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2脚歩行ロボットの光センシングによる安定歩行運動の信頼性向上に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760177
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionChitose Institute of Science and Technology

Principal Investigator

小田 尚樹  千歳科学技術大学, 光科学部, 専任講師 (70305960)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords2脚歩行ロボット / 冗長ロボット / モーションコントロール / 軸ねじれ変形 / レーザ変位センサ / ZMP / 軸ねじれ / PSD
Research Abstract

前年度までに、2脚歩行ロボットにレーザ変位センサなどの光学的なセンシング機能を付加することによる安定歩行の信頼性向上への取り組みの中で,力センサに頼らずにロボットの構造的な柔軟性による変形を積極的に利用した歩行制御手法の検証を進めてきた.具体的には、エンコーダなどの内部センサの情報と、光学的センシングによって獲得した床環境との相対情報の差異から変形量を推定し,安定歩行のための歩行軌道修正を実現する手法である.
16年度は実機及び制御系の改良、検証を積み重ねた結果、レーザ変位センサによる情報からロボットの脚底部に生じている変形量を獲得し、その情報から歩行ロボットの腰動作を修正する仮想インピーダンス制御に基づく歩行制御手法を提案し、実験によりその有効性を確認した。基本的な制御系は15年度に構築した変形量を冗長動作に効果的に利用できる加速度制御系を歩行制御系に適用し、脚先の目標歩行軌道を達成しつつZMP (Zero Moment Point)を目標の位置へ補正することができる。この成果により、故障などの力センサに頼れない状況への適用、あるいは力覚ベースの制御系と光センシングなどによる視覚に基づく制御系の相互補完型手法への展開に道が開け、信頼性向上という意味では非常に価値のある成果であると位置づけている。
また、低剛性要因による振動的な挙動、不整地への対応などが実験的な検証から今後の課題として考えられるが、上述した提案手法に加えて、変形が起きうる部位への影響を評価するための評価関数を定義し、評価を低減する方向へ姿勢を制御するためのアルゴリズムの提案も行っており、実験により一定の効果を確認している。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] レーザ変位センサを利用した二足歩行ロボットの歩行制御2005

    • Author(s)
      小田尚樹
    • Journal Title

      電気学会産業計測制御研究会資料(IIC-05-16)

      Pages: 1-6

    • NAID

      10015554836

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 環境との接触を考慮したPSDカメラによる冗長ロボットの位置・姿勢制御2005

    • Author(s)
      小田尚樹
    • Journal Title

      電気学会論文誌産業応用部門誌2005年6月号掲載予定 Vol.125 No.6(印刷中)

    • NAID

      10015671903

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An approach of Hip Motion Compensation using Laser Range Sensor for Biped Walking Robot2004

    • Author(s)
      Naoki Oda
    • Journal Title

      Proceedings of the 30^<th> annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 小田尚樹, 小谷健太郎: "PSDによる絶対位置情報に基づく多自由度ロボットの位置・姿勢制御系の一構成法"電気学会産業計測制御研究会資料(IIC-04-13). 69-74 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Naoki Oda, Kentaro Kotani: "A Compliant Motion Control of Planar Redundant Manipulator by Amplifying Joint Torsional Deflections"Proceedings of the 29th annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. Vol.3. 2203-2208 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL: 

Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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