_mh_local_act_L，↑ω_mh_local_act_L，↑Ｐ_mh_local_act_R，↑Ｖ_mh_local_act_R，↑θ_mh_local_act_R，↑ω_mh_local_act_R）をメイン操縦制御部９４に出力（送信）する。マスターマニピュレータ制御部９３の処理は以上の如く実行される。

　補足すると、ＳＴＥＰ４４でメイン操縦制御部９４に出力される実スレーブハンド反力（↑Ｆ_mh_local_act_L，↑Ｍ_mh_local_act_L，↑Ｆ_mh_local_act_R，↑Ｍ_mh_local_act_R）と、実スレーブハンド運動（↑Ｐ_mh_local_act_L，↑Ｖ_mh_local_act_L，↑θ_mh_local_act_L，↑ω_mh_local_act_L，↑Ｐ_mh_local_act_R，↑Ｖ_mh_local_act_R，↑θ_mh_local_act_R，↑ω_mh_local_act_R）とは、マスター上体座標系Ｃｍで見た実マスターハンド反力及び実マスターハンド運動である。

　このため、メイン操縦制御部９４では、マスターマニピュレータ制御部９３から入力された実上体支持部反力及び実上体支持部運動のそれぞれを、前記マスター移動制御部９２から入力された実上体支持部運動の位置↑Ｐ_mb_act及び姿勢角↑θ_mb_actを用いて、マスター側グローバル座標系で見た実マスターハンド反力（↑Ｆ_mh_act_L，↑Ｍ_mh_act_L，↑Ｆ_mh_act_R，↑Ｍ_mh_act_R）と実マスターハンド運動（↑Ｐ_mh_act_L，↑Ｖ_mh_act_L，↑θ_mh_act_L，↑ω_mh_act_L，↑Ｐ_mh_act_R，↑Ｖ_mh_act_R，↑θ_mh_act_R，↑ω_mh_act_R）とに変換する。そして、その変換後の実マスターハンド反力及び実マスターハンド運動を用いて前記した処理（図６の処理）を実行する。

　ただし、マスター上体座標系Ｃｍで見た実マスターハンド反力と実マスターハンド運動とを、マスター側グローバル座標系で見た実マスター上体反力と実マスターハンド運動とに変換することを、マスターマニピュレータ制御部９３で実行するようにしてもよい。この場合には、メイン操縦制御部９４での当該変換の処理は不要である。

［作用効果について］
　以上説明した本実施形態によれば、マスター装置５１は、その上体支持部６５を上体の腰部に装着した操縦者Ｐが床面上を移動（歩行）することで、該操縦者Ｐと共に床面上を移動し得るように構成されている。このため、操縦者Ｐの各脚に装着する機構を必要とせず、簡易で小型な構成のマスター装置５１を実現できる。また、操縦者Ｐが移動（歩行）することで、スレーブ装置１が移動するので、操縦者Ｐは自身の移動動作と、スレーブ装置１の移動動作との対応関係を認識しやすい。このため、操縦者Ｐは、高度の熟練を必要とすることなく、スレーブ装置１の移動操縦を容易に行うことができる。

　また、マスター装置５１の目標上体支持部運動と、目標スレーブ上体運動とは、前記式（１ａ），（１ｂ）により定義した上体反力偏差（上体反力並進力偏差↑Ｅfb及び上体反力モーメント偏差↑Ｅmb）と、前記式（２ａ），（２ｂ）により定義した上体位置姿勢偏差（上体位置偏差↑Ｅpb及び上体姿勢偏差↑Ｅthb）とををゼロに収束させるように決定される。

　このため、例えば、スレーブ上体に、外界の物体との接触等に起因する実スレーブ上体反力が作用しておらず、且つ、マスターマニピュレータ７０に操縦者Ｐから実マスターハンド反力が作用していない状態（換言すれば、式（１ａ），（１ｂ）の↑Ｆ_sb_act，↑Ｆ_mh_act，↑Ｍ_sb_act，↑Ｍ_mh_actがいずれもゼロもしくはほぼゼロになる状態）では、実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_act，↑Ｍ_mb_act）をゼロに収束させ得るように目標状態支持部運動が決定される。そして、この目標支持部運動を実現するように、マスター移動機構５２の電動モータ５５ａ，５５ｂと、マスター昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６とが制御される。

　ひいては、操縦者Ｐは、その腰部に装着した上体支持部６５から反力（これは横方向及び上下方向の並進力を含み得る）を受けないか、もしくはほとんど受けない状態で床面上を移動し得る。従って、操縦者Ｐは、上体支持部６５を装着していないような感覚で移動動作を行いながら、スレーブ装置１の移動操縦を行うことができる。

　また、例えば、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用する一方、マスターマニピュレータ７０に実マスターハンド反力が作用していない状態（換言すれば、式（１ａ），（１ｂ）の↑Ｆ_mh_act，↑Ｍ_mh_actがいずれもゼロもしくはほぼゼロになる状態）では、実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_act，↑Ｍ_mb_act）が、実スレーブ上体反力（↑Ｆ_sb_act，↑Ｍ_sb_act）に比例する値に収束するように（詳しくは、↑Ｆ_mb_act＝－Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_act、↑Ｍ_mb_act＝－Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_actになるように）目標状態支持部運動が決定される。そして、この目標支持部運動を実現するように、マスター移動機構５２の電動モータ５５ａ，５５ｂと、マスター昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６とが制御される。

　このため、スレーブ上体に外界の物体との接触等に起因する実スレーブ上体反力が作用した場合には、操縦者Ｐの上体支持部６５の装着部位（腰部）には、実スレーブ上体反力に比例する反力（これは横方向及び上下方向の並進力を含み得る）が上体支持部６５を介して作用する。これにより、操縦者Ｐは、スレーブ上体に、実スレーブ上体反力が作用したことを体感的に認識することができる。また、この場合、操縦者Ｐは、実スレーブ上体反力の大きさの度合いや方向を体幹的に認識することが可能である。従って、操縦者Ｐは、スレーブ装置１の移動を停止させる等の対応処置を適切にとることができる。

　また、例えば、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用しない状態で、マスターマニピュレータ７０に実マスターハンド反力が作用してる状態（換言すれば、式（１ａ），（１ｂ）の↑Ｆ_sb_act，↑Ｍ_sb_actがいずれもゼロもしくはほぼゼロになる状態）では、実上体支持部反力（↑Ｆ_mb_act，↑Ｍ_mb_act）が、実マスターハンド合力（↑Ｆ_mh_act，↑Ｍ_mh_act）に比例する値に収束するように（詳しくは、↑Ｆ_mb_act＝－Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act、↑Ｍ_mb_act＝－Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_actになるように）目標状態支持部運動が決定される。そして、この目標支持部運動を実現するように、マスター移動機構５２の電動モータ５５ａ，５５ｂと、マスター昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６とが制御される。

　この場合、例えば、係数Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhの値がＲatio_fmh＝Ｒatio_mmh＝１に設定されている場合には、上体支持部６５から操縦者Ｐの上体（腰部）に、マスターハンド反力を相殺する反力が作用するため、操縦者Ｐの脚には、マスターハンド反力に応じた反力（これは横方向及び上下方向の並進力を含み得る）が作用しないようになる。このため、スレーブハンド反力が大きなものとなること等に起因して、マスターハンド反力が大きなものとなっても、操縦者Ｐは、マスターハンド反力による負荷を脚において感じることなく、各スレーブハンド２１を動かすようにマスターマニピュレータ７０を容易に動かすことができる。

　また、係数Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhの値が「１」よりも小さい値に設定されている場合には、操縦者Ｐの脚には、マスターハンド反力に比例した反力（これは横方向及び上下方向の並進力を含み得る）が作用するようになる。このため、操縦者Ｐは、各スレーブハンド２１が作業対象の物体等から受ける反力の大きさやその方向を脚において認識し得るようになる。ひいては、各スレーブハンド２１が作業対象の物体等から受ける反力の大きさが過大になったり、あるいは、該反力の方向が異常な方向になった場合等に、スレーブマニピュレータ１０の操縦を中止する等の対応処置を適切にとることができる。

　さらに、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用すると共に、マスターマニピュレータ７０に実マスターハンド反力が作用している状態では、マスターマニピュレータ７０に実マスターハンド反力が作用していない状態での上記の作用効果と、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用していない状態での上記の作用効果とを併せた作用効果を奏することができる。

　また、本実施形態では、マスター装置５１の上体支持部６５が、前後方向（マスター上体座標系ＣｍのＸ軸方向）の軸心周りにフリーに回転し得るようにスライド部材６２に支軸６３を介して支持されているため、操縦者Ｐは、腰部をロール方向に揺動させることを抵抗感なく行うことができる。このため、操縦者Ｐは、移動動作としての歩行動作を円滑に行うことができる。

　［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお、本実施形態では、スレーブ装置１及びマスター装置５１の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、上体反力偏差を前記式（１ａ），（１ｂ）により設定する代わりに、例えば、式（１ａ），（１ｂ）における係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msb、Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhをいずれもゼロに一致させた式、すなわち、次式（８１ａ）、（８１ｂ）により上体反力偏差を設定（定義）する。

↑Ｅfb＝↑Ｆ_mb_act　　……（８１ａ）
↑Ｅmb＝↑Ｍ_mb_act　　……（８１ｂ）

　この場合、本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、前記第１実施形態における係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msb、Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhをいずれもゼロに設定した処理によって、目標上体支持部運動と目標スレーブ上体運動とを決定する。また、メイン操縦制御部９４は、ＳＴＥＰ１で実スレーブ上体反力を取得することを省略する。また、スレーブ移動制御部４２の処理では、実スレーブ上体反力を求める処理が省略される。その他は、前記第１実施形態と同じでよい。

　かかる本実施形態によれば、第１実施形態において、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用しておらず、且つ、マスターマニピュレータ７０に操縦者Ｐから実マスターハンド反力が作用していない状態に関して説明した効果と同様の効果を奏することができる。

　［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態を説明する。なお、本実施形態では、スレーブ装置１及びマスター装置５１の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、上体反力偏差を前記式（１ａ），（１ｂ）により設定する代わりに、例えば、式（１ａ），（１ｂ）における係数Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhをいずれもゼロに一致させた式、すなわち、次式（８２ａ）、（８２ｂ）により上体反力偏差を設定（定義）する。

↑Ｅfb＝↑Ｆ_mb_act＋Ｒatio_fsb＊↑Ｆ_sb_act
　　　　　　　　　　　　　　……（８２ａ）
↑Ｅmb＝↑Ｍ_mb_act＋Ｒatio_msb＊↑Ｍ_sb_act
　　　　　　　　　　　　　　……（８２ｂ）

　この場合、本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、前記第１実施形態における係数Ｒatio_fmh，Ｒatio_mmhをいずれもゼロに設定した処理によって、目標上体支持部運動と目標スレーブ上体運動とを決定する。その他は、前記第１実施形態と同じでよい。

　かかる本実施形態によれば、第１実施形態において、マスターマニピュレータ７０に操縦者Ｐから実マスターハンド反力が作用していない状態に関して説明した効果と同様の効果を奏することができる。

　［第４実施形態］
　次に、本発明の第４実施形態を説明する。なお、本実施形態では、スレーブ装置１及びマスター装置５１の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、上体反力偏差を前記式（１ａ），（１ｂ）により設定する代わりに、例えば、式（１ａ），（１ｂ）における係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msbをいずれもゼロに一致させた式、すなわち、次式（８３ａ）、（８３ｂ）により上体反力偏差を設定（定義）する。

↑Ｅfb＝↑Ｆ_mb_act＋Ｒatio_fmh＊↑Ｆ_mh_act
　　　　　　　　　　　　　　　……（８３ａ）
↑Ｅmb＝↑Ｍ_mb_act＋Ｒatio_mmh＊↑Ｍ_mh_act
　　　　　　　　　　　　　　　……（８３ｂ）

　この場合、本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、前記第１実施形態における係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msbをいずれもゼロに設定した処理によって、目標上体支持部運動と目標スレーブ上体運動とを決定する。また、メイン操縦制御部９４は、ＳＴＥＰ１で実スレーブ上体反力を取得することを省略する。また、スレーブ移動制御部４２の処理では、実スレーブ上体反力を求める処理が省略される。その他は、前記第１実施形態と同じでよい。
　かかる本実施形態によれば、第１実施形態において、スレーブ上体に実スレーブ上体反力が作用していない状態に関して説明した効果と同様の効果を奏することができる。

　［第５実施形態］
　次に、本発明の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態では、スレーブ装置１及びマスター装置５１の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、上体反力並進力偏差↑Ｅfbのうちの上下方向（Ｚ軸方向）以外の成分については、第１実施形態の前記式（１ａ）（又は、第３実施形態の前記式（８２ａ）又は第４実施形態の前記式（８３ａ））と同じ形の式により設定し、上下方向（Ｚ軸方向）の成分Ｅfb_zについては、例えば、次式（８４ａ）により設定する。

　なお、Ｆ_mb_z_actは、実上体支持部反力の並進力↑Ｆ_mb_actのうちの上下方向（Ｚ軸方向）の並進力である。Ｃzは、操縦者Ｐの脚の負荷を定常的に軽減するために上体支持部６５から操縦者Ｐに作用させる上下方向の並進力の目標値（所定値）である。なお、Ｃzはゼロでもよい。

Ｅfb_z＝Ｆ_mb_z_act＋Ｃz　　……（８４ａ）

　この場合、本実施形態では、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、目標上体支持部並進加速度↑Ａcc_mb_aim及び目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimのそれぞれの上下方向（Ｚ軸方向の）の成分を求める場合には、該上下方向の成分を前記第１実施形態における係数Ｒatio_fsb，Ｒatio_msbをいずれもゼロに設定した処理によって求める。この他は、第１実施形態（又は第３実施形態又は第４実施形態）と同じである。
　かかる本実施形態によれば、実上体支持部反力のうちの横方向の並進力に関しては、前記第１実施形態（又は、第３実施形態、又は第４実施形態）と同様の効果を奏することができる。

　また、実上体支持部反力のうちの上下方向の並進力に関しては、Ｃzを、例えばＣz＝０（又はＣz≒０）に設定した場合には、該上下方向の並進力がゼロ（もしくはほぼゼロ）になるようにマスター昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６が制御される。このため、操縦者はその歩行動作に伴う上体の上下動を抵抗感なく、行うことができる。ひいては、移動体の移動操縦のための移動を円滑に行うことが可能となる。また、Ｃzを正の所定値、例えば操縦者Ｐに作用する重力のうちの一定割合の値に設定した場合には、操縦者Ｐは、重力に対する自身の脚の負荷が定常的に軽減された状態で移動できる。ひいては、移動体の移動操縦のための移動を円滑に行うことが可能となる。

　補足すると、前記第１実施形態，第３実施形態、及び第４実施形態のそれぞれにおいて、上体反力並進力偏差↑Ｅfbのうちの上下方向（Ｚ軸方向）の成分Ｅfb_zについては、前記式（１ａ），（８２ａ），（８３ｃ）によりＥfb_zを決定する代わりに、例えば、式（１ａ），（８２ａ），（８３ｃ）のうちのＥfb_zに対応する式の右辺に、上記式（８４ａ）の右辺と同様に「＋Ｃz」（Ｃz＞０）を付加した式によって、Ｅfb_zを設定（定義）してもよい。

　すなわち、第１実施形態，第３実施形態、及び第４実施形態のそれぞれにおいて、次式（１ａ）’，（８２ａ）’，（８３ｃ）’のいずれかにより、上体反力並進力偏差↑Ｅfbのうちの上下方向（Ｚ軸方向）の成分Ｅfb_zを設定（定義）してもよい。なお、Ｆ_sb_z_act、Ｆ_mh_z_actは、それぞれ、↑Ｆ_sb_act、↑Ｆ_mh_actの上下方向（Ｚ軸方向）の成分である。

Ｅfb_z＝Ｆ_mb_z_act＋Ｒatio_fsb＊Ｆ_sb_z_act
　　　＋Ｒatio_fmh＊Ｆ_mh__z_act＋Ｃz
　　　　　　　　　　　　　　……（１ａ）’
Ｅfb_z＝Ｆ_mb_z_act＋Ｒatio_fsb＊Ｆ_sb_z_act＋Ｃz
　　　　　　　　　　　　　　　……（８２ａ）’
Ｅfb_z＝Ｆ_mb_z_act＋Ｒatio_fmh＊Ｆ_mh_z_act＋Ｃz
　　　　　　　　　　　　　　　……（８３ａ）’

　このようにした場合でも、上記した第５実施形態と同様に、操縦者Ｐは、重力に対する自身の脚の負荷が定常的に軽減された状態で移動できる。

　［第６実施形態］
　次に、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態では、スレーブ装置１及びマスター装置５１の一部の構成を第１実施形態と異ならせる。例えば、本実施形態では、マスター装置５１の昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６を省略し、スライド部材６２が支柱６１に対して所定の範囲内で上下方向に移動自在な状態になるように（フリーに移動し得るように）昇降機構６０を構成する。

　また、スレーブ装置１では、例えば、スレーブスライド部材３２の上下方向の変位がマスタースライド部材６２の上下方向の変位に追従するように、スレーブスライド駆動アクチュエータ３６をスレーブスライド変位検出器２９及びマスタースライド変位検出器８９のそれぞれの検出値に基づいて変位制御を行う。または、スレーブ装置１では、昇降機構３０を省略し、スレーブマニピュレータ１０を支柱３１に取付けるようにしてもよい。

　そして、メイン操縦制御部９４は、上体側バイラテラル制御の処理（ＳＴＥＰ３の処理）において、目標上体支持部運動及び目標スレーブ上体運動のうちの上下方向の並進速度を決定することを省略する。また、スレーブ移動制御部４２は、前記ＳＴＥＰ１２において、実スレーブ上体運動のうちの上下方向（Ｚ軸方向）の並進速度を求める処理を省略する。

　さらに、スレーブ移動制御部４２は、ＳＴＥＰ１４では、上記の如くスレーブスライド部材３２の上下方向の変位がマスタースライド部材６２の上下方向の変位に追従するように、スレーブスライド駆動アクチュエータ３６を制御する。なお、スレーブ昇降機構３０を省略した場合には、ＳＴＥＰ１４の処理を省略する。その他は、前記第１～第４実施形態のいずれかと同じでよい。

　かかる本実施形態によれば、マスター装置５１の上体支持部６５が上下方向にフリーに移動し得るので、アクチュエータを必要とすることなく、操縦者Ｐの上体の上下動に追従させて上体支持部６５を上下動させることができる。このため、操縦者Ｐは、歩行動作等を円滑に行うことができる。

　［第７実施形態］
　次に、本発明の第７実施形態を図１４を参照して説明する。本実施形態では、図１４に示すように、本実施形態では、マスター装置５１の昇降機構６０’は、スライド駆動アクチュエータ６６の代わりにコイルスプリング等のバネ６８を備え、このバネ６８が支柱６１に固定された台座部材６７と、スライド部材６２との間に圧縮状態で介装されている。これにより、上体支持部６５は、バネ６８の弾性力により上方に付勢されると共に弾性的に上下動し得るようになっている。この場合、バネ６８の弾性力は、上体支持部６５及びスライド部材６２の下降を抑制し得る程度の弾性力でよい。その他は、前記第６実施形態と同じでよい。

　かかる本実施形態によれば、上体支持部６５を装着した操縦者Ｐの上体に、上体支持部６５、支軸６３、上体力検出器６４及びスライド部材６２の重さが作用するのを軽減もしくは解消することが可能となる。あるいは、操縦者Ｐに作用する重力に対する該操縦者Ｐの脚の負担を軽減する補助力（上向きの並進力）を上体支持部６５から操縦者Ｐに作用させることが可能となる。なお、マスター装置５１に上記の如きバネ６８を備える代わりに、第１実施形態で説明した昇降機構６０のスライド駆動アクチュエータ６６により、スライド部材６２の上下方向の変位（換言すれば、上体支持部６５の上下方向の変位）に応じて、バネ６８の弾性力と同様の駆動力を発生するようにしてもよい。

　［第８実施形態］
　次に、本発明の第８実施形態を図１５を参照して説明する。前記第１実施形態では、マスター装置５１の上体支持部６５は、ロール方向（前後方向の軸周りの方向）に回転自在な状態となるように（ロール方向にフリーに回転し得るように）支軸６３を介してスライド部材６２に取付けられている。これに対して本実施形態では、図１５に示すように、上体支持部６５は、ロール方向だけなく、ピッチ方向（左右方向の軸周りの方向）に回転自在な状態となるように（ロール方向及びピッチ方向にフリーに回転し得るように）スライド部材６２に取付けられる。

　より具体的には、本実施形態では、上体支持部６５’は、ロール方向にフリーに回転し得るように支軸６３を介してスライド部材６２に取付けられた反円弧形状（又はＵ字形状）の外側部材６５ａと、その内側に配置された反円弧形状（又はＵ字形状）の内側部材６５ｂとを備え、内側部材６５ｂの両端部のそれぞれが、左右方向の軸心を有する支軸６５ｃを介して外側部材６５ａの各端部に軸支されている。

　これにより、内側部材６５ｂは、外側部材６５ａに対して支軸６５ｃの軸心周りでピッチ方向にフリーに回転し得るようになっている。換言すれば、内側部材６５ｂは、所謂ジンバル機構と同様の機構によって、スライド部材６２に対してロール方向及びピッチ方向にフリーに回転し得るように取り付けられている。そして、かかる構成の上体支持部６５’では、内側部材６５ｂが、第１実施形態における上体支持部６５に相当するものであり、操縦者Ｐの上体（例えば腰部）にその背面側から沿わせるようにして装着される。その他の事項は、前記第１～第７実施形態のいずれかと同じでよい。

　かかる本実施形態によれば、上体支持部６５’の操縦者Ｐの上体（腰部）に対する装着部である内側部材６５ｂが、ロール方向及びピッチ方向にフリーに回転し得るようにスライド部材６２に支持されているため、操縦者Ｐは、腰部をロール方向及びピッチ方向に揺動させることを抵抗感なく行うことができる。このため、操縦者Ｐは、移動動作としての歩行動作をより円滑に行うことができる。なお、第８実施形態において、上体支持部６５’をロール方向に固定するように、支軸６３を省略してもよい。

　［他の実施形態］
　本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の実施形態を採用することもできる。例えば前記各実施形態では、本発明における上体支持部駆動機構として、操縦者Ｐと共に床面上を移動し得るマスター移動機構５２とマスター昇降機構６０とを備えるものを例示した。ただし、本発明における上体支持部駆動機構は、例えば、図１６に例示する構成のものであってもよい。

　この例では、マスター装置５１’（操縦装置）は、第１実施形態のものと同様の構成の昇降機構６０、上体支持部６５、及びマニピュレータ７０を備える共に、操縦者Ｐ（図示省略）が移動する環境の建物の天井部（図示省略）に設置された移動機構１００とを備え、この移動機構１００に昇降機構６０の支柱６１が支持されている（換言すれば、上体支持部６５が昇降機構６０を介して移動機構１００に取付けられている）。

　この場合、移動機構１００は、天井に固定された一対の平行なレール機構１０１，１０１に沿って、図示しないアクチュエータの駆動力により前後方向（図示のマスター上体座標系ＣｍのＸ軸方向）に移動し得る一対の第１可動部１０２，１０２と、これらの第１可動部１０２，１０２と一体に移動し得るように第１可動部１０２，１０２の間に架け渡されたレール機構１０３と、レール機構１０３に沿って、図示しないアクチュエータの駆動力により左右方向（マスター上体座標系ＣｍのＹ軸方向）に移動し得る第２可動部１０４と、この第２可動部１０４から前方に延設された上側板状部材１０５と、該上側板状部材１０５の下側に配置され、該上側板状部材１０５に対して上下方向の軸心周りに（マスター上体座標系ＣｍのＺ軸周りの方向に）、アクチュエータ１０６（例えば電動モータ）により回転し得るように該アクチュエータ１０６を介して板状部材１０５に取付けられた下側板状部材１０７とを備える。

　そして、上体支持部６５の中心付近が、アクチュエータ１０６の回転軸心のほぼ直下に位置するようにして、昇降機構６０の支柱６１の上端部が下側板状部材１０７に固定されている。なお、本実施形態では、上記移動機構１００と昇降機構６０により本発明における上体支持部駆動機構が実現される。また、上体支持部は、前記第８実施形態で説明した上体支持部６５’であってもよい。

　かかるマスター装置５１’では、昇降機構６０の支柱６１は、移動機構１００の動作によって横方向（上下方向と直交する方向）に移動し得ると共に、アクチュエータ１０６の軸心周りに（ヨー方向）に回転し得る。このため、操縦者Ｐは、第１実施形態と同様に床面上を移動し得る。そして、移動機構１００の図示しないアクチュエータと、アクチュエータ１０６との作動制御によって。第１実施形態（又は第２～第８実施形態のいずれか）と同様に、上体支持部反力を制御することが可能である。

　また、前記各実施形態では、マスター装置５１，５１’にスレーブマニピュレータ１０の操縦用のマスターマニピュレータ７０を備えるものを例示した。ただし、スレーブマニピュレータ１０の操縦を例えば、操縦者Ｐが所持するリモコン、スマートフォン等の携帯端末により行い得るようにしてもよい。この場合には、マスターマニピュレータ７０及びその制御処理は不要である。

　また、本発明における上体支持部駆動機構は、例えば、図１７に例示する構成のものを採用することもできる。この例では、マスター装置５１’’（操縦装置）は、前記第１実施形態と同じ構成の上体支持部６５と、該上体支持部６５を上体（腰部）に装着した操縦者Ｐの移動環境の周囲に配置された複数の電動モータ１１０とを備える。各電動モータ１１０は、例えば、床面上に立設された支柱１１１上に取付けられている。

　そして、各電動モータ１１０の回転軸には、該電動モータ１１０により回転駆動し得るプーリ１１２が装着されている。さらに、各電動モータ１１０に対応するプーリ１１２に巻回されたワイヤー１１３が該プーリ１１２から引き出され、その引き出されたワイヤー１１３の先端部が上体支持部６５に連結されている。

　かかるマスター装置５１’’では、複数の電動モータ１１０とワイヤー１１３とにより本発明における上体支持部駆動が実現される。そして、このマスター装置５１’’では、各電動モータ１１０の作動制御によって、操縦者Ｐは床面上を移動し得ると共に、その移動時の上体支持部反力を、第１実施形態（又は第２～第８実施形態のいずれか）と同様に制御することが可能である。なお、電動モータ１１０の代わりに、油圧モータ等のアクチュエータを使用してもよい。また、上体支持部は、前記第８実施形態で説明した上体支持部６５’であってもよい。

　また、前記第１～第８実施形態では、マスター装置５１（操縦装置）の移動機構５２は、前記した移動接地部５４を備えるものであるが、本発明の操縦装置における上体支持部駆動機構の移動機構は他の構造の移動機構、例えば脚式の移動機構であってもよい。

　また、本発明における移動体の移動機構も、前記したスレーブ移動機構２と異なる構造のものであってもよい、例えば、移動体が自律安定に移動し得るものであれば、該移動体の移動機構は、脚式の移動機構であってもよい。さらに本発明における移動体は、仮想的な（ヴァーチャルの）移動体であってもよい。

　また、前記第１～第８実施形態では、マスター装置５１（操縦装置）の上体支持部６５（又は６５’）と、スレーブ装置１のスレーブ上体とのロール方向及びピッチ方向の姿勢の制御を行わないものを例示したが、上体支持部６５（又は６５’）及びスレーブ上体とのロール方向及びピッチ方向の姿勢の制御を行うことも可能である。

　また、マスター装置５１（操縦装置）及びスレーブ装置１（移動体）のそれぞれの移動に関する運動状態（実上体支持部運動及び実スレーブ上体運動）を検知する手法は、前記第１実施形態で説明した手法に限られない。例えば、マスター装置５１（操縦装置）及びスレーブ装置１（移動体１）のそれぞれに慣性センサを搭載し、この慣性センサを用いて実上体支持部運動及び実スレーブ上体運動を検知するようにしてもよい。あるいは、例えば、マスター装置５１及びスレーブ装置１のそれぞれの撮影映像から、モーションキャプチャーの技術を用いて実上体支持部運動及び実スレーブ上体運動を検知するようにしてもよい。

　また、前記第１～第８実施形態では、本発明における移動体の移動制御用指令値としての前記目標スレーブ上体運動を決定するために、前記式（２１ａ）により（又は式（２１ａ）の係数Ｒatio_fsbをゼロとした式により）目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを決定した。この場合、式（２１ａ）の右辺の↑ｖa_dotdot_aimは、前記式（１７ａ）により決定されるので、上体位置偏差↑Ｅpb及びその時間的変化率↑Ｅpb_dotの関数である。また、↑Ｅpbは、前記式（２ａ）により設定されるので、↑Ｅpb及び↑Ｅpb_dotは、それぞれ、上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_act、速度↑Ｖ_mb_actの関数である。

　従って、前記第１～第８実施形態では、前記目標スレーブ上体運動における目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimは、上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_act（移動位置）及び速度↑Ｖ_mb_act（移動速度）の観測値の関数として決定される。ただし、例えば、式（１７ａ）における係数Ｋpbvをゼロに設定することで、目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを上体支持部６５の位置↑Ｐ_mb_actの観測値の関数として決定したり、あるいは、式（１７ａ）における係数Ｋpbpをゼロに設定することで、目標スレーブ上体並進加速度↑Ａcc_sb_aimを上体支持部６５の速度↑Ｖ_mb_actの観測値の関数として決定することも可能である。

　また、前記第１～第８実施形態では、前記上体支持部反力を制御するために、マスターー上体力検出器６４による上体支持部力検出値を用いたが、例えば、上体支持部６５（又は上体支持部６５’の内側部材６５ｂ）に対する操縦者Ｐの装着部（腰部）の相対変位を検出し、この検出値に応じて上体支持部反力を制御することも可能である。

　例えば、上体支持部６５（又は上体支持部６５’の内側部材６５ｂ）の内側で、操縦者Ｐの腰部に帯状の反射板を巻き付けておくと共に、この反射板と上体支持部６５（又は上体支持部６５’の内側部材６５ｂ）との距離を検出する距離センサ（ギャップセンサ）を、上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）の周方向の複数個所に備えておく。

　この場合、各距離センサで検出される距離が上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）に対する操縦者Ｐの装着部（腰部）の相対変位の観測値に相当するものとなる。そして、該距離は、上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）と、操縦者Ｐの装着部（腰部）との間のパッド等の弾性ブ部材により発生する弾性力に比例するものとなる。

　従って、上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）に対する操縦者Ｐの装着部（腰部）の相対変位の観測値（上記距離の検出値）は、上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）が操縦者Ｐから受ける実際の上体支持部反力に対応したものとなる。このため、上体支持部反力の観測値の代わりに、上体支持部６５（又は内側部材６５ｂ）に対する操縦者Ｐの装着部（腰部）の相対変位の観測値を用いても、前記第１～第８実施形態と同様に、上体支持部反力を制御することができる。

　また、本発明の操縦装置は上体支持部駆動機構を備えないものであってもよい。例えば、前記第１実施形態のマスター装置５１のマスター基台５３に、前記移動接地部５４の代わりに、床面上を任意の方向にフリーに移動し得る複数の自在キャスターを取り付けて、該自在キャスターを介してマスター基台５３が床面上をフリーに移動し得るようになっていてもよい。

　また、前記第１～第８実施形態では、メイン操縦制御部９４をマスター制御装置９１に備えたが、スレーブ制御装置４１に備えてよい。あるいは、マスター制御装置９１とスレーブ制御装置４１との両方に同じ処理を実行し得るメイン操縦制御部９４を備え、マスター上体支持部運動と、スレーブ上体支持部運動とを、マスター制御装置９１とスレーブ制御装置４１とでそれぞれ各別に決定し得るようにしてもよい。このようにした場合には、マスター制御装置９１とスレーブ制御装置４１との間の通信時間の影響を補償できる。

Claims

　移動体を移動させる操縦を行い得る操縦装置であって、
　操縦者が移動するに伴い、該操縦者と共に移動し得るように該操縦者の上体に装着される上体支持部と、
　前記操縦者の移動環境における前記上体支持部の移動位置及び移動速度の少なくとも一方を含む該上体支持部の運動状態の観測値に応じて前記移動体の所定の代表点の移動制御用指令値を決定する移動指令決定部とを備えることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項２記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項３記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値に応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記移動体がその移動環境で床面から受ける反力以外で外界から受ける反力である第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項５記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項６記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項６記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と前記第１反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記移動体に備えられている作業用マニピュレータをバイラテラル制御により操縦するために前記操縦者が装着し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられた操縦用マニピュレータと、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記操縦用マニピュレータが前記操縦者から受ける反力である第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項９記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１０記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１０記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部を移動させる力を該上体支持部に付与し得るように該上体支持部に取付けられた上体支持部駆動機構と、
　前記移動体に備えられている作業用マニピュレータをバイラテラル制御により操縦するために前記操縦者が装着し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられた操縦用マニピュレータと、
　前記上体支持部が前記操縦者の上体から受ける反力である上体支持部反力の観測値と、前記上体支持部に対する前記操縦者の上体の相対的な変位である操縦者上体相対変位の観測値とのうちのいずれかの観測値と、前記移動体がその移動環境で床面から受ける反力以外で外界から受ける反力である第１反力の観測値と、前記操縦用マニピュレータが前記操縦者から受ける反力である第２反力の観測値とに応じて前記前記上体支持部駆動機構の動作を制御する第１制御部とをさらに備えることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１３記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１４記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの少なくとも横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項１４記載の移動体の操縦装置において、
　前記第１制御部は、前記上体支持部反力と、前記第１反力と、前記第２反力とを線形結合してなる力のうちの横方向の並進力をゼロに維持すると共に、前記上体支持部反力のうちの上下方向の並進力を所定値に維持するように、前記上体支持部反力の観測値と、前記第１反力の観測値と、前記第２反力の観測値とに応じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項２、３、５、６、９、１０、１３、１４のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部駆動機構は、前記操縦者が移動する床面上を移動し得るように構成された移動機構と、該床面に対する該移動機構の移動駆動力を発生可能な第１アクチュエータとを備えており、
　前記上体支持部は、前記移動機構と共に移動し得るように該移動機構に搭載されており、
　前記第１制御部は、前記第１アクチュエータの制御を通じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項４、７、８、１１、１２、１５、１６のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部駆動機構は、前記操縦者が移動する床面上を移動し得るように構成された移動機構と、該床面に対する該移動機構の移動駆動力を発生可能な第１アクチュエータと、前記移動機構に対して前記上体支持部を昇降させ得るように支持する昇降機構と、該上体支持部を前記移動機構に対して昇降させる駆動力を発生可能な第２アクチュエータとを備えており、
　前記第１制御部は、前記第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの制御を通じて前記上体支持部駆動機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部は、上下方向に移動自在な状態になるように前記上体支持部駆動機構に取付けられていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部は、上下方向に弾性的に移動し得るように前記上体支持部駆動機構に取付けられていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項２～２０のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置において、
　前記上体支持部は、前記操縦者のロール方向に、又は前記操縦者のピッチ方向に、又は該ロール方向と該ピッチ方向とに回転自在な状態となるように前記上体支持部駆動機構に取付けられていることを特徴とする移動体の操縦装置。
　請求項５～８、１３～１６のいずれか１項に記載の移動体の操縦装置と、前記移動体とを備える操縦システムであって、
　前記移動体は、その移動環境の床面上を移動し得るように構成された移動体用移動機構と、該移動体用移動機構に、前記第１反力の検出用の力検出器を介して搭載された上体部とを有することを特徴とする操縦システム。
　請求項２２記載の操縦システムにおいて、
　前記上体部は、前記移動体用移動機構の周囲を覆うカバーを備えることを特徴とする操縦システム。