離散事象と非ホロノミック拘束を持った非線形システムとしてのロボットの行動制御

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760347
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 小林 啓吾 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (10314395)
• Keywords: ハイブリッドシステム / 軌道生成問題 / 二足歩行ロボット / ゼロモーメントポイント / 離散事象システム / 移動ロボット / ボロノイ図法

Research Abstract

昨年度ハイブリッドシステムとして定式化した2足ロボットシステムに対して,軌道生成と制御実験を行った。軌道はZMP規範にもとづく方法と歩容を規範とする方法の2種類のものを作成した.そして,これらの軌道ひとつひとつを離散的な要素と考え,これらを合成して連続した軌道を生成する手法を作成した.そこでは,昨年度の仕様を逸脱する軌道の修正手法を利用した.また,実機の動作と動力学シミュレーションのずれについて考察し,モーター部の精度について同定を行った.ロボットの腕部の動作計画については,離散的な手法について主にアルゴリズムの点から考察を行い,新しい格子構造による探索と乱数規範に基づくRRTを用いた方法について考察・比較を行った.並行して優先キュー・統合発見法・N次元木など,実時間での軌道計画に必要なアルゴリズムについてライブラリ化を進め,数値実験を遂行した.ロボットの平面内での行動の計画に関しては昨年度のボロノイ図法で求まった離散的な軌道を,平滑化フィルタと最適制御によって連続的な実行可能な軌道に変換する手法について考察を行い,新たな平滑化フィルタを考案した.ボロノイ図法に関する考察を進め,効率的な作図法を検討した.その結果,距離関数としてチャムファー距離を用いることにより,高速に距離変換やボロノイ図の計算,さらには直接的な経路探索まで実行可能であることが分かった.さらにロボットの行動生成に適した拡張離散ボロノイ図を考えており,現在,形式的な定義と有効性について検討をしている,