WO2006025616A1

WO2006025616A1 - 脚式ロボットとその制御方法ならびに歩容データの作成装置と作成方法

Info

Publication number: WO2006025616A1
Application number: PCT/JP2005/016679
Authority: WO
Inventors: Hisayoshi Sugihara
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-03-09
Also published as: US20070267994A1; DE112005001917T5; JP4501601B2; JP2006068871A

Abstract

　脚式ロボットが、脚リンク群（特に接地脚）を伸ばしながら歩行することを可能とする技術を提供する。　脚式ロボットは、体幹と、基端が体幹に揺動可能に連結されており、先端に足先を備えている複数の脚リンクと、事前に準備されている歩容データを、実際の歩行状態に基づいて補正する手段と、脚リンク毎に、補正した歩容データの体幹目標位置に基づいて基端位置を特定する手段と、脚リンク毎に、特定した基端位置を鉛直方向に移動したときに補正した歩容データの足先目標位置からの距離が所定距離となるときの鉛直移動量を計算する手段と、脚リンク毎に計算した鉛直移動量から鉛直下方に最大の移動量を選択する手段と、補正した歩容データの体幹目標位置の鉛直座標を選択手段で選択した鉛直移動量だけ鉛直方向に修正する手段を備えている。

Description

明細書脚式口ボットとその脚: ならびに歩容データの作 β¾¾置と作 1»¾ 本出願は、 2 0 0 4年 9月 3日に出願された日本国 1午出願第 2 0 0 4 - 2 5 7 6 7 1号に基づく優¾¾を主張する。その ttilSの全ての内容はこの明細書中に参照により湖されている。漏分野

本発明は、體鎖部）に複数型的には 2本）の脚リンクが揺動可能に連結されている機械卿式ロボット）を^¹させる技術に関する。背景擁

腿と脚リンク群の相対的を変化させることによって歩 fi^- る脚式ロボット（以下では単にロボットと記すことがある）が開発されている。脚式ロボットは、歩容データを用いてる。

歩容データは、足立置の経糊変化を言 ffiM"る足先目ネ剽立ータと、足立置の経時的変ィ匕に追従して^しつづけることを可能とする■立置の経時的変化を ISzii "る目ネ K立 g^' —タ等から構成されている。

ロボットが転倒しなレヽ歩容データを得るためには、ロボットのダイナミクスを考慮に入れた複雑な計算を必要とする。以下に、その一例を説明する。

( 1 ) ロボットの左足 5fcf立置と右足¾(立置の経 B糊変化を言 Sl^る足先目樹立置データを指定する。

( 2) 足 5fcf立置の経時的変化を考慮してロボットの ZMPがしなければならなレ立置を指定する。 ZMP (zero moment point) とは、ロボットに作用する重力や床反力やの合力によるモーメントがゼロになる床上の点のことである。 Z MPが¾«の足先内にあればロボットはしない。逆にいうと、ロボット力 ¾¾¾しないためには、 ZMP力接±»の足先内になければならない。そこで接删却の足¾ί 置を考慮し、下記の Μ ^を満たす目標 ΖΜΡを指定する。即ち、一方の脚リンク（例え ilfcl却）力適却になっている間は接爛却. (右脚）の足先内に雜し、その一方の脚（却）力 S舰して両足掛也状態になった時に新たに馳した脚（却）の足先内に向けて移動開始し、それまでに接地していた脚（右脚）カ¾»となる前に新たに接地した脚 (&m の足先内に移動し終える ZMPを指定する。このようにして指定された ZMPは、目標 ZMPと呼ばれる。実際の ZMPが目標 ZMPのとおりに移動すれば、ロボットは聿5@|することなく Φ ^しつづける。

( 3 ) 両足^ ί立置の経時変化とそれに追従して変ィける目標 ΖΜΡが指定されると、 ^立置の経 TO変化を仮定してロボットのダイナミクスを計算する。計算する時点で、足立置が指定されているので、ロボットの体^ (立置を仮定するとロボットの姿勢が決まる。ロボットのが決まると、そのにおける ZMPの位置を計算することが可能となる。 ZMPの位置を計算するためには、静的な要素に力!]えて、ロボットに ί乍用するの影響を織り込まなければならない。仮定した 4置の経,変ィ匕を計算に含めることで、ロボットのダイナミクスまで考慮して Ζ MP 立置を言十算することが可能となる。 ^(立置の経,変化（ |¾1) を仮定すると ZM P (^立置を計算することができることから、目標 ZMPに一 ¾Tる ZMPを!^する ίΦ ^立置の経 a ^変化（雌鍵）を探 * ることができる。

(4) 以上の工程によって予め歩容データを準備しておく。

ロボットは、歩容データからいわゆる逆キネマティクス^早くことによって、各関節の関節角を計算する関節角 S¥t十算装置を備えている。ロボットが »に動作する際には、歩容データに従つたを親する各瞎の関節角を計算する。ロボットは各 Μίίの関節角を計算した角度に調節することによって、歩容データに従って^ 1 "る。歩容データに従ってロボットが^ ば、実際の ZMPが目標 ZMPに一致し、ロボットは繊 ¾ に歩行しつづけることができる。

足 5fei耀ゃ體立置は、時間に财る位置の変化で言 ffiz&fることができるが、位置と «とカロ ¾ ^は関連しており、そのうちの一つの量から他の量を計算することができることから、 ¾tや力 []艇で位置を言 szi ることができる。位置のデータという、體ゃ加で位置を特定するデータも含む。

足 5fei立置^ ί權立置という齢、足體は剛体であるから、ィ壞点 ^(立置によって足勝 (^立置をことができる。また、足 r置ゃ麵立置とレ、う^ \ 位置のみならず、足先 ^^體 »を含むものとする。は、足 5¹ ^勝の » ^によって言 ffiE-Tることができる。歩行中の足先»^ ^ が所定のパターンに従うには、歩容データからは錢を Ι¾έ1" るデータが不匕される。目標 ΖΜΡに一る ΖΜΡをもたらす ί柳立置（通常はを含む）の経時的変ィ匕を角浙的に探る手法は、足^ ί立置の変化に追従してロボットが |Jしないように體を移動させるのに必要な膽の目櫥立置を算出する手法の麵例である。脚式ロボットの! ^目標位置を算出する手法は、これに限定されるものではなレ、。ロボットカ S事前にされている歩容データに従って亍している間に、ロボットに予期せぬ外舌 ΙΛが作用することがある。路面の予期せぬ凹凸によって予期せぬ外舌 ΙΛが作用することもあるし、ロボットに外界から押したり引いたりする外力力幼口えられることもある。ロボットの構造上のたわみや、ロボットの関節のガタや、ロボットの応答遅れ等に起因してロボットの実際の位置ゃ魏が歩容データから外れれば、予期せぬ外舌が作用したのと同じことになる。予期せぬ外乱力が作用した：^、事前に «されてレヽる歩容データどおりに1 行しつづけることができなくなる。

そこでロボットには、実際の歩行状態に基づいて、事前に準備されている歩容データを補正する手段が用意されている。予期せぬ外舌 L¾が作用したときには、例えば事前に «されている歩容データの勝目樹立置を補正することによって、予期せぬ外舌 ΙΛ力 s作用した ¾^でもしつづけることができるようにしてレ、る。発明の開示

事前に «されている歩容データを、実際の歩行状態に基づいてネ甫正するときに、リンク (特に接则却）力 sすでに伸びきつた状態になっていると、麵立置や足 5¾ί立置をネ妊した目樹 i 置にまで動力すことができないことがある。この、ロボットが繊する可能性が生じてくる。そこで従来の漏では、勝の高さを低く設定した歩容データを事前に霜している。この歩容データを用いると、脚リンク力伸びきつた状態となることがない。実際の^¹状態に基づいて ¾Εするときに必要ならば脚リンクをさらに伸ばすことが可能である。脚リンクが伸びきらなレヽ歩容データを事前に «しておくことによって、実際の »状態に基づレヽて補正することができるようにしている。

しカゝしながら、そのこと〖結果として、事前に itされている歩容データのままに f? ~る場合には、接聊を常に曲げた状態で歩 frTることとなる。実際の亍状態に基づいて補正できるようにするためには、接地脚を常に曲げておき、必要に応じてさらに伸ばせるようにしておく必要がある以上、通常を常に曲げた状態で歩 ίϊΐ "る他はない。

しかしながら、接； ¾wを常に曲げながらると、脚リンクの ΡΜίに作用する曲げモーメントカ汰きくなつてしまう。これは、人力職を曲げて歩ると ¾β等の筋肉が強く緊張するとともに膝関節に強レ担を感じる一方、膝を伸ばして歩ると》«5等の筋肉の緊張が弱められ膝 Mtに作用する負担も軽くなることに相当する。また人を模した二足 ΐロボッ卜の:^には、接 ¾S却を常に曲げて與计ると、その^動作にロボット特有の不自然さ力 S発現してしまう。本発明は上記の問題を解決する。本発明では、ロボットが脚リンク群（特に接糊）を伸ばして歩 m~ることを可能とする術を "る。

本発明によって難化される脚式ロボットは、勝と複数の脚リンクを供えている。各脚リンクのは勝に揺動可能に連結されており、各脚リンクの先端には足先が用意されてレ、る。このロボットは、事前に職されている歩容データを実際の新状態に基づいて補正する手段を備えている。

このロボットは、歩容データをさらに^ IEして用いる。そのために、ネ i!Eした歩容データの体幹目樹立置に基づいて、脚リンクの置を特定する手段と、特定した立置を鉛 ϋ¾·向に移動したときに、 ¾Εした歩容データの足先目樹立置からの所定 |¾ ^となるとき ( f口、直移動量を計算する手段を備えている。これらの手段は、脚リンク毎に用意されている。さらに、脚リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を藤する手段と、補正した歩容データの膽目樹立置麵標を、激尺手段で通した鉛直麵量だけ鉛 a¾向に ί妊する手段を備えている。

fflf己したように、事前に準備されている歩容データを用いることによって、ロボットは意図したを親する。予期せぬ外舌 L¾が作用すること力 s避けられないことから、ロボットは、事前に 2Ρϋされている歩容データをの状態に基づいて補正する手段を備えている。このときに、事前に職されている歩容データによって、脚リンク（特に接藝）がすでに伸びきつた状態になってレヽると、謂立置や足 5¾{立置を実際の ΐ状態に基づレ、て補正した目橱立置にまで動力ことができないことがある。そこで、従来の術では、事前に輔されている歩容データでは、脚リンクを伸ばしきらなレ、» を ι¾βしておく必要があつ ^ .,

本発明では、雌目樹立置の鉛麵標を鉛 »向に βする手段を利用することから、事前に «しておく歩容データで ίΐρリンクを伸ばしきらなレヽ„ を言 Siしておく必要がなくされる。事前に聰しておいた歩容データに従うと脚リンク（特にを伸ばしきることになる状態において、実際の^?状態に基づレヽて ¾Eした勝目櫥立置や足先目樹立置がさらに脚リンクを伸ばすことを要 *ι~る^^、従来の技術ではそれ以上に脚リンクを伸ばせなレ、ので対応不能となるのに対し、本発明で ttJJ却リンクの長さの不足を補うだけ體目標位置を鉛直下方に ifeEすることができる。

上記のために、本発明では、補正した歩容データの体幹目 m立置に基づいて脚リンクの基立置を特定する手段を利用する。特定した ¾¾¾ (立置と、補正した歩容データの足先目ネ剽立置の間の謹を計算する手段を禾 lj用する。後記の計算手段は、扁立置を鉛 ί ^向に移動させた齢の基端と足先間の 1Wを計算することが可能であり、 S¾と足先間の «が所定 «となるときの鈴直移動量を計算することができる。このとき、足先の位置《I却リンク先端の位置を一義的に示すこと力ら、足先目ネ置自体を計算に用いるようにしてもよいし、あるいは足先目樹立置に基づレ、て脚リンクの先 έ置を特定し、特定した先端立置を計算に用レ、るようにしてもよレ、。

この所定薩を、有限な長さを持つ脚リンクで難可能な瞧としておけば、 βされた歩容データに従ってることが可能となる。事前にしておく歩容データで ¾1却リンクを伸ばしきらな、„ を言 Siしておく必要がなくなる。

このロボットでは、脚リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を纖し、ネ HE後の歩容データ力 S鍵してレ、る ί構目櫥立置 'ロ、麵標を、激尺した鉛直移動量だけ修正する。それにより、すべての脚リンクにとって H¾可能な歩容データに i!SEすることができる。なお、脚リンク^ ftさからするとを不必要に大きく鉛直下方に iSEする脚リンクが登場することになるが、それに対して f S却リンクを曲げることで対応することができる。

鉛 »向に勝目ネ！ (立置を紅すると、 ZMPが目標 ZMPからずれる恐れがあるが、離目樹立置を鉛 ίί^向 ί 動させることによって ΖΜΡが変化する変化量は小さく、実際には問題とならない。

この口ボットでは、脚リンク群（特に接删）を曲げてる歩容データを事前に輔しておく必要がなく、脚リンク群を自然に伸ばして歩 frTることができる。

上記の脚式ロボットでは、事前に纏しておく歩容データで、脚リンク群を自然に伸ばして歩 ίΐΐ"る懇を雄しておくこと力子ましレヽ。

そして、事前に職されている歩容データの! ^目樹立置から特定される画立置と、事前に職されている歩容データの足先目標位置から、両者間の賺を計算する手段を備えていること力子ましレヽ。この手段は、脚リンク毎に脚リンクの纖と足先間の龍隹を計算する。

その上で、鉛歸動册算手段では、歸己の賤婦十算手段で計算した瞧を所定赚として鉛直移動量を計算すること力 ^s好ましレ、。

このロボットでは、 β後の歩容データで規定される脚リンクのと足先間のが、事前に職しておく歩容データで規定される s¾と足先間の謹に近レとなる。それにより、事前

ることができる。

上記のロボットの選択手段は、脚リンク毎に計算した口、直移動量の中に、鈴直下方への移動量力 s被しなければ、ゼ口を藤すること力 s好ましレ、。

ίΦ^ίί置を鉛 ifi ^に移動するように !Eすると、ロボッ卜の新動作に不自然さ力 s発現することがある。このロボットでは、補正された歩容データの雌目樹立置をィ I妊する際に、鉛 E_h 方に^ IEすることを^ ihし、鉛直下方にのみ iliiEする。それにより、脚式ロボットは、より自然に足を伸ばしながら歩 frfることができる。

この:^、事前に聰しておく歩容データでは、脚リンクを伸ばしきつて计るレベルに体幹目標位置の鉛麵標を設定しておいてもよい。鉛直下方にィ妊する齢が多鉛 SLfc^に修正する齢カ沙なレ、ようにしておくことができる。

本発明の IT術は、脚式口ボットの歩行動作を芾卿する方法に ^aィることもできる。この歩 m^rrn 細が ί構に揺動可能に連結されているとともに先端に足先を備えている複数の却リンクを備えてレヽるロボットの^？を芾 y する。

この^？ fij御方法は、ロボッ卜に予定しているをする歩容データを事前に準備しておく工程と、事前に ¾ しておレ、た歩容データをの歩行状態に基づレ、て補正する工程を備えている。

この斜 |脚方法では、歩容データをさらに ifcEして用いる。そのために、補正した歩容データの ί機目樹 4置に基づいて、脚リンクの厕立置を特定する工程と、特定した ¾¾ί立置を鉛直方向に移動したときに、補正した歩容データの足先目樹立置からの «が所定 seとなるときの鉛直移動量を計算する工程を備えている。これらの工程では、脚リンク毎に計算する。さらに、脚リンク毎に計算した鉛直移動量から鉛直下方に最大の移動量を避尺する工程と、ネ脏した歩容データの勝目樹立置ロ、纏標を程で舰した鉛歸動量だけ鉛向に脏する工程と、 βした歩容データを脚式ロボットの MIS角群計算装置に,する工程を備えている。

この脚方法によると、脚リンク群（特に接删却）を無用に曲げて歩る歩容データを事前に霜しておく必要がなくなる。 W:ロボットは脚リンク群を自然に伸ばしながら斜？ 1 "ることができる。

本発明はまた、脚式ロボットが用いる歩容データを事前に準備しておく装置をも»する。この歩容データのィ乍/^置は、がに揺動可能に連結されてレ、るとともに先端に足先を備えている複数の脚リンクを備えているロボッ卜に教示する歩容データを事前に準備しておくために利用される。

この歩容データの作置は、脚リンク毎に足^ (立置の経時的変化を言 szi^rる足先目ネ惠立 g^' ータを記憶しておく手段と、その足先目ネ !{立^'ータに追従して ^ίΠ"ることを可能とする目徽置を仮定する手段を備えてレ、る。

仮定した雌目櫬立置を βするために、仮定した膽目櫬立置に基づいて脚リンクの眉立置を特定する手段と、特定した画立置を鉛 ϋ¾向に移動したときに、記慮している足先目も剽立置からの麵が所定謹となるとき CDf口直難量を計算する手段を備えている。これらの手段は、脚リンク毎に用意されている。さらに、脚リンク毎に計算した鉛藝動量から、鉛直下方に最大の移動量を激尺する手段と、作成しておレヽた勝目樹立置の鉛雄標を、藤手段で観した鉛藝動量だけ鉛鼓向に脏する手段を備えている。

そして、 «した勝目標位置が、記憶している足先目標位 ft^—タに追従してることを可能とする位置でなければ、 ί柳立置の経 B糊変ィ匕を再凍定する手段を備えている。

この装置では、足fef立置の経日糊変ィ匕を言 ¾1ϋ "る足先目標位 ¾ ^ータに追従して脚式ロボットがしなレ、で歩 ίΐΐ"ることを可能とする ί柳立置の経日确変ィ匕を仮定する。麵立置の経日 ½ 変化を仮定する段階では、各脚リンクの長さを考慮する必要はなレヽ。脚リンクの長さが足らず、実際には不能なほど高レ、目標位置を仮定してもよレ、。

この装置では、最初に仮定した體目ネ K立置に基づいて脚リンクの画立置を特定する。さらに、特定した調立置を鉛向〖動したときに、鉛向に移動した纖置と、記憶してレ、る足先目樹立置の間の賺が、所定賺となるときの鉛歸動量を計算する。この鉛歸動量は、脚リンク毎に言十算される。

この装置では、脚リンク毎に計算した鉛藤動量から、鉛直下方に最大の移動量を藤し、仮定した # ^目櫬立置の鉛醒標を、職した鉛直移動量だけ鉛 B¾向にィ妊する。これによつて、すべての脚リンクの長さに関して、難可能な勝目樹立置に脏することができる。

この装置では、 βした赌目樹立置が、記憶している足先目樹立 'ータに追従して^ ることを可能とする位置でなければ、鍾立置の経時的変化を新たに仮定する。新たに仮定された構目ネ置は、上記の処理によって再 υ¾α麵標カ¾££される。權立置の経時的変化を仮定し、仮定した體目樹立置の鉛麵標を βして、脚式ロボットが^ rることを可能とする目樹立置を探る。導出される # ^目樹立置は、脚リンクの長さに関して可能な位置となる。

この歩容データの ί乍置では、仮定された体幹目樹立置をする際に、体謝立置を鈴向に ί妊する。脚式ロボットの動的バランスを大きく変化させることなく、各脚リンクの ¾¾¾と足先の間の赚を大きく変化させることができる。

この歩容データの作]¾置によると、脚式ロボットが脚リンク群を自然に伸ばしながら歩る歩容データを作财ることができる。この歩容データの作蝶置で作る歩容データは、上述した Μϊζロボットゃ脚式ロボットの斜 1胸; W去にに用いることができる。したロボットや脚式ロボットの與卸方法では、脚リンクを曲げた歩容データを必要と i~f、脚リンク群を自然に伸ばしながら斜 Ϋ"Τる歩容データに対応することが可能だからである。

本発明の術思想は、歩容データを事前に聰しておく段階で活用することもできれば、歩容データをイ^ Eしながら¾ ^の歩行を制御する段階で活用することもできる。

膽己した鉛醇動量計算手段では、脚リンクの最大長さを所定賺として鉛 »向移動賺を計算すること力 S好ましレ、。それにより、脚式口ボットの少なくとも 1つの脚リンクを最大に伸ばしながら歩 fH"る歩容データを作成することができる。

鉛向に ί^Εすることによって得られた雌目 t剽立置は経日糊に変化し、髓を規定する。このは不に変ィはるものでなく、スムーズな^ ^曲線であること力 S好ましレ、。

そのためには、鉛直方向に修正した体幹目標位置を所定周期毎にサンプリングする手段と、サンプリングした ί構目樹立置を連続曲線でなぞる平滑腿を作^ Tる手段と、作成した平滑霞力紅した膽目衞立置より

特定した期間に対応する ί妊した體目ネ剽立置を鉛直下向きに所定職隹だけ »IEする手段と、再修正後の麟目標位置を用レ、てを再度作る手段をさらに備えてレ、ること力子ましレ、。

この歩容データの作^ ¾置では、鉛直下方に βした # ^目樹立置（時間とともに高さと水平面内位置を変える）を所定周期毎にサンプリングし、サンプリングした複数の体幹目樹立置を連続曲線で滑らカゝになぞる骨鍵を作る。このように作成した骨観には、骨化前の体幹目ネ剽立置よりも釓 HLh^に位 *1~る期間が &しうる。その期間のは、いずれかの脚リンクに関して urn不可能なとなることから、そのままでは歩容データに用レ、ること力難しレ、。

そこで、この歩容データの作離置では、作成した平 m iが平滑化前の麟目樹立置よりも

特定された期間については、體目ネ剽立置を所定赚だけ鉛直下方にさらに βする。その後に、 ¥ ¾Ιを再度作成する。

以上の処理を繰り返すことによって、最初に算出した體目櫥立置よりも常に鉛直下方に位置する iilを得ることができる。脚リンクの長さからみて親可能な骨 lit力 s得られる。本発明の技術は、歩容データを作成する: W去にも具現ィヒすることができる。この歩容データの作法は、難が膽に揺動可能に連結されてレ、るとともに郷に足先を備えてレヽる複数の脚リンクを備えているロボットに教示する歩容データを事前に準備しておくため〖 lj用される。この歩容データの作]^法は、脚リンク毎に足立置の経時的変化をる足先目徵立 m^' ータを記憶しておく工程と、その足先目樹立 g^'—タに追従して歩 m~ることを可能とする目櫥立置を仮定する工程を備えてレ、る。

仮定した体幹目標位置を «するために、仮定した体幹目ネ Κ立置に基づいて脚リンクの基 « 置を特定する工程と、特定した s^i立置を鈴 ϋ¾向に移動したときに、記憶している足先目標位置からの謹が所定 I»となるとき &直移動量を計算する工程を備えてレヽる。これらの工程は、 J!却リンク毎に^される。

さらに、脚リンク毎に計算した鉛雜動量から、鉛直下方に最大の移動量を遛尺する工程と、仮定した體目標位置の鉛麵標を、藤工程で激尺した鉛歸動量だけ鉛向に脏するェ程を備えている。

そして、ィ紅した膽目標位置が、記憶している足先目樹立 —タに追従して歩 frTることを可能とする位置でなければ、ィ柳立置の経 B勒変化を再反定する工程を備えてレ、る。

この歩容データの作^法によると、脚式ロボットが脚リンク群を自然に伸ばしながら歩 i る歩容データを作财ることができる。この歩容データの作去で作針る歩容データは、上述した口ボットゃ脚式口ボットの胸; ^去に械に用レヽることができる。

本発明により、脚式ロボットが脚リンク群（特に接 »P) を伸ばしながら歩 m~ることを可能とする ίΤ術が »される。図面の簡単な説明

図 1は、実施例 1のロボットを模 ϊ¾¾に示している。

図 2は、ロボットが搭載している制御装置の構成を示すブロック図である。

図 3は、帘啣装置の編立置^ S置の構成を^ 1~プロック図である。

図 4は、事前に輔された歩容データに従うときの脚リンクの両端 ( fi置を示してレヽる。

図 5は、補正された歩容データに従うときの脚リンクの両端 (^立置を示してレ、る。

図 6は、 # ^立置の^ IE量を説明する図である。

図 7は、謹立置がィ妊されたときの脚リンクの両端 (^立置を示している。

図 8は、 ffi街装置の処理のを示すフローチヤ一卜である。

図 9は、體立置 Kg置の処理のを示すフ口一チヤ一トである。

図 1 0は、実施例 2の歩容データの作«置の構成を示すプロック図である。

図 1 1は、記憶装置に記憶されているデータ力 S言 Siしてレ、るを示してレ、る。

図 1 2は、 ί構纖データ作雌置の構成を示すプロック図である。

図 1 3は、データ力る ( f口 ¾¾Γ向のを示している。

図 1 4は、サンプリングした勒道点から作成した骨勒道を示してレヽる。

図 1 5は、 ί¾Εした難点から作成した平 meを示している。発明を実施するための最良の形態

最初に、以下に説明する実施例の主要な糊敫を列記する , m ι ) ロボットは、事前に準備された歩容データの体幹目樹立置を、実際の歩行状態に基づレ、てネ SEする歩容データの置を備えてレ、る。

( 2 ) ロボットカ壩える歩容データの補: ¾置は、事前に職された歩容データの勝目標位置を、水平方向に難した位置にネ赃する。

m 3) 歩容データの作雌置は、仮定した勝目樹立置が、与えられた足先目標位置の経時的変化に追従して歩 fr ることを可能とする位置である力かを半 I则する装置を備えてレヽる。

(実施例 1 )

本発明を実施する実施例 1につレ、て図面を参照して説明する。本雄例は、本発明の嫌を二足歩行ロボットに適用したものである。

図 Ι ί; ^雄例の二足新ロボット（以下、単にロボットと記す） 6を示す。図 1に示すように、ロボット 6は、勝1 2と、體 1 2に対して揺動可能にされている; fe却リンク 3 0と右脚リンク 4 0を備えている。またロボット 6は、膽 1 2に対して揺動可能に纖されている； ^リンク 1 6と右腕リンク 1 8と II咅 152 0等を供えている。

図 1に示すように、 £却リンク 3 0は、左 ^« 3 2と、左下 3 6と、左; *di|¾ 3 2と左 Τβ 3 6を連結して!/、る «関節 3 4を備えてレ、る。； »関節 3 4は、 1軸回りに自由度を持つ関節である。却リンク 3 0の s^ite^関節 3 1を介して勝 1 2に結されている。 m リンク 3 0の先端に足首関節 3 7を介して左足（左足先） 3 8力 s連結されている。

3 1は 3軸回りに自由度を持つ関節であり、左足首関節 3 7は 2軸回りに自由度を持つ関節である。

右脚リンク 4 0は、 ¾却リンク 3 0と鏡面^の Mi罕、となるように構成されてレ、る。右脚リンク 4 0に関して、図 Ι ί^ &股関節 4 1、右^ JJ1¾4 2、右膝関節 4 4、右下 ffi¾4 6、右足首関節 4 7、右足（右足先） 4 8が示されている。

ロボット 6は、各関節を ΙΕ»τΤるためのァクチユエ一タ群を備えている。ァクチユエータ群は、後る芾啣装置 1 4によつて芾卿される。

ロボット 6は、ロボット 6の実際の垂を検出するためのセンサ群を備えている。センサ群は、例えば各関節の関節角を検出するためのエンコーダや、体幹 1 2等の運動を検出するための力随度センサ等である。センサ群の出力信号は、後る制御装置 1 4の麵翻される。

図 1に示すように、ロボット 6は、右足 4 8力 S接地している間 ^fe却リンク 3 0を綱として左足 3 8を 7のよう動させ、左足 3 8力接地すると今度〖脚リンク 4 0を ¾Wとして右足 4 8を觀8のよう動させ、以下同様に、左足 3 8を 9のよう〖動させ、次足 4 8を $¾11 0のように移動させてを続ける。

本実施例では、図 1に示すように、ロボット 6の歩行方向を X軸とし、体側方向を y軸とし、高さ方向を z軸とする。 X y平面は水平面であり、 z軸方向は鉛鼓向である。

ロボット 6は、図 1に示す歩行動作をするために歩容データを必要とする。歩容データは、ォペレータによって事前に棚され、ロボット 6に指示される。事前に ¾ϊΤΤる歩容データは、コンピュータ装置を利用した歩容データ作/ «置によって作成することができる。歩容データの作成過程を簡単に説明すると、オペレータは足先目樹立 —タを用意し、歩容データ作) «置にする。歩容データ作離置は、教示された足先目櫬立一タとロボット 6の力学モデルに基づいて、予定された状況で歩 frTることを可能とする體 1 2のを計算し、計算した勝 1 2の垂を !E^ る體目ネ剽立ータを作^ "る。

ロボット 6カ荆用する歩容データは、左足 3 8の目標とする位置と魏の経 B糊変化を lai!- る左足目樹立ータや、右足 4 8の目標とする位置と »の繊糊変ィ匕を言 S& る右足目樹ータや、勝 1 2の目標とする位置と »の経時的変化を言 ffiM"る勝目標位 g^'—タや、左右のの目標とする位置との経時的変化を言る^ fe目樹立 'ータや、目標 ZMP の経時的変化を言 Siしている目標 ZMPデータ等を備えている。

體目標位 '一タは、麟 1 2の位置を代表点 Wの位置 P_w ( x_w, y_w> z _w) で |¾Eし、体幹 1 2の姿勢を体幹 1 2の姿勢角（ロール角、ピッチ角、ョ一角）で記述している。左足目標位置データは、左足 3 8の位置を代表点 Lの位置 P _L (x _L, y _L, z _L) で記述し、左足 3 8の ^^を左足 3 8の^^で言している。右足目標位ータは、右足 4 8 ( ^立置を代表点尺の位置 P _R ( x _R, y _R， z _R) で言 Β ίし、右足 4 8の姿勢を右足 4 8の姿勢角で記述している。位置やのデータは、寺間とともに値を変える経データである。

ロボット 6は、ロボット 6の動作を制卸する芾 I脚装置 1 4を備えてレヽる。制御装置 1 4は、 C PU、 ROM, RAM, ハードディスク等を備えている。制御装置 1 4のハードウェア構成 ίお凡用のコンピュータと同じであり、説明は省略する。

図 2は、制御装置 1 4の機能的な構成を示すプロック図である。図 2に示すように、肺卸装置 1 4 fま、機倉的に、歩容データ記f装置 1 1 0と、歩容データ ffi!E^置 1 1 2と、麵立置ίϊΕ 装置 1 1 4と、関節角群計算装置 1 1 8と、ァクチユエ一タ胸装置 1 2 0と、実 ^il®計算装置 1 1 6等を備えている。図 2に示す魏のうち、ロボットの漏系 1 2 2と各種センサ 1 2 4 は、制御装置 1 4の構成要素に含まれなレ、が、以下の説明を明瞭にするためにて «している。

制御装置 1 4は、全体が物理的に 1つの装置に含まれてレヽてもよいし、物繊に分離された装置ごとに分けて収容されてレ、てもよレ、。また制御装置 1 4の各要素は、必ずしもロボット 6に搭載されていなくてもよい。ロボット 6外に配備され、ロボット 6に無線又はでキ!^するようにしてもよレヽ。

歩容データ記憶装置 1 1 0は、オペレータ等力 S事前に聰した歩容データを記憶している。歩容データ記離置 1 1 0力記憶している歩容データは、歩容データネ fcE¾置 1 1 2と、麵立置 m . 1 1 4に入力される。

歩容データネ |IE¾置 1 1 2は、歩容データ記憶装置 1 1 0力 S記憶している歩容データと、実際 β言十算装置 1 1 6から入力したロボット 6の^^ Shに基づいて、歩容データ記憶装置 1 1 0 力入力した歩容データを補正する。補正された歩容データは、 m i 1 4と、関節角群計算装置 1 1 8に入力される。ただし、ネ !E後の體目樹立 g^—タにつレ、ては、関節角群計算装置 1 1 8には入力されず、 f構立置置 1 1 4のみに入力される。

i 1 4は、歩容データ補置 1 1 2によってネ正された体幹 1 2の _z座標を、； fel却リンク 3 0と右 J3却リンク 3 0の長さを考慮して^ IEする。立置 iffig置 1 1 4の詳細にっレヽては後る。

関節角群計算装置 1 1 8は、體目樹立 g^、ータゃ左足 3 8姊足 4 8等の各部の目樹立 g^' ータを入力し、入力した目ネ！ {立置に基づいて、いわゆる逆キネマテイクスを解くことでロボット

6の各觸角 6 1 ( t )、 Θ 2 ( t )、 θ 3 ( t ) , - · 'を計算する装置である。計算された関節角群データは、ァクチユエータ靴卸部 1 1 4に入力される。

ァクチユエータ 1胸装置 1 2 0は、入力した「Λ角群データに基づレヽて、ロボット 6に搭載されているァクチユエ一タ群を $1胸する装置である。ァクチユエータ脚装置 1 2 0がァクチユエ一タ群を靴卸することによって、ロボット 6の羅系 1 2 2が^¹動作を雄する。

ロボット 6が実際に行う歩行動作は、予期しなレ、路面の凹 ώ^、ロボットの構造上のたわみなどによる外舌の影響を受ける。ロボット 6がに行っている ί動作は、ロボット 6に搭載されているセンサ群 1 2 4によって検出される。

実 »計算装置 1 1 6は、センサ群 1 2 4の出力信号に基づレ、て、ロボット 6の実際の藤を計算する。計算装置 1 1 6は、例え ^fc足 3 8の実際の懇ゃ、右足 4 8のの運動や、勝 1 2の実際の睡を計算することができる。 ¾¾¾計算装置 1 1 6で計算された口ボット 6の実 |¾«は、歩容データネ S¾置 1 1 2に入力される。

先に説明したように、歩容データ MS置 1 1 2は、難テ麵計算装置 1 1 6で計算された口ボット 6の実)^ 1Kに基づレ、て、歩容データ記 '離置 1 1 0に記憶されてレヽる歩容データをネ HE する。 $嗍装置 1 4は、ロボット 6の雞の藤に基づレ、てフィードバックしながら、ロボット 6の歩行動作を制御する。

歩容データネ! ^置 1 1 ₂力ロボット 6のに基づレヽて歩容データをネ HEする処理について説明する。歩容データネ |ΊΕ¾置 1 1 2は、第一に、ロボット 6の実に基づいて、左足 3 8の目標とする位置とと、右足 4 8の目標とする位置とをネ紅する。、乙、補正し广足 3 8の目標とする位置と難と、ネ ΙΊΕした右足 4 8の目標とする位置とに基づいて、脑目樹置を補正する。

歩容データネ |ΙΕ¾置 1 1 2は、 ί構 1 2の目樹立置をネ SEする際に、ネ i!E前の勝 1 2の目標位置を水平面内で移動させるように補正する。即ち、體目ネ ϋ立置の z座標は固定されている。ロボット 6のようなラロボットでは、勝 1 2 COf立置を水平方向に移 SrTると ΖΜΡの位置力 Sよく移 SrTる。それに対して體 1 2の位置を鉛向に移動しても Ζ Μ Ρの位置はあまり移動しない。そのことから、目樹立置を水平方向にの甫正しても、 ΖΜΡが目標 ΖΜΡに一 ¾ΤΤるように目樹立置をネ証することができる。

なお、ロボット 6が実際の状況に基づレ、て歩容データを ffi!Eする; W去は、上記の方法に限定されるものではない。例えばロボット 6がカメラを搭載し、前方の與亍面の凹凸を予め検出しながら、歩容データを ¾Eしてもよレ、。ロボット 6は、された歩容データを ¾ ^の况に応じて補正する様々な方法を採用することができる。

図 3は、 w .1 1 4の機能的な構成を示すプロック図である。図 3に示すように、 mi . i 1 4は、機能的に、；示^ c置計算装置 1 4 2と、； a畊甫正位置言十算装置

1 4 4と、右脚キ旨示位置計算装置 1 4 6と、右甫正位置計算装置 1 4 8と、左 ί(ί!Ε量言十算装置 1 5 2と、右量計算装置 1 5 4と、

さ抽出装置 1 5 8と、カロ籠 1 6 2と、體高さ置 1 6 4とを備えている。

¾»际位置計算装置 1 4 2は、歩容データ記憶装置 1 1 0力 S記憶している事前に «されていた歩容データを入力し、入力した歩容データ力 S示足首関節 3 7に ¾ "る関節 3 1の相対的な位置亂罕、を計算する。

図 4を参照して、； fe鹏示位置計算装置 1 4 2の処理を説明する。図 4は、歩容データ記 '離置 1 1 0に記憶されてレヽる歩容データに従うときのロボット 6を模^]に示してレ、る。図 4に示すように、歩容データ記憶装置 1 1 0に記憶されている歩容データ力 S示す # 1 2の目ネ K立置を P _w。とする。體 1 2の目標とする姿勢を D_w0 (例えばローノ^、ピッチ角、ョ一角を言 ffiiする行列）とする。左足 3 8の目標とする位置を P _{L 0}とする。左足 3 8の目標とする姿勢を D_{L 0} とする。右足 4 8の目標とする位置を Ρ_{Κ ϋ}とする。右足 4 8の目標とするを D_{R 0}とする。左脚指示位置計算装置 1 4 2は、 2の目標位置 P_w。と # 1 2の目標^^ D_w0と、予め記憶している勝 12の代表点 wと;^殳「关 us 31との相 ¾ ^な位置^ uこ基づいて、

31のィ立置を求める。； ^関節 31の位置は、； feJSリンク 30の 2側の ^立置でもある。また; fe却指示位置計算装置 142は、左足 38の目標位置 P_L0と左足 38の目標姿勢 D_L0 と、予め記憶してレ、る左足 38の代表点 Lと左足首関節 37との相湖な位置 M系に基づレ、て、左足首関節 37 (^立置を求める。左足首関節 37 (^立置は、 fe却リンク 30の左足 38側の纖 (^立置でもある。そして、左足首関節 37(Zf立置から; ¾関節 3 立置へと向かうベタトル H

LO= 、X LO、 yi_o、 ^Z LO) を求める。

SBffi正位置計算装置 144は、歩容データネ|¾置 112によって補正された歩容データを入力し、入力した ffi!E後の歩容データ力示 1¾足首関節 37にる殳関節 31の相な位置、を計算する。

図 5を参照して、； feiW正位置計算装置 144の処理を説明する。図 5は、歩容デ一タネ置 112による補正後の歩容データに従うときのロボット 6を模^に示してレ、る。ネ KE後の歩容データが示す体幹 12の目標位置を P_wlとする。体幹 12の目標とする姿勢を D_wlとする。左足 38の目標とする位置を P_L1とする。左足 38の目標とする^^を D_L1とする。右足 48 の目標とする位置を P_R1とする。右足 48の目標とするを D_R1とする。歩容データ補 IE¾ 置 112は、歩容データを補正する際に、體 12の目樹立置を水平方向に移動した位置にネ証すること力ら、補正後の体幹 12の目ネ ϋ立置 P_wlは、補正前の 12の目樹立置 P_w0を水平方向に移動した位置となる。

左脚指示位置計算装置 142は、体幹 12の目標位置 P_wlと膽 12の目標 D_wlと、予め記' itしている構12の代表点 wと；^殳関節 31との相な位置 M罕、に基づいて、 &&

31の位置を求める。また左脚指示位置計算装置 142は、左足 38の目標位置 P _L0と左足 3 8の目標姿勢 D L 0と、予め記憶している左足 38の代表点 Lと左足首関節 37との相対的な位置罕、に基づいて、左足首関節股 3 立置を求める。そして、左足首関節 37 立置から^^ 関節 3 立置へと向かうベクトル H_L j = (x_L1、 y_Lい z_L1) を求める。なお、ここでは z_L となる。

歩容データの補正の赚で、歩容データ力 S示^ 足首麵 37と 1の瞧は変ィはる。即ち、上記した図 4に示すベタトル H_L0の長さと、上記した図 5に示すべクトル H_L1の長さは一致しない。赃後の歩容データカ^ 1¾足首関節 37と; 1の S賺（べクトル Η _L1の長さ）力左脚リンク 30を最大に伸ばしたときの両端間 ί« (左脚リンク 30の長さ）を超える齢もある。この、ネ i!E後の歩容データは、； fel却リンク 30の長さに対して難できなレ、歩容データである。従来の iTlfでは、このような結果が導出されなレヽようにするために、する歩容データが足首関節 37と; fe!S関節 31の隹の上限を、； feJPリンク 30の長さに対して十分に低く設定する必要があつそれにより、ロボットは接删却の膝関節を不自然に曲げたを実施する。

本 H¾例のロボット 6は、歩容データを ffi!Eする段階では、； feil却リンク 30の最大長さの制約力らには難できない歩容データにネすることを許容する。換計れば、事前に箱しておく

関節 31の謹の上限を、； fe却リンク 30の最大長さにしく設定してことが可能である。

左体幹 ifcE量計算装置 152は、図 6に示すように、左正位置計算装置 144で計算したベタトル H_L1の z方向成分 z_L1を修正したときに、その ίΐίϊΕ後のべクトル（図中のべクトル H_L ₂) 力 ¾|却指示位置計算装置 144で計算したべクトル H_L0の長さ I H_L0 Iに等しくなるときの、 ffcE量厶 z _Lを計算する。 feE量 Δ z _Lは、

Az_L=-z_L1+ (| H_L。一 (x_L1) (y_L1) ²) ^1/2

と計算することができる。ここで、

I H_L0 I ²= (x_L0) ²+ (y_L0) ²+ (z_L0) ²

である。 Δ z _Lは正負のを持つ値であり、 Δ z _Lが正の値であるときは、 z軸の正方向（鉛 jHb向き）ヘ^正を ¾¾1"。

図 7は、補正後の歩容デ一タカ^ る^^の目樹立置 P_wlを、計算した ffcE量 Δ z_Lだけ鉛向に修正した位置 P_w2を示している。体幹 12力 S位置 P_w2に位置する、左足首関節 3 7にる左股関節 31の相対位置は、図 6に示したベクトル H_L2に等しくなる。即ち、左足首関節 37と; ¾ 31の i«0S、ネ !E前の歩容データが示足首関節 37

31 の謹に等しい状態であって、却リンク 30に関して難可能な謹となる。従って、ネ SE後の歩容データが Ι»Τる勝 12の目標位置 P_W1を、紅量 Δ z _Lだけ鉛 »向に ί妊することによって、補正後の歩容データを; »リンク 30の長さに対して難可能な歩容データに修正することができる。

左 ί树修正量計算装置 152は、 ί妊量 Δ z _Lを計算する際に、歩容データから計算される足首関節 37と左股関節 31の赚 I H_L0 Iにかえて、； »リンク 30の最大長さを超えなレ、所定値を用レ、ることもできる。； fe却リンク 30の最大長さとは、； fe却リンク 30が難できる両端間の最大賺を意味する。即ち、関節 34を伸ばしたときの »リンク 30の長さを意味する。

右脚际位置計算装置 146は、； feJWi旨示位置計算装置 142と略同様の処理によって、ネ KE 前の歩容データが示 «足首関節 47にる右股関節 41の相細な位置 Π罕、を計算する。右鹏甫正位置計算装置 1 4 8は、； fe i 甫正位置計算装置 1 4 4と略同様の処理によって、補正後の歩容データが示 1"*足首関節 4 7に ¾ "る右股関節 4 1の相細な位置「关¾罕、を計算する。右 ί構ィ I妊爆十算装置 1 5 4は、左勝爆 +算装置 1 5 2と略同様に処理によって、右脚リンクに関する ί妊量 Δ z _Rを計算する。

修正量決定装置 1 5 6は、左膽妊量言十算装置 1 5 2で計算した修正量 Δ z _Lと、右树修正量計算装置 1 5 4で計算したィ I妊量厶に基づいて、体幹 1 2の目樹立置 P_W2を鉛直方向に {l^IEするときの #^{ IE量厶 zを決定する。 iSE量決定装置 1 5 6は、却リンク 3 0に関する修正量 Δ ζ ^と、右脚リンク 4 0に関する修正量 Δ z _Rのうち、小さい方（正確にいうと、マイナス側であって、直が大きなマイナスの値をレヽう）量を稀ィ妊量 Δ zに決定する。即ち、勝 1 2の目樹立置 P_W1をより鉛直下向きに修正する修正量を舰する。鉛直下方に大きく修正する量によって体幹 1 2の目標位置 P_{w l}を修正すれば、補正後の歩容データは左脚リンク 3 0と右脚リンク 4 0の両者の長さに対して翔可能な歩容データにされることとなる。また、両脚の β量がともに正の値であり、鉛直下方へ量が計算されなレ、：^には、勝修正量 Δ ζをゼロと決定する。即ち、 1 2の目標位置 P_W2を鉛直上向きに^ IEすることを禁止する。ロボット 6では、體 1 2 ( {立置を鉛 Slh向きに移 li ると、歩行動作に不自然さが発現し ^JH "レ、。体幹 1 2の目標位置 P_W2を鉛直上向きに修正することを禁止することにより、ロボット 6が不自然な動作をすることを抑制する。 i!TE量決置 1 5 6で決定された ifcE量 Δ zは、カロ難 1 6 2に入力される。

勝高さ抽出装置 1 5 8は、歩容データ置 1 1 2による後の歩容デ一タカ SfS !i る i i 2の目樹立置 P_wlの _Z座標を抽出し、力 6 2に入力する。

カロ難 1 6 2は、 β量決 ¾g置 1 5 6力ら入力した構 !ίΙΕ量 Δ zと、勝高さ抽出装置 1 5 8から入力した z座標を加算した値を出力する。

体幹高さ»^¾置1 6 4は、補正後の歩容データカ記述する^ 2の目標位置 P_{w l}の _Z座標を、カロ 1 6 2から入力した値に書き換える。 z座標が書き換えられた {構1 2の目標位置は、関節角爾十算装置 1 1 8に入力される。

図 2に示したように、歩容データ補; Eg置 1 1 2は、各種センサ 1 2 4と実! 計算装置 1 1 6で認癱される実際の歩行状態に基づいて、歩容データ記憶装置 1 1 0に記憶されている事前に職された歩容データを補正する。

図 3に示したように、 ¾»|1位置言十算装置1 4 4は、補正した歩容データの体幹目樹立置に基づいて、； ¾関節 Cfe¾¾) 位置を特定する。； fel畊甫正位置言十算装置 1 4 4は、ネ !Eした歩容データの左足先目樹立置に基づいて、左足首関節 3 7 置も特定する。左 ί擀妊量計算装置 1 5 2は、； feliPffiE位置計算装置 1 4 4が特定し f &¾¾置を鉛向に移動したときに、歩容データネ £E ^置 1 1 2力ネ HEした歩容データによるときの足先目ネ If 置（左足首関節の位置に置き換えてもよい）力の瞧が所定賺となるとき ©I '口、直移動量を計算する。

そこで利用する所定 «は、歩容データ記憶装置 1 1 0に記憶されている事前にされた歩容データによるときの、関節 3 1と左足首隱 3 7の赚であってもよいし、雄睡 3 4 をィ申は'したときの； 3 1と左足首関節 3 7の謹であってもよレヽ。

右 Pffi正位置言十算装置 1 4 4と右 ^ !SE量言十算装置 1 5 2は、上記と同様にして、右脚リンクの鉛 I»動量を計算する。

iSE量決定装置 1 5 6は、 ¾1リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を職する。カロ難 1 6 2は、歩容データ補 E¾置 1 1 2力 S補正した歩容データの勝目樹 4置の ί&ϊ»向座標を、 β量決定装置 1 5 6力 ¾¾ した鈴 S 動量だけ鈴直下方に itt る。

上記に代えて、画却にっレ、てのみ鉛量を計算するようにしてもよい。実際上は接糊却についての鉛直移動量の方が、懇却についての鉛直移動量よりも、鉛直下方に向けて大きいことが多いことから、接¾8却について鉛直移動量を計算することは、鉛直下方に最大^'口、直移動量を計算するのと数学的に同等のが多レ、からである。

図 8を参照して、ロボット 6の歩行芾卿方法の流れを説明する。

ステップ S 2では、事前に ¾|された歩容データを歩容データ記 '離置 1 1 0に記' |ti~る。ステップ S 4では、ロボット 6が歩 ^胸を開始する。ロボット 6は、以下に説明するステップ S 6からステップ S 1 4の処理を、所定の動作周期で繰り返し^ る。

ステップ S 6では、実^ 1»計算装置 1 1 6力ロボット 6に搭載されている各種センサ 1 2 4の出力に基づレ、て、ロボット 6が実際に行ってレ、る懇を計算する。

ステップ S 8では、歩容データ補 1¾置1 1 2力ステップ S 2で指示された歩容データを、ステップ S 6で計算されたロボット 6の実^ !»]に基づレ、てネ HEする。歩容データネ S¾置 1 1 2は、 i i 2の目樹立置をネする齢、指示された歩容データ力 S言る f襟 1 2の目樹立置を、水平面内で移 SrTる位置に限定して ffiEする。

ステップ S 1 0では、立置 ί(ΤΕ¾置 1 1 4が、歩容データ補 IE¾置 1 1 2によるネ SE後の歩容データ力 SISz "る體 1 2の目樹立置際には高さ）の β麵を行う。ステップ S 1 0 で行う処理の詳細にっレ、ては後る。

ステップ S 1 2では、関節角^!己憶装置 1 1 8が、ステップ S 8で補正された歩容データ（体幹 1 2の高さ座標を除く）と、ステップ S 1 0で ί^ϊΕされた體の目標高さ座標を入力し、レ、わゆる逆キネマテイクスを^^くことによってロボット 6の各関節角 0 1 ( t )、 Θ 2 ( t )、 θ 3 ( t ) · · 'を計算する。

ステップ S I 4では、ァクチユエ一タ胸装置 1 2 0力ステップ S 1 2で計算された各関節角を入力し、ロボット 6の各関節を動かすァクチユエータ群の動作を制 # "る。ロボット 6は歩行動作を実施する。ロボット 6に搭載されてレヽる各種センサ 1 2 4から、ロボット 6のの運動状態に応じた出力が実^ »計算装置 1 1 6に入力される。このステップ S 1 4の処理が終わると、再びステップ S 4の処理に戻る。

図 9を参照して、図 8のステップ S 1 0で行う処理を詳細に説明する。

ステップ S 3 2では、； ¾却位置計算装置 1 4 2力ステップ S 2で記憶された歩容データ力 S示足首隨 3 7と関節 3 1の相対位置を計算する。詳しくは、左足首嶋 3 7に文 fT る「关 3 立置（図 4に示すべクトル H_L0) を計算する。

ステップ S 3 4では、； feJW E位置計算装置 1 4 4力ステップ S 8による補正後の歩容データが示足首 Mfi 3 7と;^殳関節 3 1の相対位置を計算する。詳しくは、左足首関節 3 7に対する関節 3 1 ( ^置（図 5に^ Tベクトル H_{L 1}) を計算する。

ステップ S 3 6では、左雌量計算装置 1 5 2力 S、ステップ S 3 4で計算したべクトル H _{L 1}の z座標を^ IEしたときに、 ί^ΙΕ後のベタトル（図 6に示すべクトル H_{L 2}) の長さが、ステップ S 3 2で計算したベタトル Η_{ί 0}の長さと等しくなるときの修正量 Δ z _Lを計算する。図 7に示したように、歩容データ補正装置 1 1 2による補正後の体幹 1 2の目標位置 P_W1を鉛直方向に β量 Δ z _Lだけ βすると、 ifcE後の歩容データが示 1¾足首関節 3 7と左股関節 3 1の距離が、事前に «された歩容データが示足首関節 3 7と左股関節 3 1の βと等しくなる。即ち、赃後の歩容データ力 S示 ¾ リンク 3 0の両端間赚と、事前に箱された歩容データが示す却リンク 3 0の両端間距離が等しくなる。

ステップ S 3 8では、右脚际位置計算装置 1 4 6力 S、ステップ S 2で記憶された歩容データが^ &足首麵 4 7と右股関節 4 1の相対位置を計算する。詳しくは、右足首関節 4 7に财る右股嶋 4 1 (^立置を計算する。

ステップ S 4 0では、右位置計算装置 1 4 8力 S、ステップ S 8による補正後の歩容データカ示足首関節 4 7と右股関節 4 1の相対位置を計算する。詳しくは、右足首関節 4 7に対する右股関節 4 1 f立置を計算する。

ステップ S 4 2では、右離 f !E量計算装置 1 5 4力ステップ S 4 0で計算したべクトルの z座標を赃したときに、 β後のべクトルの長さが、ステップ S 3 8で計算したべクトルの長さと等しくなるときの i !E量 Δ z pを言十算する。上記のステップ S 3 8〜S 4 2は、ステップ S 3 2〜S 3 6で左足リンク 3 0に関して行った処理を、右脚リンク 4 0に関して同様に行うものである。

ステップ S 4 4では、漏1妊量計算装置 1 5 6力ステップ S 3 6で計算し f ^却リンク 3 0に関する β量 Δ z _Lと、ステップ S 4 2で計算した右脚リンク 4 0に関する量 Δ z _Rのなかから、鉛直下方に向けて大きい方を 31 ^する。即ち、鉛直下向きに大きく艇することを示す脏量を職する。

ステップ S 4 6では、ステップ S 4 4で選択した修正量が正の値であれば、選択した修正量をゼロに変更する。即ち、疆したィ妊量が鉛 SLh向きに脏するこ

修正量をゼロに変更する。即ち、左右の脚リンクに関する ί妊量がともに正であり、鉛直下方に向く ί妊量が計算されなレ、齢には、ゼロを舰するのである。

ステップ S 4 8では、ステップ S 8による補正後の歩容データ力 S言 S & る體 1 2の目標位置の高さ座標を、ステップ S 4 4、 S 4 6で決定した艇量だけ、鉛直下向きに ifcEする。

±ίのように、ロボット 6は、事前に職された歩容データを実際の職に応じて ¾Εするとともに、補正後の歩容データを左右の脚リンク 3 0、 4 0の長さを考慮して脏する。それにより、事前に- βされた歩容データを実際の状況に応じてネする際に、左右の脚リンク 3 0、 4 0の最大長さの制約からできなレヽ歩容データにネ !Eされることを許容することができる。事前にる歩容データを作る段階で、左右の脚リンク 3 0、 4 0に伸^ る^ gを与えておく必要がなレヽ。ロボット 6は、翻却の膝関節を自然に伸ばした與亍動作を霞することがでさる。

ロボット 6は、ネ HE後の歩容データを左右の脚リンク 3 0、 4 0 ^さを考慮して { !Eする際に、 # 1 2の目標位置を鉛直下方に移動させた位置に βする。ロボット 6では、 ^(^立置を鉛向^ 動しても、特に鉛直下方に難しても、 Z PM (^立置はさほど移動しないことから、この il !E処理によってロボッ卜 6がバランスを崩すことはない。 (実施例 2 )

本発明を実施する雄例 2につレヽて図面を参照して説明する。本難例は、本発明のを歩容データの作雌置に翻したものである。本猫例の歩容データ作離置は、例えば雄例 1 のロボット 6に指示する歩容データを事前に作成するため〖 I」用することができる。以下、実施例 1のロボット 6にキ际する歩容データを事前に作する^^を例に挙げて、本実施例の歩容デ一タ作蝶置を詳細に説明する。

図 1 0に示すように、本実施例の歩容データ作成装置 2 0 0は、機能的に、記 |f¾置 2 1 0と、データ作置 214と、平データ作) ¾置 220を備えている。

記憶装置 210は、オペレータ等カした各種のデータを記 HI"る。記憶装置 210は、左足目標位ータ 202と、右足目標位ータ 204と、謝立 fi^'—タ 206と、目標 ZMPデータ 207と、ロボット 6の諸元を雄しているロボットデータ 208等を記 I ることができる。目ネ！ (立置データ 202、 204、 ίΦ^Μ位 g^'—タ 206、目標 ZMPデ一タ 207は、繊時間とともに座標を変える経日糊データである。これらのデータは、オペレータ等によって予め作成される。

図 11を参照して、記 it¾置 210力 S記憶しているデータについて説明する。左足目樹立 ' ータ 202は、左足 38力接地位置 38 a、 38 b、 38 c · ·を順に移 iH~るときの左足 38 の位置の経変化（繊）を雄している。右足目樹¾ ^—タ 204は、右足 48力地位置 48 a、 48b、 48 c - 'を順に移動するときの右足 48 ( {立置の経時的変ィ匕を記述している。眉立 'ータ 206は、體 12の ft¾ Wの経鹏な目標位置の経日糊変化を記述しており、図 11に示す $¾SP_WA (t) を記述している。体幹 12の霞 P_WA (t) は、 z方向の高さ位置が、ロボット 6が直立したときの 12の代表点 Wの高さ位置 z _Aに固定されている。即ち、腿 P_WA (t) は、 z座標が z _Aである水平面上の lを示す。本雄例の歩容データの作離置 200は、立 ®^、ータ 206力言 Siしている勝目樹立置を初期値として、以下に説明する処理を雄する。目標 ZMPデータ 207は、図 11に示 t¾IZ MP (t) を言 3 している。

立ータ 206力してレ、る赌 12の目標位置は、左右の脚リンク 30、 40 の長さを考慮すると、ロボット 6にとつて不可能な位置となりうることがある。歩容データの作置 200では、この段階において、 f* W立ータ 206カしている 12 の目樹立置が、ロボット 6にとつて ¾W可能なィ立置であることを許容する。

ここで、 #«]期位ータ206 謹 P_WA (t)) を作成する方法を例示しておく。第 1 に、左足目標位置データ 202力 ^SzEI"る左足 38の^^立置 38 a、 38b、 38 c - 'と、右足目あ If立、ータ 204がる右足 48 (^地位置 48 a、 48b、 48 c - ·に基づレヽて、目標とする ZMPの繊 ZMP (t) を計算する。次に、ロボットデータ 208を用いて、ロボット 6がした齢の勝 12の代表点 Wの高さ位置 z_Aを計算する。次に、麵立置 12の代表点 Wの高さ位置（z座標）を座標 z _Aに固定し、計算した目標 ZMPの観 ZMP (t) を満たす体幹 12の代表点 Wの勒道 P_WA (t) ： (x (t), y (t), z_A) を角浙計算する。この水平面内の勒道 P_WA (t) を言 ffi するデータが、体幹初期位置データ 206である。

ータ 206は、従来の歩容データの作 i«置を用レ、て作财ることができる。ザ權蕭立 g^'—タは、必ずしも目標 ZMPを正確に満足する脾目衞立置を鍵してレ、る必要はなく、 »して求めた位置でもよレヽ。また、ロボット 6が a¾したときの代表点 Wの高さ位置 ζ _Λにかえて、他の高さ位置の腿を記るものでもよい。また、必ずしも水平面内に固定された勒道データを |¾βしていなくてもよレ、。

擀鍵データ作雌置 2 1 4は、記憶装置 2 1 0に記憶されているデータに基づいて、 i データをィ乍成する。データとは、 ίΦΜ 立^'一タカ SZIH"る ίΦ^ Ι 2の目樹立置を^ IEしたものである。

平滑鍵データ作) ^置 2 1 6は、雌髓データ作¾置 2 1 4が作成した勝霞データ力 S言 Sz& る勝 1 2の鉛前向の目標繊を、微分可能な連続曲線を描く平滑な霞に艇した平データを作針る。平データ作雌置 2 1 6は、サンプリングデータ作成部 2 2 2と、曲,镍補完部 2 2 4と、データ比辦 152 2 6と、サンプリングデータ β部 2 2 8等を備えている。

図 1 2に示すように、データ作 β ^置 2 1 4は、立置仮趨置 2 1 2と、； feWii 置計算装置 2 4 2、右顧立置計算装置 2 4 4、左赃量計算装置 2 4 6、右赃量計算装置 2 4 8、量決趨置 2 5 0、膽高さ!^ ¾置 2 5 1、 ZMP言十算装置 2 5 2と、麟霞デ一タ記驟置 2 5 4を備えてレ、る。

ίΦ ^立置仮定装置 2 1 2は、体幹 1 2の目樹立置を仮定する装置である。体樹立置仮定装置 2 1 2は、體目樹立置を仮定する際に、 ΙΦ^]維ータ 2 0 6に鍵されている體 1 2の目樹立置を、仮定する ί棒目ネ剽立置の棚値として用いる。

續立置計算装置 2 4 2は、記驟置 2 1 0から左足目標位 g^'—タ 2 0 2とロボット諸元データ 2 0 8を入力し、 ί構立置装置 2 1 2力ら雌 1 2のされた目樹立置を入力する。； fe 立置計算装置 2 4 2は、まず口ボットデータ 2 0 8を禾,して、體 1 2の代表点 Wと殳関節 3 1の相対位置を腿する。次いで、鍵した代表点 Wと关 3 1の相対位置と、立置仮定装置 2 1 2で仮定された 1 2の目 tff立置力、ら、 1 2力 S仮定された目立置にあるときの関節 3 立置を言十算する。ま；¾ 立置計算装置2 4 2は、ロボット諸元データ 2 0 8を利用して、左足 3 8の代表点 Lと左足首関節 3 7の相対位置を應する。次レ、で、把握した代表点 Lと左足首関節 3 7の相対位置と、左足目申剽立ータ 2 0 2力 2¾している左足 3 8の目ネ剽立置から、左足 3 8力左足目樹立 g^'—タ 2 0 2に従って SSrTるときの左足首関節 3 7 ^立置を計算する。 ¾Pf立置計算装置 2 4 2は、計算し関節 3 1の位置と計算した左足首関節 3 7 < ^立置から、； ¾関節 3 1に财る左足首関節 3 7の相対位置を計算する。即ち、立置計算装置 2 4 2は、図 5に示すべクトル Hいに相当するべク卜ノレ（以下、相当べクトル H_{L 1}ということがある）を計算する。相当ベクトル H_{L 1}は経時的に変化することから、時刻 ( 亍時間）の関数となる。

左証量言十算装置 2 4 6は、記憶装置 2 1 0力らロボット諸元データ 2 0 8を入力し、； feJS f立置計算装置 2 4 2から; ¾関節 3 1にる左足首関節 3 7の相対位置（相当べクトル H_{L 1}) を入力する。

左脏量計算装置 2 4 6は、まずロボット諸元データ 2 0 8を利用して、； »リンク 3 0の最大長さを計算する。左脚リンク 3 0の最大長さを、図 6に示すべクトル H_{L 0}の長さに対応させると军しレヽ。次いで、左顾置計算装置 2 4 2が計算した相当ベクトル Hいの z方向成分を修正したときに、その修正後のベタトル（図 6のベクトル H_{L 2}に相当する）の長さ力計算した左脚リンク 3 0の最大長さに等しくなるときの、修正量（図 6の修正量 Δ z _Lに相当する）を計算する。この f lE量は経 B ½に変ィはることから、時刻時間）の関数となる。右顾立置計算装置 2 4 4は、； feJWf立置計算装置 2 4 2と略同様の処理を右 J3却リンク 4 0に関して行うことで、 1 2の仮定された目^ f立置と右足目†K立置データ 2 0 4に従ってロボット 6 力るときの右足首関節 4 7に财る右股賺 4 1の相対的な位置 Γ蕭、を計算する。

右量言十算装置 2 4 8は、左量計算装置 2 4 6と略同様に処理によって、右 ϋ却リンク 4 0に関する β量を計算する。

ίΐΤΕ量決定装置 2 5 0は、左量言十算装置 2 4 6で言十算した量と、右量計算装置 2 4 8で計算した «量に基づいて、仮定された勝 1 2の目ネ尉立置を、高さ方向（^¾¾"向）に ίΐ£Εする體 ίΐβΕ量 Δ ζを決定する。即ち、量決 ¾g置 2 5 0は、例 1のロボット 6が備える量決定装置 1 5 2に対応する処理を行う ₀

¾量決定装置 2 5 0は、左 β量言十算装置 2 4 6と右 te*f十算装置 2 4 8のそれそ'れで計算された β量を入力し、小さい方の1証量（鉛 Slh^を正とする）を體量 Δ ζに採用する。即ち、鉛直下方に向けて大きい方量を採用する。

高さ^ ΙΕ¾置 2 5 1は、 i imw m2 1 2で仮定された 1 2の目^ ι立置の高さ位置 ( z座標）を、 i!TE量決定装置 2 5 0で決定された脏量だけ、する。

ZMP計算装置 2 5 2は、記憶装置 2 1 0に記憶されているデータと、體高さ^ ΙΕ^置 2 5 1で ί妊された雌 1 2の目櫥立置に基づレヽて、ロボット 6の ΖΜΡを計算する。そして、計算した ΖΜΡと、目標 ΖΜΡデータ 2 0 7力 S言している目標 ΖΜΡとを比較し、その偏差を計算する。計算した偏差が所定値以下であれば、體高さ^ ΪΕ¾置 2 5 1力ら入力した膽 1 2の目樹立置を、 { m '→ i m 2 5 4に i示する。勝 $¾ιデータ記憶装置 254は、教示された體 1 2の目樹立置を記 t rる。一方、計算した偏差が所定値よりも大きいときは、 i 高さ修置 2 5 1から入力した體1 2の目ネ尉立置を、計算した偏差とともに、立置 i^S 装置 2 1 2にする。

ί ^(立置仮錢置 2 1 2は、 ΖΜΡ言十算装置 2 5 2力ら、勝 1 2の目^ {立置と ΖΜΡに関する偏差を入力すると、體 1 2の目標位置を再反定する。扁立置仮置 2 1 2力新たに仮定する體 1 2の目標位置は、入力した ZMPに関する偏差に基づレ、て、入力した勝 1 2の目樹立置を水平方向に移動した位置である。

ί構立置仮趨置 2 1 2が新たに仮定した體 1 2の目ネ H 置は、再び維置計算装置 2 4 2と右 Jii f立置計算装置 2 4 2に入力される。新たに仮定された體 1 2の目樹立置は、再び _Z座標が βされ、目標 ΖΜΡを満足するカ^カゝが判別される。以上の処理が繰り返されることによつて、目標 ΖΜΡを満足するとともに左右の H却リンク 3 0、 4 0の長さに関して^ ¾可能な 1 2の目； t剽立置が、データ記' lig置 2 5 4に記す意される。

《構髓デ一タ作雌置 2 1 4は、 ^位ータ 2 0 6に経時的に鍵されているすべての体幹目置に対して上述の処理を繰り返す。その結果、データ言己'^置 2 5 4には、目標 ZMPを満足するとともに左右の脚リンク 3 0、 4 0の長さに関して^ ¾可肯な^軌道 P_WB ( t ) を fffi^る體! ¾1データ力 ^己憶される。

ί稀繊データ作離置 2 1 4が作财る ί^$¾Ιデータは、記憶置 2 1 0が記憶している左足目ネ！ (立 S^'ータ 2 0 足目ネ剽立^'ータ 2 0 4とて、ロボット 6に^する歩容デ —タとして利用することができる。この歩容データをロボット 6にキすると、ロボット 6 右の脚リンク 3 0、 4 0を自然にィ申ばしながら^?をすることになる。ロボット 6は、例 1 で説明した^ 卸によって、予期せぬ外舌 ΙΛ力 S作用したでも、亍しつづけることができる。

図 1 3は、體データ P_WB ( t ) 力^ る鉛向の繊 _{Z B} ( t ) を示している。図 1 3に示すように、 ί擀難データ P_WB ( t ) 力 S言 S l^ る鉛 E ^向の霞 _{Z b} ( t ) では、が不連続的に変化する箇所が存在する。このような体幹勒道データ P_WB ( t ) をロボット 6にキすると、ロボット 6 m 1 2を舌に上下させて斜 "ることとなり、ロボット 6の亍動作に不自然さが発現してしまう。

そこで、本難例の歩容データの作雌置 2 0 0では、平滑腿データ作 j¾置 2 1 6が用意されている。

データ 2 1 6の処理を、図 1 3、図 1 4、図 1 5を参照しながら説明する。骨データ作成装置 2 1 6は、体幹纏データ作成装置 2 1 4から体幹霞データ P_WB ( t ) を入力する。図 13に示すように、平滑軌道データ作置 216のサンプリングデータ作成部 222は、入力した! ^誰データ P_WB (t) 力記る鉛訪向の讓 _{z B} (t) 力ら、 1歩時間 ΔΤの略 4分の 1の周期毎に点 SP 1、 SP2、 SP3、 ' · 'をサンプリングし、 |¾1点 SP1、 SP2、 SP3、 ' · 'を記述するサンプリングデータをィ乍成する。

図 14に示すように、平滑勒道データ作 i¾置 216の曲線補完部 224は、サンプリングデ- ータ作成部 222が作成したサンプリングデータを入力し、サンプリングデ一タカする勒道点 SP1、 SP2、 SP3、 ' · ·を曲線で補完した補完曲線 z_E (t) を作成する。詳しくは、まず ί¾Ι点 SP1、 SP2、 SP3、 ' · 'を I 線で連結した補 ^折線 z_c (t) を作成し、補 ¾®折線 z_c (t) に対して移動平均処理を行うことで、補完曲線 z_E (t) を作成する。補完曲線 z _E (t) は、軌道点 S P l、 SP2、 SP3、 ' · ·を微分可能な連続曲線でなぞる軌道である。図 14に示すように、補完曲線 z_E (t) は、軌道点 S P 1、 SP 2、 S P 3、 · · 'を通るとは限らなレ、。なお、補完曲線 z_E (t) の作成方法は、この方法に限定されず、様々な近似曲線の作去を用いることができる。

データ乍/ ¾置 216のデータ] t¾ 226は、データ乍置 214力、ら入力したデータが言 S& る鉛 »向の ¾¾Iz_B (t) と、曲線補完部 224が作成した補完曲線 z_E (t) を比較する。そして、例えば図 14に示す期間 Mのように、補完曲線 z_E (t) が霞 z_B (t) よりも鉛直に位 M "る期間を検出すると、その期間をサンプリングデータ赃部 228に膨する。

サンプリングデータ β部 228は、データ比鶴 226力ら指示された期間を画定している勒道点をサンプリングデータから抽出し、抽出した勒道点の位置を所定距離だけ鉛直下方に修正する。例えば図 14に示す区間 Μが指示されたでは、誰点 S Ρ 3を iteE¾¾I¾S Q 3に修正し、勒道点 SP 4の位置を修正勒道点 SQ 4に修正にする。

サンプリングデータ部 228によってサンプリングデ一タカ S^IEされると、再び曲線補完部 224が補完曲線を作成する。曲線補完部 224が再作成した補完曲線は、データ比雜 22 6によって觀 z_B (t) と再び比較される。再作成した補完曲線力 S軌道 z_B (t) よりも再びに位置してレヽれば、サンプリングデータ ί^ΙΕ部 228がサンプリンク"データを再びする。平滑データィ乍 «置 216は、上記の処理を繰り返すことによって、図 15に示す平ロゝ直勒道 z_D (t) を作成する。図 15に示す S Q 1〜 S Q 9は、サンプリングデ一タイ! 部 22 8によって修正された修正軌道点である。平直軌道 z_D (t) は、体幹軌道データ P_WB (t) 力 SfS^る鉛向の纖 z_B (t) よりも、常に鉛直下方に位置している。

平滑データ作成装置 216は、勝データ P_WB (t) が記述している鉛向の軌道 (t) を、作成した平口ゝ直纖 z_D (t) に書き換えることによって、平滑データを作成する。

図 i sに示すように、平滑繊デ一タカ ^s言 si-る平^ ^/口、直漏 z_D (t) は、微分可能な曲線を描いている。平 Milデータをロボット 6にキ际すると、ロボット 6は # 12を滑ら力ゝに上下させながら ^frTることとなり、ロボット 6iife右の脚リンク 30、 40を自然な感じに伸ばして歩 frTることとなる。

平滑データは、體データ作成装置 214で作成した體軌道データ P_WB (t) に対して、 # 12の目樹立置力口 H ^向に難されている。それにより、平データから計算される ZMPの位置は、目標 ZMP (^立置に対して偏差を生じている。 12の鉛向の移動は ZMP 立置の変化に影響が少ないこと力ゝら、この偏差はさほど大きくなく、ロボット 6 は骨 litデータを用いて歩 frtることができる。

一方、データ作雌置 216で作成したデータを、勝難データ作雌置 214に入力することができるように構成してもよい。勝編データ作/ «置214は、稀髓デ一タカる麟 12の目標位置を娜値として、新たな雌霞データ作成する。新たに作成された ί树編データは、再 rm¾¾Iデータ作雌置 216に入力されて、新たな平滑! ¾1データが作成される。それにより、脚リンク 30、 40を自然に伸ばしながら、ロボット 6が 12を滑らかに移動させてる歩容データであって、動的バランスが正確に »される歩容データを作^ 1 "ることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、 TFff求の範囲を限定するものではない。特 fFlf求の範囲に記載の技休 ϊには、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した S ^素は、聯虫であるレヽは各種の組み合によつて技誦有用性を発 "るものであり、出願時請求項言 E¾の組み合 >¾：に限定されるものではなレ、。また、本明細書または図函こ例示した鎌は複数目的を同時に；！るものであり、そのうちの一つの目的を ¾ ^すること自有用性をものである。

Claims

■ 請求の範囲

1 . 體と、

«が#^に揺動可能に連結されており、先端に足先を備えている複数の脚リンクと、事前に ¾されている歩容データを、実際の »状態に基づいてネ ΙϊΕする手段と、

脚リンク毎に、ネ証した歩容データの勝目樹立置に基づいて、麵立置を特定する手段と、脚リンク毎に、特定した (立置を鉛 »向〖動したときに、 ¾Εした歩容データの足先目衞立置からの «が所定 !«となるときの鉛直移動量を計算する手段と、

脚リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を激尺する手段と、補正した歩容デ一タの勝目樹立置 '口、麵標を、藤手段で谦した鉛直移動量だけ鉛向に ί^Εする手段と、

を備える脚式ロボット。

2. 脚リンク毎に、事前に聰されている歩容データの脾目樹立置から特定される編立置と、事前に聰されている歩容データの足先目樹立置から、両者間の謹を計算する手段をさらに備の鉛直移動量計算手段は、 ίΕの «I十算手段で計算した ¾を tirtSBff£«とすることを稱敫とする請求の範囲第 1項に誘の脚式ロボット。

3. tirfS¾手段は、鉛直下方への移動量が被しなければ、ゼロを懲尺することを糊敫とする請求の範囲第 1椒は第 2項に言凍の ffl^ロボット。

4. が體に揺動可能に; ϋ诘されてレ、るとともに先端に足先を備えてレ、る複数の脚リンクを備えているロボットに予定している Φί?を言る歩容データを事前にしておく工程と、事前に βしておレヽた歩容データを、実際の状態に基づレ、て MEする工程と、

月却リンク毎に、補正した歩容データの目樹立置に基づいて、立置を特定する工程と、脚リンク毎に、特定した立置を鉛 S ^向 ί 動したときに、ネ ϋΕした歩容データの足先目樹立置からの «が所定 «となるときの鈴直移動量を計算する工程と、

脚リンク毎に計算した鉛 i»動量から、鉛直下方に最大の移動量を藤する工程と、ネ赃した歩容データの體目櫥立置、難標を、蔵工程で徹した鉛直移動量だけ鉛 » 向にィ lEする工程と、 i した歩容データを却式口ボットの関節角 m十算装置に教示する工程と、

を備える脚式口ボットの歩 ί?Φ胸方

5. が勝に揺動可能に連結されてレ、るとともに先端に足先を備えてレ、る複数の脚リンクを備えてレ、るロボットの脚リンク毎に、足 fef立置の経 Β勒変ィ匕を言 ffi£1~る足先目樹立 S^'—タを記憶しておく手段と、

その足先目ネ剽立 —タに追従して歩 fr ることを可能とする ί權立置の経時的変化を仮定する手段と、

J3却リンク毎に、仮定した目樹立置に基づいて、 S¾i置を特定する手段と、

月却リンク毎に、特定した置を |&直方向〖^動したときに、記憶している足先目樹立置からの 1»が所定 »となるとき口動量を計算する手段と、

脚リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を避尺する手段と、仮定した體目 ί立置の鉛醒標を、舰手段で赚した鉛菌動量だけ鉛 »向に βする手段と、 '

βした # ^目樹立置が、記憶している足先目 f立 s^'ータに追従して歩 fr ることを可能とする位置でなければ、謹立置の経時的変ィ匕を再反定する手段と、

を備える歩容データの fe¾¾go

6 . lift己の鉛直移動量計算手段は、脚リンクの最大長さを t3 定赚とすることを稱数とする請求の範囲第 5項に謹の歩容データの作雌

7. iSEした目樹立置を所定周期毎にサンプリングする手段と、

サンプリングした目樹置を連続曲線でなぞるを作成する手段と、

作成した ¾Mが、 i !Eした目 t剽立置よりも、鉛 tt±方に位^"る期間を特定する手段と、

特定した期間に対応する修正した体幹目樹立置を、鈴直下向きに所定距離だけ i lEする手段と、

再 i !E後の # ^目ネ剽立置を用いて、骨! ¾1を再度作成する手段と、

力 S付加されてレ、ることを糊教とする請求の範囲第 5項又は第 6項に鐘の歩容データの作蝶 ¾

8. S¾ ^本幹に揺動可能に連結されているとともに先端に足先を備えている複数の脚リンクを備えているロボッ卜の脚リンク毎に、足先位置の経時的変化を言 3 する足先目標位置データを用意して記憶しておく工程と、

その足先目標位置データに追従して歩行することを可能とする体幹位置の繊寺的変化を仮定する:!:程と、

脚リンク毎に、 ί旋した体幹目標位置に基づいて、 s¾立置を特 ¾ る工程と、

脚リンク毎に、特定した s¾位置を鉛直方向に移動したときに、記憶している足先目標位置からの s匪が隱となるときの鉛直移動量を計算する工程と、

脚リンク毎に計算した鉛直移動量から、鉛直下方に最大の移動量を選択する工程と、縦した体幹目標位置の鉛直座標を、選択工程で選択した鉛直移動量だけ鉛直方向に修正する工程と、

修正した体幹目標位置が、記憶している足先目標位置データに追従して歩行することを可能とする位置でなければ、体!^立置の繊寺的変化を再び仮る工程と、

を備える歩容データの作 β ^法。