JP2008229845A - 脚式ロボットと脚式ロボットの歩行制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 体幹と、体幹に対して揺動可能に連結されている脚リンクと、目標とする足先運動の経時的変化を記述する足先歩容データを記憶している手段210と、目標足先位置の変化に追従する目標ZMPを実現する目標とする体幹運動の経時的変化を記述する体幹歩容データを記憶している手段210と、実際の体幹運動を検出する体幹運動検出手段218,220と、目標とする体幹運動と実際の体幹運動の偏差を算出する偏差算出手段312と、算出された偏差から所定の伝達関数に基づいて補正量を求める補正量算出手段308と、求められた補正量に基づいて目標とする体幹運動を記述するデータを補正する補正手段306とを備えている。
【選択図】 図3
Description
脚式ロボットが歩行するためには、左足先と体幹と右足先の運動を指示するデータを必要とする。そのうちの体幹位置は、足先位置に対して適当な値である必要があり、その値が適当でなければロボットは転倒してしまう。
脚式ロボットが転倒しない体幹位置を得るためには、ロボットのダイナミクスを考慮に入れた複雑な計算を必要とする。その計算過程は大略下記のものである。
(1)ロボットの左足先と右足先の位置を指示する経時的データを指定する。
(2)足先位置を考慮してロボットのZMPが存在しなければならない位置を指定する。ZMP(zero moment point)は、ロボットに作用する重力や床反力や慣性力の合力のモーメントがゼロになる床上の点をいう。ZMPが接地脚の足平内にあればロボットは転倒しない。逆にいうと、ロボットが転倒しないためには、ZMPが接地脚の足平内になければならない。そこで接地脚の足先位置を考慮し、下記の関係を満たす目標ZMPを指定する。即ち、一方の脚リンク(例えば左脚)が遊脚になっている間は接地脚(右脚)の足平内に存在し、その一方の脚(左脚)が接地して両足接地状態になった時に新たに接地した脚(左脚)の足平内に向けて移動開始し、それまでに接地していた脚(右脚)が遊脚となる前に新たに接地した脚(左脚)の足平内に移動し終えるZMPを指定する。このようにして指定されたZMPは、目標ZMPと呼ばれる。実際のZMPが目標ZMPのとおりに移動すれば、ロボットは転倒することなく歩行しつづける。
(3)足先位置の変化とそれに追従して変化する目標ZMPが指定されると、体幹位置の経時的変化を仮定してロボットのダイナミクスを計算する。計算する時点で、足先軌道が指定されているために、ロボットの体幹位置を仮定するとロボットの姿勢が決まる。ロボットの姿勢が決まると、その姿勢におけるZMPの位置を計算することが可能となる。ZMPの位置を計算するためには、静的な要素に加えて、ロボットに作用する慣性力の影響を織り込まなければならない。仮定した体幹位置の経時的変化を計算に含めることで、ロボットのダイナミクスまで考慮してZMPの位置を計算することが可能となる。体幹位置の経時的変化(体幹軌道)を仮定するとZMPの位置を計算することができることから、目標ZMPに一致するZMPを実現する体幹軌道(体幹位置の経時的変化)を探求することができる。
上記によって探求された体幹位置の経時的変化を示すデータを体幹歩容データといい、もともと指定されている足先位置の経時的変化を示すデータを足先歩容データといい、両者を総称して歩容データという。歩容データに従ってロボットが歩行すれば、実際のZMPが目標ZMPに一致し、ロボットは転倒せずに歩行しつづけることができる。
歩容データは、時間に対する位置の変化で与えられるが、位置と速度と加速度は関連しており、そのうちの一つの量から他の量を計算することができるために、位置でも速度でも加速度でもよい。本明細書では、歩容データが、位置・速度・加速度のいずれかで記述されるために、運動を記述するデータということにする。
目標ZMPに一致するZMPをもたらす体幹運動を算出する手法は、目標足先運動の変化に追従してロボットが歩行しつづけることを可能とする目標体幹運動の経時的変化を算出する手法の典型例であり、それには限られない。一般的にいうと、脚式ロボットは、体幹と体幹に対して揺動可能に連結されている脚リンクを備えており、目標とする足先運動の経時的変化を記述する足先歩容データが指示されると、目標足先運動の変化に追従して歩行しつづけることを可能とする目標体幹運動の経時的変化を記述する体幹歩容データを算出し、指示された足先歩容データと算出された体幹歩容データを用いて歩行する。算出される体幹歩容データには、体幹位置に関するデータの他、体幹の傾斜角度に関するデータまで算出することがある(体幹の傾斜角度については所定のパターンに従うとしておけば、体幹傾斜角度まで算出する必要がないことがある)。体幹の位置や傾斜角度に関するデータは、位置や角度自体であったり、その変化速度であったり、その加速度であったりする。
予期せぬ外乱力が作用すると、ロボットがバランスを崩す場合がある。そこで、特許文献1に記載の歩行制御装置が提案されている。
特許文献1に記載の歩行制御装置では、ロボットに作用する床反力あるいは床反力モーメントを測定してZMP位置を実測する。実測されたZMP位置を目標ZMP位置と比較し、その偏差を両足平の目標位置や姿勢へフィードバックすることで歩行の安定化をはかっている。
6軸力センサ等の高性能な力センサは高価である。また足先はロボットの歩行に伴って着地衝撃荷重が繰り返し作用する部位であり、足先近傍へセンサを搭載すると、衝撃荷重によってセンサが故障しやすい。足先に搭載されている力センサが故障すると、ロボットは歩行を続けることができない。また足先に力センサを搭載する場合、力センサから演算部へ信号を伝達するために多くの部品を必要とする。部品のどれかひとつでも故障した場合には、力センサからの信号が演算部へ正しく伝達されなくなり、結果として力センサが機能しない状態となる。
このような背景から、脚式ロボットの製造コストを下げて信頼性を向上させるためには、足先に力センサを搭載する必要をなくし、より簡易な構成で歩行の安定をはかる技術が必要とされる。
本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために創作されたものであり、足先に力センサを搭載しないでも安定して歩行しつづけることができる脚式ロボットとそのための歩行制御方法を提供する。
本発明ロボットは、さらに、実際の体幹運動を検出する体幹運動検出手段と、目標とする体幹運動と実際の体幹運動の偏差を算出する偏差算出手段を備えている。さらに、算出された偏差から所定の伝達関数に基づいて補正量を求め、その補正量に基づいて体幹歩容データ記憶手段に記憶されている体幹歩容データを補正する補正手段を備えている。
本発明の歩行制御方法では、実際の体幹運動を検出する工程と、目標とする体幹運動と実際の体幹運動の偏差を算出する工程を備えている。さらに、算出された偏差から所定の伝達関数に基づいて補正量を求め、その補正量に基づいて体幹歩容データを補正し、補正された体幹歩容データをロボットの関節角を計算する装置に指示する工程を実施する。ロボットにはロボットが備えている関節毎に関節角を計算する装置が用意されている。
実験によって、実際の体幹運動をモニタリングしてフィードバック制御することによって、ZMP位置を実測してフィードバック制御しなくても、歩行しつづけられることが確認されている。外乱力等が作用しても歩行しつづけられることが確認されている。
この制御方式によると、ZMP位置を実測する必要がなく、そのための力センサを必要としない。信頼性の高い歩行ロボットを安価に実現することができる。
計算された補正量で補正された目標体幹運動をロボットに指示すると、ロボットは外乱力の影響を補償しながら歩行を続けることができる。比較的容易に体幹に加速度センサを搭載することができることから、この方式は非常に実際的である。
伝達関数が比例要素の他に、1次遅れ要素または2次遅れ要素あるいはその双方を含むことがさらに好ましい。この場合、実際の体幹位置が目標体幹位置からずれた場合に、位置のずれの変化速度および/または加速度に比例する補正量が計算され、結果的には目標体幹位置に向けて収束させる現象が得られる。
この場合、ロボットが不整地を歩行してロボットの全体が傾斜しても、実際の体幹位置を目標体幹位置にフィードバック制御することができ、簡単な機構でロボットが不整地を安定して歩行できるようになる。
図1に示すロボット6は、右脚が接地している間に左脚を遊脚として軌道7のように移動させ、左脚が接地すると今度は右脚を遊脚として軌道8のように移動させ、以下同様に、左脚を遊脚として軌道9のように移動させ、次には右脚を遊脚として軌道10のように移動させて歩行を続ける。
ロボット6が歩行を続けるためには、足先基準点L,Rの軌道7,8,9,10を記述する足先軌道データや、腕先軌道データや、体幹12の基準点Wの軌道を記述する体幹軌道データで構成される歩容データが必要とされる。足先軌道データはオペレータが指定する。腕先軌道データは足先軌道データに対応して計算される。体幹軌道データは、ロボットの力学モデルを用いて計算されるZMP軌道が目標ZMP軌道に一致する関係に設定される。
ロボット6の歩行を制御するために、ロボット6の体幹12にコンピュータ装置14が搭載されている。コンピュータ装置14は、CPU、ROM、RAM、ハードディスク等を有する。コンピュータ装置14のハードウェア構成は汎用のコンピュータと同じであり、説明は省略する。コンピュータ装置14は歩容データを記憶しており、それに基づいてロボット6の関節群を制御する。
本実施例では、図1に示すように、ロボット6の歩行方向をx軸とし、体側方向をy軸とし、高さ方向をz軸とする。
体幹歩容データ補正演算部222では、歩容データ記憶装置210に記憶されている体幹歩容データが示す目標体幹位置xo、yo、zo(それぞれは経時的に変化する)を、時間に関して二階微分演算を行う装置304によって、目標体幹加速度axo、ayo、azoを算出する。
偏差演算装置312では、実際の体幹加速度axr、ayr、azrから、目標体幹加速度axo、ayo、azoを減じて、加速度偏差Δax、Δay、Δazを算出する。
外乱力算出装置310は、算出された加速度偏差Δax、Δay、Δazに、ロボットの質量Mを乗じることによって、ロボットに作用したと推定される外乱力Drx、Dry、Drzの大きさを算出する。ロボットの関節等にガタがあったり、制御に応答遅れがあったり、外界から外力が加わると、実際の体幹加速度が目標とする体幹加速度にならず、予期せぬ外乱力によって加速度偏差Δax、Δay、Δazが生じる。加速度偏差Δax、Δay、Δazから、ロボットに作用した外乱力Drx、Dry、Drzの大きさを算出することができる。
Drx=Mi・xd(2)+Ci・xd(1)+Ki・xd(0)
の微分方程式を解いてxdを求めることに相当する。ここで、(2)は時間に関する2階微分を示し、(1)は時間に関する1階微分を示し、(0)はxd自身を示す。
なお補正量xdの符号のとり方によっては、
−Drx=Mi・xd(2)+Ci・xd(1)+Ki・xd(0)
と表現する方が正しいこともある。
図4はロボットの力学モデルを示す。体幹12が目標体幹位置にあるときの体幹を402で示し、目標体幹位置から外れたときの体幹を404で示す。
図4の(1)式はロボットの一般的な運動方程式を示す。Fは体幹に作用する全外力、Mは体幹の質量、aは体幹の加速度を示す。
体幹には歩行に適切な理想軌道(目標軌道)が存在する。目標軌道は、ロボットに外乱力が作用しない限り、目標ZMPに一致するZMPを実現する体幹軌道である。
(2)式は目標体幹軌道に沿って運動するロボットの体幹402の運動方程式を示す。Foは体幹402に作用する全外力、aoは体幹402の目標加速度を示す。
Foは目標体幹軌道を運動するときに体幹402に作用する全外力であり、ロボットが理想的な歩行をする状態で脚リンクから体幹に作用する内力およびロボットの体幹に作用する重力の合力である。
実際の体幹の運動は、予測できない路面の凹凸や、ロボットの構造上のたわみなど、外乱力の影響を受けるため、目標体幹軌道のとおりに制御することは困難である。実際の体幹の運動を実軌道と呼ぶ。
(3)式は実軌道に沿って運動するロボットの体幹404の運動方程式を示す。Frは体幹404に作用する全外力、arは体幹404の実際の加速度を示す。
(4)式はロボットの体幹に作用する外乱力の推定式を示す。Drはロボットに作用する外乱力が体幹の運動に及ぼす影響を、体幹の重心に作用する外力で表現した外乱力を示す。Foは目標体幹軌道を運動するときに体幹に作用する全外力であり、ロボットが理想的な歩行をする状態で脚リンクから体幹に作用する内力およびロボットの体幹に作用する重力の合力である。Frは実軌道を運動する体幹に作用している全外力であり、ロボットが理想的な歩行をする状態で脚リンクから体幹に作用する内力、ロボットの体幹に作用する重力と外乱力の合力である。したがって、FrとFoの差をとることによって、体幹に作用する外乱力Drを推定することができる。
(5)(6)式は、実施例で用いる目標体幹位置の補正量xdを算出する式を示す。伝達関数G(s)は、図5に示す「ばね−質点―ダンパ系」を記述している。
補正前の目標体幹位置510は、目標ZMPに一致するZMPを実現する理想的な体幹位置である。
実際には、外乱力Drが作用したために、実際の体幹位置512は目標体幹位置510からずれている。
補正後の目標とする体幹位置506は、補正前の目標体幹位置510からxdだけ離れた点である。
目標体幹位置を(6)で補正すると、補正後の目標体幹位置506と補正前の目標体幹位置510がばね定数Kiのばね502と、減衰係数Ciのダンパ508を介して結合され、補正後の目標体幹位置506に質量Miの質点504を有し、実際の体幹位置512に外乱力Drが作用しているという「ばね−質点―ダンパ系」と等価なものとなる。「ばね−質点−ダンパ系」の伝達関数1/G(s)が、2次の項の係数Mi、1次の項の係数Ci、0次の項の係数Kiで示される遅れ要素を含んでおり、急激な変動をする外乱力に対して目標体幹位置に復帰させる復帰力を発揮させるとともに、急激な位置変動を抑制するショックアブゾーバーの役割を果たす。
0次の係数Kiは、外乱力Drに比例する目標体幹位置の補正量を導出する。1次の係数Ciは外乱力Drの1次遅れ要素に比例する目標体幹位置の補正量を導出する。2次の係数Miは、外乱力Drの2次遅れ要素に比例する目標体幹位置の補正量を導出する。
このうち、比例要素の係数Kiは不可欠であるが、1次遅れ要素の係数Ciと2次遅れ要素の係数Miの一方又は双方を省略することができる。1次遅れ要素の係数Ciと2次遅れ要素の係数Miの一方又は双方をゼロにしても、ロボットは安定して歩行しつづけることが確認されている。
図6(a)は、目標体幹運動の補正を行わないロボットが歩行する様子を示す。外乱力Drが体幹に作用すると、ロボットの体幹位置602は外乱力Drに追従して理想軌道から外れる。外乱力が急激な変化をする場合には、実際の体幹運動も急激に変化するため、歩行は不安定になる。
図6(b)は、目標体幹運動を補正するロボットが歩行する様子を示す。ロボットに外乱力Drが作用すると、外乱力Drが作用した方向と反対側に目標体幹位置をxdだけ補正する。その結果、質量Miの質点を加速度xd(2)で反対側に運動させたのと同じ力を発生させる。ロボットには、質量Miの質点との間を、ばね定数Kiのばね502と減衰係数Ciのダンパ508を介して結合し、質量Miの質点を距離xdだけ離したときと同様の力が作用する。この力が外乱力Drを補償する。ロボットの体幹位置は、目標体幹位置に向かって復帰する。補正前の目標体幹位置に接近すると、補正量xdも小さくなる。ロボットの実際の体幹位置は、目標体幹位置を補正することによって、補正前の目標体幹位置に復帰する。
ロボットの動力学特性の面からみると、遅れ要素610を介して外乱力Drを補償することとなり、バネとショックアブゾーバーを利用して、ロボットを目標位置606の近傍に維持することに相当する。
等価な力学系から明らかに、本実施例の制御技術によると、外乱力を補償するための制御から急激な変動が除去されており、限られた能力のアクチェエータで対応することができる。ロボットは、急激に変動することなく、目標とする体幹軌道によく追従することができる。実際にテストしてみると、ロボットの体幹が安定して歩行することを確認することができる。観測する者は、安心してロボットが歩行する様子を観測することができる。
ステップS2では、目標とする足先位置、腕先位置と体幹位置の経時的変化を記述する歩容データを歩容データ記憶装置210に記憶する。
ステップS4で、ロボットは歩行を開始する。歩行を開始すると、ロボット6はステップS8以下を繰返して実行する。すなわち、所定時間(Δt)ごとにステップS8からステップS16の処理を繰返し実行する。
ステップS8では、目標とする体幹運動と実際の体幹運動との差に基づいて、ロボットの歩行が安定するように、目標とする体幹運動を記述するデータ(体幹歩容データ)を補正する。ステップS8で行う処理の詳細は後述する。
ステップS12では、歩容データ記憶装置210に記憶されている足先軌道データおよび腕先軌道データと、ステップS8で補正された体幹軌道データを、関節角群計算装置214に入力する。
ステップS14では、関節角群計算装置212によって、入力された歩容データに基づいて、ロボット6の各関節の関節角を計算する。計算された関節角群データは、ロボットのアクチュエータ制御部214に指示される。アクチュエータ制御部214は、ロボット6の各関節を回転させるアクチュエータ群を制御する。これにより、ロボット6の関節角が計算値に調整される。
すでに述べたように、ステップS8からステップS16の処理は、所定時間(時間間隔Δt)ごとに繰り返し実行される(ステップS6)。
ステップS22では、歩容データ記憶装置210に記憶されている体幹歩容データから、目標とする体幹加速度を算出する。
ステップS24では、体幹加速度センサ218の検出値を取り込む。
ステップS26では、体幹加速度計算装置220によって、体幹加速度センサ218の検出値から実際の体幹加速度を求める。
ステップS28では、偏差演算装置312によって、目標とする体幹加速度と実際の体幹加速度との偏差を求める。
ステップS30では、外乱力算出装置310によって、算出された加速度偏差からその加速度偏差をもたらした外乱力Drの大きさを求める。
ステップS32では、目標補正量算出装置308によって、外乱力Drの大きさと伝達関数1/G(s)に基づいて、体幹位置補正量を算出する。
ステップS34では、補正装置306によって、歩容データ記憶装置210に記憶されている補正前の目標体幹位置に体幹位置補正量を加えて、補正後の目標体幹位置を算出し、関節角群計算装置212へ指示する。
本実施例の歩行ロボットは、足先に力センサがなくても、外乱力に抗して体幹を安定させて歩行しつづける。
上記では、体幹の傾斜角度については予定されている変化パターンに従って変化するものとしている。体幹歩容データは、体幹の傾斜角度が予定されている変化パターンに従って変化したときに、実際ZMPを目標ZMPに一致させる体幹位置に関するデータのみを含んでいる。これに対して、実際ZMPを目標ZMPに一致させる「体幹位置と体幹傾斜角度」を算出し、これを体幹歩容データとしておいてもよい。
体幹傾斜角度については、予定されている変化パターンであることもあれば、算出された変化パターンであることもあるが、いずれにしても目標とする体幹傾斜角度の経時的変化を示すデータが与えられている。ここでいう体幹傾斜角度は、x軸回りの傾斜角度とy軸回りの傾斜角度を言う。
本発明の技術は、体幹位置のみならず体幹角度についても有効である。目標体幹角度の時間に関する2階微分値(角加速度)と実際体幹角度の角加速度の偏差を算出し、その偏差に比例する角度と、偏差の一次微分に比例する角度、偏差の二次微分に比例する角度を算出し、それらから目標体幹角度の補正量を計算するようにすれば、外乱力の影響によって体幹角度が目標体幹角度からずれることを補償することができる。本発明は、体幹位置や体幹傾斜角度等の体幹の位置と姿勢に関する運動に関して一般的に適用することができる。
ロボットが、体幹位置を検出する装置を搭載していることがある。例えばジャイロを搭載していれば、実際の体幹加速度のみならず実際の体幹位置まで検出することができる。GPS計測センサを搭載していても、実際の体幹位置を検出することができる。体幹加速度を積分することによって体幹速度を求め、さらに積分することによって体幹位置を検出することもできる。
ロボットが実際の体幹位置を検出することができる場合、フィードバック制御ループを活用することができる。フィードバック制御ループを活用すると、ロボットが不整地を歩行したためにロボットが全体として傾斜する場合にも対応することが可能となる。以下では実施例2の説明を行うが、実施例1と相違する点のみを説明する。
図9は、実施例2のロボットのコンピュータ装置の機能をブロック化して示しており、体幹歩容データ補正演算部224には、実際の体幹加速度と実際の体幹位置の双方が入力される。
図10は、体幹歩容データ補正演算部224の詳細を示したブロック線図である。図3では図示の明瞭化のために、x方向の事象のみを図示している。y方向とz方向についても同様である。
体幹位置センサ904がロボットに搭載されているために、実際の体幹位置が計測される。体幹加速度計算装置220は、実際の体幹位置を時間に関して二階微分し、実際の体幹加速度を求める。求められた体幹加速度に基づいて実施例1と同様の処理が実行され、加速度偏差に基づいた補正量xdが計算される。
補正前の目標体幹位置xoを加速度偏差に基づいた補正量xdで補正した補正後の目標体幹位置xo+xdは、偏差算出装置906に入力され、実際の体幹位置xrとの偏差xo+xd−xrが計算される。体幹位置の偏差xo+xd−xrは、フィードバック処理ブロック908に入力され、伝達関数C(s)を用いて処理される。偏差xo+xd−xrを伝達関数C(s)を用いて処理した値C(s)(xo+xd−xr)は、加速度偏差に基づいた補正量で補正した目標体幹位置xo+xdに加えられることによって、目標体幹位置をさらに補正する。最終的に補正された目標体幹位置は、xo+xd+C(s)(xo+xd−xr)に補正される。
図11は、実施例2の体幹歩容データ補正演算の処理手順を示したものである。
ステップS54では、体幹位置センサ904の検出値を取り込む。
ステップS56では、体幹位置センサ904の検出値から、実際の体幹位置と、実際の体幹加速度を検出する。
ステップS58では、補正前の目標体幹位置xoを加速度偏差に基づいた補正量xdで補正した目標体幹位置xo+xdと、実際の体幹位置xrとの偏差xo+xd−xrを計算する。
ステップS60では、それに伝達関数C(s)を処理して、フィードバック処理量C(s)(xo+xd−xr)を計算する。
ステップS62では、関節角群計算装置に指示する目標体幹位置xrefを、xo+xd+C(s)(xo+xd−xr)に補正する。
体幹位置センサは、体幹の傾斜角を実測するジャイロであってもよい。ジャイロで体幹の実際の姿勢角が判明すると、接地脚の足平中心から体幹の重心までの距離Rを乗じることによって、接地脚の足平中心に対する体幹位置を実測することができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである
7,8,9,10・・・足先軌道
12・・・体幹
14・・・コンピュータ装置
210・・・歩容データ記憶装置
212・・・関節角群計算装置
214・・・アクチュエータ制御部
216・・・ロボットの機械系
218・・・体幹加速度センサ
220・・・体幹加速度計算装置
222・・・体幹歩容データ補正演算部
304・・・二階微分演算装置
306,907・・・補正装置
308・・・目標補正量算出装置
310・・・外乱力算出装置
312,906・・・偏差演算装置
402・・・目標軌道に沿って運動するロボットの体幹
404・・・実軌道に沿って運動するロボットの体幹
502・・・ばね
504・・・質点
506,604・・・補正後の体幹位置
508・・・ダンパ
510,606・・・理想的な体幹位置
512・・・実際の体幹位置
602・・・補正を行わない場合の体幹位置
608・・・外乱力作用点
610・・・遅れ要素
904・・・体幹位置計測センサ
908・・・フィードバック処理ブロック
Claims (7)
- 体幹と、体幹に対して揺動可能に連結されている脚リンクと、
目標とする足先運動の経時的変化を記述する足先歩容データの記憶手段と、
目標足先運動の変化に追従して歩行を可能とする目標とする体幹運動の経時的変化を記述する体幹歩容データの記憶手段と、
実際の体幹運動を検出する体幹運動検出手段と、
目標とする体幹運動と実際の体幹運動の偏差を算出する偏差算出手段と、
算出された偏差から所定の伝達関数に基づいて補正量を求め、その補正量に基づいて体幹歩容データ記憶手段に記憶されている体幹歩容データを補正する補正手段、
を備えている脚式ロボット。 - 前記偏差算出手段が、目標とする体幹加速度と実際の体幹加速度の偏差を算出することを特徴とする請求項1の脚式ロボット。
- 前記補正手段が、加速度偏差から計算される外乱力と所定の伝達関数に基づいて補正量を求めることを特徴とする請求項2の脚式ロボット。
- 前記伝達関数が、比例要素を含むことを特徴とする請求項3の脚式ロボット。
- 前記伝達関数が、1次遅れ要素および/または2次遅れ要素を含むことを特徴とする請求項4の脚式ロボット。
- 前記補正手段が、加速度偏差に基づいて補正した目標体幹位置と実際の体幹位置の偏差にフィードバック処理を施した量を加算することによって目標体幹位置をさらに補正することを特徴とする請求項3〜5のいずれかの脚式ロボット。
- 目標とする足先運動の経時的変化を記述する足先歩容データを記憶する工程と、
目標足先運動の変化に追従して歩行を可能とする目標とする体幹運動の経時的変化を記述する体幹歩容データを記憶する工程と、
実際の体幹運動を検出する工程と、
目標とする体幹運動と実際の体幹運動の偏差を算出する工程と、
算出された偏差から所定の伝達関数に基づいて補正量を求め、その補正量に基づいて記憶されている体幹歩容データを補正し、補正された体幹歩容データをロボットの関節角群計算装置に指示する工程と、
を備えている脚式ロボットの歩行制御方法。
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JPH05305579A (ja) * | 1992-04-30 | 1993-11-19 | Honda Motor Co Ltd | 脚式移動ロボットの歩行制御装置 |
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JP2012071358A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Honda Motor Co Ltd | ロボットおよびその行動制御システム |
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