ZMP control

はじめに

ホンダの人間型二足歩行ロボットP２がロボット研究の歴史的転換点としてIEEEマイルストーンに認定されました。→ リンク1　リンク2

「IEEEマイルストーン」は、電気・電子・情報・通信分野における歴史的偉業をたたえる制度です。確かに当時衝撃的だった。ASIMOのように可愛くなる前だから、ちょっと怖いなと思ったのを覚えています。二足歩行ロボットといえば ZMP制御です。

二足歩行ロボットの制御は全く経験ありませんが、ZMP制御ってどんなものかちょっとトライしてみたいと思います。

二足歩行制御

人が普通に歩くような動歩行は、倒れ続けながら倒れないように制御し続ける運動 であるため、本質的に不安定です。

ZMP（zero-moment point）は、二足歩行時に働く重力と慣性力（加速・減速による力）の合力のモーメント（回転させようとする力）がゼロになる床反力の作用点です。二足歩行時に、ZMP（床反力の作用点）が足裏の範囲からずれるとモーメントが発生し、転倒に至ります。

ZMP制御とは「転倒しないように、ZMP（床反力の作用点）を足裏の範囲に保つように重心を動かす制御」です。二足歩行制御で最初に必要になるのは、ZMP制御にしたがって、重心の軌道を決めることになります。

今回は、EXCELでZMP制御、つまり二足歩行における重心の軌道シミュレーションをやってみたいと思います。　

ダウンロード

　ZMP制御のEXCELファイルは、こちら  →リンク  からダウンロードできます。

二足歩行の軌道の状態方程式

　二足歩行の軌道をモデル化していきます。