JPH04101791A - 脚形移動ロボットのほふく移動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 御方法に関し、正確・安全にほふく移動ができるように
企図したものである。この発明は、検したりする脚形移
動ロボット等に適用して有用である。

〈従来の技術〉 来方法としては、次の４つの方法がある。

第１の＃押力法では、あらかじめ訣められた手順にした
がって各脚をシーケンシャルに動かす。この制御方法は
、移動環境（床や階段など）の状況が既知てあり、ロボ
ットと移動環境との相対的な位置関係があらかじめ正確
に決めることができる場合に採用することができる。

しかし実際には、位置関係に誤差があったり、ロボット
の移動により床や階段が多少変形したり、既知の環境デ
ータに誤差があったりするため、シーケンシャルな動き
をしたのでは、ロボットが不安定になって転倒したり、
うまく移動できなかったりする場合がある。

したがってこの第１の制御方法は、移動が確実でなくて
も構わず転倒してもよいものや、きわめて転倒しにくい
ものや、人がすぐに補助ができるもの、例えば玩具や展
示用のロボット等にしか用いろことができない。

第２の制御方法では、脚形移動ロボットを遠隔操作する
。つまり、操作者が遠隔で各脚の動きを逐一指示する。

乙の制御方法は、過去に試みられた例もあるが、マニピ
ュレータと異なり、脚は自由度が多くて操作しにくく実
用化するには多くの問題がある。

第３の制御方法では、移動環境（床や階段など）の状況
を認識する外界センサが脚形移動ロボットに備えられて
おり、前記センサによる認識情報にもとづいて制御シス
テムが自律的に歩容を決めて移動・歩行する。この制御
方法は、未知の環境を事前に教示することなく移動でき
るためすぐれた方法である。しかし、人間が事前に歩容
を計画すれば簡単に移動することができる環境であって
も、現在の自律歩容作成はいまだ人間の能力に達してい
ないため、移動中に次の歩容が見つからず、すなわち次
の１歩を踏み立すために脚を持ち上げることができず、
動けなくなってしまうことがある。

第４の制御方法では、第１の制御方法と同様にあらかじ
め決められた手順にしたがいながら、第３の制打方法の
ように外界センサで検知した実際の移動環境と事前に得
られた移動環境のデータとの差異を補正しながら移動・
歩行する。この第４の制御方法は、第１と第３の制御方
法の欠点を相互に補うものであり実用性が高い。

本発明は、第４の制御方法について改良をしたものであ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 ここで、本発明が解決しようとする課題を、第３図及び
第４図に示す脚車輪形移動ロボットを例にして説明する
。

両図に示すように、この脚車輪形移動ロボットのロボッ
ト本体１には、一対の駆動輪２ａ。

２ｂと、一対の前脚３，７と、一対の後脚５゜９とが備
えられている。前脚３，７の先端には補助輪４，８が取
り付けられ、後脚５，９の先端には補助輪６，１０が取
り付けられている。

前脚３，７は、股関節３ａ、７ｍ、上１ｉ３ｂ。

７ｂ、膝関節３ｃ、７ｃ、下１［３ｄ、？ｄを有する２
関節形の脚であり、各関節３ａ、３ｃ。

７ａ、７ｃにはそれぞれ駆動機構及び角度検出＃が備え
られている。同様に、後脚５，９は、股関節５ａ、９ａ
、上腿５ｂ、９ｂ、膝関節５ｃ、９ｃ、下腿５ｄ、９ｄ
を有する２関節形の脚であり、各関節５ａ、　５ｅ、　
９ａ、　９ｃにはそれぞれ駆動機構及び角度検出器が備
えられている。また脚先の補助輪４，６，８゜１０には
、それぞれブレーキと駆動機構と角度検出器がついてい
る。これら補助輪４，６゜８．１０は、駆動輪として自
から独立して駆動回転する乙とができる一方、ブレーキ
が解放され且つ駆動力がない場合は従動輪となり外力に
応じて従動回転する。

平らな床面で移動するには、駆動輪２ａ。

２ｂ及び補助輪４，６，８，１０が床面に接地しつつ回
転して移動する。また階段２０や大きな凹部等で移動す
るには、脚３，５，７゜９により、はふく移動が行なわ
れる。はふく移動とは、ロボット本体１が一旦地面に接
地した状態で各脚３，５，７，９を移動させた後、本体
１を各脚３，５，７，９で支えつつ持ち上げて移動する
ような動きをいう。

第５図は左側の前脚７の補助輪８の部分を示している。

同図に示すように、補助輪駆動装置カバー１１には、超
音波発信子１３及び超音波受信子１４てなる超音波距離
センサ１２が取り付けられており、この超音波距離セン
サ１２により移動対象物（床面や階段面）との距離を検
出することができる。また、補助輪８の軸受部分には、
ひずみゲージ型の接地センサが内臓されており、補助輪
８にかかるラジアル方向の力によって脚７の接地を検出
することができる。他の脚３，５．９にも、それぞれ超
音波距離センサ及び接地センサが備えられている。更に
駆動輪２ａ、２ｂにも接地センサが備えられている。

第６図は上述した脚車輪形移動ロボットが階段昇りをし
ているときの一例を示しており、第７図はさらに、右側
の前脚７の先端の補助輪８の動きを取り出して示してい
る。補助輪の動きとしては、 （ａｌ持ち上げ、（ｉｉ）水平前方へ移動、ｉｏ接地、
という３動作がある。なお、座標系としては、ロボット
本体１の中心下部を原点とし、上方にｙ軸、前方にｙ軸
をとっている。

次に、はふく移動によりロボット本体１を接地させたと
きに、脚の先端（補助輪）を移動させる２つの指令方法
、即ち増分による指令方法と座標による指令方法を説明
するとともにその問題点を述べる。

まず、増分による指令方法でセンサにより補正を行いな
がら移動する場合を説明する。

右側の前脚（Ｎｏ３の脚）７を第７図に示すように動作
させろため、増分により指令する場合には、第８図に示
すように動作させる。

（ｉ）　　まず最初の位置（３ｘｌ　３ｙ０）から（Δ
３ｘ０゜Δ３ｙ０）だけ上方移動する動作指令を出して
脚７を持ち上げると位置（３”ｌ＃　３”り　＝（３ｘ
０＋Δ３ｘＯｊ　３ＹＯ＋Δ３ｙ０）に達する（第８図
（ａｌ参照）。

（ｉｉｌ　　位置（３ｘｌ’　３ｙ、）から（Δ３ｘ１
．Δ３ｙ、）だけ前方移動する動作指令を出して前方へ
移動させる。このとき補助車（胸先）８と階段側面との
距離が設定値しｄとなるように距離センサ（超音波セン
サ）の検出信号を利用して移動距離をδｘｄだけ位置補
正する。このため補助輪は位置 （３”２’　３ｙ２）　＝（３”ｌ＋Δ３”ｌ＋δ３ｘ
ｄＩｊ　３ｙｔ＋Δ、ｙｌ）に達する（第８図（ｂｌ参
照）。

（２）位置（３ｘ’３ｙ−から（Δ、ｘ２．Δ、ｙ２）
だけ下方移動する動作指令を出して下方へ移動させる。

このとき補助輪８が階段にしっかりと接地するように接
地センサの検出信号を利用して移動距離をδ３ｙｔ２だ
け位置補正する。このため補助輪８は位置（３”ｌ’　
３ｙ３）”（３ｘ２＋Δ３”２’　３”２＋Δ３”２＋
δ３”ｔ２）に達する（第８図（Ｃ）参照）。

同様にして他の３つの脚３，５．９をそれぞれ動かして
１段上に上げて第６図に示す状態になったら、脚３，５
，７．９でロボット本体１を支えつつ持ち上げて前方へ
動がし、１つ上の階段上に降ろす。降ろすときには駆動
輪２ａ、２ｂの接地センサで接地を確認して位置補正し
ながら降ろす。

上述した脚３，５，７．９の移動と本体１の移動を繰り
返すことにより、階段の形状やロボット制御に多少誤差
があっても、階段移動ができる。

ところで階段が数段であれば問題はないが、このような
動作を繰り返す場合、例えば数十段の階段では問題が生
ずることがある。第９図にその例を示す。第９図（ａ）
に示すように１段目はセンサで補正して安全に移動する
。ところが、階段の誤差がランダムではなく、ある傾向
がある場合、例えば奥行きＬが全段に渡って大きい場合
は問題が生ずる。第９図（ａｌの状態では駆動輪２ａ、
２ｂが階段上のａの位置にあるが、第９図（ｂｌに示す
ように１段目ではその誤差が段数分だけ累積されてａ′
の位置となる。さらに昇って行き、第９図（Ｃ１に示す
ように誤差が累積されて駆動輪位置がａ′になると、ロ
ボットは逆に階段２０から落下してしまうことになる。

誤差５間の階段でも、２０段昇るとその累積誤差は１０
０　＋ｎｍにもなる。

次に座標による指令方法の一例を、第１０図を基に説明
する。動作順番は、第８図に示した増分による指令方法
と同様であるが、この座標による指令方法では動作の量
がΔＸ。

Δｙて与えられるのではなく、次の目標である脚先位置
が座標値として与えられる。このことを右側の前脚（Ｎ
ｏ、３の脚）７について説明する。

（ｉｌ　　まず脚先を初期位置（３ｘ０ｐ　３３’０）
から位置（３ｘｌ’　３ｙｌ）にまて持ち上げる（第１
０図（ａ）参照）。

（１り次に距離センサで位置を補正しながら補助輪８（
脚先）を位Ｉ！（３ｘ２＋δ、ｘｄ、。

、ｙ２）に移動する（第１０図（ｂ）参照）。

δ、ｘｄ１は距離センサの検出データから得られた補正
量である。

Ｇ１１ｌ　　接地センサで接地を！ＩＩＩ誌して補助輪
８を位置（、Ｘ３＋δ３Ｘｄ１，３ｙ３＋δ３”Ｃ２）
へ移動する（第１０図（ｅ）参照）。δ３ｙｔ２は接地
センサの検出データから得られた補正量である。

同様にして他の脚３，５．９をそれぞれ動かして１段上
に上げて第６図に示す状態にする。このとき各脚３，５
，７，９の脚先の座標位置は次のようになっている。な
おδの付いた項はセンサによる補正項である。

Ｎｏ　１脚３　　　（、ｘ３＋δ、Ｘ　ｄｌ、　、ｙ、
＋δ、ｙｔ２）Ｎｏ、　２脚５　　　（２ｘ３＋δ２　
Ｘ　ｄＨｊ　２　’　３＋δ２ｙｔ２）Ｎｏ、３脚７　
　　（３ｘ３＋δ３　Ｘ　ｄ、Ｉ　３’　３＋δ３”Ｃ
２）Ｎｏ、４脚９　　　（４ｘ、＋δ４ＸｄＩ’ｄｙ３
＋δ４ｙｔ２）第６図に示す状態になったら、脚３，５
゜７．９でロボット本体１を支えつつ持ち上げて前方へ
動かし、１つ上の階段上に降ろす。

降ろすときには駆動輪２ａ、２ｂの接地センサで接地を
確認しながら降ろす。

その後再び各脚３，５，７，９を前回の段よりも１段上
に上げると、その座標位置は次のようになる。

Ｎｏ、　１脚３　　（、ｘ６＋δ、ｘｄ、、　、ｙ６＋
δ１ｙｔ２＋δ、ｙｔ、）Ｎｏ、　２脚５　　　（２ｘ
６＋δ２”　ｄ１？　　２”６＋δ２”　　Ｃ２＋δ２
ｙｔｓ）Ｎｏ、　３脚？　　（３ｘ６＋δ３”　ｄ１＃
　＊ｙａ＋δ３Ｙ　Ｃ２＋δ３”ｔＳ）Ｎｏ、４脚９　
　（４ｘ６＋δ４ｘｄ１＃　４”！＋δ４Ｙ　Ｃ２＋δ
４ｙｔｓ）そうすると第６図の状態よりも全体が１段上
になり、前回と同様にしてロボット本体を持ち上げる。

この座標による指令方法の概略フローを第１１図に示す
。

上述した座標による指令方法によれば誤差が累積するし
、今までのセンサ補正量が常に出て来るため、指令値の
計算が面倒になってくる。そして、第１２図に示すよう
に、不適当なところでこれらの補正量をクリアしてしま
うと、その補正量だけ脚が不要な動きをしてロボットの
転倒や不安定な動きを生じさせる恐れがある。つまり補
正量をクリアすると、第１２図（ａｌに示すロボット本
体の移動が完了した状態から、第１２図（ｂ）に示すよ
うに脚を動作しようとすると、脚が階段に衝突したりし
てしまう。

このように、あらかじめ与えられたデータに基づいて移
動する脚形ロボットの動作にセンサ補正を行なうことは
、誤差が累積したり、指令の与え方が複雑になったりす
る。

本発明は、上記従来技術に鑑み、安定したほふく移動を
させる脚形移動ロボットのほふく移動制御を提供するも
のである。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するため本発明方法では、遊脚動作は増
分で指令を与え、立脚動作は座標で指令を与えるように
した。

本発明によれば、誤差の累積を防ぎながらセンサ補正を
スムーズ且つ簡単なアルゴリズムで実現することができ
る。

く作　　　用〉 本発明方法では、遊脚動作を、増分により指令してセン
サ補正を行ないながら実施する。

次にロボット本体の移動は、あらかじめ与えられた座標
による指令と、そのセンサ補正で行なう。この動作によ
り、今までの誤差の累積を防止し、なおかつすべてを座
標で与えた時のような複雑な式が不要になる。立脚動作
でロボット本体を動かした後は再び増分による指令で脚
を動かす。このようにして容易に動かすことができる。

く実　施　例〉 以下に本発明によるほふく移動制御方法を説明する。制
御対象となるロボットとしては、第３図及び第４図に示
す脚車輪形移動ロボットを例として説明する。第３図及
び第４図に示す移動ロボットの制御系を、第１３図に示
す。第１３図に示すようにキーボード、スイッチ等の操
作晋Ａから、階段の昇降、段差乗り越え等の動作の指示
が入力される。動作の指示に従って主制訂装置Ｂが動作
脚の選択、動作方向の指令を出す。この主制御装置Ｂに
は移動環境の三次元データ（地図）が与えられている。

前記指令を受けて、軌道発生ｇｃが脚関節の角度、速度
の指令を作成してサーボ装置りを通してロボットＦを動
かす。

次に階段昇りの動作を第１図を基に説明する。第１図（
ａ）は動作開始の姿勢で、本体１が接地している段の上
の段に前脚３，７が接地し、本体１の２段下の段に後脚
５，９が接地している。第１図（ｂｌは、左前脚３を１
段上に移動させたところである。第１図（Ｃ）は左後脚
５を１段移動させ、第１図１ｄｌは右後脚９を１段上げ
、第１図（ｅ）は右前脚７を１段移動させたところであ
る。第１図（ｅ）の状態で４脚３゜５．７，９すべてが
第１図（ａｌに比較して１段上に接地しており、次に本
体１を１段上に移動させると第１図（ｆ）の形となる。

こうして−股上の段に移動ができ、この移動を繰り返す
ことで階段２０を昇り、逆の動作をすれば、降りろこと
ができる。

第１４図は各脚３，５，７，９とロボット本体１との動
作順序を時間の経過に沿い示したものである。このよう
な、はふく移動において、ロボット本体１を接地させた
状態で脚３．５，７．９を移動させることを遊脚動作と
称し、脚３，５，７．９を接地させた状態でロボット本
体１を各脚３，５，７，９で支えつつ持ち上げて移動さ
せることを立脚動作と称する。

本発明方法では、遊脚動作は増分による指令で動作し、
立脚動作は座標による指令で動作する。

まず遊脚動作について説明する。初期状態を第１図（ａ
）とすると、各脚の座標は次のようになっている。

勲１の脚３　　（１”ｏ’　Ｉ’Ｏ） 動、２の脚５　　（２”（１’　２’０）Ｎａ３の脚７
　　（３”０’　３ｙＯ）Ｎｏ４の脚９　　（４ｘＯｊ
　４ｙ、）次に第１図（ｂｌ〜（ｅ）に示すように、脚
３２脚５、脚９２脚７の順で遊脚動作が行なわれて１段
上にあがる。この遊脚動作は、次のようにして行なわれ
る。

■　Ｎｏ、１の脚３は（ｔ　ｘｏ、ｔ　ｙｏ）の位置か
ら上方に（Δ、ｘ０．Δ、ｙ０）持ち上げられる。

この持ち上げ位置を（ｔｘｔ’　＋ｙｔ）とする。

続いて階段２０の側面との距離が設定距離となるように
距離センサでδ、ｘｄ、ｆ！け水平方向の位置補正をし
つつ前記位置 （１”ｌ’　ｌ”１）から水平方向に（ｂｌ”ｌ＋δ、
ｘｄ、。

Δ１ｙ１）だけ水平移動する。水平移動した位置を（ｔ
　”ｔｐ　ｔ　ｙ−とする。次に（１ｘ２’１ｙ２）を
原点として下方に（Δ、ｘ２．Δ１ｙ２）だけ移動する
とともに接地センサでδ１ｙ　”２だけ上下方向の位置
補正する。このようにして＆１の脚３が１段上の階段面
に接地した位置を（１”３Ｐ　ＩＦ３）とすると、この
位置は距離センサで補正したδ、ｘ　ｄ、と接地センサ
で補正したδ、ｙｔ、を含む。よって接地位置（１”３
’　１ｙ３）　”　（ｌＸ２’　ｌ”２”δ、ｙｔ２）
は、理想的な位置からδ、ｘｄ１゜δ１ｙｔ２だけずれ
てしまう。

■　Ｎｏ、　２の脚５は（２”Ｏ’　２ｙＯ）の位置か
ら上方に（Δ２Ｘ０．Δ２ｙ０）持ち上げられる。

この持ち上げ位置を（２ＸＩＰ　２”１）とする。

続いて階段２０の側面との距離が設定距離となるように
距離センサでδｘｄだけ水平方向の位置補正をしつつ前
記位置 （２”！＄　２ｙ、）から水平方向に（Δ２Ｘｌ＋δ２
ｘｄ、。

Δ２ｙ１）だけ水平移動する。水平移動した位置を（２
Ｘ２’　２Ｙ２）　　とする。次に（２”２’２ｙ２）
を原点として下方に（Δ２ｘ２．△２ｙ２）だけ移動す
るとともに接地センサでδ２”　ｔ２だけ上下方向の位
置補正する。このようにして魚２の脚５が１段上の階段
面に接地した位置を（２Ｘ３Ｐ　２ｙ、）　とすると、
この位置は距離センサで補正したδｘｄと接地センサで
補正したδ２ｙｔ２を含む。よって接地位置（２Ｘ３’
　２Ｙ３）　＝（２”２’　２ｙ２＋δ２”２）は、理
想的な位置からδ２ｘｄ、。

δ２ｙｔＪ！けずれてしまう。

■　歯、４の脚９は（ａｘｏ’　４”Ｏ’の位置から上
方に（Δ４Ｘ０．Δ４ｙ０）持ち上げられる。

この持ち上げ位置を（４ｘ工Ｐ４３’１）とする。

続いて階段２０の側面との距離が設定距離となるように
距離センサてδ４ｘ　ｄ、だけ水平方向の位置補正をし
つつ前記位置 （４”１Ｐ４ｙｌ）から水平方向に（Δ４ｘｌ＋δ４ｘ
ｄＬ。

Δ４ｙ１）だけ水平移動する。水平移動した位置を（４
”２’　４ｙ２）　　とする。次に（４ｘ２’４ｙ２）
を原点として下方に（Δ４ｘ２．Δ４ｙ２）ｆ！け移動
するとともに接地センサでδ４ｙｔ２だけ上下方向の位
置補正する。このようにしてに４の脚９が１段上の階段
面に接地した位置を（４ｘ３’　４ｙ３）とすると、こ
の位置は距離センサで補正したδ、ｘ　ｄｌと接地セン
サで補正したδ、ｙ　ｔ２を含む。よって接地位置（４
”３’　４’３）　＝（４”２Ｆ　ａｙ２＋δ４ｙｔ、
）は、理想的な位置からδ４ｘ　ｄ、。

δ、ｙｔ２だけずれてしまう。

■　Ｎｏ、　３の脚５は（３ＸＯ’　３’Ｏ）の位置か
ら上方に（Δ３Ｘ０．Δ３ｙ０）持ち上げられろ。

この持ち上げ位置を、（、Ｘ□ｐ３Ｙ、）　　とする。

続いて階段２０の側面との距離が設定距離となるように
距離センサでδｘｄ？ｌｌ！け水平方向の位置補正をし
つつ前記位置 （３ｘｌ’３”１）から水平方向に（Δ３ｘｌ＋δ、ｘ
ｄｉ。

Δ３ｙ、）？：け水平移動する。水平移動した位置を（
３”２Ｆ　３ｙ２）　とする。次に（３”Ｑ’３ｙ２）
を原点として下方に（Δ３ｘ２．Δ３ｙ２）ｆ！け移動
するとともに接地センサでδ、ｙ　ｔ２だけ上下方向の
位置補正をする。このようにしてＮｏ３の脚５が１段上
の階段面に接地した位置を（３ｘ３）　３Ｙ、）とする
と、この位置は距離センサで補正したδ３ｘ　ｄｌと接
地センサで補正したδ３Ｙ　ｔ２を含む。

よって接地位置（３”３’　３”３）　＝（３ｘ２’　
３ｙ１２＋δ３ｙｔ２）は、理想的な位置からδ３ｘ　
ｄ、。

δ３ｙｔ２ｔ！けずれてしまう。

このようにして遊脚動作をして第１図（ｅ）の状態にな
ると、各脚３，５，７，９の先端位置は理想位置からは
ずれてしまう。しかし、このずれは次の立脚動作でクリ
アされる。

立脚動作、つまり脚３，５，７．９でロボット本体１を
持ち上げて第１図（ｅ）の状態から第１図！ｆ）の状態
にするときには、座標による指令により動作をする。こ
のため各脚３，５゜７．９の位置（ｌＸ３’　、ｙ３）
　　（２ｘ３ｊ　２ｙ３）　　（３ｘ３ｐ、ｙ３）　（
４ｘ３’　４ｙ３）は理想的な位置にあるものとしてロ
ボット本体１を持ち上げる。これにより今まで累積され
た誤差はすべてクリアされることになる。ロボット本体
１を持ち上げた後、ロボット本体１を水平移動し、接地
する時には再び駆動輪２ｍ、２ｂの接地センサでδ１ｙ
ｔＳ＃δ２ｙｔ５．δ３ｙｔｓｐδ、ｙ　ｔ、だけ補正
される。この値は次のロボット本体１の持ち上げの立脚
動作時にはクリアされる。

立脚動作はロボット本体１が■上昇移動、■水平移動■
降下移動することにより行なゎれる。したがって各脚先
端の座標は次のようになる。

（イ）初期位置（第１図（ｅ））のとき。

Ｎｏ、　１脚”　　（１”ｌ’　１ｙ３）Ｎｏ、　２脚
５Ｃ２”３’　２ｙ３） ＮＯ，３脚７　　（３Ｘ３’　、ｙ３）Ｎｏ、　４脚９
（４Ｘ３’　４Ｙ３） （ロ）　上昇したとき。このとき累積誤差がクリアされ
る。

Ｎｏ、　１脚　　（ｌ　ｘ４’　ｌ　ｙｄ）Ｎｏ、　２
脚　　（２”４’２ＹＡ） 歯３脚　　（３ｘ４’　３”１ｌ） Ｎｏ、　４脚　　（４ｘ、、　、ｙｊ１←→　水平移動
したとき。

Ｎｏ、　１脚３（ｌ　ｘＳ’　ｌ　ｙ５）＆２脚５　　
（２ｘＳ、　２　ｙＪ ｋ３脚７（３”Ｓ’　３ｙ、） Ｎｏ、　４脚”　　（４ＸＳ’　、ｙ５）（ロ）接地し
たとき（第１図（ｆ））のとき。

Ｎｏ、　１脚３　（、”６’１ｙ１５＋δＩ”ｔＳ）Ｎ
ａ　２脚５（２Ｘ６’　２ｙ６＋δ２ｙｔ５）Ｎｏ、　
３脚７（３Ｘ８ｊ　、、ｙ６＋δ３ｙｔＳ）Ｎｏ、　４
脚９（４Ｘ６’　４Ｙ６＋δ４”ｔＳ）第２図は本発明
方法を示す概略フローである。

このようにして本発明による制御方法を行なうことによ
って誤差の補正をセンサで行ないながら、その累積を考
慮することなく、特別な誤差クリア指令も行なわずに脚
形ロボットの制御を行なう乙とが可能となる。

この方法は、未知の環境を移動する場合や、センサによ
る補正量がきわめて大きい場合は不適当である。なぜな
らば、増分による指令から、ロボット本体移動のための
座標による指令に移行する時に、センサで補正した誤差
がクリアされるため、それが大きければ脚が不要な動き
をする。しかし、本発明のロボットでは移動環境の３次
元的地図データが与えられているためセンサの補正量は
比較的小さく、移動に支障がない。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明しｔＳように本発明に
よれば遊脚動作は増分により移動指令を与え、立脚動作
は座標で指令を与えるようにしたので、立脚動作時にお
いてセンサ補正の累積誤差をクリアできる。よって、は
ふく移動時の誤差をセンサで補正しっつセンサ補正誤差
の累積を防ぐことができ、容易かつ確実に脚形ロボット
のほふく移動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はほふく移動により階段を昇るロボットの状態を
示す説明図、第２図は本発明方法を示す概略フロー図、
第３図及び第４図は脚車輪形移動ロボットを示す斜視図
、第５図はロボットの脚先部を示す斜視図、第６図は階
段昇りの一態様を示す説明図、第７図は補助輪の移動状
態を示す説明図、第８図は増分による指令方法を示す説
明図、第９図は増分指令方法による問題を示す説明図、
第１０図は座標による指令方法を示す説明図、第１１図
は座標による指令方法を示す概略フロー図、第１２図は
座標指令方法による問題を示す説明図、第１３図はロボ
ットの制御系を示すブロック図、第１４図はロボットが
ほふく移動する状態を示す説明図である。 図面中、 １はロボット本体、 ２ａ、２ｂは駆動輪、 ３．７は前脚、 ５．９は後脚、 ４．６，８．１０は補助輪、 １２は超音波距離センサ、 ２０は階段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボット本体に、多関節形の複数の脚が備えられるとと
   もに、前記ロボット本体にはこのロボット本体が接地し
   たことを検知する接地センサが設けられ、前記脚にはこ
   の脚が接地したことを検知する接地センサ及び移動環境
   と脚先との距離を検知する距離センサが設けられている
   脚形移動ロボットであって、 ロボット本体が接地した状態で各脚が移動する遊脚動作
   と、各脚が接地した状態で各脚がロボット本体を支えつ
   つ持ち上げて移動する立脚動作と、を繰り返すことによ
   りほふく移動させるように、予め与えられた三次元地図
   データを基に各脚を移動させるとともに、前記接地セン
   サ及び距離センサによる検出データを基に脚の位置誤差
   を微小補正するほふく移動制御方法において、 遊脚動作は、各脚の座標位置を基準にして所要の値だけ
   各脚を移動させるよう指令する増分による指令で移動指
   令を与え、 立脚動作は、各脚をその位置から次の目標位置の座標に
   向い移動させるよう指令する座標による指令で移動指令
   を与えることを特徴とする脚形移動ロボットのほふく移
   動制御方法。