SpotMicro(mini) その13 -- 静的歩行と動的歩行

しばらく、手が付かなかったけど再開。

4足歩行には、静歩行と動歩行というのがあるらしい。
静歩行は、4本足中3本が接地している歩行形態で、動歩行は同時接地が2本以下で、全力走行中は、常時接地は０の時間帯がある。静歩行は、接地している足が3本あるので、ボディの姿勢維持は、接地している足で行う。これに対し動歩行は、2本以下しか接地していないので、姿勢の維持のために、重心を制御するとかの難しい制御が必要なる。倒立振り子（簡単に言うと傘の先を掌に充てて建てるやつ）を2次元方法（上下方向は、1本以上の足が接地してるとすると考えなくていい)で制御する必要がある。多分、ジャイロを積んで、必要以上の姿勢変化が起こった時に、それを打ち消すように姿勢を制御すればいいわけだけど、サーボを使ってやろうとすると、指示を出してから、移動体が移動を完了するまでの時間帯がソフトウェアにしても長いので、そのあたりの学習をする必要があるんだと思うんだがなんだか難しいので、今回はパス。



で、静歩行なんだけど、3本以上の足が常に接地している必要がある。
足の運動を見ていると、横に倒した台形を丸めた形に見えるので、計算の手間を省くために、長方形の軌道を考える、この長方形の下底が接地面ということになる。4本の脚は、この長方形の軌道に沿って、運動しているわけで、常に3本が接地するおいうことは、下底を全体のサイクルの７５％をかけて移動すればいいことになる。残りの２５％で、残りの移動をすることになる。

普通に考えると1辺ごとに２５％でサイクルを回せば、ほぼ均等にサイクルを回すことができそうだが、先ほども言ったとおり、下底だけで、75％を使用して回すことになる。絵にかいてみればわかるが、下底で７５％はまあいいけど、それと同じ以上の距離を3倍のスピードで回さないといけない。

4分の３の工程を4分の１の時間で回すことになる。

4分の1の工程のステップ数をいくつにするかで、全行程のステップ数が来まる。25％を1ステップだとすると、前部で4ステップになるが、それだと1ステップで、下底の後端から前端まで移動しないといけない。なので、２５％で複数ステップが必要になる。あまりステップ数を多くすると、歩行スピードに影響が出てくる。あるのだから遅くなってもいいけどあまり遅いのはいただけない。
そこで、25％のステップ数を６にすると、全行程のステップ数は、24ステップになる。1回転は、2秒以下にしたい。とすると、1秒でラウンドするには、約42m秒でワンステップを実行しないといけない。やはり2秒程度になる気がする。

このサイクルを90度づつずらせば、3本が接地しているサイクルが完成する。

はず。

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