| 研究概要 |
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.球面振子モデルを用いた歩行軌道計画
人間の歩行では片脚支持時の立脚において膝関節を大きく曲げず特異点近傍を利用しているのに対し,従来のヒューマノイドの腰の高さが一定となる歩行動作は,支持脚相中期に特異点近傍を利用できない.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ために,球面振子の運動を規範とした歩行軌道生成手法を提案した.
さらに,球面振子モデルの支点位置を床下に設置することを提案した.これにより片脚支持期中に足底平面内をZMPが移動可能となり,従来の振子モデルよりも加速度変動が小さく,かつ上下動を伴う歩行パターンを生成することができる.実験用小型ヒューマノイドロボットを用いて実験・検証を行った.
2.線形倒立振子と支点上下動を用いた歩行軌道計画
球面振子モデルを用いた歩行軌道計画では,適切なパラメータを得るために試行錯誤を要するため,歩行のためのいくつかの適切なパラメータセットをあらかじめ求めておく必要があった.そこで,梶田らによる3次元線形倒立振子モード(3D-LIPM)とその支点の上下動を用いた歩行軌道計画手法を提案した.重心の水平方向の運動を3D-LIPMを用いて計画し,水平方向の運動とは独立に振子の支点位置を上下させることにより鉛直方向の運動を計画する.これにより重心の上下動を伴う安定な歩行運動を生成することができる.
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