平地→ °上坡→平地之行走實驗結果

平地→4°上坡→平地之行走實驗過程如圖 5.41 所示，此時對於地形偵測的 情況與補償控制器的作用效果說明如下:

行走時所偵測到在Y 方向的旋轉角度 AngY，如圖 5.42 所示，此感測值 AngY 隨上半身的前後擺盪呈現擺盪的曲線，從整體變化上來看，在上坡路段上半身有 往前傾維持穩定。但在最後的平地路段，一開始上半身產生向前傾的振動，使得 機器人不穩定(圖 5.42 的紅圈處)，此時透過即時補償控制器，即時補償在關節 Hip-Pitch 的即時補償值，讓上半身重心有即時較大往後(正值)旋轉傾斜(圖 5.45

圖 5.40 行走過程中之 X 方向旋轉角度曲線

的紅圈處)，使得上半身產生即時修正，藉此讓機器人行走能回歸平穩。

圖 5.41 平地→4°上坡→平地之行走實驗過程

圖 5.42 行走過程中之 Y 方向旋轉角度曲線

預測補償控制器中，首先，對於直接補償到關節Hip-Pitch 的角度補償值在 每一步上的改變，如圖5.43 所示，從圖中可以明顯的看出當機器人整個走上 4°

上坡時，感測出要補償的值與理想值4°只差了 1 度多，但是補償值在之後的幾 步一直增加到6.5 度才保持穩定，使得上半身相對於水平地面會多前傾一些，如 圖5.42 所示；而當再度走到平地時，從圖 5.43 中可看出補償值降到 0 度的收斂 速度較為緩慢，但最後仍然能降到1 度附近保持穩定。接著，影響機器人上半身 前後擺盪的CPG 輸出曲線受到輸入曲線改變影響，使得上半身在走到上坡有多 前傾(正值變大)少後傾(負值變小)，如圖 5.44 所示，圖中在 CPG 曲線之間的橫線 為雙腳支撐相，由圖顯示此時的真實中之上半身會比模擬的情況更加的前傾。

在即時補償控制器中，對於即時補償到關節Hip-Pitch 的角度補償值，如圖 5.45 所示，在此圖可以明顯地顯示出當走到上坡時，在預測補償值小於理想補償 值4 度時，前兩步補償值仍然有將上半身重心往前(負值)旋轉傾斜，而當預測補 償值大於4 度且成長到平均為 6 度時，即時補償值也持續補償了 1.75 度，使得 上半身重心往後(正值)旋轉傾斜，使得整體補償理想值仍然接近於 4 度；而當再 度走到平地時，預測補償值下降的較為緩慢，從即時補償值來看，此時依然是有 將上半身重心往後(正值)旋轉傾斜，使得整體補償理想值更趨近於 0 度，達到遵 守行走曲線的行走。

圖 5.43 直接補償於關節 Hip-Pitch 之預測補償角度值

如圖5.46 顯示，對於行走時所偵測到在 X 方向的旋轉角度 AngX，此感測 值AngX 隨上半身的左右擺盪呈現很規律的左右擺盪，由於抬腳時的重心影響和 我們設計即時補償到關節Hip-Roll 的即時補償控制器，即是希望當抬腳成功之後，

重心不會太往支撐腳方向偏，但顯然在真實環境中我們設定左右搖擺的曲線為在 9.5^°之間，不過感測值顯示基本上都超出了1 或 2 度，表示若是缺少了此即時

圖 5.44 控制上半身前後擺盪的 CPG 的輸入與輸出之間的變化關係

圖 5.45 單腳支撐相時補償於關節 Hip-Pitch 之即時補償角度值

補償控制器可能就會發生往支撐腳方向傾倒的情況發生，但由於此控制器導致機 器人可以保持平穩的行走。其中對於即時補償到關節Hip-Roll 的即時補償控制值，

如圖5.47 所示，且由圖 5.41 中可以看出機器人走在上坡後段時，開始較明顯的 往右偏，因此上半身重力向後分力會有部分轉換為向右分力，讓機器人的左右擺 盪因重心的關係呈現出不平衡，從圖5.47 中我們可以看出在上坡後段對於向左 擺盪的縮減補償變少，向右擺盪的縮減補償明顯的增加，來達到左右擺盪幅度的 平衡保持，從圖5.46 中可看出在上坡後段上半身的左右搖擺並不受重心影響。