車輪式移動作業ロボットの移動・姿勢制御に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460105
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 井口 雅一 東京大学, 工学部, 教授 (60010683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今泉 博英 東京大学, 工学部, 助手 (70010858) ; 藤岡 健彦 東京大学, 工学部, 助教授 (60167624)
• Keywords: 車輪 / 移動ロボット / 姿勢制御 / レート・ジャイロ / 加速度センサ / 不整地

Research Abstract

屋外での作業の自動化には厳しい不整地における移動や作業に適した姿勢の維持などが必要となるため、従来は実現が困難であると考えられてきた。本研究においては、車輪の持つ移動特性を最大限に利用する自動車技術と不整地適応能力の高い脚式ロボット技術と融合させることで、不正地におけるさらなる柔軟な移動、姿勢の制御の実現の可能性を探ることを目的とした。
本年度においては、昨年試作された第2号機実験機を用いて、姿勢計速用センサ・システムの特性実験、及び脚機構の自由度数の増加に伴って生じた冗長な自由度の利用、実験車の走行状態に応じた制御法の選択を検討した。
昨年度開発された、センサ・システムは模型用レート・ジャイロと加速度センサを組み合わせたものであり、従来第1号実験機に搭載された傾斜角センサを用いたものよりも、その応答性の良さ、コスト・パフォーマンスの良さで優っている。本年度は、そのセンサ・システムに対して周波数応答実験を行い、その特性、及び限界を考察した。また、システムとしての他の構成方法もあわせて検討した。
第2号機は、自由度の増加にともない、制御構造としては入力数が出力数に対して冗長なシステムとなっている。これを利用することにより、実験機の脚可動範囲を拘束条件として、脚の関節の移動距離が最小となるような制御法を考案した。
また、静的な制御モードと動的な制御モードの2法を提案し、実験機の走行状態(低速・高速、平坦地、不整地)に応じて使い分けることによって、さらに精度の良い姿勢制御が実現された。
本制御法を用いて、模擬的な不整地面での走行実験を行った結果、良好な姿勢制御効果と安定な移動可能性を確認した。

Research Products

• [Publications] 石谷 靖,井口雅一: 第6回ロボット学会講演論文集. 第6巻. 343-344 (1988)
• [Publications] 岡本 司,井口雅一: 第7回ロボット学期講演論文集.