人間支援型歩行システムの実現とそのインテリジェントモーションコントロール

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750325
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 村上 俊之 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (00255598)
• Keywords: 2足歩行ロボット / 接触センサ / 力センサ / 歩行ビークル / 姿勢安定化制御 / ロバスト制御 / 床反力 / 仮想インピーダンス制御

Research Abstract

本研究では,人間支援型歩行ロボットシステムの実現とそのインテリジェントモーションコントロールの確立を目的としている.従来の歩行ロボットは,人間との協調動作を陽に考慮したものが少なく,その実用性が問われている面が多い.特に,歩行パターンのみを考慮した歩行ロボットの制御手法は,未知外乱の存在により実機適用が困難である.本研究では.このような問題点を解決するため歩行ロポットの動力学モデルを考慮した制御システムの構築と人間支援型制御アルゴリズムの確立を目的としている.特に,以下の研究項目を中心にアルゴリズムの構築とシミュレーションによる検証を行った.
● 歩行ビークルを仮定し,安定した歩行パターンならびにその実現アルゴリズムの確立.
● 路面状態の変化に対応した動的歩行アルゴリズムの確立.
平成10年度では,平成9年度に構築したシステムにセンサ機能の付加を行なった.当初は,視覚センサを設置する予定であったが,より安定な歩行動作を実現するため,足底にカセンサを設置し、仮想インピーダンス制御系を構成した.その他,足底の爪先と踵に接触センサを設置することにより,歩行システムでにおける路面状況の変化(特に傾斜角の変化)を認識できるアルゴリズムを付加した.これにより.凹凸のある路面での歩行動作.傾斜のある路面での歩行が安定に行なえる.さらに,より安定な歩行を実現するため,提案する手法ではカセンサからのカフィードバックに基づいたインピーダンス制御を行なっている.提案手法の有効性は10自由度(サジタル平面に6自由度,フロンタル平面に4自由度)の歩行ロボットによる実機実験により示した.提案手法を利用することによって.歩行ビークルを目指したシステム構築の実現可能性が示されたといえる.

Research Products

• [Publications] T.Murakami et al.: "An Approach to Biped Robot Control According to surface Condition of Ground" IEEE. International Conference on Advanced Motion Control(AMC'98). Vol.1. 129-134 (1998)
• [Publications] T.Murakami et al.: "A Realization of Stable Walking Motion for a Biped Robot by Impedance Control" IEEE.International Conference on Advanced Motion Control(AMC'98). Vol.1. 82-87 (1998)