JP3148829B2 - Walking control device for legged mobile robot - Google Patents

Walking control device for legged mobile robot

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JP3148829B2
JP3148829B2 JP13788592A JP13788592A JP3148829B2 JP 3148829 B2 JP3148829 B2 JP 3148829B2 JP 13788592 A JP13788592 A JP 13788592A JP 13788592 A JP13788592 A JP 13788592A JP 3148829 B2 JP3148829 B2 JP 3148829B2
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deviation
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は脚式移動ロボットの歩
行制御装置に関し、より具体的には予期しない凹凸があ
っても安定に歩行できる様にしたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a walking control device for a legged mobile robot, and more particularly, to a walking control device capable of walking stably even when there is unexpected unevenness.

【0002】[0002]

【従来の技術】脚式移動ロボットとしては例えば、特開
昭62−97006号公報記載の2足歩行のものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art As a legged mobile robot, for example, a bipedal walking robot disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-97006 is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】脚式移動ロボット、特
に2足歩行の脚式移動ロボットにおいて、関節を変位制
御で駆動する場合、歩行中の両脚支持期に姿勢が少しで
も前に傾くと、後側の足平が床面から離れて全荷重が前
側の足平に乗るため、後方に戻そうとする極めて大きな
復元力が発生する。即ち、姿勢の単位角当たりの復元力
を復元力係数と呼ぶことにすると、両脚支持期では姿勢
の安定化制御を何等行っていなくても、極めて大きな復
元力係数を持つことになる。従って、この様な状態でさ
らに上体の傾き(あるいは重心のずれ)を両脚の動きに
フィードバックする様な姿勢安定化制御を加えると、復
元力係数がさらに大きくなり、復元力係数に見合った十
分なダンピングを与えることができなくなる。この結
果、かえって姿勢を不安定にしてしまう。ところで、関
節をトルク制御で動かす場合にも脚に適宜なコンプライ
アンスを与えることができるが、ロボットと床との相対
位置に対応するコンプライアンス特性が姿勢によって大
きく変化するため、床の凹凸・傾斜などに対する外乱抑
制特性が一致しない。
In the case of a legged mobile robot, particularly a bipedal legged mobile robot, when the joint is driven by displacement control, if the posture of the legged mobile robot leans forward at least during the period of supporting both legs, Since the rear foot separates from the floor and the entire load rides on the front foot, an extremely large restoring force is generated to return to the rear. In other words, if the restoring force per unit angle of the posture is referred to as a restoring force coefficient, it will have a very large restoring force coefficient during the two-leg supporting period, even if the posture stabilization control is not performed at all. Therefore, if the posture stabilization control that feeds back the inclination of the upper body (or the shift of the center of gravity) to the movement of the two legs is further added in such a state, the restoring force coefficient is further increased, and a sufficient restoring force coefficient corresponding to the restoring force coefficient Can not give any damping. As a result, the posture becomes rather unstable. By the way, when the joints are moved by torque control, appropriate compliance can be given to the legs.However, since the compliance characteristics corresponding to the relative position between the robot and the floor greatly change depending on the posture, it is necessary to deal with unevenness and inclination of the floor. The disturbance suppression characteristics do not match.

【0004】従って、この発明の第1の目的は、関節部
の摩擦や慣性の影響によって実用化が困難な関節トルク
制御を導入することなく、姿勢復元係数を一定に保たせ
ることによって、ロボットを常にある一定の復元力を持
った倒立振子に近似することができ、制御系を線形近似
することができて姿勢安定化制御則を容易に設計するこ
とができる様にした、脚式移動ロボットの歩行制御装置
を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to maintain a constant posture restoration coefficient without introducing a joint torque control which is difficult to be put into practical use due to the influence of friction and inertia of a joint portion, thereby enabling a robot to be fixed. A legged mobile robot that can approximate an inverted pendulum that always has a certain restoring force, can linearly approximate the control system, and can easily design a posture stabilization control law. It is to provide a walking control device.

【0005】更には、予期しない凹凸・傾斜があって
も、その影響を大きく受けることなく、鉛直方向に対す
る上体の傾きが、ほぼ設計値通りに維持されたまま歩行
することができる様にした脚式移動ロボットの歩行制御
装置を提供することにある。
Furthermore, even if there is unexpected unevenness or inclination, it is possible to walk while maintaining the inclination of the body with respect to the vertical direction substantially as designed, without being greatly affected by the irregularities and inclination. An object of the present invention is to provide a walking control device for a legged mobile robot.

【0006】更には、この様な脚式移動ロボットにおい
ては、床から受ける反力とロボット側から床に作用する
重力と慣性力との合力とをバランスさせて歩行すること
になるが、その着地時の衝撃力が大きいと、姿勢を崩す
一因となり、安定した歩行を期待することができない。
Furthermore, in such a legged mobile robot, the robot walks while balancing the reaction force received from the floor with the resultant force of gravity and inertia acting on the floor from the robot side. If the impact force at the time is large, it becomes a cause of losing posture, and stable walking cannot be expected.

【0007】従って、この発明の第3の目的は、ロボッ
トが受ける着地衝撃を可能な限り低減して安定した姿勢
で歩行することができる様にした脚式移動ロボットの歩
行制御装置を提供することにある。
Accordingly, a third object of the present invention is to provide a walking control device of a legged mobile robot capable of walking in a stable posture by minimizing a landing impact received by the robot. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ためにこの発明は例えば請求項1項に示す如く、上体、
およびそれに関節を介して連結される複数本の脚部を備
える脚式移動ロボットの歩行制御装置において、前記ロ
ボットに作用する床反力を測定してその作用点たるZM
P実測位置を検出する検出手段、前記検出されたZMP
実測位置を目標とするZMP位置と比較し、その偏差を
第1の偏差として求めるZMP偏差算出手段、記上
の傾斜角度および/または傾斜角速度を検出する検出
段、および前記検出された上体の傾斜角度および/また
は傾斜角速度を指令値と比較し、その偏差を第2の偏差
として求める傾斜偏差算出手段、を備えると共に、前記
求めた第1および第2の偏差が減少するように前記複数
本の脚部のうちの少なくともいずれかの脚部の関節を駆
動するように構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides, for example ,
And a walking control device for a legged mobile robot having a plurality of legs connected thereto via joints .
The floor reaction force acting on the bot is measured and the point of action, ZM
Detecting means for detecting the P actual measurement position, the detected ZMP
The measured position is compared with the target ZMP position, and the deviation is calculated.
ZMP deviation calculating means for calculating a first deviation, before Symbol upper body
Tilt angle and / or of the inclination oblique angle and / or detection hand <br/> stage for detecting the tilt oblique angular velocity, and the detected body
Compares the inclination angular velocity with the command value and compares the deviation with the second deviation
An inclined deviation calculating means, for determining a Rutotomoni, driving at least one of the legs of the joint of the leg portion of the plurality of such said <br/> first and second error obtained is reduced It was configured to.

【0009】[0009]

【作用】上体の傾斜角度及び/又は角速度が指令値に一
致する様に脚部を駆動することから、ロボットの復元力
を一定にする、即ち、ロボットを常にある一定の復元力
をもった倒立振子で近似することができて、線形な制御
特性を得ることができる。その結果、この安定化制御の
みならず、他の種の安定化制御をも容易に採り入れるこ
とができる。また常に設計値通りの姿勢を保持すること
ができると共に、着地衝撃も効果的に減少することがで
きる。
The leg is driven so that the inclination angle and / or angular velocity of the upper body coincides with the command value, so that the restoring force of the robot is made constant, that is, the robot always has a certain restoring force. It can be approximated by an inverted pendulum, and a linear control characteristic can be obtained. As a result, not only this stabilization control but also other types of stabilization control can be easily adopted. In addition, the posture as designed can always be maintained, and the landing impact can be effectively reduced.

【0010】[0010]

【実施例】以下、脚式移動ロボットとして2足歩行のロ
ボットを例にとってこの発明の実施例を説明する。図1
はそのロボット1を全体的に示す説明スケルトン図であ
り、左右それぞれの脚部リンク2に6個の関節を備える
(理解の便宜のために各関節をそれを駆動する電動モー
タで示す)。該6個の関節は上から順に、腰の脚部回旋
用の関節10R,10L(右側をR、左側をLとする。
以下同じ)、腰のロール方向(x軸まわり)の関節12
R,12L、同ピッチ方向(y軸まわり)の関節14
R,14L、膝部のピッチ方向の関節16R,16L、
足首部のピッチ方向の関節18R,18L、同ロール方
向の関節20R,20Lとなっており、その下部には足
平22R,22Lが取着されると共に、最上位には上体
(筐体)24が設けられ、その内部には制御ユニット2
6が格納される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below by taking a bipedal walking robot as an example of a legged mobile robot. FIG.
Is an explanatory skeleton diagram showing the robot 1 as a whole, and has six joints on each of the left and right leg links 2 (for the sake of convenience of understanding, each joint is shown by an electric motor that drives it). The six joints are, in order from the top, joints 10R and 10L for turning the hip leg (R is the right side and L is the left side).
The same applies hereinafter), joint 12 in the roll direction of the waist (around the x axis)
R, 12L, joint 14 in the same pitch direction (around the y axis)
R, 14L, knee joints 16R, 16L in the pitch direction,
The joints 18R and 18L in the pitch direction of the ankle part and the joints 20R and 20L in the same roll direction are attached below the feet 22R and 22L, and the uppermost part is the upper body (housing). 24, in which the control unit 2
6 is stored.

【0011】上記において腰関節は関節10R(L),
12R(L),14R(L)から構成され、また足関節
は、関節18R(L),20R(L)から構成される。
また、腰関節と膝関節との間は大腿リンク32R,32
Lで、膝関節と足関節との間は下腿リンク34R,34
Lで連結される。ここで、脚部リンク2は左右の足につ
いてそれぞれ6つの自由度を与えられ、歩行中にこれら
の6×2=12個の関節(軸)をそれぞれ適宜な角度に
駆動することで、足全体に所望の動きを与えることがで
き、任意に3次元空間を歩行することができる様に構成
される。先に述べた様に、上記した関節は電動モータか
らなり、更にはその出力を倍力する減速機などを備える
が、その詳細は先に本出願人が提案した出願(特願平1
−324218号、特開平3−184782号)などに
述べられており、それ自体はこの発明の要旨とするとこ
ろではないので、これ以上の説明は省略する。
In the above, the hip joint is joint 10R (L),
12R (L) and 14R (L), and the ankle joint is composed of joints 18R (L) and 20R (L).
In addition, the thigh links 32R, 32 between the waist joint and the knee joint.
L, the lower leg links 34R, 34 between the knee joint and the ankle joint.
L connected. Here, the leg link 2 is given six degrees of freedom for each of the left and right feet, and by driving these 6 × 2 = 12 joints (axes) to appropriate angles during walking, the entire foot To a desired motion, and can be arbitrarily walked in a three-dimensional space. As described above, the above-mentioned joint is formed of an electric motor, and further includes a speed reducer for boosting the output thereof. Details of the joint are described in the application proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No.
No. 324218, Japanese Patent Laid-Open No. 3-184787), and the like, which is not the subject of the present invention, and therefore, further description is omitted.

【0012】図1に示すロボット1において、足首部に
は公知の6軸力センサ36が設けられ、足平を介してロ
ボットに伝達されるx,y,z方向の力成分Fx,F
y,Fzとその方向まわりのモーメント成分Mx,M
y,Mzとを測定し、足部の着地の有無と支持脚に加わ
る力の大きさと方向とを検出する。また足平22R
(L)の四隅には静電容量型の接地スイッチ38(図1
で図示省略)が設けられて、足平の接地の有無を検出す
る。更に、上体24には傾斜センサ40が設置され、x
−z平面内のz軸に対する傾きとその角速度、同様にy
−z平面内のz軸に対する傾きとその角速度を検出す
る。また各関節の電動モータには、その回転量を検出す
るロータリエンコーダが設けられる。更に、図1では省
略するが、ロボット1の適宜な位置には傾斜センサ40
の出力を補正するための原点スイッチ42と、フェール
対策用のリミットスイッチ44が設けられる。これらの
出力は前記した上体24内の制御ユニット26に送られ
る。
In the robot 1 shown in FIG. 1, a known six-axis force sensor 36 is provided at the ankle, and force components Fx, F in the x, y, and z directions transmitted to the robot through the foot.
y, Fz and moment components Mx, M around the direction
By measuring y and Mz, the presence or absence of landing on the foot and the magnitude and direction of the force applied to the supporting leg are detected. In addition, foot 22R
At the four corners of (L), a capacitance type ground switch 38 (FIG. 1)
(Not shown) is provided to detect the presence / absence of the touchdown of the foot. Further, a tilt sensor 40 is provided on the upper body 24, and x
The tilt with respect to the z-axis in the -z plane and its angular velocity, similarly y
-Detect the inclination with respect to the z-axis in the z-plane and its angular velocity. The electric motor of each joint is provided with a rotary encoder for detecting the amount of rotation. Further, although omitted in FIG. 1, an inclination sensor 40 is provided at an appropriate position of the robot 1.
Are provided with an origin switch 42 for correcting the output and a limit switch 44 for fail countermeasures. These outputs are sent to the control unit 26 in the body 24 described above.

【0013】図2は制御ユニット26の詳細を示すブロ
ック図であり、マイクロ・コンピュータから構成され
る。そこにおいて傾斜センサ40などの出力はA/D変
換器50でデジタル値に変換され、その出力はバス52
を介してRAM54に送られる。また各電動モータに隣
接して配置されるエンコーダの出力はカウンタ56を介
してRAM54内に入力されると共に、接地スイッチ3
8などの出力は波形整形回路58を経て同様にRAM5
4内に格納される。制御ユニット内にはCPUからなる
第1、第2の演算装置60,62が設けられており、第
1の演算装置60は後述の如くROM64に格納されて
いる腰の姿勢の軌跡の特徴などを表すパラメータを読み
だして基準歩容を生成し、次いでそれから目標関節角度
(関節駆動パターン)を算出してRAM54に送出す
る。また第2の演算装置62は後述の如くRAM54か
らその目標値と検出された実測値とを読み出し、各関節
の駆動に必要な制御値を算出してD/A変換器66とサ
ーボアンプを介して各関節を駆動する電動モータに出力
する。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the control unit 26, which is constituted by a microcomputer. The output of the tilt sensor 40 and the like is converted into a digital value by the A / D converter 50, and the output is
Via the RAM 54. The output of an encoder disposed adjacent to each electric motor is input to the RAM 54 via a counter 56, and the ground switch 3
Outputs of the RAM 8 and the like are similarly sent to the RAM 5
4 is stored. In the control unit, there are provided first and second arithmetic units 60 and 62 each composed of a CPU. The first arithmetic unit 60 stores the characteristics of the trajectory of the waist posture stored in the ROM 64 as described later. The reference gait is generated by reading the parameters to be expressed, and then the target joint angle (joint drive pattern) is calculated and sent to the RAM 54. Further, the second arithmetic unit 62 reads out the target value and the detected actual value from the RAM 54 as described later, calculates a control value necessary for driving each joint, and outputs the control value via the D / A converter 66 and the servo amplifier. Output to the electric motor that drives each joint.

【0014】続いて、この制御装置の動作を説明する。Next, the operation of the control device will be described.

【0015】図3はその動作を示す構造化フロー・チャ
ート(PAD図)である。同図を参照して説明すると、
先ずS10において腰の軌跡の特徴を表すパラメータか
ら腰の姿勢(即ち、腰の傾きと向き)を算出する。次い
でS12においてZMP軌道の特徴を表すパラメータか
ら運動方程式により導かれるZMP目標位置を算出する
(ZMP軌道が折れ線表現で表されているときは、特徴
を表すパラメータも折点座標で与えられる。尚、ここで
「ZMP」は、床反力によるモーメントが零となる床面
上の点を意味する)。次いでS14において足平軌道の
特徴を表すパラメータ、例えば着地位置、片脚支持期時
間から両足平の位置、姿勢を算出し、次いでS16にお
いて無理な姿勢にならない腰の高さを求め、S18にお
いてZMPが目標位置になるように腰の水平加速度、水
平位置を求める。このように、S10からS18は基準
歩容を作成する作業を示しており、この実施例の場合に
は前述の如く、腰の姿勢の軌跡の特徴などを表すパラメ
ータが一歩ごとのデータとして予め設定されており、そ
れから腰、ZMP、足平の位置・姿勢などの軌道を算出
して基準歩容とする。尚、後で述べる如く、この基準歩
容から各関節の目標角度が具体的に算出される。
FIG. 3 is a structured flow chart (PAD diagram) showing the operation. Referring to FIG.
First, in S10, the waist posture (that is, the inclination and direction of the waist) is calculated from the parameters representing the characteristics of the waist locus . Next, in S12, a ZMP target position derived from the equation of motion is calculated from the parameters representing the characteristics of the ZMP trajectory. (When the ZMP trajectory is represented by a polygonal line expression, the parameters representing the characteristics are also given by the folding point coordinates. Here, “ZMP” means a point on the floor where the moment due to the floor reaction force becomes zero. Next, in S14, the positions and postures of both feet are calculated from parameters representing the characteristics of the foot trajectory, for example, the landing position and the one-leg support period, and then in S16, the waist height that does not cause an unreasonable posture is determined. Then, the horizontal acceleration and the horizontal position of the waist are determined so that the ZMP becomes the target position . As described above , S10 to S18 show the work of creating the reference gait. In this embodiment, as described above, the parameters representing the characteristics of the trajectory of the waist posture are set in advance as data for each step. Then, the trajectories such as the waist, the ZMP, and the position / posture of the foot are calculated and used as a reference gait. As described later, the target angle of each joint is specifically calculated from the reference gait.

【0016】次いで、S20に進んで脚コンプライアン
ス制御値の演算を行う。図4はその作業を示すサブルー
チン・フロー・チャートである。
Next, the program proceeds to S20, where a leg compliance control value is calculated. FIG. 4 is a subroutine flowchart showing the operation.

【0017】図4に従って説明を開始する前に、図5を
参照してこの実施例で言うコンプライアンスについて説
明する。
Before starting the description according to FIG. 4, the compliance referred to in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0018】先にも述べた様に、ロボットから床に作用
する力(ロボットの重力と慣性力の合力)と床からロボ
ットに作用する床反力とが釣り合っていれば、ロボット
は安定に歩行する。これを集中荷重系におきかえて説明
すると、ZMP実測位置(実測床反力の中心点)が前記
したZMP目標位置(設計値で想定した床反力の中心
点)に一致していれば、ロボットは設計値通りの姿勢を
保って歩行する。従って、この発明においては最初の実
施例において、両脚に取りつけた6軸力センサ36か
ら、後側の足にかかる床反力と前側の足にかかる床反力
を測定し、これらの合力である総合の実測床反力を求
め、その作用点であるZMP実測位置を求めてZMP目
標位置と比較する。そして、図6に示す様に、ZMP実
測位置が前側にずれていたら(この場合、ZMP目標位
置のまわりに図示の如くモーメントが生じてロボットを
後傾させる)、そのずれ量に応じて前側の足平を垂直に
持ち上げる(あるいは、そのずれ量に応じて後側の足平
を垂直に下げるか、前側の足平を垂直に持ち上げつつ後
側の足平を垂直に下げる)。この動作により、前側の足
にかかる床反力が、後側の足にかかる床反力に比べて相
対的に減少するので、ZMP実測位置は後退してZMP
目標位置に近づく。かかる制御をこの明細書では『脚コ
ンプライアンス制御』と呼ぶ。即ち、この明細書では脚
コンプライアンス制御は、ZMP目標位置とZMP実測
位置とのずれを解消する制御を意味する。あるいは、Z
MP目標位置まわりに発生したモーメントを解消する制
御と言うこともできる。
As described above, if the force acting on the floor from the robot (the combined force of the robot's gravity and the inertial force) and the floor reaction force acting on the robot from the floor are balanced, the robot can walk stably. I do. If this is replaced with a concentrated load system, if the ZMP actual measurement position (the center point of the actual floor reaction force) matches the ZMP target position (the center point of the floor reaction force assumed by design values), the robot Walks while maintaining the posture as designed. Therefore, in the present invention, in the first embodiment, the floor reaction force applied to the rear foot and the floor reaction force applied to the front foot are measured from the six-axis force sensors 36 attached to both legs, and the resultant is the resultant force. A total measured floor reaction force is determined, and a ZMP measured position, which is the point of action, is determined and compared with a ZMP target position. Then, as shown in FIG. 6, if the measured ZMP position is shifted to the front (in this case, a moment is generated around the ZMP target position to tilt the robot backward) as shown in FIG. Lift the foot vertically (or lower the rear foot vertically depending on the amount of displacement, or lower the rear foot vertically while lifting the front foot vertically). By this operation, the floor reaction force applied to the front foot is relatively reduced as compared with the floor reaction force applied to the rear foot, so that the ZMP actual measurement position moves backward and the ZMP
Approach the target position. This control is referred to as “leg compliance control” in this specification. That is, in this specification, the leg compliance control means control for eliminating a deviation between the ZMP target position and the ZMP actual measurement position. Or Z
It can also be said that the control cancels the moment generated around the MP target position.

【0019】即ち、動力学計算に基づく理想的な歩容に
従ってロボットを歩行させるとき、両脚支持期に予期せ
ぬ凹凸に遭遇するなどしてロボットがわずかに前傾した
とする。この明細書で言う脚コンプライアンス制御を行
わないとすると、ロボットは後側の足平が浮き上がり、
全荷重が前側の足にかかり、その結果、床反力作用点
(ZMP実測位置)は、前側の足裏に移る。つまり、ロ
ボットの傾斜に対してほとんど2値的にZMPが変化す
る(図7)。これに対し、脚コンプライアンス制御を行
った場合には、実測床反力中心(ZMP実測位置)が設
計床反力中心(ZMP目標位置)よりも前にずれたと
き、前側の足平を持ち上げることにより、上体が前傾し
たまま両脚が接地した姿勢になる。このときのZMP実
測位置とZMP目標位置のずれは足平の持ち上げ高さに
比例し、足平の持ち上げ高さは上体の傾斜角に比例する
ので、ZMP実測位置とZMP目標位置のずれと、上体
の傾斜角も比例する。尚、後で述べる様に、比例勾配は
脚コンプライアンスの大きさに反比例し、脚コンプライ
アンスの量が大きいほどロボットの傾斜角に対する比例
領域が拡大する(図8)。
That is, when the robot walks in accordance with an ideal gait based on dynamics calculation, it is assumed that the robot slightly leans forward due to unexpected unevenness during the period of supporting both legs. If the leg compliance control described in this specification is not performed, the robot lifts its rear foot,
The entire load is applied to the front foot, and as a result, the floor reaction force action point (ZMP actual measurement position) shifts to the front foot sole. That is, the ZMP changes almost binaryly with respect to the inclination of the robot (FIG. 7). On the other hand, when the leg compliance control is performed, when the actually measured floor reaction force center (ZMP actual measurement position) is shifted forward from the designed floor reaction force center (ZMP target position), the front foot is lifted. Accordingly, the posture is such that both legs touch the ground while the upper body is tilted forward. At this time, the deviation between the measured ZMP position and the ZMP target position is proportional to the lifting height of the foot, and the lifting height of the foot is proportional to the inclination angle of the body. , The inclination angle of the upper body is also proportional. As will be described later, the proportional gradient is inversely proportional to the magnitude of the leg compliance, and the larger the amount of the leg compliance, the larger the proportional region with respect to the inclination angle of the robot (FIG. 8).

【0020】尚、この脚コンプライアンス制御は両脚支
持期に限って行うものではなく、片脚支持期にも行って
良い。また、脚コンプライアンス制御の発振を防ぎ、か
つ荷重変動の高周波成分を機械的に吸収させるため、図
9に示す様に、足関節18,20R(L)下部にばねや
ゴムなどの衝撃吸収機構を挿入しておくのが望ましい。
The leg compliance control is not limited to the two-leg support period, but may be performed during the one-leg support period. Also, as shown in FIG. 9, a shock absorbing mechanism such as a spring or rubber is provided below the ankle joint 18, 20R (L) to prevent oscillation of the leg compliance control and mechanically absorb the high frequency component of the load variation. It is desirable to insert it.

【0021】以上を前提として図4を参照して脚コンプ
ライアンス制御値の演算について説明すると、先ずS1
00で6軸力センサ36の検出値を取り込む。次いで、
S102においてZMP実測位置を求める。図10を参
照してその手法を説明すると、任意の原点まわりのモー
メントM→を求め、次いで力F→を求め、次いでM→=
F→×L→となる距離ベクトルL→を求めて、その距離
Lだけ平行移動させて床との交点を求めて終わる。
The calculation of the leg compliance control value will be described with reference to FIG.
At 00, the detection value of the six-axis force sensor 36 is fetched. Then
In S102, a ZMP actual measurement position is obtained. Referring to FIG. 10, the method will be described. A moment M → around an arbitrary origin is obtained, a force F → is obtained, and then M → =
The distance vector L → which is F → × L → is obtained, the object is translated in parallel by the distance L, and the intersection with the floor is obtained.

【0022】次いで、S104に進んでZMP実測位置
とZMP目標位置とを比較し、その偏差(前記した第1
の偏差)を算出する。具体的には、ずれ方向、即ち、Z
MP実測位置がZMP目標位置よりずれているときは、
前側にずれているか、後側にずれているかを判別すると
共に、その差(ずれ量)xを距離で算出する。続いてS
106に進んで算出された差xに所定のゲインKfと実
測床反力F(ないしはその上下方向(z方向)成分F
z)を乗じて足平の姿勢補正量を求める(床反力に乗じ
ない手法でも良い)。即ち、先に述べたように、ZMP
実測位置がZMP目標位置より前にずれていれば、図6
に示すように設計床反力中心(ZMP目標位置)まわり
に発生したモーメントがロボットを後傾させるが、前側
の足の足平を垂直に上げるか、後側の足の足平を垂直に
下げるか、あるいは前側の足の足平を垂直に上げると共
に、後側の足平を垂直に下げるように足平の姿勢補正量
を求めてS108で姿勢補正量に応じて足平の位置補正
を行うことにより、逆方向のモーメントを生じさせる、
即ち、ZMP実測位置をZMP目標位置に近づけること
ができて姿勢のバランスを回復させることができ、ロボ
ットを設計値通りの姿勢で歩行させることができる。
尚、このとき姿勢修正量(足平の持ち上げ高さ)は図8
に示すように、ずれ量xに応じて決定され、ずれ量xは
上体の傾斜角に比例することから姿勢修正量は上体の傾
斜角に比例する。即ち、ロボットの姿勢復元力と上体の
傾斜角との比をロボットの姿勢復元力係数とすると、上
体の傾斜角に応じて姿勢修正量を決定することにより、
ロボットの姿勢復元力係数を可能な限り一定の値とする
ことができる。即ち、ロボットを常にある一定の復元力
係数を持った倒立振子で近似することができ、線形な制
御特性を得ることができる。尚、姿勢の修正方向は、実
測ZMPが設計ZMPより後側にずれてロボットに前方
向のモーメントが作用しているときは足平の駆動方向を
逆にし、後側の足の足平を上げるか、前側の足の足平を
下げるか、ないしはその両方を行うように足平の姿勢補
正量を求めることになる。
Next, the process proceeds to S104, where the ZMP actual measurement position and the ZMP target position are compared, and the deviation (the first
Is calculated. Specifically, the shift direction, that is, Z
When the MP actual measurement position is shifted from the ZMP target position,
It is determined whether it is shifted to the front side or to the rear side, and the difference (shift amount) x is calculated by the distance. Then S
A predetermined gain Kf and an actually measured floor reaction force F (or a vertical component (z direction) component F thereof) are added to the calculated difference x at step 106.
z) to obtain a foot posture correction amount (a method that does not multiply the floor reaction force may be used). That is, as described above , ZMP
If the measured position is shifted before the ZMP target position, FIG.
Although the moment generated around design floor reaction force central (ZMP target position) as shown in causes the rearward inclination of the robot, or raising the foot of the front leg vertically lowering the foot of the rear leg vertically Alternatively, the posture of the foot is corrected so that the foot of the front foot is raised vertically and the foot of the rear foot is lowered vertically, and the position of the foot is corrected according to the posture correction amount in S108. This causes a reverse moment,
That is, the ZMP actual measurement position can be brought closer to the ZMP target position, the balance of the posture can be restored, and the robot can walk in the posture as designed.
At this time, the posture correction amount (the lifting height of the foot) is shown in FIG.
As shown in, is determined in accordance with the deviation amount x, the deviation amount x posture correction amount since it is proportional to the inclination angle of the body is proportional to the inclination angle of the body. That is, assuming that the ratio between the posture restoring force of the robot and the inclination angle of the body is the posture restoring force coefficient of the robot, the posture correction amount is determined according to the inclination angle of the body,
The posture restoring force coefficient of the robot can be made as constant as possible. That is, the robot can always be approximated by an inverted pendulum having a constant restoring force coefficient, and a linear control characteristic can be obtained. Note that the posture correction direction is such that when the measured ZMP is shifted rearward from the design ZMP and a forward moment is acting on the robot, the driving direction of the foot is reversed and the foot of the rear foot is raised. Alternatively, the posture correction amount of the foot is determined so as to lower the foot of the front foot or to perform both of them .

【0023】再び図3フロー・チャートに戻り、続いて
S22に進んで足平の位置・姿勢と腰の位置・姿勢とか
ら全12個の関節についてその目標角度を求める。尚、
S20の脚コンプライアンス制御値演算において図4フ
ロー・チャートによって足平の姿勢が補正されたとき
は、補正された姿勢に基づいて目標角度を求める。続い
てS24に進んで前記した傾斜センサ40の出力からロ
ボットの傾き(実姿勢傾斜角および実姿勢傾斜角速度)
を検出し、指令値との偏差を求めてその偏差が減少する
ように目標姿勢を修正する。尚、この修正についての
細な説明は省略する。続いてS26に進んで関節を目標
角度に追従制御する。これは、図2に示した第2の演算
装置62において制御するものであるが、この制御
の発明の要旨には関係しないので、詳細な説明は省略す
る。
Returning again to the flowchart of FIG. 3, the program proceeds to S22, in which the target angles of the twelve joints are obtained from the position and posture of the foot and the position and posture of the waist. still,
When the posture of the foot is corrected according to the flowchart of FIG. 4 in the calculation of the leg compliance control value in S20, the target angle is obtained based on the corrected posture. Then, the process proceeds to S24, where the inclination of the robot (the actual posture inclination angle and the actual posture inclination angular velocity) is determined from the output of the inclination sensor 40 described above.
Is detected, the deviation from the command value is calculated, and the deviation decreases .
To modify the target attitude so. A detailed description of this correction will be omitted. Then, the process proceeds to S26, in which the joint is controlled to follow the target angle. This is controlled by the second arithmetic unit 62 shown in FIG. 2, but since this control is not related to the gist of the present invention, detailed description is omitted.

【0024】この実施例は上記の如く構成したので、
めた第1および第2の偏差が減少するように前記複数本
の脚部のうちの少なくともいずれかの脚部の関節を駆動
する、より具体的には、修正した目標姿勢に前記ロボッ
トの関節変位を追従させ、よって前記求められた第1お
よび第2の偏差が減少するように、前記脚部(より詳し
くは図9に示す衝撃吸収機構)の弾性変形による応力を
生じさせることとなり、床に予期しない凹凸があってZ
MP実測位置がZMP目標位置からずれることがあって
も、その差を効果的に解消し、ZMP目標位置まわりに
ロボットを転倒させようとするモーメントが生じても、
それを打ち消すように構成した。即ち、ロボットを常に
ある一定の復元力を持った倒立振子で近似することがで
きる様にしたので、制御特性を線形にすることができて
制御系の設計が容易となり、他の姿勢安定化制御などの
組み合わせが容易となると共に、床に予期しない凹凸が
あっても安定して歩行することができる。またZMP実
測位置をZMP目標位置に一致させるように制御するこ
とから、着地衝撃も低減する(ここで着地衝撃は、床反
力のうちの大きなものを言う)。
[0024] Since this embodiment is configured as described above, determined
The plurality of pieces so that the first and second deviations are reduced.
Drives the joints of at least one of the legs
More specifically, the robot is moved to the corrected target posture.
To follow the joint displacement of the
The legs (more specifically) so that the second deviation is reduced.
Or the shock absorption mechanism shown in FIG.
And the floor has unexpected irregularities and Z
Even if the measured MP position deviates from the ZMP target position, the difference is effectively eliminated, and even if a moment is generated to overturn the robot around the ZMP target position,
It was constructed so as to cancel it. In other words, the robot can always be approximated by an inverted pendulum with a certain restoring force, so that the control characteristics can be made linear and the design of the control system becomes easy, and other posture stabilization control This facilitates the combination and facilitates stable walking even when unexpected irregularities are present on the floor. Also since the control to match the ZMP actual measurement position on the ZMP target position, landing impact is also reduced (where landing impact refers to large ones of the floor reaction force).

【0025】図11はこの発明の第2の実施例を示す、
図4と同様の脚コンプライアンス制御値演算サブルーチ
ン・フロー・チャートである。第1実施例と相違する点
に焦点をおいて説明すると、ずれ方向とずれ量xを求め
た後(S200〜S204)、S206に進んで図6末
尾に示す様に、床と足平の関係を一定に保ったまま床を
傾斜させたと仮想したときの座標回転角を図示の如く求
め、S208に進んで両足平の位置・姿勢をZMP目標
位置まわりに上記回転角だけ回転させる様に、姿勢を修
正する。ここで、床の傾斜角θは、θ=ずれ量x・ゲイ
ンKf、で決定する。
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a leg compliance control value calculation subroutine similar to FIG. 4. Explaining focusing on the differences from the first embodiment, the shift direction and the shift amount x are obtained (S200 to S204), and then the process proceeds to S206, as shown at the end of FIG. As shown in the figure, the coordinate rotation angle when assuming that the floor is tilted while keeping the constant is obtained as shown in the figure, and the process proceeds to S208, and the position and posture of both feet are rotated around the ZMP target position by the rotation angle described above. To correct. Here, the floor inclination angle θ is determined by θ = shift amount x gain Kf.

【0026】この実施例の場合、図6末尾に示す様に実
測ZMP位置が前にずれている場合には、後側の足平が
実際の床(実線で示す)を強く蹴ることとなって床反力
を生じさせ、ZMP実測位置をZMP目標位置に近づけ
ることができる。即ち、この場合も図6上部に示したモ
ーメントと逆方向のモーメントを生じさせることができ
て、姿勢の崩れを防ぐことができる。また、この実施例
においても、ずれ量に比例した復元力を与えることがで
きる。即ち、復元力係数を一定にして線形な制御特性を
得ることができる。
In this embodiment, when the measured ZMP position is shifted forward as shown at the end of FIG. 6, the foot on the rear side strongly kicks the actual floor (shown by the solid line). A floor reaction force is generated, and the measured ZMP position can be brought closer to the ZMP target position. That is, also in this case, a moment in the opposite direction to the moment shown in the upper part of FIG. 6 can be generated, and the posture can be prevented from being collapsed. Also in this embodiment, a restoring force proportional to the amount of displacement can be provided. That is, a linear control characteristic can be obtained with a constant restoring force coefficient.

【0027】図12はこの発明の第3実施例を示す、先
の図3と同様のフロー・チャートである。第1実施例
(ないしは第2実施例)と相違する点に焦点をおいて説
明すると、この実施例においてはS300〜S306で
脚コンプライアンス制御値を演算した後、S308に進
んで無理な姿勢にならない腰の上下方向(z方向)高さ
を求め、次いでS310に進んで脚コンプライアンス制
御を行って足平位置・姿勢を修正してもZMPが目標位
置になる様に、腰の水平加速度と水平位置とを求め、S
312に進んで足平位置・姿勢および腰の位置・姿勢
(S306のサブルーチンにおいて修正されたときはそ
の修正値)に基づいて目標関節角度を求める。尚、以後
のS314,S316を含む残余の構成は第1実施例
(ないしは第2実施例)と異ならない。
FIG. 12 is a flow chart similar to FIG. 3 but showing a third embodiment of the present invention. The following description focuses on the differences from the first embodiment (or the second embodiment). In this embodiment, after calculating the leg compliance control values in S300 to S306, the process proceeds to S308, and the posture is not excessive. The height of the waist in the vertical direction (z direction) is obtained, and then the process proceeds to S310, where the leg compliance control is performed to correct the foot position and posture, so that the horizontal acceleration and the horizontal position of the waist are set so that the ZMP is at the target position. And S
Proceeding to 312, a target joint angle is determined based on the foot position / posture and the waist position / posture (correction values when corrected in the subroutine of S306). The remaining configuration including S314 and S316 is not different from the first embodiment (or the second embodiment).

【0028】即ち、脚コンプライアンス制御は、床の凹
凸や傾斜などによる外乱があっても、ZMP実測位置が
ZMP目標位置からずれない様にすることが主目的であ
るので、脚コンプライアンス制御を行ってもZMP目標
位置自体は、ずれないことが望ましい。即ち、脚コンプ
ライアンス制御によって足平の姿勢を修正するのみでZ
MP実測位置をZMP目標位置に戻すことができるが、
その結果、上体の姿勢が変化してZMP目標位置自体が
所期の位置からずれることも起こり得る。ここで、脚の
質量、特に先端の質量が上体に比べて十分に小さけれ
ば、設計ZMP位置のずれは無視することができるの
で、上体の水平位置は基準歩容のままで良い。図1に示
した構成において足平22の質量は上体24に比して十
分に小さいとは言い難いが、第1実施例(ないしは第2
実施例)の場合には脚コンプライアンス制御を行うこと
による上体への影響は実質的には非常に小さいと考え
て、無視した。それに対して第3実施例では図示した如
く、上体の水平方向の位置、加速度を修正したものであ
る。よって、第1実施例(ないしは第2実施例)の効果
に加えて、姿勢安定化を一層精緻に行うことができる効
果を有する。尚、第3実施例において、S308の腰の
上下方向高さの修正は行わなくても良い。
That is, the leg compliance control is performed mainly to prevent the measured ZMP position from deviating from the ZMP target position even if there is disturbance due to unevenness or inclination of the floor. It is also desirable that the ZMP target position itself does not shift. That is, only by correcting the foot posture by leg compliance control, Z
The MP measurement position can be returned to the ZMP target position,
As a result, the posture of the body may change, and the ZMP target position itself may deviate from the expected position. Here, if the mass of the legs, especially the mass of the tip, is sufficiently smaller than that of the upper body, the deviation of the design ZMP position can be ignored, and the horizontal position of the upper body can be the same as the reference gait. In the configuration shown in FIG. 1, it is difficult to say that the mass of the foot 22 is sufficiently smaller than that of the upper body 24, but the first embodiment (or the second embodiment)
In the case of Example), the effect on the upper body caused by performing the leg compliance control was considered to be substantially very small, and was ignored. On the other hand, in the third embodiment, as shown, the horizontal position and acceleration of the body are corrected. Therefore, in addition to the effects of the first embodiment (or the second embodiment), there is an effect that the posture can be stabilized more precisely. In the third embodiment, the correction of the waist height in the vertical direction in S308 may not be performed.

【0029】尚、脚コンプライアンス動作が小さけれ
ば、脚コンプライアンス制御値演算サブルーチンを歩容
生成2の途中またはその後に移しても良い。そうする
ときは、歩容生成部1と歩容生成部2の演算を予めオフ
ラインで行っておくことができるので、演算能力の低い
コンピュータを用いるとき好都合である。
[0029] Incidentally, the smaller the leg compliance operation, may be transferred to the leg compliance control value calculation subroutine gait generator 2 during or subsequently. In doing so, the calculations of the gait generator 1 and the gait generator 2 can be performed off-line in advance, which is convenient when using a computer with low computational power.

【0030】図13はこの発明の第4実施例を示す、先
の図4(第1実施例)、図11(第2実施例)と同様
な、脚コンプライアンス制御値演算に関するサブルーチ
ン・フロー・チャートである。同図を参照して説明する
と、S400において6軸力センサ検出値を取り込んだ
後、S402に進んでZMP目標位置まわりに実際に発
生しているモーメントを求め、S404に進んで実モー
メントとモーメント指令値(通常は零に設定)との差を
求め、S406,S408に進んで第2実施例と同様に
偏差にゲインを乗じて座標回転角を求め、それに応じて
両足平の位置・姿勢修正量を求める様にした。
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention. Similar to FIG. 4 (first embodiment) and FIG. 11 (second embodiment), a subroutine flow chart relating to leg compliance control value calculation is shown. It is. Referring to the figure, after the values detected by the six-axis force sensor are taken in S400, the flow proceeds to S402 to obtain the moment actually generated around the ZMP target position, and proceeds to S404 to obtain the actual moment and the moment command. The difference from the value (usually set to zero) is obtained, and the process proceeds to S406 and S408, where the deviation is multiplied by the gain as in the second embodiment to obtain the coordinate rotation angle. I asked for.

【0031】第4実施例は実測の床反力の分解のしかた
において従前の実施例と異なる。即ち、従前の実施例に
おいてはモーメントなしの力だけのベクトルで床反力を
分解したときの作用点位置に着目したのに対し、第4実
施例においてはZMP目標位置にかかる値を力とモーメ
ントに分解したときのモーメントに着目したものであ
り、その意味では従前の検出手法と本質的には相違な
い。
The fourth embodiment differs from the previous embodiment in the method of decomposing the measured floor reaction force. That is, while the previous embodiment focuses on the action point position when the floor reaction force is decomposed by a vector of only a force without a moment, in the fourth embodiment, the value applied to the ZMP target position is defined as the force and moment. It focuses on the moment when it is decomposed into, and in that sense, it is not essentially different from the conventional detection method.

【0032】尚、第4実施例において図13サブルーチ
ン・フロー・チャートに従って脚コンプライアンス制御
値を演算した後、目標関節角度を算出することになる
が、その際には第1実施例の図3に示す様に上体の位置
・姿勢を修正しない様にしても良く、あるいは第3実施
例の図12に示す様に上体の水平方向の位置・加速度を
修正しても良い。第4実施例の効果としてはZMP目標
位置まわりにモーメントを直接的に検出して脚コンプラ
イアンス制御値を決定することから、従前の実施例に比
して一層線形で安定した姿勢制御を実現することができ
る。
In the fourth embodiment, the target joint angle is calculated after calculating the leg compliance control value in accordance with the subroutine flowchart of FIG. 13. In this case, FIG. 3 of the first embodiment is used. As shown, the position / posture of the body may not be corrected, or the position / acceleration of the body in the horizontal direction may be corrected as shown in FIG. 12 of the third embodiment. As an effect of the fourth embodiment, since the leg compliance control value is determined by directly detecting the moment around the ZMP target position, a more linear and stable posture control is realized as compared with the previous embodiment. Can be.

【0033】この第4実施例を図14のブロック線図に
基づいて平地歩容について説明する(基準歩容が勾配θ
1の斜面の歩容なら、下記説明においてΔθおよびΔθ
commをθ1+Δθおよびθ1+Δθcommに置き
換えれば良い)。図において、設定された位置・姿勢か
ら各関節の変位を求める、いわゆる逆キネマティクス演
算部では、基準歩容において床をΔθcomm傾けたと
きの姿勢を計算する。変位コントローラによって、図1
に示したロボットの関節変位が、逆キネマティクス演算
部から出される姿勢指令に追従する。図1に示したロボ
ットを完全剛体であると想定し、実関節変位から得られ
る姿勢にいて、ロボットと足平接地面接線(図中のA
Aダッシュ線)とがなす相対角度をΔθとする。変位コ
ントローラの追従性が十分高ければ、ΔθはΔθcom
mに一致する。このとき、ロボットと床の相対角度か
ら、ZMP目標位置まわりの床反力実モーメントMまで
の伝達関数Gは、数1に示すようになる。
The fourth embodiment will be described with reference to a flat gait based on the block diagram of FIG.
If the gait is on the slope of 1, the following description will show Δθ and Δθ
comm may be replaced by θ1 + Δθ and θ1 + Δθcomm). In the figure, a so-called reverse kinematics calculation unit that calculates the displacement of each joint from the set position and posture calculates the posture when the floor is inclined by Δθcomm in the reference gait. Fig. 1
The robot joint displacement shown in (1) follows the posture command issued from the inverse kinematics calculation unit. The robot illustrated in FIG. 1 assumes that perfect rigid body, and have One the attitude obtained from the actual joint displacement, robots and foot ground surface tangent (A in FIG.
(A dash line) is defined as Δθ. Is sufficiently high follow-up performance of the displacement controller, is Δθ Δ θ com
matches m. In this case, the transfer function G from the robot and the relative angle of the floor, to a floor reaction force actual moment M about the ZMP target position is as shown in Equation 1.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】これは、図15に示す如く、バネ定数1/
(1/Kleg+Kf)の曲げバネと等価である。
This is because, as shown in FIG.
It is equivalent to a bending spring of (1 / Kleg + Kf).

【0036】この第4実施例においては、ロボットが予
期しない凹凸を踏むなどして目標ZMP位置まわりにモ
ーメントが生じたとき、それを直接的に検出してそのモ
ーメントの大きさに比例する座標回転角を仮想的に求
め、その仮想的な角度だけ足平の位置・姿勢を目標ZM
P位置まわりに回転させる様に修正する、即ち、目標Z
MP位置まわりに生ずるモーメントを直接的に検出し、
それを打ち消す様に同一位置まわりに逆方向のモーメン
トを生じさせる様にしたので、第1ないし第3実施例の
場合に比して、前にも述べた如く、一層制御特性の線形
化と姿勢の安定化制御を実現することができる。更に、
上体についても図12に示したと同様に水平方向の位置
・加速度を修正するときは、なお一層的確に制御特性の
線形化と姿勢の安定化を図ることができる。
In the fourth embodiment, when a moment is generated around the target ZMP position due to the robot stepping on unexpected irregularities or the like, the moment is directly detected and coordinate rotation is performed in proportion to the magnitude of the moment. The angle is virtually obtained, and the position / posture of the foot is set to the target ZM by the virtual angle.
Correct to rotate around P position, ie, target Z
Directly detecting the moment generated around the MP position,
Since a moment in the opposite direction is generated around the same position so as to cancel this, as described above, the linearization of the control characteristic and the posture are further achieved as compared with the first to third embodiments. Can be realized. Furthermore,
When correcting the position / acceleration of the upper body in the horizontal direction in the same manner as shown in FIG. 12, the linearization of the control characteristics and the stabilization of the posture can be achieved even more accurately.

【0037】尚、ZMP目標位置は連続的にまたは断続
的に移動することから、急激にZMP目標位置が移動す
る歩容に対しては、モーメント計算中心や脚コンプライ
アンス動作の回転中心をZMP目標位置にとると、急激
な挙動変化が発生しやすくなって、跳ねるなどして安定
して歩行することができなくなる恐れがある。従って、
この様な歩容に対してはモーメント計算中心や脚コンプ
ライアンス動作の回転中心を、ZMP目標位置に近い
が、それよりも穏やかに移動する点、例えばZMP目標
位置にフィルタをかけてスムーズィングした点において
も良い。
Since the ZMP target position moves continuously or intermittently, for a gait in which the ZMP target position moves rapidly, the moment calculation center and the rotation center of the leg compliance operation are set to the ZMP target position. In such a case, a sudden change in the behavior is likely to occur, and there is a possibility that the user cannot stably walk due to bouncing or the like. Therefore,
For such a gait, the moment calculation center and the rotation center of the leg compliance operation are close to the ZMP target position but move more gently, for example, a point where the ZMP target position is filtered and smoothed. Is good.

【0038】図16はこの発明の第5実施例を示す、第
4実施例の図13と同様の脚コンプライアンス制御値演
算サブルーチン・フロー・チャートであって、第4実施
例と相違する点は、ZMP目標位置に代えて、基準点、
例えば支持脚のくるぶし(図1において足関節18,2
0R(L)の交点)の床面への投影点まわりのモーメン
トを求め、その点まわりに回転させるものである(S5
02,S508)。他のステップを含む残余の構成は第
4実施例と同様であり、上体の修正の有無も第4実施例
と同様である。床反力モーメントを求めるのが若干容易
となる反面、第4実施例に比して若干制御値が劣るのを
除けば、効果も第4実施例と同様である。尚、基準点は
移動する点であっても良い。
FIG. 16 is a flow chart showing a leg compliance control value calculation subroutine similar to that of FIG. 13 of the fourth embodiment, showing a fifth embodiment of the present invention. Instead of the ZMP target position, a reference point,
For example, ankles of supporting legs (ankle joints 18, 2 in FIG. 1)
The moment around the point of projection of 0R (L) on the floor is determined, and the moment is rotated around that point (S5).
02, S508). The rest of the configuration including the other steps is the same as in the fourth embodiment, and whether or not the body is modified is also the same as in the fourth embodiment. The floor reaction force moment is slightly easier to obtain, but the effect is the same as that of the fourth embodiment except that the control value is slightly inferior to that of the fourth embodiment. Note that the reference point may be a moving point.

【0039】図17は第6実施例を示しており、従前の
実施例と相違する点は、ZMP目標位置から遠い側の足
平を激しく移動させると脚が発振する恐れがあることか
ら、図18に示す様に、遠い側の足平の回転座標上の移
動角度θ1を、近い側の足平のそれθ2に比し、小さく
した。尚、足平の駆動手法を第2実施例に従ったが、第
1実施例の上下動についても妥当するものであり、また
上体についても修正してもしなくても良い。
FIG. 17 shows the sixth embodiment. The difference from the previous embodiment is that if the foot farther from the ZMP target position is moved violently, the legs may oscillate. As shown in FIG. 18, the movement angle θ1 of the foot on the far side on the rotational coordinate is smaller than that of the foot on the near side θ2. Although the driving method of the foot is in accordance with the second embodiment, the vertical movement of the first embodiment is also appropriate, and the upper body may or may not be modified.

【0040】図19はこの発明の第7実施例を示してお
り、進行方向に向かって横への転倒力がかかる場合に対
処するものである。即ち、従前の実施例は進行方向、即
ち、y軸まわりに作用するモーメントMyを検出して制
御値を演算するものであったが、この実施例の場合、横
方向(x軸まわり)のモーメントMxも検出して制御値
を演算する様にした(S700〜S708)。尚、第2
実施例に準処して説明したが、この手法は他の実施例に
も妥当する。またモーメントを用いたが、横方向の力F
yを用いても良い。
FIG. 19 shows a seventh embodiment of the present invention, which deals with a case where a lateral overturning force is applied in the traveling direction. That is, in the previous embodiment, the control value was calculated by detecting the traveling direction, that is, the moment My acting around the y-axis, but in this embodiment, the moment in the lateral direction (around the x-axis) was calculated. Mx is also detected to calculate the control value (S700 to S708). The second
Although described according to the embodiment, this technique is also applicable to other embodiments. Although the moment was used, the lateral force F
y may be used.

【0041】図20はこの発明の第8実施例を示してお
り、第4実施例に関して示した図14のブロック線図に
おいて、ロボット本体と床との間にフィルタ80を介挿
したものである。例えばこのフィルタの伝達関数を1/
(1+TS)(ただし、Tは時定数)とする。変位コン
トローラの追従性が十分高いとすると、ΔθはΔθco
mmに一致する。従って、ロボットと床との間の相対角
度からZMP目標位置まわりの床反力実モーメントMま
での伝達関数Gは、数2に示す様になる。
FIG. 20 shows an eighth embodiment of the present invention. In the block diagram of FIG. 14 showing the fourth embodiment, a filter 80 is interposed between the robot main body and the floor. . For example, the transfer function of this filter is 1 /
(1 + TS) (where T is a time constant). Assuming that the followability of the displacement controller is sufficiently high, Δθ is Δθco
mm. Accordingly, the transfer function G from the relative angle between the robot and the floor to the actual floor reaction force moment M around the ZMP target position is as shown in Expression 2.

【0042】[0042]

【数2】 (Equation 2)

【0043】脚剛性Klegが十分高ければ、1/Kl
egは無視することができ、同式は数3の様になる。
If the leg rigidity Kleg is sufficiently high, 1 / Kl
eg can be ignored, and the equation becomes as shown in Equation 3.

【0044】[0044]

【数3】 (Equation 3)

【0045】これは、図21に示す様に、ネジリバネと
ネジリダンパを並列に組んだ機構と等価である。即ち、
ロボット本体と床との間にメカニカルダンパを挿入した
のと等価なダンピング効果を得ることができ、遊脚が着
地したときの跳びはねを防ぐことができる。また、かか
るローパスフィルタをコンプライアンス制御のフィード
バックループに挿入するため、副次的な効果として、高
周波に対するループゲインを下げることができ、コンプ
ライアンス制御系の安定度が高まり、発振を防ぐことが
できる。また6軸力センサ36から進入する高周波ノイ
ズを除去することもできる。
This is equivalent to a mechanism in which a torsion spring and a torsion damper are assembled in parallel as shown in FIG. That is,
A damping effect equivalent to inserting a mechanical damper between the robot body and the floor can be obtained, and jumping when the free leg lands can be prevented. Further, since such a low-pass filter is inserted into the feedback loop of the compliance control, as a secondary effect, the loop gain for high frequencies can be reduced, the stability of the compliance control system can be increased, and oscillation can be prevented. In addition, high frequency noise entering from the six-axis force sensor 36 can be removed.

【0046】図22ないし図28はこの発明の第9実施
例を示す。
FIGS. 22 to 28 show a ninth embodiment of the present invention.

【0047】脚式移動ロボットにおいて、関節を変位制
御で駆動する場合、上に述べた脚コンプライアンス制御
を行わないとき、歩行中の両脚支持期に姿勢が少しでも
前に傾くと、後側の足平が床から離れて全荷重が前側の
足平に乗るため、後ろに戻そうとする極めて大きな復元
力が発生する。即ち、前記した復元力係数が、両脚支持
期では極めて大きくなる。従って、この様な状態でさら
に上体の傾きあるいは重心のずれを両脚の動きにフィー
ドバックする姿勢安定化制御を行うと、復元力係数がさ
らに大きくなり、それに見合った十分なダンピング効果
を与えることができなくなる。この結果、かえって姿勢
を不安定にしてしまう。従って、この実施例では、上に
述べた脚コンプライアンス制御を行いつつ、上体の傾き
に応じて姿勢安定化制御を行う様にした。尚、上に述べ
た脚コンプライアンスを行う代わりに、関節をトルク制
御で駆動することによっても脚にコンプライアンスを与
えることができるが、ロボットと床との相対位置に対応
するコンプライアンス特性は、姿勢によって大きく変化
するため、床の凹凸・傾斜などに対する外乱抑制特性が
一致しない。
In a legged mobile robot, when the joint is driven by displacement control, if the above-described leg compliance control is not performed, and if the posture leans forward even a little during the two leg support period during walking, the rear foot Since the flat is off the floor and the entire load is on the front foot, an extremely large restoring force is generated to return to the rear. That is, the above-mentioned restoring force coefficient becomes extremely large during the two-leg supporting period. Therefore, if the posture stabilization control that feeds back the inclination of the body or the shift of the center of gravity to the movement of the two legs in such a state is further performed, the restoring force coefficient is further increased, and a sufficient damping effect corresponding thereto can be provided. become unable. As a result, the posture becomes rather unstable. Therefore, in this embodiment, the posture stabilization control is performed according to the inclination of the body while performing the leg compliance control described above. In addition, instead of performing the leg compliance described above, compliance can be given to the leg by driving the joint by torque control.However, the compliance characteristic corresponding to the relative position between the robot and the floor greatly depends on the posture. Therefore, the disturbance suppression characteristics for unevenness and inclination of the floor do not match.

【0048】以下、図22ないし図23フロー・チャー
トを参照して第9実施例を説明する。
The ninth embodiment will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.

【0049】図22は第3実施例に関して説明した図1
2と同様のメインルーチン・フロー・チャートであっ
て、相違する点は、そのS810において脚コンプライ
アンス制御値のみならず、安定化制御値も演算する点で
ある。図23はその演算を示すサブルーチン・フロー・
チャートであり、実モーメントと指令値との差(前記し
た第1の偏差)を求めた後(S900〜S904)、S
906において図示の如く、上体の実傾斜角度と傾斜角
速度と指令値との偏差(前記した第2の偏差)に所定の
ゲインを乗じて安定化制御値を求め、脚コンプライアン
ス制御値に合算して座標回転角を求め、S908におい
てその値に修正するようにした。このように、安定化制
御値と脚コンプライアンス制御値で同一の関節を対象と
するようにしたことで、制御を簡易にしている。
FIG. 22 is a view for explaining the third embodiment shown in FIG.
2 is the same main routine flow chart as that of FIG. 2 except that in S810, not only the leg compliance control value but also the stabilization control value is calculated. FIG. 23 is a subroutine flow diagram showing the operation.
Is a chart showing the difference between the actual moment and the command value (see above).
(First deviation) obtained (S900-S904), then S
At 906, a stabilization control value is obtained by multiplying a predetermined gain by a deviation (the above-described second deviation) between the actual inclination angle, the inclination angular velocity, and the command value of the body, and adds the result to the leg compliance control value. calculated coordinate rotation angle Te, and so as to modify its value in S908. In this way, it has to be directed to the same joints stabilization control value and the leg compliance control value, and controls the easily.

【0050】図24はそれを示すブロック線図であり、
図示の如く、PD制御を用いて上体の姿勢安定化制御を
行っている。ここで、前記した様に、ΔθがΔθcom
mに一致し、ZMP実測位置がZMP目標位置に一致す
ると仮定すると、図24は図25の様に変形することが
できる。図25から明らかな様に、ロボットと制御系と
を合わせてトータルなシステムは線形であり、従って、
姿勢傾斜安定化制御には、古典制御理論、最適制御理
論、ロバスト制御理論などの様々な線形制御理論を適用
することができる。図26に状態フィードバック制御を
用いた例を示す。
FIG. 24 is a block diagram showing this.
As shown, the posture stabilization control of the upper body is performed using PD control. Here, as described above, Δθ is Δθcom
m, and assuming that the measured ZMP position matches the ZMP target position, FIG. 24 can be modified as shown in FIG. As is clear from FIG. 25, the total system including the robot and the control system is linear, and
Various linear control theories such as classical control theory, optimal control theory, and robust control theory can be applied to the attitude tilt stabilization control. FIG. 26 shows an example using the state feedback control.

【0051】第9実施例においては上記の如く構成した
ことから、求めた第1および第2の偏差が減少するよう
に前記複数本の脚部のうちの少なくともいずれかの脚部
の関節を駆動する、より具体的には、修正した目標姿勢
に前記ロボットの関節変位を追従させ、よって前記求め
られた第1および第2の偏差が減少するように、前記脚
部(より詳しくは図9に示す衝撃吸収機構)の弾性変形
による応力を生じさせることとなり、関節部の摩耗や慣
性の影響によって実用化が困難な関節トルク制御を用い
ることなく、姿勢安定化制御を実現することができる。
即ち、両足平の変位を設計値から故意にずらすと、脚コ
ンプライアンス制御により、ずらし量に応じた姿勢復元
力が発生する。従って、上体傾斜フィードバックによる
姿勢安定化制御において、復元力を発生させるために操
作量には、両足平の変位ずらし量を用いることができ
る。また片脚支持期、両脚支持期の如何にかかわらず、
ロボットの姿勢復元力係数をほぼ一定に保たせることが
できるので、ロボットを常にある一定の復元力を持った
倒立振子に近似することができ、制御系を線形近似でき
て、姿勢安定化制御則を容易に設計することができる。
また床に予期しない凹凸・傾斜があっても、その影響を
あまり受けずに鉛直方向に対する上体の傾きが、ほぼ設
計値通りに維持されたまま歩行させることができる。
In the ninth embodiment, since the configuration is as described above, the first and second deviations obtained are reduced.
At least one of the plurality of legs
Drive the joints, more specifically, the corrected target posture
Follow the joint displacement of the robot.
Said legs so that the first and second deviations are reduced.
Elastic deformation of the part (more specifically, the shock absorbing mechanism shown in FIG. 9)
Will be generated stress due to, without using a practical use is difficult to joint torque control by the effect of wear and inertia of the joint portion, it is possible to realize a posture stabilization control.
That is, if the displacement of both feet is intentionally shifted from the design value, the leg compliance control generates a posture restoring force corresponding to the shift amount. Therefore, in the posture stabilization control based on the body tilt feedback, the displacement of both feet can be used as the operation amount in order to generate the restoring force. Also, regardless of whether it is a single leg support period or a double leg support period,
Since the posture restoring force coefficient of the robot can be kept almost constant, the robot can always be approximated as an inverted pendulum with a certain restoring force, and the control system can be linearly approximated, and the posture stabilization control law Can be easily designed.
Also, even if there is unexpected unevenness or inclination on the floor, it is possible to walk while maintaining the inclination of the upper body with respect to the vertical direction almost as designed, without being affected so much.

【0052】ここで、図25に示すフィルタ800には
後で述べる様に第8実施例で述べたと同じ構成が適用可
能であるが、ここでは別の例としてフィルタの伝達特性
を1にして更に検討を加える。即ち、制御系の動特性に
着目するために、床反力モーメント指令を0とみなして
コンプライアンス制御をまとめると、図25は図27の
様に変形することができる。図27は、図28に示すバ
ネとアクチュエータとを持つ倒立振子と等価である。こ
の様に単純化すると、様々な線形制御理論の適用が可能
となるだけでなく、単純モデルの挙動からロボットの姿
勢制御を類推することができるので、応答性や各種外乱
に対する抑制特性など種々な特性の最適な組み合わせ
が、実験やシミュレーションを多く重ねなくても、容易
に見つけだすことができる。尚、フィルタ800には図
20と同じ様に、メカニカルダンパと等価なダンピング
効果を与えて良いことは言うまでもない。即ち、上体の
傾き角をフィードバックする姿勢制御において、図23
で示した様に、安定性を高めるために上体の傾き角速度
(または接地点と重心とを結ぶ直線の傾き角速度)もフ
ィードバックするが、リンク系の剛性不足や歩容の滑ら
か不足などで上体が高い周波数で振動すると、傾き角速
度に大きな高周波変動が発生するため、傾き角速度フィ
ードバックゲインを大きくすると、脚が振動または発振
してしまう恐れがある。そこで、第8実施例で用いたの
と同じフィルタを用いると、傾き角速度フィードバック
を補って姿勢制御系の安定度を高めることができるの
で、傾き角速度フィードバックゲインを小さめに設定し
ても、十分な安定性を確保することができる。尚、遊脚
が着地したときの跳びはねを防止するなどの効果は第8
実施例と同様である。
Here, the same configuration as that described in the eighth embodiment can be applied to the filter 800 shown in FIG. 25 as will be described later. Add consideration. That is, if attention is paid to the dynamic characteristics of the control system and the compliance control is summarized by regarding the floor reaction force moment command as 0, FIG. 25 can be modified as shown in FIG. FIG. 27 is equivalent to the inverted pendulum having the spring and the actuator shown in FIG. This simplification enables not only the application of various linear control theories, but also the inference of robot attitude control from the behavior of a simple model. The best combination of properties can be easily found without much experimentation and simulation. Needless to say, the filter 800 may have a damping effect equivalent to a mechanical damper, as in FIG. That is, in the posture control for feeding back the inclination angle of the body, FIG.
As shown in, the inclination angle velocity of the body (or the inclination angle of the straight line connecting the ground point and the center of gravity) is also fed back in order to enhance stability. However, due to insufficient link system rigidity and insufficient gait, etc. When the body vibrates at a high frequency, a large high-frequency fluctuation occurs in the tilt angular velocity. Therefore, when the tilt angular velocity feedback gain is increased, the legs may vibrate or oscillate. Therefore, if the same filter as that used in the eighth embodiment is used, the stability of the attitude control system can be increased by supplementing the tilt angular velocity feedback. Stability can be ensured. The effect of preventing jumping when the free leg lands is the eighth effect.
This is the same as the embodiment.

【0053】尚、上記実施例において種々の例を示した
が、変形例はこれに止まるものではない。即ち、この制
御においては、整理すると、 1.検出対象 a.ZMP目標位置とZMP実測位置とのずれ量 b.ZMP目標位置まわりの床反力によって発生する力
のモーメント c.基準点まわりの床反力によって発生する力のモーメ
ント 2.足平の動作 a.片足の上下 b.両足の上下 c.足平の回転 d.ZMP目標位置から遠い側の足平の動作量を他の足
平のそれに対して小さくする 3.上体の水平方向の動作 a.基準歩容保持 b.水平方向について位置、加速度を修正 4.上体の上下方向の動作 a.基準歩容保持 b.腰高さを再計算 5.上体の姿勢安定化制御 a.行わない b.行う となるが、これらは全て組み合わせ可能であり、実施例
に示したのはその一例に過ぎない。
Although various examples have been shown in the above embodiment, the modifications are not limited thereto. That is, in this control, the following are arranged. Detection target a. Amount of deviation between ZMP target position and ZMP actual measurement position b. Moment of force generated by floor reaction force around ZMP target position c. 1. Moment of force generated by floor reaction force around reference point Foot movement a. Up and down one leg b. Upper and lower legs c. Foot rotation d. 2. Reduce the amount of movement of the foot farther from the ZMP target position than that of the other foot. Horizontal movement of upper body a. Maintain reference gait b. 3. Correct position and acceleration in the horizontal direction. Vertical movement of upper body a. Maintain reference gait b. 4. Recalculate waist height Upper body posture stabilization control a. No b. However, all of these can be combined, and the examples are only examples.

【0054】また上記において、歩行データを予め設定
しておく場合に適用する例を示したが、それに限られる
ものではなく、歩行のときリアルタイムに求める様にし
た技術に適用させても良い。
In the above description, an example is shown in which the present invention is applied to the case where the walking data is set in advance. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a technique in which the walking data is obtained in real time.

【0055】また上記において、2足歩行の脚式移動ロ
ボットを例にとって説明してきたが、それに限られるも
のではなく、3足以上の脚式移動ロボットにも妥当する
ものである。
In the above description, a legged mobile robot that walks on two legs has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to a legged mobile robot having three or more legs.

【0056】[0056]

【発明の効果】請求項1項にあっては、上体24、およ
びそれに関節を介して連結される複数本の脚部(脚部リ
ンク2)を備える脚式移動ロボットの歩行制御装置に
おいて、前記ロボットに作用する床反力を測定してその
作用点たるZMP実測位置を検出する検出手段(6軸力
センサ36、制御ユニット26、S20、S306、S
100、S102、S200、S202)、前記検出さ
れたZMP実測位置を目標とするZMP位置と比較し、
その偏差(ずれ方向、ずれ量X)を第1の偏差として求
めるZMP偏差算出手段(制御ユニット26、S20、
S306、S104、S204)前記上の傾斜角度
および/または傾斜角速度を検出する検出手段(傾斜セ
ンサ40、制御ユニット26)および前記検出された
上体の傾斜角度および/または傾斜角速度を指令値と比
較し、その偏差を第2の偏差として求める傾斜偏差算出
手段(制御ユニット26、S24、S314)、を備え
ると共に、前記求めた第1および第2の偏差が減少する
ように前記複数本の脚部のうちの少なくともいずれかの
脚部の関節(10〜20R,L)を駆動する(電動モー
タ、制御ユニット26、S24、S26、S314、S
316)ように構成したので、上体傾斜フィードバック
による姿勢安定化制御において復元力を発生させるため
に操作量には脚部関節の変位ずらし量を用いることがで
き、関節部の摩耗や慣性の影響によって実用化が困難な
関節トルク制御を導入することなく、制御系を線形近似
することができ、姿勢安定化制御を容易に実現すること
ができる。また予期しない凹凸に遭遇したときも姿勢の
崩れを極力抑えることができて設計値通りの姿勢を保持
することができると共に、着地時の衝撃も効果的に吸収
することができる。
According to the first aspect, the upper body 24,
And a plurality of legs connected to it via joints (leg
In the walking control device of the legged mobile robot 1 having the link 2) , the floor reaction force acting on the robot is measured, and the
Detecting means for detecting the ZMP actual measurement position as the action point (6-axis force
Sensor 36, control unit 26, S20, S306, S
100, S102, S200, S202), the detected
Comparing the measured ZMP actual position with the target ZMP position,
The deviation (deviation direction, deviation amount X) is obtained as a first deviation.
ZMP deviation calculating means (control unit 26, S20,
S306, S104, S204), inclined obliquely angle of the upper body
And / or detecting means for detecting an inclination oblique angular velocity (gradient Se
Capacitors 40, the control unit 26), and the detected
Inclination deviation calculating means (control units 26, S24, S314) for comparing the inclination angle and / or the inclination angular velocity of the body with the command value and obtaining the deviation as a second deviation.
And the obtained first and second deviations decrease.
It said plurality of legs, at least one of the legs of the joint of the (10~20R, L) to drive (electric motor as
Data, control unit 26, S24, S26, S314, S
316), the displacement of the leg joint can be used as the operation amount in order to generate the restoring force in the posture stabilization control by the body tilt feedback, and the influence of the wear and inertia of the joint portion can be used. Accordingly, the control system can be linearly approximated without introducing joint torque control which is difficult to put into practical use, and posture stabilization control can be easily realized. In addition, when unexpected irregularities are encountered, the collapse of the posture can be suppressed as much as possible, the posture as designed can be maintained, and the impact at the time of landing can be effectively absorbed.

【0057】請求項2項にあっては、上体24と、それ
に関節を介して連結される複数本の脚部(脚部リンク
2)を備える脚式移動ロボット1の歩行制御装置におい
て、前記ロボットの目標姿勢を生成する目標歩容生成手
段(制御ユニット26、S10〜S18、S300〜S
304、S308、S310)、前記ロボットに作用す
る床反力を測定してその作用点たるZMP実測位置を検
出する検出手段(6軸力センサ36、制御ユニット2
6、S20、S306、S100、S102、S20
0、S202)、前記検出されたZMP実測位置を目標
とするZMP位置と比較し、その偏差(ずれ方向、ずれ
量X)を第1の偏差として求めるZMP偏差算出手段
(制御ユニット26、S20、S306、S104、S
204)、前記上体の傾斜角度および/または傾斜角速
度を検出する検出手段(傾斜センサ40、制御ユニット
26)、前記検出された上体の傾斜角度および/または
傾斜角速度を指令値と比較し、その偏差を第2の偏差と
して求める傾斜偏差算出手段(制御ユニット26、S2
4、S314)、および前記求められた第1および第2
の偏差に応じて前記目標姿勢を修正する目標姿勢修正手
段(制御ユニット26、S24、S26、S314、S
316)、を備えると共に、前記目標姿勢修正手段は、
前記修正した目標姿勢に前記ロボットの関節変位を追従
させ、よって前記求められた第1および第2の偏差が減
少するように、前記脚部の弾性変形による応力を生じさ
(電動モータ、制御ユニット26、S24、S2
6、S314、S316)ように構成したので、上体傾
斜フィードバックによる姿勢安定化制御において復元力
を発生させるために操作量には脚部関節の変位ずらし量
を用いることができ、関節部の摩耗や慣性の影響によっ
て実用化が困難な関節トルク制御を導入することなく、
制御系を線形近似することができ、姿勢安定化制御を容
易に実現することができる。また予期しない凹凸に遭遇
したときも姿勢の崩れを極力抑えることができて設計値
通りの姿勢を保持することができると共に、着地時の衝
撃も効果的に吸収することができる。
[0057] In the second aspect, wherein, the body 24, it
Multiple legs (leg links) connected to the
In the walking control device of the legged mobile robot 1 including 2)
A desired gait generator for generating a desired posture of the robot
Stage (control unit 26, S10 to S18, S300 to S
304, S308, S310), acting on the robot
Floor reaction force to detect the ZMP actual measurement position
Detecting means (6 axis force sensor 36, control unit 2
6, S20, S306, S100, S102, S20
0, S202), target the detected ZMP actual measurement position
And the deviation (shift direction, shift)
ZMP deviation calculating means for obtaining the amount X) as the first deviation
(Control unit 26, S20, S306, S104, S
204), the inclination angle and / or inclination angle speed of the body
Detecting means (inclination sensor 40, control unit
26), the detected inclination angle of the upper body and / or
The inclination angular velocity is compared with the command value, and the deviation is compared with the second deviation.
Deviation calculating means (control unit 26, S2
4, S314), and the determined first and second
Target posture correcting means for correcting the target posture according to the deviation of
Stage (control unit 26, S24, S26, S314, S
316), and the target posture correcting means includes:
Follow the joint displacement of the robot to the corrected target posture
And thus the first and second deviations obtained are reduced.
In order to reduce the stress generated by the elastic deformation of the legs,
It was that (electric motor, the control unit 26, S24, S2
6, S314, S316) , the body tilts
Restoring force in attitude stabilization control by oblique feedback
In order to generate the displacement, the amount of displacement of the leg joint is
Can be used, depending on the wear of the joints and the effect of inertia.
Without introducing joint torque control that is difficult to
The control system can be linearly approximated, and posture stabilization control can be performed.
It can be easily realized. Also encounter unexpected irregularities
The design value can be minimized when the posture collapses
The street posture can be maintained, and the impact at the time of landing can be effectively absorbed.

【0058】請求項3項にあっては、上体24と、それ
に関節を介して連結される複数本の脚部(脚部リンク
2)を備える脚式移動ロボット1の歩行制御装置におい
て、前記ロボットの目標姿勢を生成する目標歩容生成手
段(制御ユニット26、S10〜S18、S300〜S
304、S308、S310、S80〜S808)、前
記ロボットに作用する、所定の基準点まわりの床反力モ
ーメントを検出する床反力モーメント検出手段(6軸力
センサ36、制御ユニット26、S20、S306、S
810、S400、S402、S500、S502、S
600、S602、S700、S702、S900、S
902)、前記検出された床反力モーメントを目標とす
る床反力モーメントと比較し、その偏差を第1の偏差と
して求める床反力モーメント偏差算出手段(制御ユニッ
ト26、S20、S306、S810、S404、S5
04、S604、S704、S904)、前記上体の傾
斜角度および/または傾斜角速度を検出する検出手段
(傾斜センサ40、制御ユニット26)、前記検出され
た上体の傾斜角度および/または傾斜角速度を指令値と
比較し、その偏差を第2の偏差として求める傾斜偏差算
出手段(制御ユニット26、S24、S314、S81
0、S906)、および前記求められた第1および第2
の偏差に応じて前記目標姿勢を修正する目標姿勢修正手
段(制御ユニット26、S24、S26、S314、S
316、S810、S814、S906、S908)、
を備えると共に、前記目標姿勢修正手段は、前記修正し
た目標姿勢に前記ロボットの関節変位を追従させ、よっ
て前記求められた第1および第2の偏差が減少するよう
に、前記脚部の弾性変形による応力を生じさせ(電動
モータ、制御ユニット26、S24、S26、S31
4、S316、S814、S816)ように構成したの
で、上体傾斜フィードバックによる姿勢安定化制御にお
いて復元力を発生させるために操作量には脚部関節の変
位ずらし量を用いることができ、関節部の摩耗や慣性の
影響によって実用化が困難な関節トルク制御を導入する
ことなく、制御系を線形近似することができ、姿勢安定
化制御を容易に実現することができる。また予期しない
凹凸に遭遇したときも姿勢の崩れを極力抑えることがで
きて設計値通りの姿勢を保持することができると共に、
着地時の衝撃も効果的に吸収することができる。
[0058] In the third aspect, wherein, the body 24, it
Multiple legs (leg links) connected to the
In the walking control device of the legged mobile robot 1 including 2)
A desired gait generator for generating a desired posture of the robot
Stage (control unit 26, S10 to S18, S300 to S
304, S308, S310, S80-S808), before
Floor reaction force around a predetermined reference point acting on the robot.
Floor reaction force moment detection means (6-axis force
Sensor 36, control unit 26, S20, S306, S
810, S400, S402, S500, S502, S
600, S602, S700, S702, S900, S
902), the detected floor reaction force moment is targeted.
And the deviation is referred to as the first deviation.
For calculating the floor reaction force moment deviation (control unit
G26, S20, S306, S810, S404, S5
04, S604, S704, S904), the inclination of the upper body
Detecting means for detecting a tilt angle and / or a tilt angular velocity
(Tilt sensor 40, control unit 26)
The tilt angle and / or tilt angular velocity of the upper body
Comparing and calculating the slope deviation as a second deviation
Delivery means (control unit 26, S24, S314, S81
0, S906), and the determined first and second
Target posture correcting means for correcting the target posture according to the deviation of
Stage (control unit 26, S24, S26, S314, S
316, S810, S814, S906, S908),
And the target posture correcting means performs the correction.
The joint displacement of the robot follows the target posture
So that the first and second deviations determined above are reduced.
To, Ru cause stress due to the elastic deformation of the leg portions (Electric
Motor, control unit 26, S24, S26, S31
4, S316, S814, S816), the posture stabilization control by the body tilt feedback is performed.
In order to generate restoring force, the amount of operation
The amount of shift can be used, and the wear and inertia of the joints
Introduce joint torque control that is difficult to put into practical use due to its influence
The control system can be linearly approximated without any
Control can be easily realized. Also unexpected
Even when bumps and valleys are encountered, the posture can be minimized.
Can maintain the posture as designed,
The impact of landing can be effectively absorbed to Rukoto.

【0059】請求項4項にあっては、前記目標姿勢修正
手段は、前記求められた第1および第2の偏差に比例し
て前記目標姿勢を修正する如く構成したので、設計値通
りの姿勢を確保することができると共に、線形な制御特
性を得ることができ、着地時の衝撃も吸収することがで
きる。
According to a fourth aspect of the present invention, the target posture correction
Means are proportional to the determined first and second deviations.
Owing to this configuration to modify the target attitude Te, the design value communication
Posture while maintaining linear control characteristics.
Properties can be obtained, and the impact at the time of landing can be absorbed .

【0060】請求項5項にあっては、前記所定の基準点
が目標とするZMP位置である如く構成したので、一層
設計値通りの姿勢を確保することができると共に、線形
な制御特性を得ることができ、着地時の衝撃も吸収する
ことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the predetermined reference point
Since There were composed as a ZMP position a target, more
The posture as designed can be secured, and linear
Control characteristics can be obtained, and the impact at the time of landing can be absorbed .

【0061】請求項6項にあっては、前記目標姿勢修正
手段は、前記複数本の脚部の中のいずれかの脚部の先端
(足平)の目標位置および/または姿勢の修正によって
前記目標姿勢を修正する如く構成したので、比較的簡易
な手法で前記した設計値通りの姿勢と線形な制御特性を
確保することができ、また着地衝撃も吸収することがで
きる。
According to a sixth aspect of the present invention, the target posture correction
The means may include a tip of one of the plurality of legs.
By correcting the target position and / or posture of (foot)
The target posture is modified so that it is relatively simple
Posture and linear control characteristics according to the design values
The impact can be secured, and the landing impact can be absorbed .

【0062】請求項7項にあっては、前記目標姿勢修正
手段は、前記脚部の先端の目標位置および/または姿勢
の修正を、鉛直軸方向へ移動させて行う如く構成したの
で、単に脚部を重力方向に駆動するのみで、前記した効
果を得ることができる。 また、請求項8項にあっては、
前記目標姿勢修正手段は、前記脚部の先端の床に対する
相対位置を変えずに、仮想的に床を傾けたときの姿勢と
することで前記目標姿勢を修正する如く構成したので、
単に仮想的に床を傾けたときの姿勢をとらせるのみで、
前記した効果を得ることができる。 また、請求項9項に
あっては、前記目標姿勢修正手段は、床を傾けたときの
回転中心を前記ZMP目標位置または所定の基準点とす
る如く構成したので、回転中心を検出点と一致させるこ
とができ、一層的確に前記した効果を得ることができ
る。 また、請求項10項にあっては、前記目標姿勢修正
手段は、前記回転中心から遠い側の脚部の先端の回転角
度を近い側の脚部の先端のそれに比して小さくするよう
に修正する如く構成したので、脚部の不要な発振が生じ
る恐れなく、前記した効果を得ることができる。 また、
請求項11項にあっては、前記目標姿勢修正手段は、前
記目標姿勢の中の上体の位置および/または姿勢を保持
しつつ、前記脚部の先端の目標位置および/または姿勢
を修正する如く構成したので、簡易な手法でありなが
ら、前記した効果を得ることができる。 また、請求項1
2項においては、前記検出手段に、検出値の高周波成分
を減衰させるフィルタ80、800を接続する如く構成
したので、遊脚が着地したときの跳び跳ねが生じるとき
もそれも防止することができ、また制御系の安定度を高
めてその発振を防止することができ、さらに検出手段に
ノイズが侵入するときも、それを良く防止することがで
きる。
According to a seventh aspect of the present invention, the target posture correction
The means comprises a target position and / or posture of the tip of the leg.
Is modified by moving the leg in the vertical axis direction.
Fruit can be obtained. In claim 8,
The target posture correcting means may be configured such that the tip of the leg portion
Without changing the relative position, the posture when the floor is virtually tilted
By doing so, it was configured to correct the target posture,
Simply take the posture when you virtually tilt the floor,
The effects described above can be obtained. Also, in claim 9
If so, the target posture correction means is provided when the floor is tilted.
The rotation center is set to the ZMP target position or a predetermined reference point.
The center of rotation can be matched with the detection point.
Can achieve the above-mentioned effects more accurately.
You. According to a tenth aspect, the target posture correction is performed.
The means is a rotation angle of the tip of the leg remote from the rotation center.
Make the degree smaller than that of the tip of the leg on the near side
Configuration, so that unnecessary oscillation of the legs may occur.
The above-described effect can be obtained without fear of the risk. Also,
In the eleventh aspect, the target posture correcting unit is configured to
Maintain body position and / or posture in target posture
The target position and / or posture of the tip of the leg
Is modified so that it is a simple method.
Thus, the above-described effects can be obtained. Claim 1
In the second aspect, the high frequency component of the detected value is provided to the detecting means.
Configured to connect filters 80 and 800 for attenuating noise
Therefore, it is possible to prevent the occurrence of jumping when the free leg lands, and also to increase the stability of the control system to prevent its oscillation, and furthermore, noise enters the detection means. Sometimes, it can be prevented well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る脚式移動ロボットの歩行制御装
置を全体的に示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the entire walking control device of a legged mobile robot according to the present invention.

【図2】図1に示す制御ユニットの説明ブロック図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory block diagram of a control unit shown in FIG.

【図3】図2に示す制御ユニットの動作を示すメイン・
フロー・チャートである。
FIG. 3 is a main diagram showing the operation of the control unit shown in FIG. 2;
It is a flow chart.

【図4】図3フロー・チャートの中の脚コンプライアン
ス制御値演算サブルーチンを示すフロー・チャートであ
る。
4 is a flowchart showing a leg compliance control value calculation subroutine in the flowchart of FIG. 3;

【図5】図4の脚コンプライアンス制御を説明する説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating leg compliance control of FIG. 4;

【図6】図4の脚コンプライアンス制御を説明するもの
で、脚部の駆動手法を示す説明図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the leg compliance control of FIG. 4 and is an explanatory diagram showing a driving method of the leg.

【図7】図4の脚コンプライアンス制御のZMP目標位
置とZMP実測位置とのずれ量とロボットの傾斜角との
関係を示すグラフ図である。
7 is a graph showing a relationship between a deviation amount between a ZMP target position and a ZMP actual measurement position in the leg compliance control of FIG. 4 and a tilt angle of the robot.

【図8】図4の脚コンプライアンス制御のZMP目標位
置とZMP実測位置のずれ量と脚コンプライアンス制御
値の大小の関係を示すグラフ図である。
8 is a graph showing a relationship between a deviation amount between a ZMP target position and a ZMP actual measurement position in the leg compliance control of FIG. 4 and a magnitude of a leg compliance control value.

【図9】図4の脚コンプライアンス制御に適したロボッ
トの足部構造を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a foot structure of a robot suitable for the leg compliance control of FIG. 4;

【図10】図4の脚コンプライアンス制御のZMP実測
位置の検出手法を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of detecting a ZMP actually measured position in the leg compliance control of FIG. 4;

【図11】この発明の第2実施例を示す脚コンプライア
ンス制御値演算の別の例を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 11 is a flowchart showing another example of leg compliance control value calculation according to the second embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第3実施例を示す脚コンプライア
ンス制御と併せて上体位置の再修正を行う例を示すフロ
ー・チャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing an example in which the body position is re-corrected together with leg compliance control according to the third embodiment of the present invention.

【図13】この発明の第4実施例を示す脚コンプライア
ンス制御値演算の別の例を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart showing another example of leg compliance control value calculation according to the fourth embodiment of the present invention.

【図14】第4実施例を説明するブロック線図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating a fourth embodiment.

【図15】図14に示すロボットを簡略にモデル化した
説明図である。
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the robot shown in FIG. 14;

【図16】この発明の第5実施例を示す脚コンプライア
ンス制御値演算の別の例を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 16 is a flowchart showing another example of leg compliance control value calculation according to the fifth embodiment of the present invention.

【図17】この発明の第6実施例を示す脚コンプライア
ンス制御値演算の別の例を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 17 is a flowchart showing another example of leg compliance control value calculation according to the sixth embodiment of the present invention.

【図18】第6実施例の制御を説明する説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating control of a sixth embodiment.

【図19】この発明の第7実施例を示す脚コンプライア
ンス制御値演算の別の例を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 19 is a flowchart showing another example of leg compliance control value calculation according to the seventh embodiment of the present invention.

【図20】この発明の第8実施例を示す制御ループにフ
ィルタを介挿した状態を示すブロック線図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a state where a filter is interposed in a control loop according to an eighth embodiment of the present invention.

【図21】図20のフィルタの特性を機械的に説明する
説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram for mechanically explaining the characteristics of the filter of FIG. 20;

【図22】この発明の第9実施例を示す脚コンプライア
ンス制御に別の安定化制御を組み合わせた制御を示すフ
ロー・チャートである。
FIG. 22 is a flowchart showing control in which another stabilization control is combined with leg compliance control according to a ninth embodiment of the present invention.

【図23】図22フロー・チャートの脚コンプライアン
ス制御と安定化制御の制御値演算サブルーチンを示すフ
ロー・チャートである。
FIG. 23 is a flow chart showing a control value calculation subroutine of leg compliance control and stabilization control in the flow chart of FIG. 22;

【図24】第9実施例を説明するブロック線図である。FIG. 24 is a block diagram illustrating a ninth embodiment.

【図25】図24のブロック線図を簡略的に変形して示
すブロック線図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a simplified modification of the block diagram of FIG. 24;

【図26】第9実施例を状態フィードバック制御手法で
実現した例を示すブロック線図である。
FIG. 26 is a block diagram showing an example in which the ninth embodiment is implemented by a state feedback control method.

【図27】図25のブロック線図をフィルタの伝達特性
を1にして変形した例を示すブロック線図である。
27 is a block diagram showing an example in which the block diagram of FIG. 25 is modified by setting the transfer characteristic of the filter to 1;

【図28】図27を機械的構成に置き換えて示す説明図
である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing FIG. 27 by replacing it with a mechanical configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脚式移動ロボット(2足歩行ロボ
ット) 2 脚部リンク 10R,10L 脚部回旋用の関節 12R,12L 股部のロール方向の関節 14R,14L 股部のピッチ方向の関節 16R,16L 膝部のピッチ方向の関節 18R,18L 足首部のピッチ方向の関節 20R,20L 足首部のロール方向の関節 22R,22L 足平 24 上体 26 制御ユニット 36 6軸力センサ 80,800 フィルタ
Reference Signs List 1 legged mobile robot (bipedal walking robot) 2 leg link 10R, 10L leg rotation joint 12R, 12L crotch roll direction joint 14R, 14L crotch pitch direction joint 16R, 16L knee joint Joints in the pitch direction 18R, 18L Joints in the pitch direction of the ankle 20R, 20L Joints in the roll direction of the ankle 22R, 22L Foot 24 Upper body 26 Control unit 36 6-axis force sensor 80, 800 Filter

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−161290(JP,A) 特開 昭6−211177(JP,A) 特公 昭48−39425(JP,B1) Miomir Vukobratov ic著,加藤一郎訳,“歩行ロボットと 人工の足”,日刊工業新聞社,昭和50年 3月31日,p.121−178 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 5/00 B25J 13/00,13/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-161290 (JP, A) JP-A-6-211177 (JP, A) JP-B-48-39425 (JP, B1) Miomir Vukobratovic, translated by Ichiro Kato , "Walking Robots and Artificial Feet", Nikkan Kogyo Shimbun, March 31, 1975, p. 121-178 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 5/00 B25J 13/00, 13/08

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 上体、およびそれに関節を介して連結さ
れる複数本の脚部を備える脚式移動ロボットの歩行制御
装置において、前記ロボットに作用する床反力を測定してその作用
点たるZMP実測位置を 検出する検出手段、 前記検出されたZMP実測位置を目標とするZMP
位置と比較し、その偏差 を第1の偏差として求めるZM
P偏差算出手段、 .前記上の傾斜角度および/または傾斜角速度を検
出する検出手段、および 前記検出された上体の傾斜角度および/または傾斜
角速度を指令値と比較し、その偏差を第2の偏差として
求める傾斜偏差算出手段、 を備えると共に、前記求めた第1および第2の偏差が減
少するように前記複数本の脚部のうちの少なくともいず
れかの脚部の関節を駆動することを特徴とする脚式移動
ロボットの歩行制御装置。
1. An upper body and a joint connected thereto via a joint.
A walking control device for a legged mobile robot having a plurality of legs, comprising: a . Measure the floor reaction force acting on the robot and its action
Detecting means for detecting a measured ZMP actual position ; b . ZMP targeting the detected ZMP actual measurement position
ZM which is compared with the position and the deviation is obtained as a first deviation
P deviation calculating means, c . Detecting means for detecting an inclination oblique angle and / or tilt the swash angular velocity of the previous SL upper body, and d. The detected tilt angle and / or tilt of the upper body
The angular velocity compared with the command value, slope deviation calculating means for calculating <br/> using the deviation as a second difference, the provided Rutotomoni, the first and second deviation reduction obtained
Walk controller of a legged mobile robot, wherein at least Turkey to drive one of the legs of the joint line of the plurality of legs so that little.
【請求項2】 上体と、それに関節を介して連結される
複数本の脚部を備える脚式移動ロボットの歩行制御装置
において、 前記ロボットの目標姿勢を生成する目標歩容生成手
段、 前記ロボットに作用する床反力を測定してその作用
点たるZMP実測位置を 検出する検出手段、 前記検出されたZMP実測位置を目標とするZMP
位置と比較し、その偏差 を第1の偏差として求めるZM
P偏差算出手段、 前記上体の傾斜角度および/または傾斜角速度を検
出する検出手段、 前記検出された上体の傾斜角度および/または傾斜
角速度を指令値と比較し 、その偏差を第2の偏差として
求める傾斜偏差算出手段、 および 前記求められた第1および第2の偏差に応じて前記
目標姿勢を修正する目標 姿勢修正手段、 を備えると共に、前記目標姿勢修正手段は、前記修正し
た目標姿勢に前記ロボットの関節変位を追従させ、よっ
て前記求められた第1および第2の偏差が減少す るよう
に、前記脚部の弾性変形による応力を生じさせることを
特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。
2. The upper body is connected to the upper body via a joint.
Walking control device for legged mobile robot with multiple legs
In a . A desired gait generator for generating a desired posture of the robot
Steps, b . Measure the floor reaction force acting on the robot and its action
Detecting means for detecting a measured ZMP actual position ; c . ZMP targeting the detected ZMP actual measurement position
ZM which is compared with the position and the deviation is obtained as a first deviation
P deviation calculating means, d . Detecting the tilt angle and / or tilt angular velocity of the body
Issuing detection means, e . The detected tilt angle and / or tilt of the upper body
Compare the angular velocity with the command value and use the deviation as the second deviation
Means for calculating the inclination deviation to be obtained, and f . According to the determined first and second deviations,
Target posture correcting means for correcting a target posture , and wherein the target posture correcting means corrects the target posture.
The joint displacement of the robot follows the target posture
So that to reduce the first and second deviations obtained the Te
Generating a stress due to elastic deformation of the legs.
A walking control device for a legged mobile robot.
【請求項3】 上体と、それに関節を介して連結される
複数本の脚部を備える脚式移動ロボットの歩行制御装置
において、 前記ロボットの目標姿勢を生成する目標歩容生成手
段、 前記ロボットに作用する、所定の基準点まわりの床
反力モーメントを検出す る床反力モーメント検出手段、 前記検出された床反力モーメントを目標とする床反
力モーメントと比較し、 その偏差を第1の偏差として求
める床反力モーメント偏差算出手段、 前記上体の傾斜角度および/または傾斜角速度を検
出する検出手段、 前記検出された上体の傾斜角度および/または傾斜
角速度を指令値と比較し 、その偏差を第2の偏差として
求める傾斜偏差算出手段、 および 前記求められた第1および第2の偏差に応じて前記
目標姿勢を修正する目標 姿勢修正手段、 を備えると共に、前記目標姿勢修正手段は、前記修正し
た目標姿勢に前記ロボットの関節変位を追従させ、よっ
て前記求められた第1および第2の偏差が減少するよう
に、前記脚部の弾性変形による応力を生じさせることを
特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。
3. The upper body is connected to the upper body via a joint.
Walking control device for legged mobile robot with multiple legs
In a . A desired gait generator for generating a desired posture of the robot
Steps, b . Floor around a predetermined reference point acting on the robot
You detect a reaction force moment floor reaction force moment detecting means, c. The floor reaction force which is the target of the detected floor reaction force moment.
Force moment, and determine the deviation as the first deviation.
Means for calculating the floor reaction force moment deviation, d . Detecting the tilt angle and / or tilt angular velocity of the body
Issuing detection means, e . The detected tilt angle and / or tilt of the upper body
Compare the angular velocity with the command value and use the deviation as the second deviation
Means for calculating the inclination deviation to be obtained, and f . According to the determined first and second deviations,
Target posture correcting means for correcting a target posture , and wherein the target posture correcting means
The joint displacement of the robot follows the target posture
So that the first and second deviations determined above are reduced.
Generating a stress due to elastic deformation of the legs.
A walking control device for a legged mobile robot.
【請求項4】 前記目標姿勢修正手段は、前記求められ
た第1および第2の偏差に比例して前記目標姿勢を修正
することを特徴とする請求項2項または3項記載の脚式
移動ロボットの歩行制御装置。
4. The method according to claim 1, wherein the desired posture correcting means is configured to determine the desired posture.
Correcting the target attitude in proportion to the first and second deviations
The leg type according to claim 2 or 3, wherein
Walking control device for mobile robots.
【請求項5】 前記所定の基準点が目標とするZMP位
置であることを特徴とする請求項3項または4項記載の
脚式移動ロボットの歩行制御装置。
5. The method according to claim 1, wherein the predetermined reference point is a target ZMP position.
The device according to claim 3 or 4, wherein
A walking control device for a legged mobile robot.
【請求項6】 前記目標姿勢修正手段は、前記複数本の
脚部の中のいずれかの脚部の先端の目標位置および/ま
たは姿勢の修正によって前記目標姿勢を修正することを
特徴とする請求項2項から5項のいずれかに記載の脚式
移動ロボットの歩行制御装置。
6. The target posture correcting means includes a target position and / or a target position of a tip of one of the plurality of legs.
The walking control device for a legged mobile robot according to any one of claims 2 to 5 , wherein the target posture is corrected by correcting the posture .
【請求項7】 前記目標姿勢修正手段は、前記脚部の先
端の目標位置および /または姿勢の修正を、鉛直軸方向
へ移動させて行うことを特徴とする請求項項記載の脚
式移動ロボットの歩行制御装置。
7. The method according to claim 7, wherein the target posture correcting means is provided at a tip of the leg.
Correct the target position and / or attitude of the end in the vertical
It is carried out by moving the walk controller of a legged mobile robot according to claim 6 wherein wherein the.
【請求項8】 前記目標姿勢修正手段は、記脚部の先
端の床に対する相対位置を変えずに、仮想的に床を傾け
たときの姿勢とすることで前記目標姿勢を修正すること
を特徴とする請求項項記載の脚式移動ロボットの歩行
制御装置。
Wherein said target position modifying means, without changing the relative position with respect to the floor of the tip of the front Kiashi portion, to correct the target position by the posture when tilted virtually bed The walking control device for a legged mobile robot according to claim 6, wherein :
【請求項9】 前記目標姿勢修正手段は、床を傾けたと
きの回転中心を前記ZMP目標位置または所定の基準点
とすることを特徴とする請求項項記載の脚式移動ロボ
ットの歩行制御装置。
Wherein said target position modifying means, the legs of claim 8 wherein wherein the center of rotation and the ZMP target position or wherein the predetermined reference point <br/> and to Turkey when tilting the bed Walking control device for mobile robots.
【請求項10】 前記目標姿勢修正手段は、前記回転中
心から遠い側の脚部の先端の回転角度を近い側の脚部の
先端のそれに比して小さくするように修正することを特
徴とする請求項9項記載の脚式移動ロボットの歩行制御
装置。
10. The apparatus according to claim 7, wherein the target posture correcting means is configured to rotate the target posture.
Rotate the rotation angle of the tip of the leg far from the
Specially, make the correction smaller than that of the tip.
10. The walking control of a legged mobile robot according to claim 9, wherein
apparatus.
【請求項11】 前記目標姿勢修正手段は、前記目標姿
勢の中の上体の位置および/または姿勢を保持しつつ、
前記脚部の先端の目標位置および/または姿勢を修正す
ることを特徴とする請求項2項から10項のいずれかに
記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。
11. The target posture correcting means includes : the target posture
While maintaining the position and / or posture of the upper body in the force,
Correct the target position and / or posture of the tip of the leg
The method according to any one of claims 2 to 10, wherein
The walking control device of the legged mobile robot according to the above.
【請求項12】 前記検出手段に、検出値の高周波成分
を減衰させるフィルタを接続することを特徴とする請求
1項から11項のいずれかに記載の脚式移動ロボット
の歩行制御装置。
12. A said detecting means, the legged mobile robot according to claim 1 wherein 11 wherein, wherein the benzalkonium connecting a filter that attenuates high frequency components <br/> detection value Walking control device.
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