Optimization method of redundant control inputs and fault tolerant control against partial actuator failure for six-legged-robot

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K06243
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 内田 洋彰 木更津工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (00223561)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 6脚ロボット / 6自由度制御 / 最適化 / 姿勢制御 / 歩行方向制御 / 最適サーボ系

Outline of Annual Research Achievements

令和元年度は，第2の課題，“胴体6自由度制御における冗長入力の最適化手法の開発”について，６脚ロボットの3DCADモデルを用いた3Dシミュレーションでの検討を行った。具体的には，平成30年度に引き続き，“胴体6自由度制御における冗長入力の最適化手法の開発”の歩行方向制御（制御量は胴体重心位置x,yとヨー角）について検討した．平成30年度は，直線歩行について検討したので，本年度は旋回歩行を中心に検討を行った。3DCADモデルであるが，プラットフォームを提供しているソフトウェアの使用が2019.5末をもって終了となったため，別のソフトウェアを使用することとしたため，6脚ロボットの3DCADモデル構築に月日を要した。当初予定していた課題については今後，検討する予定である。
研究成果をまとめると，第１の課題，“6脚ロボットの胴体6自由度制御手法のアクチュエータのダイナミクス変動に対するロバスト性”については，アクチュエータのダイナミクス変動を3つの脚関節の内，歩行方向制御に影響を与える旋回部に対して行い，胴体6自由度制御の内，歩行方向制御のロバスト性について確認した。第2の課題，“胴体6自由度制御における冗長入力の最適化手法の開発”については，胴体6自由度のうち，姿勢に関する3自由度について姿勢制御手法にもとづいて5脚支持歩行における最適化手法の有効性を検証した。歩行方向制御については，5脚支持歩行における直線歩行において，最適化手法の有効性を確認した。第3の課題“6脚ロボットの脚関節を駆動する一部アクチュエータが故障した場合に胴体6自由度制御を実現する耐故障制御手法の開発”については， “胴体6自由度制御における冗長入力の最適化手法の開発”の姿勢制御手法を用いて5脚支持歩行において5脚のうち2脚がアクチュエータとして機能しない場合には残りの3脚で姿勢制御を実現できることを確認した。