(57)【要約】【課題】  ２足歩行ロボットの歩行時、脚関節の剛性調節を通してエネルギー効率の高い歩行を具現し、上体の姿勢制御を通して２足歩行ロボットの全体的な歩行安定性を向上させる歩行ロボット及びその制御方法を提供する。【解決手段】  上体に連結される複数の脚の歩行パターンを生成し、前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節し、前記上体の傾きを測定し、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償する。【選択図】      図７
2009291932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上体に連結される複数の脚の歩行パターンを生成し、
前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節し、
前記上体の傾きを測定し、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償する歩行ロボットの制御方法。
【請求項２】
前記上体の傾き補償は、前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償することを特徴とする請求項１に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項３】
ポーズセンサーを用いて前記上体の傾きを測定することを特徴とする請求項１に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項４】
前記各脚の剛性の調節は次の数式
【数５】
2009291932.tif 000007
で表現され、ただし、上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスであることを特徴とする請求項１に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項５】
上体に連結される複数の脚の歩行因子を生成し、
バランス基準を満足する歩行パターンを生成し、
前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節し、
前記上体の傾きを測定し、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償し、
前記複数の脚の目的とするトルクを計算し、
前記計算されたトルクによって前記複数の脚を制御する歩行ロボットの制御方法。
【請求項６】
前記上体の傾き補償は、前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償することを特徴とする請求項５に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項７】
ポーズセンサーを用いて前記上体の傾きを測定することを特徴とする請求項５に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項８】
前記各脚の剛性の調節は次の数式
【数６】
2009291932.tif 000008
で表現され、ただし、上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスであることを特徴とする請求項５に記載の歩行ロボットの制御方法。
【請求項９】
上体に連結される複数の脚の歩行パターンを生成する歩行パターン生成部と、
前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節する剛性調節部と、
前記上体の傾きを測定するためのポーズセンサーと、
前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償する制御部と、を含む歩行ロボット。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償し、前記上体の傾きが補償されるように制御することを特徴とする請求項９に記載の歩行ロボット。
【請求項１１】
前記各脚の剛性の調節は次の数式
【数７】
2009291932.tif 000009
で表現され、ただし、上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスであることを特徴とする請求項９に記載の歩行ロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行ロボット及びその制御方法に関するもので、特に、複数の脚を備えて、これら複数の脚を用いて直立歩行する歩行ロボット及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、人間の動作と類似した運動を行う機械装置を意味する。初期のロボットは、工場の生産作業の自動化・無人化などを目的にしたマニピュレータや搬送ロボットなどの産業用ロボットであった。最近には、人間の２足歩行を摸倣した歩行ロボットの研究開発が進行されている。２足歩行は、４足または６足歩行に比べて不安定であり、姿勢制御や歩行制御が相対的に難しいという短所があるが、不均一な地面（険路）または不連続的な歩行面（例えば、階段）に一層柔軟に対応できるという長所を有する。
【０００３】
２足歩行ロボットの歩行は、次のような過程を含む。２足歩行ロボットは、まず、歩行方向、歩行幅及び歩行速度などを予め設定し、この設定に対応する同時にロボットの均衡を維持できる各脚の歩行パターンを生成し、その歩行パターンによって各脚の歩行軌跡を計算する。また、２足歩行ロボットは、計算された歩行軌跡の逆運動学計算を通して各脚の関節の位置を計算し、各関節のモーターの現在位置と目標位置に基づいて各関節のモーターの目標制御値を計算する。
【０００４】
２足歩行は、計算された歩行軌跡を各脚が追従するようにするサーボ制御を通して具現される。したがって、歩行時に各脚の位置が歩行パターンによる歩行軌跡を正確に追従するかを検出し、各脚が歩行軌跡を離脱すると、モーターのトルクを調節し、各脚が歩行軌跡を正確に追従するように制御する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の２足歩行の制御方法は、歩行がなされる瞬間ごとに歩行軌跡を計算し、その歩行軌跡と各脚の位置との間の誤差を補償し、歩行軌跡を追従するようにサーボ制御するので、歩行中の連続的な制御によって消費電力が大きくなる。また、歩行中の連続的な制御が歩行ロボットの固有周波数を増加させるので、急激な動作によって歩行が不自然になり、歩行ロボットが傾斜面または凹凸による不均一な面を歩行する場合、ロボットの均衡が崩れる。
【０００６】
上記のような問題を解決するために、歩行ロボットの固有周波数に合う歩行パターンを生成し、それに連動して脚を駆動する駆動部の剛性を調節することで、エネルギー効率の高い歩行を行う方法が使用される。すなわち、脚の各関節のうち高い剛性が必要でない関節では、剛性を低下させ、慣性による自由運動を行わせることで、高い剛性維持に伴うエネルギー消費を減少させる。
【０００７】
しかしながら、この場合、二つの脚の一部関節が低い剛性を有して慣性による歩行を行うと、二つの脚の一部関節の低い剛性によって予め生成された歩行パターンから逸脱するようになり、２足歩行ロボットの全体的な均衡が崩れるようになる。
【０００８】
本発明の目的は、２足歩行ロボットの歩行時、脚関節の剛性調節を通してエネルギー効率の高い歩行を具現し、上体の姿勢制御を通して２足歩行ロボットの全体的な歩行安定性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達成するための本発明に係る歩行ロボットの制御方法は、上体に連結される複数の脚の歩行パターンを生成し、前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節し、前記上体の傾きを測定し、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償するように構成される。
【００１０】
また、前記上体の傾き補償は、前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償することである。
【００１１】
また、ポーズセンサーを用いて前記上体の傾きを測定する。
【００１２】
また、前記各脚の剛性の調節は次の数式で表現される。
【００１３】
【数１】
2009291932.tif 000003
上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスである。
【００１４】
上述した目的を達成するための本発明に係る歩行ロボットの他の制御方法は、上体に連結される複数の脚の歩行因子を生成し、バランス基準を満足する歩行パターンを生成し、前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節し、前記上体の傾きを測定し、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償し、前記複数の脚の目的とするトルクを計算し、前記計算されたトルクによって前記複数の脚を制御するように構成される。
【００１５】
また、前記上体の傾き補償は、前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償することである。
【００１６】
また、ポーズセンサーを用いて前記上体の傾きを測定する。
【００１７】
また、前記各脚の剛性の調節は次の数式で表現される。
【００１８】
【数２】
2009291932.tif 000004
上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスである。
【００１９】
上述した目的を達成するための本発明に係る歩行ロボットは、上体に連結される複数の脚の歩行パターンを生成する歩行パターン生成部と、前記歩行パターンによって駆動される前記複数の脚の歩行状態に連動して前記複数の脚の剛性をそれぞれ調節する剛性調節部と、前記上体の傾きを測定するためのポーズセンサーと、前記上体が重力方向と平行になるように前記上体の傾きを補償する制御部とを含む。
【００２０】
また、前記制御部は、前記上体のローリング軸傾きとピッチング軸傾きを補償し、前記上体の傾きが補償されるように制御する。
【００２１】
また、前記各脚の剛性の調節は次の数式で表現される。
【００２２】
【数３】
2009291932.tif 000005
上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、２足歩行ロボットの歩行時、脚関節の剛性調節を通してエネルギー効率の高い歩行を具現し、上体の姿勢制御を通して２足歩行ロボットの全体的な歩行安定性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係る歩行ロボットを示した図である。
【図２】図１に示した歩行ロボットの関節構造を示した図である。
【図３】図１に示した歩行ロボットの制御系統を示した図である。
【図４】本発明の一実施例に係る歩行ロボットが傾斜面を上昇または下降するときの上体の姿勢制御を示した図である。
【図５】本発明の一実施例に係る歩行ロボットが傾斜面で傾斜方向を側面にしながら歩行するときの上体の姿勢制御を示した図である。
【図６】本発明の一実施例に係る歩行ロボットの腰関節制御系統を示した図である。
【図７】本発明の実施例に係る歩行ロボットの制御方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の歩行ロボット及びその制御方法の好適な実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。まず、図１は、本発明の一実施例に係る歩行ロボットを示した図である。図１に示すように、歩行ロボット１００の上体１０２の上部には頭１０４と二つの腕１０６が装着され、各腕１０６の末端には手１０８が装着される。上体１０２の下部には二つの脚１１０が装着され、二つの脚１１０の末端には足１１２が装着される。頭１０４、二つの腕１０６、二つの脚１１０、二つの手１０８及び二つの足１１２は、一定水準の自由度を有するように関節を備えている。
【００２６】
図２は、図１に示した歩行ロボットの関節構造を示した図である。図２に示すように、二つの腕１０６は、肩関節１０６ａ、ヒジ関節１０６ｂ及び手首関節１０６ｃを備えており、二つの脚１１０は、大腿関節１１０ａ、膝関節１１０ｂ及び足首関節１１０ｃを備えている。上体１０２は腰関節１０２ａを備えている。
【００２７】
脚１１０の大腿関節１１０ａは、ローリング軸、ピッチング軸及びヨーイング軸を有する。膝関節１１０ｂはピッチング軸を有し、足首関節１１０ｃはローリング軸とピッチング軸を有する。
【００２８】
上体１０２に備わる腰関節１０２ａは、ローリング軸２０２、ピッチング軸２０４及びヨーイング軸２０６を有する。腰関節１０２ａのローリング軸２０２によって上体１０２を一定角度範囲内で左右に傾けることができ、腰関節１０２ａのピッチング軸２０４によって上体１０２を一定角度範囲内で前後に傾けることができ、腰関節１０２ａのヨーイング軸２０６によって上体１０２を一定角度範囲内で左右に回転することができる。
【００２９】
歩行ロボット１００の各関節は、駆動部（例えば、モーターなどの電動装置）の駆動によって動作する。
【００３０】
歩行ロボット１００の上体１０２にはポーズセンサー２０５が設置される。このポーズセンサー２０５は、上体１０２の姿勢を検出するためのもので、ジャイロセンサーなどを用いて上体１０２の傾きを検出し、姿勢情報を発生させる。この姿勢情報は、歩行ロボット１００の上体１０２の姿勢制御のみならず、歩行ロボット１００全体の均衡制御にも用いられる。このポーズセンサー２０５は、上体１０２のみならず頭１０４に設置されても良い。
【００３１】
図３は、図１に示した歩行ロボットの制御系統を示した図である。図３に示すように、歩行ロボット１００の動作全般を制御する制御部３０２の入力側には、歩行パターン生成部３０４と剛性調節部３０６が通信可能に連結される。制御部３０２の出力側には、各関節を動かすためのモーター３０８と、このモーター３０８を駆動するためのモーター駆動部３１０が通信可能に連結される。
【００３２】
位置／トルク検出部３１２は、モーター３０８の位置とトルクを検出し、位置／トルク情報を歩行パターン生成部３０４に提供する。歩行パターン生成部３０４は、モーター３０８の位置／トルク情報を歩行パターン生成に反映する。また、歩行パターン生成部３０４は、ポーズセンサー２０５を通して提供される姿勢情報も歩行パターン生成に反映する。
【００３３】
歩行パターン生成部３０４は、歩行ロボット１００の目的とする歩行方向、歩行幅及び歩行速度を決定する制御因子に対応する歩行パターンを生成し、この歩行パターンに対応する周波数の位相信号を発生させる。歩行パターンの生成は、歩行の初期のみならず、歩行中にも実時間で生成される。歩行パターン生成部３０４で発生する位相信号は、各脚１１０を様々な状態で駆動するための信号である。
【００３４】
歩行パターン生成部３０４で生成される歩行パターンは、剛性調節部３０６に入力される。剛性調節部３０６は、歩行パターンによる各脚１１０の駆動状態によって各関節の剛性を調節する。本発明の一実施例に係る歩行ロボット１００の制御部３０２は、歩行ロボット１００の歩行時、歩行パターンによって高い剛性が要求される場合のみに該当の関節が高い剛性を維持するように制御し、その他の状態では関節の剛性を緩和し、重力及び慣性の平衡をなすことで、自然でかつ効率の高い歩行が可能になる。本発明の一実施例に係る二つの脚の剛性調節は、次のような数式で表現することができる。
【００３５】
【数４】
2009291932.tif 000006
上記式において、τは、各脚の関節のトルクで、Ｊは、各脚のヤコビアン（ｊａｃｏｂｉａｎ）で、Ｘｄは、足の目標位置と姿勢で、Ｘは、足の実際の位置と姿勢で、ＫｘとＤｘは、足の位置と姿勢に対する剛性及びダンピングマトリックスである。
【００３６】
例えば、二つの脚１１０のうち何れか一つの脚が動く間に、他の一つの脚は歩行ロボット１００全体の荷重を支持すべきであり、この荷重を支持する脚は高い剛性を維持すべきである。動く脚の場合、つま先立ちが終わり、膝関節１１０ｂを基準にしてふくらはぎ部分が振り子のようにスイングする段階では、重力及び慣性による運動状態でもふくらはぎ部分が歩行軌跡を大きく離脱しないので、剛性を弱くする。このように、本発明の一実施例に係る歩行ロボット１００は、歩行時の各脚１１０の駆動状態によって各関節の剛性を調節し、駆動モーター３０８のサーボ制御量を減少させることで、高い歩行効率を提供する。ここで、高い歩行効率は、歩行時に消費されるエネルギーの節減を含む。すなわち、歩行時に高い剛性が要求されない関節の剛性を低下させることで、その分だけエネルギーの消費を減少させることができる。
【００３７】
このように歩行位相によって脚関節の剛性を調節するとき、歩行ロボット１００が一層安定的な状態で均衡を維持するためには上体１０２の姿勢も考慮すべきである。特に、歩行ロボット１００が不均一な面または傾斜面を歩行する場合、上体１０２の姿勢を考慮した歩行ロボット１００の均衡制御が一層重要である。
【００３８】
図４は、本発明の一実施例に係る歩行ロボット１００が傾斜面を上昇または下降するときの上体１０２の姿勢制御を示した図である。図４（Ａ）は、歩行ロボット１００が傾斜面を上昇するときの上体１０２の傾きを示した図である。図４（Ａ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面４０２を上昇するとき、平地と同一の歩行パターンで歩行すると、上体１０２は、現在歩行ロボット１００が歩行している傾斜面４０２に対しては垂直をなすが、重力方向４０４に対しては後方にθ１角度だけ傾いた状態になる。本発明の一実施例では、図４（Ｂ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面４０２を上昇するとき、上体１０２の方向が重力方向４０４と平行をなすように上体１０２の姿勢を制御する。これによって、後方に偏っている重さ中心が相対的に前方に移動するようになり、歩行ロボット１００の安定性が向上する。
【００３９】
図４（Ｃ）は、歩行ロボット１００が傾斜面を下降するときの上体１０２の傾きを示した図である。図４（Ｃ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面４０６を下降するとき、平地と同一の歩行パターンで歩行すると、上体１０２は、現在歩行ロボット１００が歩行している傾斜面４０６に対しては垂直をなすが、重力方向４０８に対しては前方にθ２角度だけ傾いた状態になる。本発明の一実施例では、図４（Ｄ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面４０６を下降するとき、上体１０２の方向が重力方向４０８と平行をなすように上体１０２の姿勢を制御する。これによって、前方に偏っている重さ中心が相対的に後方に移動するようになり、歩行ロボット１００の安定性が向上する。
【００４０】
図４において、θ１とθ２は、腰関節１０２ａのピッチング軸２０４の重力方向に対する相対的な傾き角度（θ＿ｐｉｔｃｈ）で、図４（Ａ）のθ１を正（＋）の値としたとき、図４（Ｂ）のθ２は負（−）の値を有する。
【００４１】
図５は、本発明の一実施例に係る歩行ロボット１００が傾斜面で傾斜方向を側面としながら歩行するときの上体１０２の姿勢制御を示した図である。図５（Ａ）は、傾斜面の高い部分が歩行ロボット１００の右側に位置するときの上体１０２の傾きを示した図である。図５（Ａ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面５０２を歩行するとき、平地と同一の歩行パターンで歩行すると、上体１０２は、現在歩行ロボット１００が歩行している傾斜面５０２に対しては垂直をなすが、重力方向５０４に対しては左側にθ３角度だけ傾いた状態になる。本発明の一実施例では、図５（Ｂ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面５０２を歩行するとき、上体１０２の方向が重力方向５０４と平行をなすように上体１０２の姿勢を制御する。これによって、左側に偏っている重さ中心が相対的に右側に移動するようになり、歩行ロボット１００の安定性が向上する。
【００４２】
図５（Ｃ）は、傾斜面の高い部分が歩行ロボット１００の左側に位置するときの上体１０２の傾きを示した図である。図５（Ｃ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面５０６を歩行するとき、平地と同一の歩行パターンで歩行すると、上体１０２は、現在歩行ロボット１００が歩行している傾斜面５０６に対しては垂直をなすが、重力方向５０８に対しては右側にθ４角度だけ傾いた状態になる。本発明の一実施例では、図５（Ｄ）に示すように、歩行ロボット１００が傾斜面５０６を歩行するとき、上体１０２の方向が重力方向５０８と平行をなすように上体１０２の姿勢を制御する。これによって、右側に偏っている重さ中心が相対的に左側に移動するようになり、歩行ロボット１００の安定性が向上する。
【００４３】
図５において、θ３とθ４は、腰関節１０２ａのローリング軸２０２の重力方向に対する相対的な傾き角度（θ＿ｒｏｌｌ）で、図５（Ａ）のθ３を正（＋）の値としたとき、図５（Ｂ）のθ４は負（−）の値を有する。
【００４４】
図６は、本発明の一実施例に係る歩行ロボットの腰関節制御系統を示した図である。図６に示すように、歩行パターン生成部３０４は、ポーズセンサー２０５を通して測定される上体１０２の姿勢、特に、重力方向に対する上体１０２の左右傾き角度（θ＿ｒｏｌｌ）と前後傾き角度（θ＿ｐｉｔｃｈ）を補償するための補償値を計算し、この計算値に基づいて上体１０２が重力方向に対して平行になるように上体１０２の姿勢を制御するための制御情報を発生させる。
【００４５】
歩行パターン生成部３０４の第１比較器６０２は、ポーズセンサー２０５から提供される上体１０２の左右傾き角度（θ＿ｒｏｌｌ）と大きさは同一で、符号は反対であるローリング軸制御情報６０２ａを発生させ、第２比較器６０４は、ポーズセンサー２０５から提供される上体１０２の前後傾き角度（θ＿ｐｉｔｃｈ）と大きさは同一で、符号は反対であるピッチング軸制御情報６０４ａを発生させる。制御部３０２は、このローリング軸制御情報６０２ａとピッチング軸制御情報６０４ａに基づいてモーター駆動部３１０を通して腰関節ローリング軸２０２のモーター６０６と腰関節ピッチング軸２０４のモーター６０８を制御することで、上体１０２が傾きなしに重力方向に対して平行になるようにする。
【００４６】
図７は、本発明の実施例に係る歩行ロボットの制御方法を示したフローチャートである。図７に示すように、制御部３０２は、歩行ロボット１００の歩行方向、歩行幅及び歩行速度などの制御因子を設定する（７０２）。歩行パターン生成部３０４は、この制御因子、ポーズセンサー２０５の測定値及び位置／トルク検出部３１２を通してフィードバックされるモーター３０８の位置／トルク情報を用いて、歩行ロボット１００のバランス基準を満足するＺＭＰパターン及びこのＺＭＰパターンを満足する歩行軌跡を生成する（７０４）。すなわち、歩行パターン生成部３０４は歩行パターンを生成する。剛性調節部３０６は、生成された歩行パターンに対応する剛性調節パターンを生成する（７０６）。
【００４７】
歩行パターン生成部３０４は、腰関節１０２ａの傾き角度を補償するためのローリング及びピッチング補償値を計算し、この計算に基づいて上体１０２が重力方向に対して平行になるように上体１０２の姿勢を制御するための制御情報を生成する（７０８）。歩行初期には歩行ロボット１００の上体１０２が傾いていない状態であり、ローリング及びピッチング補償値は０である。歩行パターン生成部３０４で生成される歩行パターンと剛性調節部３０６で生成される剛性調節パターンが全て制御部３０２に入力され、制御部３０２は、各関節のモーターを制御するための角度及びインピーダンスを獲得するために逆運動学計算を遂行する（７１０）。歩行に必要な各関節を駆動するためには、各関節の目的とするトルクが計算されるべきである。このために、制御部３０２は、各関節の目的とする角度と実際の角度及び目的とするインピーダンスから各関節の目的とするトルクを計算する。制御部３０２は、各関節の計算されたトルクによって各関節を制御する（７１４）。これによって、歩行ロボット１００の歩行が行われる。
【００４８】
上述した腰関節１０２ａのローリング及びピッチング補償値を計算して腰関節１０２ａの制御情報を生成する過程（７０８）では、上体１０２の傾き角度に対する情報が必要となる。したがって、歩行ロボット１００の歩行中に上体１０２の傾き角度を測定し、これを歩行パターン生成部３０４にフィードバックする（７１６）。歩行初期には上体１０２の傾き角度が０である。傾斜面または凹凸による不均一な面を歩行するとき、二つの脚の一部関節が剛性調節を通した慣性運動をするように制御すると、歩行地域の表面の傾斜または不規則な状態によって上体１０２が前後または左右に傾くようになる。上体の傾き角度測定過程（７１６）は、この場合の上体１０２の傾きを補償するために上体１０２の傾き角度を測定する過程である。
【００４９】
また、歩行ロボット１００が歩行する間に、歩行のための各関節の実時間制御のために各関節の現在角度を測定し、その角度情報を上述した各関節の目的とするトルク計算過程（７１２）にフィードバックする（７１８）。
【符号の説明】
【００５０】
１００    歩行ロボット
１０２    上体
１０２ａ  腰関節
１０４    頭
１０６    腕
１０６ａ  肩関節
１０６ｂ  ヒジ関節
１０６ｃ  手首関節
１０８    手
１１０    脚
１１２    足
１１０ａ  大腿関節
１１０ｂ  膝関節
１１０ｃ  足首関節
２０２    ローリング軸
２０４    ピッチング軸
２０５    ポーズセンサー
２０６    ヨーイング軸
４０２，４０６，５０２，５０６  傾斜面（地面）
４０４，４０８，５０４，５０８  重力方向
【図１】
2009291932.tif 000010
【図２】
2009291932.tif 000011
【図３】
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【図４】
2009291932.tif 000013
【図５】
2009291932.tif 000014
【図６】
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【図７】
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