軟弱路面を超安定姿勢で移動可能な脚型ロボットの腹ばい運動生成に関する研究

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本研究では，瓦礫のように不安定な路面を超安定姿勢で移動可能な４肢ロボットの腹ばい運動生成法の開発を目的としている．令和元年度では，(i) 評価関数に基づく全方向腹ばい運動生成，(ii)路面の分類，(iii) 環境認識センサによる路面情報取得に取り組んだ．提案手法の有効性を，４肢ロボットWAREC-1Rのモデルを用いて評価した．(i)に関しては，指定された任意の進行方向に対して立脚期の安定性と移動速度向上を両立する腹ばい運動の生成法の開発に取り組んだ．具体的には，定義した脚の足先着地可能領域内において，進行方向に対して足先の繰り出し長さと立脚期の安定余裕が大きくなる足先軌道を評価関数に基づいて決定するという手法を提案した．評価実験において，前後左右および斜め方向のいずれにおいても立脚期の安定性を確保しながら腹ばい運動が可能であることを確認した．また，ロボットの右後方脚を用いない場合の腹ばい運動に関しても，立脚時のロボットの安定性が確保され，右後方脚が地面に接触することなく前進できることを確認した．(ii)に関しては，動力学シミュレータ上で作成した瓦礫モデルの妥当性を確認するため，(i)で述べた腹ばい運動生成法を評価した．瓦礫の個数や質量，寸法などのパラメータを変更することで，腹ばい運動の踏破性に違いが生じることを確認した．(iii)に関しては，ロボットに搭載した深度センサを用いて取得した点群データを基に，ロボット前方に存在する路面の高さを検出することに成功した．具体的には，点群処理ライブラリのPCL（Point Cloud Library）を用いて点群から平面を抽出し，路面の高さを読み取るアルゴリズムを構築した．これにより，腹ばい運動によって前進できるかを判断するための情報が得られるようになった．