研究用ヒューマノイドプラットフォームの開発とリアクティブ全身行動の実現

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13355011
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 井上 博允 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50111464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西脇 光一 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 科学技術振興特任教員(常勤形態) ; 國吉 康夫 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10333444) ; 稲葉 雅幸 東京大学, 大学院・情報学環, 教授 (50184726) ; 五十棲 隆勝 川田工業, 航空・機械事業部, 室長(研究職)
• Keywords: ヒューマノイド / ステレオ視覚 / 力覚センサー / ロボットハンド / 二足歩行 / 動力学シミュレーション

Research Abstract

本年度は、軽量小型ヒューマノイドボディの試作、二足歩行のオンライン安定化ソフトウエアシステムの開発、再帰相関演算法を用いた三次元視覚認識機能の開発の3テーマに関して、以下のような研究開発を行った。
1.ヒューマノイドボディの試作に関しては、多様な物体を把持できヒューマノイドに実装するのに適したサイズ、重量を兼ね備えた手部の開発、同手部用の手先6軸力計測システムの開発、前年度開発した小型軽量の足部床反力計測システムの精度向上めための改良を行い、手足で環境に接した際の十分な力情報の取得、手先による多様な操作を可能とした。また、計算機からのセンサ情報取得やモータ制御のための高速な入出力システムをPCIバスを用い構築し、実装した。
2.前年度考案したオンラインで動力学計算を行い、歩行軌道を生成制御する方法に基づき、オンラインで与えられた目標の歩幅、進行方向、歩行周期、上体の姿勢等を満たす歩行を実行するシステムを構築した。本システムは、動力学的安定な軌道をシミュレーション環境で生成し、自己のリンク同士の衝突可能性等についてもシミュレーションにより検証し、軌道実行中には上述の足部の床反力センサー及び、姿勢角センサを用いて安定化めために軌道を修正するということを全でオンラインて行うことにより実現した。
3.主に歩行中に周辺環境の形状を認識するために、前年度開発したステレオカメラを有するヘッドシステムより、再帰相関演算法を用いて得られた各時刻の視野内の3次元形状情報を自己の運動情報を用いて時間方向に整合性を考慮しつつ重ね合わせていくことにより、周辺の3次元形状をオンラィンで取得するシステムを開発した。

Research Products

• [Publications] 井上 博允, 加賀美 聡: "ロボットの知能とシステム統合:ヒューマノイドを例にとって"日本ロボット学会誌. Vol.20No.5. 464-469 (2002)
• [Publications] Nishiwaki, Murakami, Kagami, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "A Six-axis Force Sensor with Parallel Support Mechanism to Measure the Ground Reaction Force of Humanoid Robot"Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 2277-2282 (2002)
• [Publications] Nishiwaki, Kagami, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Toe Joints that Enhance Bipedal and Fullbody Motion of Humanoid Robots"Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 3105-3110 (2002)
• [Publications] Kuffner, Nishiwaki, Kagami, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Self-Collision Detection and Prevention for Humanoid Robots"Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 2265-2270 (2002)
• [Publications] Nishiwaki, Kagami, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Online Generation of Humanoid Walking Motion based on a Fast Generation Method of Motion Pattern that Follows Desired ZMP"IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2684-2689 (2002)
• [Publications] Kagami, Nishiwaki, Kuffneer, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Online 3D Vision, Motion Planning and Bipedal Locomotion Control Coupling System of Humanoid Robot : H7"IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2557-2562 (2002)