離散事象と非ホロノミック拘束を持った非線形システムとしてのロボットの行動制御

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これまでにハイブリッドシステムとして定式化した2足ロボットシステムに対して,転倒回避軌道生成と切り替え制御則の構成を行った。軌道はZMP規範にもとづく歩行軌道と倒立振り子モデルによる転倒回避軌道の2種類のものを作成した.そして,足裏に設置された接触センサーを元にこれらの軌道を切り替え,ハイブリッド制御によって歩行と転倒回避を自動的に切り替える手法を提案し,動力学シミュレータOpenHRPにてその有効性を確認した。この研究と平行して動力学モデルとして小型の二足歩行ロボットを設計・製作し,歩行試験を行った。ZMPの物理的性質を考察し,階段昇降を伴う軌道の生成に適用可能になるように拡張を行った。平地歩行と階段歩行などのひとつひとつを離散的な要素と考え,これらを合成して連続した軌道を生成する手法を作成した.ロボットの腕部の動作計画については,大域的軌道計画であるRRT(離散的)と局所的軌道計画である最適制御(連続的)とを組み合わせて、高次元探索に適応可能であり,なるべく無駄の少ない動きを生成する手法を考案した。非ホロノミックな拘束を持つ4輪車系に対しても,離散的なアルゴリズム(RRTやダイクストラ法)と連続系における最適制御の解(DubinsカーブやReeds-Sheppカーブ)とを組み合わせることで,効率的に解を探索できることを確認した。レーザーレンジセンサを持つ移動ロボットの平面内での行動の計画に関しては,誤差のある状況でボロノイ図を更新しながら探索を行う手法を考案した.そこではグリッドによる領域のブロック化とブロック内の直線近似を組み合わせ,前年度に考案した拡張ボロノイ図と併せて制御シミュレーションを行った。