JPH09272083A - ２足歩行ロボット - Google Patents
２足歩行ロボットInfo
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- JPH09272083A JPH09272083A JP8085441A JP8544196A JPH09272083A JP H09272083 A JPH09272083 A JP H09272083A JP 8085441 A JP8085441 A JP 8085441A JP 8544196 A JP8544196 A JP 8544196A JP H09272083 A JPH09272083 A JP H09272083A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２足歩行ロボットの姿勢検出に慣性センサを
用い、且つ、慣性センサによって生じる姿勢検出誤差を
自動的に補正する。 【解決手段】 本発明の２足歩行ロボットは、慣性セン
サを用いて２足歩行ロボットの胴体の姿勢を検出する姿
勢検出部と、２足歩行ロボットの脚部の各関節部の関節
角を検出する関節角検出部と、前記姿勢検出部と前記関
節角検出部から得られるロボットの動きから前記姿勢検
出部による姿勢検出誤差を推定する姿勢検出誤差推定部
とを備え、その姿勢検出誤差推定部の推定値を用いて前
記姿勢検出部の姿勢値を補正する。
用い、且つ、慣性センサによって生じる姿勢検出誤差を
自動的に補正する。 【解決手段】 本発明の２足歩行ロボットは、慣性セン
サを用いて２足歩行ロボットの胴体の姿勢を検出する姿
勢検出部と、２足歩行ロボットの脚部の各関節部の関節
角を検出する関節角検出部と、前記姿勢検出部と前記関
節角検出部から得られるロボットの動きから前記姿勢検
出部による姿勢検出誤差を推定する姿勢検出誤差推定部
とを備え、その姿勢検出誤差推定部の推定値を用いて前
記姿勢検出部の姿勢値を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレートジ
ャイロ等の慣性センサを使った２足歩行ロボットの制御
に関するものである。
ャイロ等の慣性センサを使った２足歩行ロボットの制御
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の２足歩行ロボットの構造の
概略図である。この図において、１はロボットの右足、
２はエンコーダ内蔵モータＲＲ、６はエンコーダ内蔵モ
ータＬＲ、７はロボットの左足、９はエンコーダ内蔵モ
ータＰ、１０は右足首角度センサ、１１は左足首角度セ
ンサである。
概略図である。この図において、１はロボットの右足、
２はエンコーダ内蔵モータＲＲ、６はエンコーダ内蔵モ
ータＬＲ、７はロボットの左足、９はエンコーダ内蔵モ
ータＰ、１０は右足首角度センサ、１１は左足首角度セ
ンサである。
【０００３】この２足歩行ロボットは、足首のトルクを
必要とせずに完全な動歩行を実現している。但し、従来
の２足歩行ロボットでは、姿勢検出のために図８の符号
１０、１１で示すように、足首角度センサ（前後、左
右）が必要であり、その角度及び各モータ２、６、９の
回転角を測定してロボットの姿勢を検出をしていた（参
考文献：日本機械学会論文集（Ｃ編）４８巻４３３号
（昭５７−９）ｐ．１４４５〜１４５５ 題名：竹馬形
２足歩行ロボットの動的歩行 著者：下山 勲）。
必要とせずに完全な動歩行を実現している。但し、従来
の２足歩行ロボットでは、姿勢検出のために図８の符号
１０、１１で示すように、足首角度センサ（前後、左
右）が必要であり、その角度及び各モータ２、６、９の
回転角を測定してロボットの姿勢を検出をしていた（参
考文献：日本機械学会論文集（Ｃ編）４８巻４３３号
（昭５７−９）ｐ．１４４５〜１４５５ 題名：竹馬形
２足歩行ロボットの動的歩行 著者：下山 勲）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の２
足歩行ロボットは足首角度センサを用いて姿勢を検出し
ているため、地面の角度が既知でない場合や、地面に凹
凸がある場合、姿勢の検出に誤差を生じて歩行不能とな
るという問題点があった。
足歩行ロボットは足首角度センサを用いて姿勢を検出し
ているため、地面の角度が既知でない場合や、地面に凹
凸がある場合、姿勢の検出に誤差を生じて歩行不能とな
るという問題点があった。
【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めになされたもので、姿勢検出に慣性センサを用いる。
しかし、慣性センサを用いる場合、慣性センサの性質
上、着地時の衝撃や振動により誤差が発生し且つ累積す
るため、その補正を行わなければ歩行不能となるという
問題点がある。
めになされたもので、姿勢検出に慣性センサを用いる。
しかし、慣性センサを用いる場合、慣性センサの性質
上、着地時の衝撃や振動により誤差が発生し且つ累積す
るため、その補正を行わなければ歩行不能となるという
問題点がある。
【０００６】そこで本発明は、姿勢検出に慣性センサを
用い、且つ、慣性センサによって生じる姿勢検出誤差を
自動的に補正することができる２足歩行ロボットを得る
ことを目的とする。
用い、且つ、慣性センサによって生じる姿勢検出誤差を
自動的に補正することができる２足歩行ロボットを得る
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る２
足歩行ロボットは、慣性センサを用いて２足歩行ロボッ
トの胴体の姿勢を検出する姿勢検出部と、２足歩行ロボ
ットの脚部の各関節部の関節角を検出する関節角検出部
と、前記姿勢検出部と前記関節角検出部から得られるロ
ボットの動きから前記姿勢検出部による姿勢検出誤差を
推定する姿勢検出誤差推定部とを備え、その姿勢検出誤
差推定部の推定値を用いて前記姿勢検出部の姿勢値を補
正するように構成される。
足歩行ロボットは、慣性センサを用いて２足歩行ロボッ
トの胴体の姿勢を検出する姿勢検出部と、２足歩行ロボ
ットの脚部の各関節部の関節角を検出する関節角検出部
と、前記姿勢検出部と前記関節角検出部から得られるロ
ボットの動きから前記姿勢検出部による姿勢検出誤差を
推定する姿勢検出誤差推定部とを備え、その姿勢検出誤
差推定部の推定値を用いて前記姿勢検出部の姿勢値を補
正するように構成される。
【０００８】請求項２の発明に係る２足歩行ロボット
は、前記姿勢検出誤差推定部が、前記姿勢検出部により
検出された姿勢値と前記関節角検出部により検出された
各関節部の関節角とから胴体の姿勢を推定し、このよう
にして得られた推定姿勢値と前記姿勢検出部により検出
された姿勢値との差を姿勢検出誤差として求める。
は、前記姿勢検出誤差推定部が、前記姿勢検出部により
検出された姿勢値と前記関節角検出部により検出された
各関節部の関節角とから胴体の姿勢を推定し、このよう
にして得られた推定姿勢値と前記姿勢検出部により検出
された姿勢値との差を姿勢検出誤差として求める。
【０００９】請求項３の発明に係る２足歩行ロボット
は、前記姿勢検出誤差推定部により推定された姿勢検出
誤差に所定の係数を乗算した値を前記姿勢検出部の姿勢
検出値に加えて補正するための係数乗算部をさらに備え
る。
は、前記姿勢検出誤差推定部により推定された姿勢検出
誤差に所定の係数を乗算した値を前記姿勢検出部の姿勢
検出値に加えて補正するための係数乗算部をさらに備え
る。
【００１０】請求項４の発明に係る２足歩行ロボット
は、慣性センサを用いて前記胴体の姿勢を検出する姿勢
検出部と、前記脚部の歩行速度指令値を発生する歩行速
度指令部と、前記脚部の実際の歩行速度を検出する歩行
速度演算部と、前記歩行速度指令値と前記歩行速度演算
部により検出された実際の歩行速度とを基にして前記姿
勢検出部の姿勢値を補正する補正値演算部とを備える。
は、慣性センサを用いて前記胴体の姿勢を検出する姿勢
検出部と、前記脚部の歩行速度指令値を発生する歩行速
度指令部と、前記脚部の実際の歩行速度を検出する歩行
速度演算部と、前記歩行速度指令値と前記歩行速度演算
部により検出された実際の歩行速度とを基にして前記姿
勢検出部の姿勢値を補正する補正値演算部とを備える。
【００１１】請求項５の発明に係る２足歩行ロボット
は、前記補正値演算部が、前記歩行速度演算部の出力値
から前記歩行速度指令部の出力値を減算し、このように
して得られた値に対して所定の定数と１歩に要した時間
とを乗算して補正値を求めるように構成される。
は、前記補正値演算部が、前記歩行速度演算部の出力値
から前記歩行速度指令部の出力値を減算し、このように
して得られた値に対して所定の定数と１歩に要した時間
とを乗算して補正値を求めるように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。
て添付図面を参照して説明する。
【００１３】実施の形態１．図１は本発明の第１の実施
の形態による２足歩行ロボットの全体構成を示す概略図
である。１はロボットの右足、２は右足１を左右に動か
すエンコーダ内蔵モータＲＲ、３はエンコーダ内蔵モー
タＲＲ２を前後に動かすエンコーダ内蔵モータＲＰ、４
はロボットの胴体、５は左足７を動かすエンコーダ内蔵
モータＬＰ、６は左足７を左右に動かすエンコーダ内蔵
モータＬＲ、７はロボットの左足、８はロボットの胴体
に固定された慣性センサとしての３軸レートジャイロで
ある。次に各部の相互関係について述べる。ロボットの
右足１の一端（上端）は第１エンコーダ内蔵モータＲＲ
２に固定されており、第１エンコーダ内蔵モータＲＲ２
の回転軸は第２エンコーダ内蔵モータＲＰ３の回転軸に
固定されている。第２モータＲＰ３は胴体４に固定され
ている。第３エンコーダ内蔵モータＬＰ５は胴体４に固
定されており、この第３エンコーダ内蔵モータＬＰ５の
回転軸は第４エンコーダ内蔵モータＬＲ６の回転軸に固
定されている。左足７の一端（上端）は第４エンコーダ
内蔵モータＬＲ６に固定されている。
の形態による２足歩行ロボットの全体構成を示す概略図
である。１はロボットの右足、２は右足１を左右に動か
すエンコーダ内蔵モータＲＲ、３はエンコーダ内蔵モー
タＲＲ２を前後に動かすエンコーダ内蔵モータＲＰ、４
はロボットの胴体、５は左足７を動かすエンコーダ内蔵
モータＬＰ、６は左足７を左右に動かすエンコーダ内蔵
モータＬＲ、７はロボットの左足、８はロボットの胴体
に固定された慣性センサとしての３軸レートジャイロで
ある。次に各部の相互関係について述べる。ロボットの
右足１の一端（上端）は第１エンコーダ内蔵モータＲＲ
２に固定されており、第１エンコーダ内蔵モータＲＲ２
の回転軸は第２エンコーダ内蔵モータＲＰ３の回転軸に
固定されている。第２モータＲＰ３は胴体４に固定され
ている。第３エンコーダ内蔵モータＬＰ５は胴体４に固
定されており、この第３エンコーダ内蔵モータＬＰ５の
回転軸は第４エンコーダ内蔵モータＬＲ６の回転軸に固
定されている。左足７の一端（上端）は第４エンコーダ
内蔵モータＬＲ６に固定されている。
【００１４】次に動作について説明する。このロボット
は第４エンコーダ内蔵モータＬＲ６、第２エンコーダ内
蔵モータＲＲ３をリズミカルに動かすことにより、左右
の運動を発生させて片足を交互に浮かす。以後、浮いた
足を遊脚、接地している足を支持脚と呼ぶ。第２エンコ
ーダ内蔵モータＲＰ３及び第３エンコーダ内蔵モータＬ
Ｐ５により支持脚、胴体４、遊脚の前後の位置関係を制
御して前後の運動を行わせる。各エンコーダ内蔵モータ
２、３、５、６の各エンコーダにより各関節角を検出し
ており、また、３軸レートジャイロ８の出力から胴体の
姿勢を計算し、その値と各関節角から、各足１、７の角
度を求める。
は第４エンコーダ内蔵モータＬＲ６、第２エンコーダ内
蔵モータＲＲ３をリズミカルに動かすことにより、左右
の運動を発生させて片足を交互に浮かす。以後、浮いた
足を遊脚、接地している足を支持脚と呼ぶ。第２エンコ
ーダ内蔵モータＲＰ３及び第３エンコーダ内蔵モータＬ
Ｐ５により支持脚、胴体４、遊脚の前後の位置関係を制
御して前後の運動を行わせる。各エンコーダ内蔵モータ
２、３、５、６の各エンコーダにより各関節角を検出し
ており、また、３軸レートジャイロ８の出力から胴体の
姿勢を計算し、その値と各関節角から、各足１、７の角
度を求める。
【００１５】歩行中の前後の動きの概略は図２のように
なる。遊脚（左足）がある程度上がったら遊脚を前に振
り出す。支持脚（右足）はそれまでの速度及び重力の影
響を受けながら前に倒れて行き遊脚が着地する。ここで
支持脚が交替し、支持脚だった右足が遊脚となり上がっ
て行く。この動作を繰り返して歩行を行う。
なる。遊脚（左足）がある程度上がったら遊脚を前に振
り出す。支持脚（右足）はそれまでの速度及び重力の影
響を受けながら前に倒れて行き遊脚が着地する。ここで
支持脚が交替し、支持脚だった右足が遊脚となり上がっ
て行く。この動作を繰り返して歩行を行う。
【００１６】図３の形態１の制御部の概略構成を表すブ
ロック図である。２１は慣性センサとしてのレートジャ
イロ、２２はレートジャイロ２１の基にして２足ロボッ
トの胴体の姿勢（鉛直軸に対する傾き）を検出する姿勢
検出部、２３は脚部（右足、左足）の各関節の角度を検
出する関節角検出部、２４は脚部の前後角（鉛直軸に対
する角度）を検出する脚角度検出部、２５は姿勢検出部
２２と関節角検出部２３から得られるロボットの動きか
ら姿勢検出部２２による姿勢検出誤差を推定する姿勢検
出誤差推定部、２６は姿勢検出誤差推定部２５により推
定された姿勢検出誤差に所定の係数を乗算した値を姿勢
検出部２２の姿勢検出値に加えて補正するための係数乗
算部、２７は係数乗算部２６の出力を姿勢検出部２２に
供給するサンプラである。
ロック図である。２１は慣性センサとしてのレートジャ
イロ、２２はレートジャイロ２１の基にして２足ロボッ
トの胴体の姿勢（鉛直軸に対する傾き）を検出する姿勢
検出部、２３は脚部（右足、左足）の各関節の角度を検
出する関節角検出部、２４は脚部の前後角（鉛直軸に対
する角度）を検出する脚角度検出部、２５は姿勢検出部
２２と関節角検出部２３から得られるロボットの動きか
ら姿勢検出部２２による姿勢検出誤差を推定する姿勢検
出誤差推定部、２６は姿勢検出誤差推定部２５により推
定された姿勢検出誤差に所定の係数を乗算した値を姿勢
検出部２２の姿勢検出値に加えて補正するための係数乗
算部、２７は係数乗算部２６の出力を姿勢検出部２２に
供給するサンプラである。
【００１７】次に、姿勢検出誤差推定部の誤差推定方法
について述べる。第１図のような竹馬型歩行ロボットの
片足支持時の挙動は、遊脚の影響が少ないときは、図２
から分かるように、倒立振子として近似できる。図４の
θ（ｔ）は時刻ｔの支持脚の角度（鉛直を０とする）を
表しているが、倒立振子を線形近似した場合、時刻ｔ＝
０のときのθ（ｔ）をθ（０）とおき、また、そのとき
の時間微分ｄθ（ｔ）／ｄｔをθ’（０）とおくと、θ
（ｔ）は、
について述べる。第１図のような竹馬型歩行ロボットの
片足支持時の挙動は、遊脚の影響が少ないときは、図２
から分かるように、倒立振子として近似できる。図４の
θ（ｔ）は時刻ｔの支持脚の角度（鉛直を０とする）を
表しているが、倒立振子を線形近似した場合、時刻ｔ＝
０のときのθ（ｔ）をθ（０）とおき、また、そのとき
の時間微分ｄθ（ｔ）／ｄｔをθ’（０）とおくと、θ
（ｔ）は、
【００１８】
【数１】 となる。但し、ｋは定数。
【００１９】図５のように、１歩のうち遊脚が着地する
直前の時刻をｔ＝０、また、時刻をさかのぼって遊脚が
動きだす直前の時刻をｔ＝-Ｔとし、ｔ＝-Ｔでのθ
（ｔ）をθ（-Ｔ）とおくと、
直前の時刻をｔ＝０、また、時刻をさかのぼって遊脚が
動きだす直前の時刻をｔ＝-Ｔとし、ｔ＝-Ｔでのθ
（ｔ）をθ（-Ｔ）とおくと、
【００２０】
【数２】 となる。（ｔ＝０をこのように定義したのは、１歩のう
ちでｄθ（ｔ）／ｄｔのノイズが少ないからである。ま
た、ｔ＝-Ｔをこのように定義したのは、遊脚の動きに
よるノイズが少なく、且つ、支持脚交替による振動が減
衰しているからである。）
ちでｄθ（ｔ）／ｄｔのノイズが少ないからである。ま
た、ｔ＝-Ｔをこのように定義したのは、遊脚の動きに
よるノイズが少なく、且つ、支持脚交替による振動が減
衰しているからである。）
【００２１】歩行ロボットにおいて、遊脚は歩行のため
に大きく動かされ、ｔ＝-Ｔからｔ＝０までにΔφだけ
動くが、初期に大きく動くため、時刻ｔ＝-Ｔの直後に
瞬時にΔφだけ動いたと近似できる。このとき支持脚の
運動の式に、その反動による項を加えることにより精度
をあげることができ、
に大きく動かされ、ｔ＝-Ｔからｔ＝０までにΔφだけ
動くが、初期に大きく動くため、時刻ｔ＝-Ｔの直後に
瞬時にΔφだけ動いたと近似できる。このとき支持脚の
運動の式に、その反動による項を加えることにより精度
をあげることができ、
【００２２】
【数３】 αは定数、と近似できる。
【００２３】ここで、各関節角及び胴体の姿勢検出値か
ら計算される支持脚の前後角の測定値をΘ（ｔ）と表
し、時刻ｔ＝-Ｔ、ｔ＝０のΘ（ｔ）をそれぞれ、Θ（-
Ｔ）、Θ（０）とあらわす。このとき、姿勢検出誤差が
ｔ＝-Ｔからｔ＝０まで一定であったと仮定し、その測
定誤差をｅとおくと、測定値Θ（-Ｔ）、Θ（０）は、
ら計算される支持脚の前後角の測定値をΘ（ｔ）と表
し、時刻ｔ＝-Ｔ、ｔ＝０のΘ（ｔ）をそれぞれ、Θ（-
Ｔ）、Θ（０）とあらわす。このとき、姿勢検出誤差が
ｔ＝-Ｔからｔ＝０まで一定であったと仮定し、その測
定誤差をｅとおくと、測定値Θ（-Ｔ）、Θ（０）は、
【００２４】
【数４】 と表される。
【００２５】これを式（３）に代入することにより、
【００２６】
【数５】 となる。
【００２７】よって
【数６】 となり、ｔ＝０での支持脚の角度はΘ（０）−ｅと推定
される。このｅが姿勢検出誤差演算部２５の出力であ
る。
される。このｅが姿勢検出誤差演算部２５の出力であ
る。
【００２８】実施の形態２．図６は本発明の他の実施の
形態２を示す構成図である。図６において、２８は脚部
の歩行速度指令値を発生する歩行速度指令部、２９は１
歩の距離とそれに要した時間から実際の平均歩行速度を
計算する歩行速度演算部、３０は歩行速度指令部２８の
値と歩行速度演算部２９の値とから姿勢検出補正値を求
める補正値演算部、２７はサンプラ、２１は慣性センサ
としてのレートジャイロ、２２はレートジャイロ２１の
出力と、サンプラ２７を通った補正値演算部３０の出力
とから姿勢を計算する姿勢検出部である。
形態２を示す構成図である。図６において、２８は脚部
の歩行速度指令値を発生する歩行速度指令部、２９は１
歩の距離とそれに要した時間から実際の平均歩行速度を
計算する歩行速度演算部、３０は歩行速度指令部２８の
値と歩行速度演算部２９の値とから姿勢検出補正値を求
める補正値演算部、２７はサンプラ、２１は慣性センサ
としてのレートジャイロ、２２はレートジャイロ２１の
出力と、サンプラ２７を通った補正値演算部３０の出力
とから姿勢を計算する姿勢検出部である。
【００２９】次にこの実施の形態の動作について説明す
る。図１に示すような倒立振子型の２足歩行ロボットに
おいて、脚の地面に対する角度は、胴体に取り付けられ
たレートジャイロの値から計算される姿勢検出部の出力
と各関節角とから計算される。よって、実際の姿勢の前
後角（前を正とする）が、姿勢検出部により計測された
値より前に傾いている場合、後述のように、次の１歩で
の前方への加速度が大きくなり、歩行速度（前向きを正
とする）は増加する。また、逆に後に傾いている場合、
次の１歩での前方への加速度は小さくなり歩行速度は減
少する。すなわち、姿勢検出部２２の前後角の誤差が正
の場合には歩行速度は減少し、負の場合には歩行速度は
増加する。そこで、遊脚が着地するたびに、補正値演算
部３０において、歩行速度演算部２９の値から歩行速度
指令部２９の値を減算し、その値に対してある適切な定
数γと１歩に要した時間とを乗算し補正値演算部３０の
出力とする。この補正値演算部２２の出力をサンプラ２
７で１歩に１度遊脚姿勢検出部２４の前後角に加え、そ
れを姿勢検出部２２の新たな値とする。これにより姿勢
検出部２２の前後角の誤差を減少させるとともに誤差の
累積を防いで、安定した歩行を実現することができる。
る。図１に示すような倒立振子型の２足歩行ロボットに
おいて、脚の地面に対する角度は、胴体に取り付けられ
たレートジャイロの値から計算される姿勢検出部の出力
と各関節角とから計算される。よって、実際の姿勢の前
後角（前を正とする）が、姿勢検出部により計測された
値より前に傾いている場合、後述のように、次の１歩で
の前方への加速度が大きくなり、歩行速度（前向きを正
とする）は増加する。また、逆に後に傾いている場合、
次の１歩での前方への加速度は小さくなり歩行速度は減
少する。すなわち、姿勢検出部２２の前後角の誤差が正
の場合には歩行速度は減少し、負の場合には歩行速度は
増加する。そこで、遊脚が着地するたびに、補正値演算
部３０において、歩行速度演算部２９の値から歩行速度
指令部２９の値を減算し、その値に対してある適切な定
数γと１歩に要した時間とを乗算し補正値演算部３０の
出力とする。この補正値演算部２２の出力をサンプラ２
７で１歩に１度遊脚姿勢検出部２４の前後角に加え、そ
れを姿勢検出部２２の新たな値とする。これにより姿勢
検出部２２の前後角の誤差を減少させるとともに誤差の
累積を防いで、安定した歩行を実現することができる。
【００３０】ここで、姿勢検出部２２の誤差による次の
１歩への影響について述べる。例えば、図７のように、
胴体は姿勢検出部２２の出力の前後値が零になるように
制御されているとし、実際の前後角（前を正とする）が
姿勢検出部２２の値より前にηだけ傾いているとする。
すなわち、姿勢検出部２２の前後角の誤差はーηであ
る。またこのとき、速度指令値を維持するための遊脚の
着地時の鉛直軸に対する角度（左回りを正）がζである
とする。遊脚の制御は姿勢検出部２２の出力と各関節角
により行われているので、姿勢検出部２２に前記誤差が
ある場合、遊脚の着地時の角度は図７の下の図ように、
ζーηとなる。このように、実際の姿勢が姿勢検出部２
２の値より前に傾いていると、遊脚が着地し支持脚とな
ったときの角度が前方に傾くため前方への加速度が増加
する。
１歩への影響について述べる。例えば、図７のように、
胴体は姿勢検出部２２の出力の前後値が零になるように
制御されているとし、実際の前後角（前を正とする）が
姿勢検出部２２の値より前にηだけ傾いているとする。
すなわち、姿勢検出部２２の前後角の誤差はーηであ
る。またこのとき、速度指令値を維持するための遊脚の
着地時の鉛直軸に対する角度（左回りを正）がζである
とする。遊脚の制御は姿勢検出部２２の出力と各関節角
により行われているので、姿勢検出部２２に前記誤差が
ある場合、遊脚の着地時の角度は図７の下の図ように、
ζーηとなる。このように、実際の姿勢が姿勢検出部２
２の値より前に傾いていると、遊脚が着地し支持脚とな
ったときの角度が前方に傾くため前方への加速度が増加
する。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レート
ジャイロ等の慣性センサを姿勢検出に用い、且つ、その
検出誤差を姿勢検出誤差推定部により推定して、慣性セ
ンサによる検出誤差を自動的に補正することができるの
で、慣性センサによる姿勢検出誤差が累積することがな
く、２足歩行ロボットは、地面の形状が未知であって
も、歩行できるという効果がある。
ジャイロ等の慣性センサを姿勢検出に用い、且つ、その
検出誤差を姿勢検出誤差推定部により推定して、慣性セ
ンサによる検出誤差を自動的に補正することができるの
で、慣性センサによる姿勢検出誤差が累積することがな
く、２足歩行ロボットは、地面の形状が未知であって
も、歩行できるという効果がある。
【図１】 本発明の２足歩行ロボットの概観図である。
【図２】 ２足歩行ロボットの歩行の様子を横から見た
模式図である。
模式図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】 倒立振子の説明図である。
【図５】 実施の形態１の歩中の挙動を示す説明図であ
る。
る。
【図６】 本発明の実施の形態２を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】 実施の形態２の姿勢検出誤差の影響を示す説
明図である。
明図である。
【図８】 従来例の２足歩行ロボットの概観図である。
２１ レートジャイロ、２２ 姿勢検出部、２３ 関節
角検出部、２５ 姿勢検出誤差推定部、２８ 速度指令
部、２９ 歩行速度演算部、３０ 補正値演算部。
角検出部、２５ 姿勢検出誤差推定部、２８ 速度指令
部、２９ 歩行速度演算部、３０ 補正値演算部。
Claims (5)
- 【請求項１】 胴体とその胴体に接続された２本の脚部
を有する２足歩行ロボットにおいて、慣性センサを用い
て前記胴体の姿勢を検出する姿勢検出部と、前記脚部の
各関節部の関節角を検出する関節角検出部と、前記姿勢
検出部と前記関節角検出部から得られるロボットの動き
から前記姿勢検出部による姿勢検出誤差を推定する姿勢
検出誤差推定部とを備え、その姿勢検出誤差推定部の推
定値を用いて前記姿勢検出部の姿勢値を補正することを
特徴とする２足歩行ロボット。 - 【請求項２】 前記姿勢検出誤差推定部は、前記姿勢検
出部により検出された姿勢値と前記関節角検出部により
検出された各関節部の関節角とから胴体の姿勢を推定
し、このようにして得られた推定姿勢値と前記姿勢検出
部により検出された姿勢値との差を姿勢検出誤差として
求めることを特徴とする請求項１記載の２足歩行ロボッ
ト。 - 【請求項３】 前記姿勢検出誤差推定部により推定され
た姿勢検出誤差に所定の係数を乗算した値を前記姿勢検
出部の姿勢検出値に加えて補正するための係数乗算部を
さらに備えることを特徴とする請求項２記載の２足歩行
ロボット。 - 【請求項４】 胴体とその胴体に接続された２本の脚部
を有する２足歩行ロボットにおいて、慣性センサを用い
て前記胴体の姿勢を検出する姿勢検出部と、前記脚部の
歩行速度指令値を発生する歩行速度指令部と、前記脚部
の実際の歩行速度を検出する歩行速度演算部とを備え、
前記歩行速度指令値と前記歩行速度演算部により検出さ
れた実際の歩行速度とを基にして前記姿勢検出部の姿勢
値を補正する補正値演算部とを備えることを特徴とする
２足歩行ロボット。 - 【請求項５】 前記補正値演算部は、前記歩行速度演算
部の出力値から前記歩行速度指令部の出力値を減算し、
このようにして得られた値に対して所定の定数と１歩に
要した時間とを乗算して補正値を求めることを特徴とす
る請求項４記載の２足歩行ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085441A JPH09272083A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | ２足歩行ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085441A JPH09272083A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | ２足歩行ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09272083A true JPH09272083A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13858962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8085441A Pending JPH09272083A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | ２足歩行ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09272083A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090981A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating attitude of leg type moving robot itself |
| US6840477B2 (en) | 2001-02-27 | 2005-01-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fluttering wing-operated flying moving apparatus |
| JP2007075967A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 移動体の高精度姿勢検出装置 |
| JP2008309781A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-12-25 | Commiss Energ Atom | 連接構造の動作をキャプチャするための処理方法 |
| JP2011205590A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 無線通信システム |
| US8210470B2 (en) | 2004-06-24 | 2012-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Moving apparatus |
| JP2012531316A (ja) * | 2009-06-30 | 2012-12-10 | オルドウバラン、ロボティクス エス、ア | 移動ロボットの歩行動作の制御方法およびその方法を実装したロボット |
| CN121612278A (zh) * | 2026-02-03 | 2026-03-06 | 国网江西省电力有限公司建设分公司 | 一种用于轮步式机械化作业平台的姿态与受力监测装置 |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP8085441A patent/JPH09272083A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6840477B2 (en) | 2001-02-27 | 2005-01-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fluttering wing-operated flying moving apparatus |
| WO2003090979A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating attitude of leg type moving robot itself |
| US6963185B2 (en) | 2002-04-26 | 2005-11-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating attitude of leg type moving robot itself |
| US7145305B2 (en) | 2002-04-26 | 2006-12-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating attitude of leg type moving robot itself |
| WO2003090981A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for estimating attitude of leg type moving robot itself |
| KR100956539B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2010-05-07 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | 다리식 이동 로봇의 자기자세 추정 장치 |
| KR100956537B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2010-05-07 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | 다리식 이동 로봇의 자기자세 추정 장치 |
| US8210470B2 (en) | 2004-06-24 | 2012-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Moving apparatus |
| JP2007075967A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 移動体の高精度姿勢検出装置 |
| JP2008309781A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-12-25 | Commiss Energ Atom | 連接構造の動作をキャプチャするための処理方法 |
| JP2012531316A (ja) * | 2009-06-30 | 2012-12-10 | オルドウバラン、ロボティクス エス、ア | 移動ロボットの歩行動作の制御方法およびその方法を実装したロボット |
| JP2011205590A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 無線通信システム |
| CN121612278A (zh) * | 2026-02-03 | 2026-03-06 | 国网江西省电力有限公司建设分公司 | 一种用于轮步式机械化作业平台的姿态与受力监测装置 |
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