ハイブリッドブレインシステムによるヒューマノイドの高機動ロバスト運動制御

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750304
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 古田 貴之 青山学院大学, 理工学部, 助手 (40286232)
• Keywords: 二足歩行制御 / ヒューマノイド / 運動制御 / 仮想倒立振子法 / 3次元動歩行

Research Abstract

本年度は以下の各項目に関しての研究が完了した.
1.ヒューマノイド型ロボット2号機の製作とその動特性解析,性能評価
2.ヒューマノイド型ロボットのモデリング,3次元動歩行制御法である多リンク仮想倒立振子法の提案及び確立
3.多リンク仮想倒立振子法に基づく二脚ロボットの3次元動歩行制御の実現
4.ワンチップマイコンPICによるハイブリッドブレインシステムの試作および,移動ロボットへの実装テスト
5.力センサによる床反力計測用センサの試作
本年度は,まず脚部12自由度,全身で19自由度のヒューマノイド2号機を製作し,各リンクの慣性モーメント等の物理パラメータを計測しその動特性解析を行った。構築したロボットは,各関節に角度計測用ポテンショメータ,姿勢検出用傾斜センサが搭載されている.また力センサを用いたZMP・床反力計測用センサを試し,ZMPが誤差10%未満の精度で検出可能となった.一方,歩行制御に関しては,重力による倒れ込み動作を利用し,且つ,ZMP安定を満たす多リンク仮想倒立振子法を新たに提案した.考案した本制御法を検証するため,まず計算機上で歩行制御系の数値シミュレーションを,その後に実機歩行制御実験を行った.全長約300[mm],90[mm]×60[mm]の足裏のロボットで一歩60[mm],歩行周期0.6[sec]の動歩行を実現した.単脚支持機のZMPも足底中心より半径約20[mm]以内に収まり,良好な制御性能が実証された.一方,ハイブリッドブレインシステムの設計および試作し,試作したシステムを6脚移動ロボットに搭載し,システムの動作検証を行った.

Research Products

• [Publications] Takayuki Furuta and Ken Tomiyama: "Biped walking in a Humanoid Robot using Virtual Inverted Pendulum Model-Towards Realization of Natural Walking-" Proceedings of 2nd Asian Control Conference. 2. 515-518 (1997)
• [Publications] 古田 貴之: "移動ロボット用OSとしてのVxWorksセンシング-行動統合研究用プラットフォームの構築" 月刊:エレクトロニクスアップデイト. 11. 25-27 (1997)