(57)【要約】【課題】  実時間での２足歩行の運動制御を適応的に行うことが可能な２足歩行移動装置を提供する。【解決手段】  位相振動子適応制御装置１００は、時刻に依存して周期的に変化する内部位相を生成するための内部状態生成部１０２２と、内部位相に応じて、左脚および右脚の腰部に対する関節角度の目標軌道を生成する目標軌道生成部１０２４と、左脚および右脚を駆動するための駆動制御信号を生成するためのＰＤサーボ処理部１０２６と、左脚および右脚が遊脚状態から接地することに応じて、内部位相を左脚および右脚の状態に適応するように更新するための内部状態更新部１０２８とを備える。【選択図】        図４
2005305615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地状態を検知するための第１のセンサを有する右脚と、
接地状態を検知するための第２のセンサを有する左脚と、
前記右脚および前記左脚に接続し、前記右脚および前記左脚を駆動して２足歩行を行わせるための腰部とを備え、
前記腰部は、
時刻に依存して周期的に変化する内部位相を生成するための内部状態生成手段と、
前記内部位相に応じて、前記左脚および前記右脚の前記腰部に対する関節角度の目標軌道を生成して、前記左脚および前記右脚を駆動するための駆動制御信号を生成するための駆動制御手段と、
前記左脚および前記右脚の離散事象に応じて、前記内部位相を前記左脚および前記右脚の状態に適応するように更新するための内部状態更新手段とを含む、２足歩行移動装置。
【請求項２】
前記内部状態更新手段は、
前記左脚および前記右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、
前記内部位相の角速度を、前記脚部の位相と前記内部位相との差に比例する値だけ更新する、請求項１記載の２足歩行移動装置。
【請求項３】
前記内部状態更新手段は、
前記左脚および前記右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、
前記脚部の位相と前記内部位相との位相差に対する目標位相差を、現時点の前記位相差と１ステップ前に前記左脚または前記右脚が遊脚状態から接地した際の前記目標位相差との差に比例する値だけ更新し、
前記位相差が前記更新された目標位相差となるように前記内部位相を更新する、請求項１記載の２足歩行移動装置。
【請求項４】
前記内部状態更新手段は、
現時点で１歩の歩行に要した時間により脚部の角周波数を算出し、
前記内部位相の固有角周波数を、現時点の前記固有角周波数と１ステップ前に前記左脚または前記右脚が遊脚状態から接地した際の前記固有角周波数との差に比例する値だけ更新する、請求項１記載の２足歩行移動装置。
【請求項５】
前記内部状態更新手段は、
前記左脚および前記右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、
前記脚部の位相と前記内部位相との位相差に対する目標位相差を、現時点の前記位相差と１ステップ前に前記左脚または前記右脚が遊脚状態から接地した際の前記目標位相差との差に比例する値だけ更新し、
前記内部位相の固有角周波数を、現時点の前記位相差と現時点の前記目標位相差との差に比例する値だけ更新する、請求項１記載の２足歩行移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脚式移動体であって２足歩行を行う２足歩行移動装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
劣駆動（機械）系とは、その機械系が持つ全自由度に比べて、能動的に駆動・制御できる自由度が少ないものを言う。自動制御の世界でしばしば例題として用いられる台車型や回転型の倒立振子はその典型例であり、振り子の根本が駆動機を含まない自由関節となっており、台車側に何も制御を加えないと転倒してしまう機械系である。
【０００３】
脚移動系も、マニピュレータ等と違い、本来的に安定した基盤上に固定されていない系であり、地面と脚の先端に仮想的に直接制御が出来ない自由関節が存在するような劣駆動系である。特に脚が少なく、重心の高さに比して支持面が狭い２足歩行系は、転倒しないで動き続けるためのバランス維持が主要な課題となる。
【０００４】
脚式移動体、特に２足歩行の研究の初期の方向性としては、軌道を事前に計画した上でメモリに保存しておき、実行時に必要な軌道を取り出して再現する、と言う方法がある（たとえば、特許文献１を参照）。しかし、当時の貧弱な計算機でも実現可能な方法として考えられており、ある一歩の内で、その一歩に対して一つの軌道を設定し、間引いた軌道データ点間を補完する、という手法である。
【０００５】
ただし、その後の２足歩行の制御は、このようにある意味で過剰な制御ではなく、２足歩行系の特徴を取り込んで、より柔軟な制御を可能とすることを目標として、ＺＭＰ（ゼロモーメントポイント）を歩行における安定状態の判別規範として用い、ヨー軸モーメントを含めて上体運動で補償する方法や、安定に歩行が可能な理想の軌道を推定しておき、その軌道から外れた場合に、最適レギュレータ理論の手法を用いて補正を行う、と言った方法などが提案されている。
【０００６】
しかしながら、２足方向の制御を行うための制御器として、どのような構成および動作が、適しているのかという点については、現在も精力的に検討が行われている段階である。
【特許文献１】特開昭６２−９７００６号公報明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、実時間での２足歩行の運動制御を適応的に行うことが可能な２足歩行移動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの局面では、接地状態を検知するための第１のセンサを有する右脚と、接地状態を検知するための第２のセンサを有する左脚と、右脚および左脚に接続し、右脚および左脚を駆動して２足歩行を行わせるための腰部とを備え、腰部は、時刻に依存して周期的に変化する内部位相を生成するための内部状態生成手段と、内部位相に応じて、左脚および右脚の腰部に対する関節角度の目標軌道を生成して、左脚および右脚を駆動するための駆動制御信号を生成するための駆動制御手段と、左脚および右脚の離散事象に応じて、内部位相を左脚および右脚の状態に適応するように更新するための内部状態更新手段とを含む。
【０００９】
好ましくは、内部状態更新手段は、左脚および右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、内部位相の角速度を、脚部の位相と内部位相との差に比例する値だけ更新する。
【００１０】
好ましくは、内部状態更新手段は、左脚および右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、脚部の位相と内部位相との位相差に対する目標位相差を、現時点の位相差と１ステップ前に左脚または右脚が遊脚状態から接地した際の目標位相差との差に比例する値だけ更新し、位相差が更新された目標位相差となるように内部位相を更新する。
【００１１】
好ましくは、内部状態更新手段は、現時点で１歩の歩行に要した時間により脚部の角周波数を算出し、内部位相の固有角周波数を、現時点の固有角周波数と１ステップ前に左脚または右脚が遊脚状態から接地した際の固有角周波数との差に比例する値だけ更新する。
【００１２】
好ましくは、内部状態更新手段は、左脚および右脚が遊脚状態から接地する際の脚部の位相を互いにπだけことなる２つの位相であるとし、脚部の位相と内部位相との位相差に対する目標位相差を、現時点の位相差と１ステップ前に左脚または右脚が遊脚状態から接地した際の目標位相差との差に比例する値だけ更新し、内部位相の固有角周波数を、現時点の位相差と現時点の目標位相差との差に比例する値だけ更新する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（本発明のシステム構成）
図１は、本発明の位相振動子適応制御装置を用いた２足歩行移動システム１０００の一例を示す概念図である。
【００１５】
図１を参照して、システム１０００は、位相振動子適応制御装置１００と、位相振動子適応制御装置１００の上部に設けられる胴部４０と、位相振動子適応制御装置１００により駆動制御される脚部とを備える。脚部は、右脚１０ｒと左脚１０ｌとを有し、各脚は、接地面近傍に設けられるセンサ２０ｒおよび２０ｌとを備える。一方、胴部４０には、センサ３０が設けられる。
【００１６】
センサ２０ｒは、胴部４０の中心線４に対する右脚の角度−θr、角速度−ｄθr/ｄｔという情報ならびに右脚が接地しているか否かという情報を検出し、また、センサ２０ｌは、中心線４に対する左脚の角度θl、角速度ｄθl/ｄｔという情報ならびに左脚が接地しているか否かという情報を検出し、それぞれ、位相振動子適応制御装置１００に通知する。さらに、センサ３０は、鉛直方向２に対する胴部４０のピッチ角θp、角速度ｄθp/ｄｔという情報を検出し、それぞれ、位相振動子適応制御装置１００に通知する。
【００１７】
位相振動子適応制御装置１００は、センサ２０r、センサ２０ｌ、センサ３０からの情報に基づいて、右脚１０ｒおよび左脚１０ｌの動作を制御する。
【００１８】
図２は、図１に示した位相振動子適応制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２を参照して、位相振動子適応制御装置１００は、センサ２０r、センサ２０ｌ、センサ３０からの信号を受け取る通信インタフェース１０６と、後に説明する制御パラメータやセンサからの情報を格納しておくための記憶装置１０４と、センサ２０r、センサ２０ｌ、センサ３０からの情報を用いて適応的に「内部位相」を適応させて、制御信号を生成する演算処理部１０２と、演算処理部１０２からの制御信号に基づいて、右脚１０ｒおよび左脚１０ｌの駆動制御を行うための駆動部１０８とを備える。なお、「内部位相」については、後述する。
【００２０】
以下では、位相振動子適応制御装置１００の制御動作のための準備の処理および制御動作について説明する。
（１−１．位相振動子モデル）
まず、本発明の制御動作を説明する前提として、「結合位相振動子」について説明する。
【００２１】
まず、次のような結合位相振動子を考える。
【００２２】
【数１】
2005305615.tif 000003
【００２３】
ここで、φ1は振動子１の位相、ω1は振動子１の角周波数、φ2は振動子２の位相、ω2は振動子２の各周波数である。ここで、位相差(Φ＝φ1―φ2)のダイナミクスを考えると、以下の式（３）および（４）となる。
【００２４】
【数２】
2005305615.tif 000004
【００２５】
さらに、位相差の不動点（dΦ/dt＝０となる点）を考えると、以下の式（５）のように、最終的に位相差が一定値Φ*になる。
【００２６】
【数３】
2005305615.tif 000005
【００２７】
この不動点において、以下の式が成り立つ。
【００２８】
【数４】
2005305615.tif 000006
【００２９】
このときの角周波数をω*とすると、つぎのようになる。
【００３０】
【数５】
2005305615.tif 000007
【００３１】
この角周波数をω*をコンプロマイズ（compromise）周波数と呼ぶ。
【００３２】
（１−２．２足歩行ロボットの場合）
ここでは、２足歩行ロボットに、上述したような結合振動子のアルゴリズムを適用することを考える。
【００３３】
この場合、前述の振動子１が制御器を表し、振動子２がロボットのダイナミクスを表すと考える。ここで問題となるのは、２足歩行ロボットの場合は、遊脚接地時において状態が離散的に変化するため、一般には振動子２の位相を推定することが困難となることである。そこで、以下に説明するとおり本発明では、例えば遊脚接地時など、ある離散的な事象が発生したときの振動子２の位相が０またはπであると定義する。
【００３４】
また、ある離散事象（遊脚接地等）から次の離散事象（遊脚接地等）までの間は、制御器の角周波数dφ1/dt（あるいは、φ1頭部に“・”をつけても表す）は一定であるとし、位相（以下、「制御器の内部位相」と呼ぶ）は、基本的には、以下の式で求まるものとする。
【００３５】
【数６】
2005305615.tif 000008
【００３６】
ただし、ｔは時間を表す。
【００３７】
なお、脚の「離散事象」とは、上述した遊脚の接地という事象以外にも、たとえば、右脚と左脚とがクロスする（前進歩行では、後方から前方へ追い越すとき）という事象でもよい。
【００３８】
本発明では、このようにして求められる制御器の内部位相φ1またはこれに関連する量が、以下に説明する何れかの方式、または、これらの方式の組合せにより、ロボットがある離散事象（遊脚接地等）にあることが検知されることに応じて更新されることで、制御器の状態（制御器の内部位相φ1）が適応的に変化するものとする。
【００３９】
図３は、図２で説明した演算処理部１０２が、位相振動子適応制御装置１００として実現する処理を示す機能ブロック図である。
【００４０】
図３に示すとおり、この位相振動子適応制御装置１００は、内部状態生成部１０２２により生成された制御器の内部位相に基づいて、目標軌道生成部１０２４が脚の目標軌道を算出する。ここで、「目標軌道」とは、左脚の角度の目標値θld、左脚の角速度の目標値dθld/dt、右脚の角度の目標値θrd、右脚の角速度の目標値dθrd/dtを意味する。この目標軌道とセンサ２０r、センサ２０ｌ、センサ３０からの情報を用いて、ＰＤサーボ処理部１０２６が、右脚を駆動するためのトルクτrおよび右脚を駆動するためのトルクτlを出力し、これらに応じて、駆動部１０８が両脚を駆動する。
【００４１】
内部状態生成部１０２２は、基本的に上述した式（ｇ）により制御器の内部位相φ1を生成する。さらに、内部状態更新部１０２８は、センサ２０r、センサ２０ｌからの遊脚の接地情報に応じて、制御器の内部位相φ1またはこれに関連する量を更新する。
【００４２】
図４は、以下の説明において、図１に示した胴部４０と、右脚１０ｒと左脚１０ｌとをさらにモデル化した状態を示す概念図である。図中の記号は、図１と同様であるので、説明は繰り返さない。
【００４３】
図５は、内部状態生成部１０２２から出力される、制御器の内部位相φ1の時間変化の例を示す図である。
【００４４】
図５に示すとおり、基本的には、制御器の内部位相φ1は、式（ｇ）に基づいて、変化するが、遊脚接地の情報に基づいて位相の更新が行なわれる。
【００４５】
以下、図３に示した内部状態更新部１０２８の行なう内部位相またはこれに関連する量の更新の方式について、説明する。
【００４６】
（２−１．内部位相の更新方式１：位相振動子の位相適応アルゴリズム）
まず、第１の更新方式としては、振動子１（制御器）の角周波数dφ1/dtを、以下の式（７）に従って更新する。
【００４７】
【数７】
2005305615.tif 000009
【００４８】
ここで、φ1は遊脚接地時の制御器の位相、φ2は遊脚接地時のロボットの位相でφ2＝０またはφ2＝πである。また、係数Ｋ1はロボットの物理系から制御器への結合係数、ω1は制御器の固有角周波数である。
【００４９】
（２−２．内部位相の更新方式２：位相振動子の位相差適応アルゴリズム）
制御器の出力がトルクによって与えられる場合や、サーボのゲインが小さい場合は、出力軌道とロボットの歩行軌道に適切な位相差を与えることが必要となる。ここでは、第２の更新方式として、適切な位相差への適応手法について説明する。
【００５０】
（目標位相差の算出）
２−１と同様、φ1を遊脚接地時の制御器の内部位相、φ2を遊脚接地時のロボットの位相とする。このとき、目標位相差Δφ*を、以下の式（８）により更新する。
【００５１】
【数８】
2005305615.tif 000010
【００５２】
ただし、ここでも、φ2＝０またはφ2＝πである。また、式（８）の左辺は、（ｎ＋１）ステップ後（ｎ回遊脚接地後）の目標位相差Δφ*であるものとし、以下の式で表されるのは、目標位相差適応ゲインである。
【００５３】
【数９】
2005305615.tif 000011
【００５４】
（位相差適応による位相リセット）
２−１では、遊脚接地時などの離散的な事象が発生したときのみ、制御器の角周波数を更新することを行っているため、式（５）で与えられる適切な位相差を実現していない場合がある。そこで、第２の更新方式では、上述した式（８）で求めた目標位相差Δφ*を用いて、内部位相φ1の位相リセットを行う。制御器の内部位相φ1と、ロボットの位相φ2の位相差が、φ2−φ1＝Δφ*となるように、以下の式（９）を用いてリセットを行う。
【００５５】
【数１０】
2005305615.tif 000012
【００５６】
ただし、φ2＝０またはφ2＝πである。
【００５７】
（２−３．内部位相の更新方式３：位相振動子の固有角周波数適応アルゴリズム）
第３の更新方式としては、制御器の固有角周波数ω1を脚部からの遊脚接地情報に基づいて、以下の２つのアルゴリズムのいずれかにより適応させる。
【００５８】
（２−３−１．固有角周波数適応アルゴリズム１：角周波数の差を用いる場合）
第１のアルゴリズムでは、ｎステップ目において一歩の歩行に要した時間Ｔを用いて、次に示すロボット（振動子２）の角周波数ω2を得る。
【００５９】
【数１１】
2005305615.tif 000013
【００６０】
この角周波数ω2を用いて、次式（１１）のように、制御器の固有角周波数ω1を更新する。
【００６１】
【数１２】
2005305615.tif 000014
【００６２】
ただし、角周波数適応ゲインが以下の式で表されるものとする。
【００６３】
【数１３】
2005305615.tif 000015
【００６４】
また、ωn1は、ｎステップ後（ｎ回遊脚接地後）の制御器の固有角周波数ω1であるものとする。
【００６５】
（２−３−２．固有角周波数適応アルゴリズム２：位相差を用いる場合）
第２のアルゴリズムでは、最終的に適切な位相差Δφ*を与えるように固有角周波数ω1を適応させることを考える。
【００６６】
具体的には、制御器の位相φ1とロボットの位相φ2の位相差φ2―φ1と、目標位相差Δφ*のずれを用いて、以下の式（１２）のように、固有角周波数ω1を更新する。
【００６７】
【数１４】
2005305615.tif 000016
【００６８】
ただし、φ1を遊脚接地時の制御器の内部位相、φ2を遊脚接地時のロボットの位相とする。また、ここでも、角周波数適応ゲインが以下の式で表されている。
【００６９】
【数１５】
2005305615.tif 000017
【００７０】
さらに、ここでも、ωn1は、ｎステップ後（ｎ回遊脚接地後）の制御器の固有角周波数ω1であるものとする。目標位相差Δφ*については、２−２の式（８）によって得られるものとする。
【００７１】
以上説明した方法にしたがって、内部状態更新部１０２８が更新処理を行なって、制御器の内部位相φ1または、内部位相φ1に関連する量である「内部位相φ1の角周波数dφ1/dt」や「制御器の固有角周波数ω1」が、遊脚接地の情報に応答して更新される。
【００７２】
なお、これらの更新手法は、単独でも、またこれらの組合せで使用しても、位相振動子適応制御装置１００の更新手法として用いることができる。
【００７３】
目標軌道生成部１０２４としては、たとえば、サイン関数によって次のように目標軌道を生成する。
【００７４】
【数１６】
2005305615.tif 000018
【００７５】
ただし、上述のとおりθld、θrdは左右腰関節角度の目標値であり、ａ＝１０．０degは周期軌道の振幅である。
【００７６】
ここでさらに、つぎに示すＰＤサーボを用いて目標軌道に対する追従を行う。
【００７７】
【数１７】
2005305615.tif 000019
【００７８】
ただし、τl、τrは左右腰関節へのトルク入力である。ｋ、ｂはそれぞれサーボゲインである。なお、後に説明するシミュレーションでは、サーボゲインをそれぞれ、ｋ＝５．０、ｂ＝０．１としている。
【００７９】
このような構成により、位相振動子適応制御装置１００の内部位相を適応的に変化させることで、実時間での２足歩行の運動制御を適応的に行うことが可能な２足歩行移動装置が実現される。
【００８０】
（シミュレーション結果）
２−１から２−３で示した手法（アルゴリズム）を組み合わせることで、複数の適応アルゴリズムを構築することができる。ここでは、２−１で示した位相適応アルゴリズムと、２−２で示した位相差適応と位相リセットを組み合わせた場合のシミュレーション結果を示す。
【００８１】
このシミュレーションにおいては、２足歩行ロボットモデルとして、図４に示した、全長０．４ｍ、重さ３．６ｋｇの３リンクのモデルを用いる。以下にシミュレーションを行った結果を紹介する。
【００８２】
（３−１．適応手法を用いた異なる環境での歩行運動の実現）
図４に示した３リンク２足歩行ロボットモデルを用いて１°および４°の下りの傾斜での歩行運動のシミュレーションを行った。
【００８３】
図６は、２−１で示した位相適応と２−２で示した位相差適応および位相リセットとを組み合わせた場合の適応手法を用いた２足歩行の結果を示す図である。一方、図７は、適応手法を用いない場合の２足歩行の結果を示す図である。
【００８４】
パラメータとしては、制御器の固有角周波数ω1＝１０．０(rad/sec)、結合係数Ｋ1＝０．３、位相差適応ゲインおよび初期目標位相差は、以下のとおりとした。
【００８５】
【数１８】
2005305615.tif 000020
【００８６】
図６に示すとおり、適応手法を用いると、１°および４°の両方の傾斜を安定して歩行することができた。
【００８７】
図８は、図６の場合において、歩行周波数ω、位相差Δφ、位相リセット量を示す図である。それぞれの環境（傾斜）で異なる歩行周波数、位相差が得られている。また、位相リセット量はほぼゼロに収束していることがわかる。
【００８８】
一方、適応手法を用いない場合は、図７に示すように４°の傾斜で安定して歩行できていない。この結果は、提案する適応手法の有効性を示している。
【００８９】
（３−２．異なるパラメータを用いた場合の比較）
式（５）、式（６）に示されるように、位相差の不動点や、コンプロマイズ周波数は、制御器やロボットの固有角周波数および結合係数に依存する。
【００９０】
ここでは、結合係数Ｋ1や、結合係数Ｋ2に相当すると考えられる制御器のＰＤサーボゲイン、さらには、制御器の固有角周波数ω1を変化させた場合の、位相差や歩行周波数の変化についてシミュレーションを行った結果を説明する。環境としては、前節同様、１°の傾斜を用いた。また、初期目標位相差を以下のとおりとした。
【００９１】
【数１９】
2005305615.tif 000021
【００９２】
図９は、異なる結合係数Ｋ1を用いた場合の歩行周波数を示す図である。結合係数が大きい方(Ｋ1＝１．０)が、結合係数が小さい方(Ｋ1＝０．３)よりも歩行周波数が小さく（歩行周期が大きく）なっている。これは制御器が、より固有角周波数が小さいロボットの物理系にあわせる結果となっているためである。ただし、他のパラメータは、制御器の固有角周波数ω1＝１０．０rad/sec、位相差適応ゲインは、以下のように設定した。
【００９３】
【数２０】
2005305615.tif 000022
【００９４】
図１０は、異なるサーボゲインを用いた場合の歩行周波数を示す図である。
【００９５】
高いサーボゲインとして、ｋ＝２０．０、ｂ＝０．４（式（１６）参照）、低いサーボゲインとして、ｋ＝５．０、ｂ＝０．１を用いた。高いサーボゲイン（図中、High servo gainと記す）を用いると、ロボットの物理系が、より固有角周波数が大きい制御器にあわせる結果となり、低いサーボゲイン（図中、Low servo gainと記す）を用いる場合と比べて歩行周波数が大きくなっていることがわかる。他のパラメータは、制御器の固有角周波数ω1＝１０．０rad/sec、結合係数Ｋ1＝１．０、位相差適応ゲインについては、図９の場合と同様である。
【００９６】
図１１は、異なる制御器の固有角周波数ω1を用いた場合の歩行周波数を示す図である。それぞれの固有角周波数に合わせて、異なる歩行周波数が得られていることがわかる。他のパラメータは、結合係数Ｋ1＝０．３であり、位相差適応ゲインについては、図９の場合と同様である。
【００９７】
（３−３．位相リセットの影響）
以下では、２−２で説明した位相リセットの影響のシミュレーション結果を説明する。  
【００９８】
図１２は、位相リセットを行なう場合（図中、with PRと記す）と位相リセットを行なわない場合（図中、without PRと記す）の歩行周波数を比較して示す図である。具体的には、図１２においては、式（９）に示した位相リセットを行なわず２−１で説明した第１の手法のみを行なう場合と位相リセットと２−１で説明した第１の手法とを組み合わせた場合について、歩行周波数の比較を行っている。前節同様、１°の傾斜を用いた。図１２に示すように、いずれの場合も、ほぼ同じ歩行周波数となっていることがわかる。よって、位相リセットによって歩行周期は影響をあまり受けないことがわかる。
【００９９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の位相振動子適応制御装置を用いた２足歩行移動システム１０００の一例を示す概念図である。
【図２】図１に示した位相振動子適応制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【図３】演算処理部１０２が、位相振動子適応制御装置１００として実現する処理を示す機能ブロック図である。
【図４】図１に示した胴部４０と、右脚１０ｒと左脚１０ｌとをさらにモデル化した状態を示す概念図である。
【図５】内部状態生成部１０２２から出力される、制御器の内部位相φ1の時間変化の例を示す図である。
【図６】位相適応と位相差適応および位相リセットとを組み合わせた場合の適応手法を用いた２足歩行の結果を示す図である。
【図７】適応手法を用いない場合の２足歩行の結果を示す図である。
【図８】図６の場合において、歩行周波数ω、位相差Δφ、位相リセット量を示す図である。
【図９】異なる結合係数Ｋ1を用いた場合の歩行周波数を示す図である。
【図１０】異なるサーボゲインを用いた場合の歩行周波数を示す図である。
【図１１】異なる制御器の固有角周波数ω1を用いた場合の歩行周波数を示す図である。
【図１２】位相リセットを行なう場合と位相リセットを行なわない場合の歩行周波数を比較して示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ｒ，１０ｌ  脚部、２０ｒ，２０ｌ，３０  センサ、４０  胴部、１００  位相振動子適応制御装置、１０２  演算処理部、１０４  記憶装置、１０６  通信インタフェース、１０８  駆動部、１０００  ２足歩行移動システム。
【図１】
2005305615.tif 000023
【図２】
2005305615.tif 000024
【図３】
2005305615.tif 000025
【図４】
2005305615.tif 000026
【図５】
2005305615.tif 000027
【図８】
2005305615.tif 000028
【図９】
2005305615.tif 000029
【図１０】
2005305615.tif 000030
【図１１】
2005305615.tif 000031
【図１２】
2005305615.tif 000032
【図６】
2005305615.tif 000033
【図７】
2005305615.tif 000034