2005 Fiscal Year Annual Research Report
特異点適合法を用いたヒューマノイドの歩行制御に関する研究
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17760196
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
関口 暁宣 弘前大学, 理工学部, 助手 (80344612)
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| Keywords | ヒューマノイド / 二足歩行 / 特異点 / 特異点適合法 |
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| Research Abstract |
本研究は,ヒューマノイドの膝特異点(膝を伸ばした状態)を用いた自然な歩行運動を実現することを目的とする.本年度の成果を以下に示す.
1.自然な歩行のための足底形状に関する考察
3次元位置計測システムやビデオカメラを用いて人間の歩行動作の計測,解析を行い,歩行に適したヒューマノイドの足底形状に関する考察を行った.足裏に板を装着して足指関節を拘束した場合と通常歩行の比較から,ロボットの平らな足底は人間に近い特異点近傍を用いた歩行を行うためには不向きであることを示し,特異点を通過しやすい足形状の条件を示した.
2.特異点適合法を用いた静歩行動作
特異点においてもロボットを安全に制御することができる特異点適合法をヒューマノイドの静歩行動作に適用した.このとき発生するいくつかの問題点を指摘し,その解決策を示した.実験用小型ヒューマノイドロボットを用いて実験・検証を行い,膝特異点近傍を含む静歩行動作を実現した.
3.特異点近傍を通過するための歩行軌道生成手法
特異点適合法では特異点近傍において関節角速度の大きさが抑えられるため,この手法を動歩行に直接適用した場合,ロボットの歩行が不安定となる可能性がある.そこで,特異点近傍においても大きな関節角速度が発生しにくい歩行軌道を生成するための手法について研究を行った.特異点近傍における足首の制御により過大な関節角速度が生じにくい方向へと脚軌道を変更し,球面振子モデルを用いた重心軌道生成により人間のような腰の上下動を伴う歩行パターンを生成することができる.
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