JPH02127180A - 歩行機械の歩行脚制御装置 - Google Patents
歩行機械の歩行脚制御装置Info
- Publication number
- JPH02127180A JPH02127180A JP63279492A JP27949288A JPH02127180A JP H02127180 A JPH02127180 A JP H02127180A JP 63279492 A JP63279492 A JP 63279492A JP 27949288 A JP27949288 A JP 27949288A JP H02127180 A JPH02127180 A JP H02127180A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、脚によって移動する歩行機械の歩行脚制御装
置に係り、特に、床面障害物と脚との干渉を回避するよ
うに歩行することができる歩行機械の歩行脚制御装置に
関する。
置に係り、特に、床面障害物と脚との干渉を回避するよ
うに歩行することができる歩行機械の歩行脚制御装置に
関する。
従来、歩行機械には種々の歩行脚形式のものがあるが、
第２回知能移動ロボットシンポジウム資料（主催 計測
自動制御学会１９８４年６月）第２１頁から第２６頁に
は、４足歩行ロボットの歩行の安定性に関して論じられ
ている。
第２回知能移動ロボットシンポジウム資料（主催 計測
自動制御学会１９８４年６月）第２１頁から第２６頁に
は、４足歩行ロボットの歩行の安定性に関して論じられ
ている。
上記従来技術のような４足歩行ロボットにおいては、平
坦面の歩行に関してその安定性が論じられている。しか
し、近年ではこの種の歩行機械の歩行機動性を向上させ
ることが要求されている。
坦面の歩行に関してその安定性が論じられている。しか
し、近年ではこの種の歩行機械の歩行機動性を向上させ
ることが要求されている。
すなわち、障害物２階段等を踏破し得る機能を備えるこ
とが必要となっている。しかしながら、上記従来技術で
は歩行時、各足を構成する脚と障害物９階段等との干渉
を回避する点について配慮されておらず、多種多様な環
境の変化に十分対応して歩行することができなかった。
とが必要となっている。しかしながら、上記従来技術で
は歩行時、各足を構成する脚と障害物９階段等との干渉
を回避する点について配慮されておらず、多種多様な環
境の変化に十分対応して歩行することができなかった。
本発明の目的は上述の事柄にもとづいてなされたもので
、対地条件に対して優れた歩行性を有する歩行機械の歩
行脚制御装置を提供することにある。
、対地条件に対して優れた歩行性を有する歩行機械の歩
行脚制御装置を提供することにある。
上記目的は歩行機械が歩行する床面障害物等の形状デー
タを記憶する環境形状データ部と、この環境形状データ
部からの形状データにもとづいて生成し得る２種類の脚
移動軌跡を生成する脚軌跡生成部と、前記脚軌跡生成部
で生成した２種類の脚移動軌跡をそれぞれ関節角指令値
に演算する関節角演算部と、この関節角演算部で演算し
た各２種類の関節角指令値をそれぞれ格納する第１およ
び第２のバッファ部と、前記環境形状データ部からの形
状データと関節角演算部からの２種類の関節角指令値と
により脚と形状データとの干渉の有無を判別する干渉判
別部と、この干渉判別部からの判別指令により第１のバ
ッファ部または第２のバッファ部に格納した干渉を生じ
ない関節角指令値を関節角制御装置に出力するデータ切
替部とを備えることにより達成される。
タを記憶する環境形状データ部と、この環境形状データ
部からの形状データにもとづいて生成し得る２種類の脚
移動軌跡を生成する脚軌跡生成部と、前記脚軌跡生成部
で生成した２種類の脚移動軌跡をそれぞれ関節角指令値
に演算する関節角演算部と、この関節角演算部で演算し
た各２種類の関節角指令値をそれぞれ格納する第１およ
び第２のバッファ部と、前記環境形状データ部からの形
状データと関節角演算部からの２種類の関節角指令値と
により脚と形状データとの干渉の有無を判別する干渉判
別部と、この干渉判別部からの判別指令により第１のバ
ッファ部または第２のバッファ部に格納した干渉を生じ
ない関節角指令値を関節角制御装置に出力するデータ切
替部とを備えることにより達成される。
歩行機械が歩行する床面障害物等のデータは、環境形状
データ部から出力される。この環境形状データ部からの
形状データにより１脚軌跡生成部は脚機楕にもとづいて
生成し得る２種類の脚移動軌跡を生成する。これらの脚
移動軌跡はそれぞれ関節角指令値に演算されて、第１の
バッファ部および第２のバッファ部に格納される。一方
、環境形状データ部からの形状データは干渉判別部に入
力されている。このため、干渉判別部は形状データから
の床面障害物等の形状物と関節角演算部からの２種類の
脚移動軌跡に対応する関節角指令値とにより、脚と形状
物との干渉の４はを判別し、その判別結果をデータ切替
部に出力する。これにより、データ切替部は判別指令に
より第１のバッファ部または第２のバッファ部に格納し
た干渉を生じない関節角指令値を関節角制御装置に出力
する。このため、関節角制御装置は形状物を回避するよ
うに脚を移動させる。
データ部から出力される。この環境形状データ部からの
形状データにより１脚軌跡生成部は脚機楕にもとづいて
生成し得る２種類の脚移動軌跡を生成する。これらの脚
移動軌跡はそれぞれ関節角指令値に演算されて、第１の
バッファ部および第２のバッファ部に格納される。一方
、環境形状データ部からの形状データは干渉判別部に入
力されている。このため、干渉判別部は形状データから
の床面障害物等の形状物と関節角演算部からの２種類の
脚移動軌跡に対応する関節角指令値とにより、脚と形状
物との干渉の４はを判別し、その判別結果をデータ切替
部に出力する。これにより、データ切替部は判別指令に
より第１のバッファ部または第２のバッファ部に格納し
た干渉を生じない関節角指令値を関節角制御装置に出力
する。このため、関節角制御装置は形状物を回避するよ
うに脚を移動させる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の装置の一実施例を示すもので、この図
において１は歩行機械で、この歩行機械１は胴部２と、
歩行面に接する側の第１の脚部３Ａとこの第１の脚部３
Ａの他端に設けた第１の関節部３Ｂとこの第１の関節部
３Ｂに連結した第２の脚部３Ｃと、この第２の脚部３Ｃ
の他端と胴部２とを連結する第２の関節部３Ｄとで構成
される４つの脚３とを備えている。前述した各脚３の関
節部３Ｂ、３Ｄは関節角制御装置４によって駆動制御さ
れる。Ｓは歩行機械ｌが昇降する階段である。
において１は歩行機械で、この歩行機械１は胴部２と、
歩行面に接する側の第１の脚部３Ａとこの第１の脚部３
Ａの他端に設けた第１の関節部３Ｂとこの第１の関節部
３Ｂに連結した第２の脚部３Ｃと、この第２の脚部３Ｃ
の他端と胴部２とを連結する第２の関節部３Ｄとで構成
される４つの脚３とを備えている。前述した各脚３の関
節部３Ｂ、３Ｄは関節角制御装置４によって駆動制御さ
れる。Ｓは歩行機械ｌが昇降する階段である。
次に本発明の制御装置の一例の構成を説明すると。
５は環境形状データ部で、この環境形状データ部５は歩
行機械１が昇降する階段、またはまたぎ越す必要がある
障害物等の形状データを記憶している。６は脚軌跡生成
部で、この脚軌跡生成部６は前述した歩行機械１が歩行
する階段、障害物等の形状にもとづいて脚の幾何学的画
成から生成し得る２種類の脚移動軌跡を生成する。７は
関節角演算部で、この関節角演算部７は２種類の脚移動
軌跡にもとづいて、それぞれの関節角指令値を演算する
。８は第１のバッファ部、９は第２のバッファ部で、こ
れらのバッファ部８，９は前述した２種類の脚移動軌跡
に関連した関節角指令値をそれぞれ格納する。１０は干
渉判別部で、この干渉判別部１０は環境形状データ部５
からの形状データと脚３との干渉の有無を判別する。こ
の判別方法としては、例えば形状データが階段Ｓである
場合には階段Ｓのエツジ部ＳＡの座標値に対する２種類
の脚移動軌跡に関連する脚３の第１の関節部３Ｂの２種
類の座標値を比較し、エツジ部ＳＡから離れている方の
脚３の第１の関節部３Ｂの関節角指令値を選択する指令
を出力する。１１はデータ切替部で、このデータ切替部
１１は干渉判別部１０からの判別指令により、第１のバ
ッファ部８または第２のバッファ部９のいずれかに格納
されている階段Ｓのエツジ部ＳＡから離れている方の脚
３の関節角指命値を読み出し、これを関節角制御装置４
に出力する。
行機械１が昇降する階段、またはまたぎ越す必要がある
障害物等の形状データを記憶している。６は脚軌跡生成
部で、この脚軌跡生成部６は前述した歩行機械１が歩行
する階段、障害物等の形状にもとづいて脚の幾何学的画
成から生成し得る２種類の脚移動軌跡を生成する。７は
関節角演算部で、この関節角演算部７は２種類の脚移動
軌跡にもとづいて、それぞれの関節角指令値を演算する
。８は第１のバッファ部、９は第２のバッファ部で、こ
れらのバッファ部８，９は前述した２種類の脚移動軌跡
に関連した関節角指令値をそれぞれ格納する。１０は干
渉判別部で、この干渉判別部１０は環境形状データ部５
からの形状データと脚３との干渉の有無を判別する。こ
の判別方法としては、例えば形状データが階段Ｓである
場合には階段Ｓのエツジ部ＳＡの座標値に対する２種類
の脚移動軌跡に関連する脚３の第１の関節部３Ｂの２種
類の座標値を比較し、エツジ部ＳＡから離れている方の
脚３の第１の関節部３Ｂの関節角指令値を選択する指令
を出力する。１１はデータ切替部で、このデータ切替部
１１は干渉判別部１０からの判別指令により、第１のバ
ッファ部８または第２のバッファ部９のいずれかに格納
されている階段Ｓのエツジ部ＳＡから離れている方の脚
３の関節角指命値を読み出し、これを関節角制御装置４
に出力する。
次に上述した本発明の装置の一実施例の動作を説明する
。
。
いま、歩行機械１が、階段Ｓを上昇する場合を例に掲げ
て説明すると、歩行面が階段であるとの形状データが環
境形状データ部５から脚軌跡生成部６と干渉判別部１０
とに出力される。これにより、まず脚軌跡生成部６は脚
３の幾何学的構成から第１図の実線で示す脚移動軌跡Ａ
と第１図の点線で示す脚移動軌跡Ｂとの２種類の脚移動
軌跡を生成する。これらの脚移動軌跡Ａ、Ｂは関節角演
算部７に出力されて、それぞれ脚移動軌跡Ａ、 Ｂに対
応した関節角指令値に演算される。そして、脚移動軌跡
Ａに対応した関節角指令値は例えば第１のバッファ部８
に格納され、また脚移動軌跡Ｂに対応した関節角指令値
は第２のバッファ部９に格納される。一方、干渉判別部
１０は環境形状データ部５からの階段Ｓに関する形状デ
ータから階段Ｓのエツジ部ＳＡの座標値を求め、この座
標値と関節角演算部７からの２種類の脚移動軌跡Ａ。
て説明すると、歩行面が階段であるとの形状データが環
境形状データ部５から脚軌跡生成部６と干渉判別部１０
とに出力される。これにより、まず脚軌跡生成部６は脚
３の幾何学的構成から第１図の実線で示す脚移動軌跡Ａ
と第１図の点線で示す脚移動軌跡Ｂとの２種類の脚移動
軌跡を生成する。これらの脚移動軌跡Ａ、Ｂは関節角演
算部７に出力されて、それぞれ脚移動軌跡Ａ、 Ｂに対
応した関節角指令値に演算される。そして、脚移動軌跡
Ａに対応した関節角指令値は例えば第１のバッファ部８
に格納され、また脚移動軌跡Ｂに対応した関節角指令値
は第２のバッファ部９に格納される。一方、干渉判別部
１０は環境形状データ部５からの階段Ｓに関する形状デ
ータから階段Ｓのエツジ部ＳＡの座標値を求め、この座
標値と関節角演算部７からの２種類の脚移動軌跡Ａ。
Ｂに関連した第１の関節部３Ｂの関節座標値とを比較し
、エツジ部ＳＡの座標から離れた脚移動軌跡Ａの関節角
指令値を選択する判別指令をデータ切替部１１に出力す
る。これにより、データ切替部１１は第１のバッファ部
８に格納した関節角指令値を関節角制御装置４に加える
。その結果、関節角制御装置４は脚３を階段Ｓのエツジ
部ＳＡに対して干渉させないように移動させることがで
きる。したがって１脚を歩行環境内の障害物に対して干
渉させないように歩行させることができる。
、エツジ部ＳＡの座標から離れた脚移動軌跡Ａの関節角
指令値を選択する判別指令をデータ切替部１１に出力す
る。これにより、データ切替部１１は第１のバッファ部
８に格納した関節角指令値を関節角制御装置４に加える
。その結果、関節角制御装置４は脚３を階段Ｓのエツジ
部ＳＡに対して干渉させないように移動させることがで
きる。したがって１脚を歩行環境内の障害物に対して干
渉させないように歩行させることができる。
なお、上述の実施例は歩行機械１が階段Ｓを昇降する場
合について説明したが、第２図に示すように障害物Ｘを
跨ぎ越えることも可能である。この場合には、干渉判別
部１０は脚３の先端がＯｘ点から０２点を移動するとき
は、障害物Ｘの角部ＸＡの座標と、２種類の関節角指令
値の第１の関節部３Ｂ座標値とを比較し、第１の関節部
３Ｂと角部ＸＡとの距離が大きい方の関節角指令値を選
択するように、データ切替部１１に指令を出力する０次
に脚３の先端が０２点から０８点を移動するときは、関
節角指令値データを切替えずに０１点から０２点を移動
したときの関節角指令値データの続きで移動する。さら
に０８点からＯｘ点を移動するときは、前述と同様に障
害物Ｘの角部ＸＢと第１の関節部３Ｂの座標値とを比較
することにより、可能である。
合について説明したが、第２図に示すように障害物Ｘを
跨ぎ越えることも可能である。この場合には、干渉判別
部１０は脚３の先端がＯｘ点から０２点を移動するとき
は、障害物Ｘの角部ＸＡの座標と、２種類の関節角指令
値の第１の関節部３Ｂ座標値とを比較し、第１の関節部
３Ｂと角部ＸＡとの距離が大きい方の関節角指令値を選
択するように、データ切替部１１に指令を出力する０次
に脚３の先端が０２点から０８点を移動するときは、関
節角指令値データを切替えずに０１点から０２点を移動
したときの関節角指令値データの続きで移動する。さら
に０８点からＯｘ点を移動するときは、前述と同様に障
害物Ｘの角部ＸＢと第１の関節部３Ｂの座標値とを比較
することにより、可能である。
本発明によれば、歩行環境内の階段、障害物等の物体に
対して脚を干渉させずに歩行させることができる。その
結果、対地条件に対して優れた歩行性を発揮することが
できる。
対して脚を干渉させずに歩行させることができる。その
結果、対地条件に対して優れた歩行性を発揮することが
できる。
第１図は本発明の装置の一実施例の構成を示す図、第２
図は本発明の装置により制御される歩行機械の歩行動作
例を示す図である。 １・・・歩行機械、２・・・胴部、３・・・脚、４・・
・関節角制御装置、５・・・環境形状データ部、６・・
・脚軌跡生成部、７・・・関節角演算部、８・・・第１
のバッファ部、９・・・第２のバッファ部、１０・・・
干渉判別部、１１・・・データ切替部。 特許出願人 工業技術院長 飯塚幸三 図 嘉 図
図は本発明の装置により制御される歩行機械の歩行動作
例を示す図である。 １・・・歩行機械、２・・・胴部、３・・・脚、４・・
・関節角制御装置、５・・・環境形状データ部、６・・
・脚軌跡生成部、７・・・関節角演算部、８・・・第１
のバッファ部、９・・・第２のバッファ部、１０・・・
干渉判別部、１１・・・データ切替部。 特許出願人 工業技術院長 飯塚幸三 図 嘉 図
Claims (1)
- １、少なくとも歩行面に接する側の第１の脚部と、この
第１の脚部とこれに連なる第２の脚部の一方とを連結す
る第１の関節部と、第２の脚部の他方端とこれに連なる
部材を連結する第２の関節部とを有する脚および前記脚
の関節部を駆動する関節角制御装置を備えた歩行機械に
おいて、前記歩行機械が歩行する床面障害物等の形状デ
ータを記憶する環境形状データ部と、この環境形状デー
タ部からの形状データにもとづいて生成し得る２種類の
脚移動軌跡を生成する脚軌跡生成部と、前記脚軌跡生成
部で生成した２種類の脚移動軌跡をそれぞれ関節角指令
値に演算する関節角演算部と、この関節角演算部で演算
した各２種類の関節角指令値をそれぞれ格納する第１お
よび第２のバッファ部と、前記環境形状データ部からの
形状データと関節角演算部からの２種類の関節角指令値
とにより脚と形状データとの干渉の有無を判別する干渉
判別部と、この干渉判別部からの判別指令により第１の
バッファ部または第２のバッファ部に格納した干渉を生
じない関節角指令値を前記関節角制御装置に出力するデ
ータ切替部とを備えたことを特徴とする歩行機械の歩行
脚制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279492A JPH08370B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 歩行機械の歩行脚制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279492A JPH08370B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 歩行機械の歩行脚制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02127180A true JPH02127180A (ja) | 1990-05-15 |
| JPH08370B2 JPH08370B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17611802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63279492A Expired - Lifetime JPH08370B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 歩行機械の歩行脚制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08370B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU748680B2 (en) * | 1998-03-31 | 2002-06-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Soft ice creams, process for producing the same and device for producing soft ice creams |
| JP2010253655A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | 脚式ロボットとその制御方法 |
| JP2014100767A (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toshiba Corp | 多脚歩行ロボットの段差歩行制御装置及び方法 |
| JP2022543997A (ja) * | 2019-08-06 | 2022-10-17 | ボストン ダイナミクス，インコーポレイテッド | 制約された移動度マッピング |
| US12222723B2 (en) | 2021-06-04 | 2025-02-11 | Boston Dynamics, Inc. | Directed exploration for navigation in dynamic environments |
| US12235652B2 (en) | 2018-10-12 | 2025-02-25 | Boston Dynamics, Inc. | Terrain aware step planning system |
| US12304082B2 (en) | 2021-06-04 | 2025-05-20 | Boston Dynamics, Inc. | Alternate route finding for waypoint-based navigation maps |
| US12442640B2 (en) | 2019-08-06 | 2025-10-14 | Boston Dynamics, Inc. | Intermediate waypoint generator |
| US12449822B2 (en) | 2022-06-23 | 2025-10-21 | Boston Dynamics, Inc. | Ground clutter avoidance for a mobile robot |
| US12461531B2 (en) | 2021-06-04 | 2025-11-04 | Boston Dynamics, Inc. | Topology processing for waypoint-based navigation maps |
| US12468300B2 (en) | 2021-06-04 | 2025-11-11 | Boston Dynamics, Inc. | Detecting negative obstacles |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6297006A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Hitachi Ltd | 多関節歩行ロボツト制御装置 |
| JPS6352982A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-07 | ダイキン工業株式会社 | 産業用ロボツト |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63279492A patent/JPH08370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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Cited By (13)
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| AU748680B2 (en) * | 1998-03-31 | 2002-06-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Soft ice creams, process for producing the same and device for producing soft ice creams |
| US6453803B1 (en) | 1998-03-31 | 2002-09-24 | Sanyo Electric., Ltd. | Soft ice cream manufacture method thereof and soft ice cream manufacture apparatus |
| JP2010253655A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | 脚式ロボットとその制御方法 |
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| JP2022543997A (ja) * | 2019-08-06 | 2022-10-17 | ボストン ダイナミクス，インコーポレイテッド | 制約された移動度マッピング |
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| US12442640B2 (en) | 2019-08-06 | 2025-10-14 | Boston Dynamics, Inc. | Intermediate waypoint generator |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08370B2 (ja) | 1996-01-10 |
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