外乱に対する姿勢制御特性を考慮した2足歩行機械の動的総合

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650159
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 舟橋 宏明 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016529)
• Keywords: 2足歩行機械 / 外乱判定 / 外乱補償 / 反射運動 / 姿勢制御

Research Abstract

本研究は歩行面・その他からの外乱に迅速に対応可能な2足歩行機械システムの実現を目的としており,本年度は,歩行機械の外乱補償系の信頼性向上のために外乱判定則の高精度化を目的として研究を行った.まず,一定歩幅の定常歩行を行っている2足歩行機械の腰部に,外乱として進行方向前向きおよび後ろ向きに大きさおよび作用時間の異なる種々の未知外力を作用させて,その後の歩行機械の状態変化を記録し,外力の最大値および力積と接地状態の遷移パターンおよび転倒に至るまでの歩数の関係を整理し,外乱判定に費やしうる歩数と外乱の種類の関係を明らかにした.つぎに,上述の種々の外乱を作用させた場合について,歩行機械状態量の時々刻々の変化を調べ検討を加えた.具体的には,外乱作用開始後の歩行機械の腰部加速度および各接地状態の区間時間の定常歩行時に対する偏差をとりあげ,すでに明らかにした外乱判定に費やしうる歩数との関係を考慮して,定常歩行制御から外乱補償のための反射運動への切り替え判断を行うための外乱判定状態量の基準値を決定し,外乱判定系を具体的に構成した.そして,決定された数値による外乱判定の成功確率を外乱作用実験の結果をもとに求め,本外乱判定系の信頼性を評価した.さらに,外乱補償のための反射運動を具体的に決定し,これを外乱判定則とともに歩行機械の制御系に組み込んで実際に定常歩行中の歩行機械に外乱を作用させたところ,外乱判定,外乱補償動作の起動および転倒回避が実現できることが確認された.