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特異点適合法を用いたヒューマノイドの歩行制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17760196
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

関口 暁宣  弘前大学, 理工学部, 助手 (80344612)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsヒューマノイド / 二足歩行 / 特異点 / 特異点適合法
Research Abstract

本研究は,ヒューマノイドの膝特異点(膝を伸ばした状態)を用いた自然な歩行運動を実現することを目的とする.本年度の成果を以下に示す.
1.球面振子モデルを用いた歩行軌道計画
人間の歩行では片脚支持時の立脚において膝関節を大きく曲げず特異点近傍を利用しているのに対し,従来のヒューマノイドの腰の高さが一定となる歩行動作は,支持脚相中期に特異点近傍を利用できない.人間のような腰の上下動を伴う歩行パターンを生成するために,球面振子の運動を規範とした歩行軌道生成手法を提案した.
さらに,球面振子モデルの支点位置を床下に設置することを提案した.これにより片脚支持期中に足底平面内をZMPが移動可能となり,従来の振子モデルよりも加速度変動が小さく,かつ上下動を伴う歩行パターンを生成することができる.実験用小型ヒューマノイドロボットを用いて実験・検証を行った.
2.線形倒立振子と支点上下動を用いた歩行軌道計画
球面振子モデルを用いた歩行軌道計画では,適切なパラメータを得るために試行錯誤を要するため,歩行のためのいくつかの適切なパラメータセットをあらかじめ求めておく必要があった.そこで,梶田らによる3次元線形倒立振子モード(3D-LIPM)とその支点の上下動を用いた歩行軌道計画手法を提案した.重心の水平方向の運動を3D-LIPMを用いて計画し,水平方向の運動とは独立に振子の支点位置を上下させることにより鉛直方向の運動を計画する.これにより重心の上下動を伴う安定な歩行運動を生成することができる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] 特異点近傍を通過するヒューマノイドの歩行軌道生成手法2007

    • Author(s)
      関口 暁宣, 跡部 有希, 亀田 幸季, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) 73巻・727号

      Pages: 796-802

    • NAID

      110006271401

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 特異点適合法によるヒューマノイドロボットの静歩行制御2007

    • Author(s)
      亀田 幸季, 関口 暁宣, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) 73巻・727号

      Pages: 790-795

    • NAID

      110006271400

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 床下支点倒立振子を用いた歩行制御2007

    • Author(s)
      亀田 幸季, 関口 暁宣, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      ロボテイクス・メカトロニクス講演会2007講演論文集 (発表予定)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Walking Pattern Generator around Singularity2006

    • Author(s)
      Akinori Sekiguchi, Yuki Atobe, Koki Kameta, Yuichi Tsumaki, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      Proceedings of the 2006 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      Pages: 270-275

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 線形倒立振子と支点上下動を用いた歩行動作生成2006

    • Author(s)
      関口 暁宣, 亀田 幸季, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      第4回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演論文集

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 特異点近傍を通過するための歩行軌道生成手法2006

    • Author(s)
      関口 暁宣, 跡部 有希, 亀田 幸季, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2006講演論文集

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Walking Control Using the SC Approach2005

    • Author(s)
      Koki Kameta, Akinori Sekiguchi, Yuichi Tsumaki, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      Proceedings of the 2005 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      Pages: 289-294

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 特異点近傍における歩行動作生成2005

    • Author(s)
      亀田 幸季, 関口 暁宣, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] ヒューマノイドの足底形状に関する考察2005

    • Author(s)
      関口 暁宣, 鈴木 健宏, 跡部 有希, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] SC法を用いた特異点近傍における歩行制御2005

    • Author(s)
      亀田 幸季, 関口 暁宣, 妻木 勇一, Dragomir N.Nenchev
    • Journal Title

      計測自動制御学会東北支部第222回研究集会

      Pages: 222-2

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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