平地→ °下坡→平地之行走實驗結果

圖 5.46 行走過程中之 X 方向旋轉角度曲線

圖 5.47 單腳支撐相時補償於關節 Hip-Roll 之即時補償角度值

平地→4°下坡→平地之行走實驗過程如圖 5.48(a)~(o)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:

如圖5.49 顯示，行走時所偵測到在 Y 方向的旋轉角度 AngY，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，在下坡路段上半身與 走在平地的姿態沒有多大的改變。在最後的平地路段中，也是處於平穩的狀態，

只有在從平地走到下坡時的瞬間，上半身產生忽然的前傾使得機器人忽然不穩定 (圖 5.49 的紅圈處)，而此時透過即時補償控制器中，即時補償在關節 Hip-Pitch 的角度補償控制器，讓上半身重心有即時很大的往後(正值)旋轉傾斜(圖 5.52 的 紅圈處)，使得上半身即時的修正回來避免跌倒，致使機器人行走能回歸平穩。

圖 5.48 平地→4°下坡→平地之行走實驗過程

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5.50 所示，從圖中可以明顯的看出當機器人整個走下 4°

下坡之後，感測出要補償的值迅速的到達與理想值-4°只差了 1點多度，補償值 處於在-4.9 度附近保持穩定；而當再度走到平地時，與 5.3.3.1 節的上坡實驗相 比，算是較迅速的昇到-1 點多度，且在幾步之後在 0 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的影響，使得上半 身的前後擺盪在走到下坡有多後傾(負值變大)少前傾(正值變小)，如圖 5.51 所 示。

圖 5.49 行走過程中之 Y 方向旋轉角度曲線

圖 5.50 直接補償於關節 Hip-Pitch 之預測補償角度值

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 5.52 所示，在此圖可以明顯地顯示出當走到下坡時，即時補償值有持續的將上半 身重心往後(正值 1.4 度)旋轉傾斜，使得整體補償理想值接近於-6.5 度，但我們 認為是下坡路段上半身重心有往前傾的狀況，讓感測資訊AngY 仍然與走在平地 的資訊差不多；當再度走到平地時，預測補償值在-1 點多度時，即時補償值有將 上半身重心往前(負值)旋轉傾斜，而預測補償值在正 0 度附近振盪時，即時補償

圖 5.51 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 5.52 單腳支撐相時補償於關節 Hip-Pitch 之即時補償角度值

值有將上半身重心往後(正值)旋轉傾斜，藉此達到遵守行走曲線的行走。

如圖5.53 顯示，對於行走時偵測到在 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，但由圖 5.48 看出在下坡後段 機器人行走向左偏，因此AngX 的曲線有向上移(向右擺盪較多)的現象。圖 5.54 為即時補償到關節Hip-Roll 的即時補償控制值的曲線圖。因為行走向左偏，上半 身重力向前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5.54 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。

圖 5.53 行走過程中之 X 方向旋轉角度曲線

圖 5.54 單腳支撐相時補償於關節 Hip-Roll 之即時補償角度值