電気関係学会九州支部連合大会講演論文集
平成21年度電気関係学会九州支部連合大会(第62回連合大会)講演論文集
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  • 町野 真吾, 本部 光幸, 逆瀬川 栄一
    セッションID: 01-1A-01
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    HEVやFCEVでは駆動用のインバータやモータの小型軽量化のため昇圧チョッパが用いられつつある.モータを安定に動作させるため昇圧チョッパの出力電圧を安定,かつ高応答に制御する必要がある.本研究では昇圧チョッパの入力電流・出力電圧制御法について検討した.制御法を検討する上で,まずチョッパ通流率に対する入力電流と出力電圧の応答波形を状態平均化法を用いたシミュレーションで求めた。その結果を基にチョッパ入力電流と出力電圧制御系をボード線図を用いて設計,安定かつ高応答な応答が得られることを示す.
  • 村山 大樹, 本部 光幸, 逆瀬川 栄一
    セッションID: 01-1A-02
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    永久磁石式同期モータやインバータの小型軽量化するために昇圧チョッパを用いる方法がある.本研究では単一チョッパを利用した場合と二多重チョッパを利用した場合についてシミュレーションを行い、チョッパ・インバータ間搬送波位相差を変えた時と二多重チョッパ間搬送波位相差を変えた時の平滑キャパシタ電流実効値が一番小さくなるものを比較・検討した.次に、この電流実効値が最大・最小になる条件でチョッパ搬送波周波数を変えた時、小型軽量化の鍵を握る昇圧用インダクタと平滑用キャパシタの容量および体積をどの程度まで低減できるか評価した.
  • 松本 洋和
    セッションID: 01-1A-03
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    近年、産業用サーボは低ロス化及び高速応答化を目指し、使用電源が高電圧化している。このような状況の下、筆者は電気二重層キャパシタ(EDLC)を用いた昇圧形ドライバを提案し、さらに充電回路を必要としない充電方法の提案を行った。充電回路を用いない昇圧形ドライバの場合、チャージポンプスイッチをオンすることにより、DCリンク電圧を昇圧することができるが、スイッチ切換え時にはDCリンク電圧の急峻な変動が生じるためモータ電流波形が劣化する可能性があった。
    本論文ではスイッチ切替えを電圧制御に協調させることにより、電流波形を劣化させない昇圧方法を提案し、シミュレーションより検討する。
  • 山口 静夫
    セッションID: 01-1A-04
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    最近,地球温暖化の影響によってグリーンランドの氷河が後退したり,北極海の氷が溶けて北極熊の生存が危ぶまれるなど地球環境の変化が顕著になっている。この対策として子どもたちの早い時期から,クリーンエネルギーを発生する太陽電池(ソーラー電池)などに関心を持っていただくという観点から,この種工作テーマの開発を行っている。今回は,主にソーラー電池で動作する観覧車などによる近未来遊園地模型について報告する。
  • 山口 静夫, 趙 忻
    セッションID: 01-1A-05
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    我々は,少ないエネルギーで人間一人を移動させることを目的として車体を軽量化し,これに小容量の燃料電池を搭載した小形電気自動車について提案している。しかしながら燃料電池は,化学反応による発電のために,一般的にバッテリーに比べて電流の供給速度が遅く,スタート時の加速性能に難点があるといえる。今回は,スタート時の加速性能を改善する目的で,燃料電池と並列に電気二重層キャパシタ(EDLC)を接続し,その容量を変化させたときの走行特性を測定したので報告する。
  • 太崎 巧, 本部 光幸, 逆瀬川 栄一
    セッションID: 01-1A-06
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    ハイブリッド電気自動車や燃料電池自動車の普及促進のため,モータやインバータといった駆動システムを高電圧・小電流化することにより小型軽量化を目指した昇圧チョッパ付高電圧化インバータが検討されている.本研究では高電圧化に適した中性点クランプインバータの中性点電位変動を容易に抑制できる新しい昇圧チョッパの回路構成を提案し,パワーエレクトロニクスの分野で利用されているソフトウェア「PSIM」を用いて,直流電圧不平衡を抑制する制御法「交差形」,「補正形」の2種類について検討をした.
  • 山本 吉朗, 古庄 泰章, 飯盛 憲一, 池田 稔
    セッションID: 01-1A-07
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    送電線事故時には,電圧低下が発生し,精密機械,コンピュータシステムの誤動作や停止の原因となる。この対策として筆者らは先に,多重チョッパを介して電解コンデンサを接続した瞬時電圧低下補償装置を提案した。この装置では通常の電圧形インバータと3つのY結線のトランスを用いて補償電圧を注入していたが,補償電圧に零相分の影響によるひずみが生じていた。今回,零相分電圧制御用としてインバータに4レグ目を追加した。この方式による補償電圧ひずみの抑制について検討を行ったので,報告する。
  • 樋掛 智士, 石坂 耕一, 松本 洋和, 伊藤 良三
    セッションID: 01-1A-08
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    本稿はインダクタのエネルギー蓄積作用を利用し、負荷の不平衡に拘わらず、自動的に出力端の二つのコンデンサ電圧を平衡化する中性点クランプ方式単相昇圧形整流器を提案したものである。回路構成はPWM整流器にリアクトルを共通にした二台のバックブーストコンバータを縦続接続したもので、そのリアクトル電流のオフセットが負荷の電圧を平衡にするように補償する。AC-DC変換では電流追従制御方式を適用した回路を製作し、動作波形を確認するとともに、等価回路を用いて出力電圧平衡化の原理を導出した。実験結果として、入力電流をほぼ力率1の正弦波電流に制御でき、それぞれの出力端コンデンサ電圧の自動的な平衡化が確認できた。
  • 矢野 純一郎, 石坂 耕一, 伊藤 良三
    セッションID: 01-1A-09
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    一般に、スナバに蓄積されたエネルギーは抵抗で消費される。本稿で提案するスナバエネルギー回生ブリッジレグはこのエネルギーを負荷側へ回生するものであり、変換効率の向上が期待できる。入力電圧に同期した正弦波変調波と三角波搬送波を比較するパルス幅変調(PWM)を用いて、入力電流および電圧の制御性能を検討した。その結果、得られた単相混合ブリッジ整流器の実測動作波形から入力電流iがほぼ力率1で正弦波状に制御されていることが確認できた。
  • 新川 淳也, 石坂 耕一, 伊藤 良三
    セッションID: 01-1A-10
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    先に、スナバエネルギー回生機能を有するソフトスイッチング単相整流器の出力側に直列接続キャパシタとその充電用IGBTを接続した単相倍電圧整流器を提案した。入力電流の制御法としてチャージコントロールを用いたときの実験及びシミュレーションから、ソフトスイッチング動作の下で不平衡負荷に対する出力端キャパシタ電圧の平衡化と共に、入力電流をほぼ力率1で正弦波状に制御可能なことを報告した。本稿では、出力電圧の指令値を変化させ、昇圧比を4.6~5.7まで変えたときの入力電流の実効値、力率及び効率の特性を測定し、ほぼ力率1の入力電流を達成すると同時に倍電圧以上の出力電圧が得られることが確認できた。
  • 原口 寛之, 松本 洋和, 根葉 保彦, 石坂 耕一, 伊藤 良三
    セッションID: 01-1A-11
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    従来のダイオードブリッジと1個の可制御素子を用いたスイッチモード昇圧形整流器は,可制御素子を保護するためにスナバ回路を接続するので,スナバ損失の発生は避けられない。本稿では,可制御素子のスナバエネルギーを有効利用するための共振回路を付加した単相昇圧形整流器について,電流不連続モードで動作する場合の回路構成を示す。実験波形から本回路の動作を確認し,入力電流がほぼ正弦波形となることを示すとともに共振回路がない場合との比較を行った。
  • 廣田 侑也, 松本 洋和, 根葉 保彦, 石坂 耕一, 伊藤 良三
    セッションID: 01-1A-12
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    単相と三相間の電力変換は一般に,単相コンバータと三相コンバータを直流を介して接続した構成で行われる。本稿では,単相と三相を1台の三相ブリッジに接続した3レグ電流形コンバータ回路を提案し,PWMの適用を検討した。単相電源と三相負荷接続時の実験結果から,正弦波入力電流と,ほぼ三相平衡の正弦波出力電圧,電流が得られることを明らかにした。
  • 小野 宏太朗, 佐藤 輝被, 西嶋 仁浩, 鍋島 隆
    セッションID: 01-1A-13
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    ヒステリシス制御は微分特性を持つので応答がよいが、直流の比例の帰還がかからないので定常偏差がのこる。この問題を解決する方法はいくつか報告されているが、発振周波数が低くなったり、ノイズに弱くなる欠点がある。そこで、本論文では比例と微分特性を持つ新しいPWM制御を提案する。提案した制御の動作原理を説明し、制御の伝達関数を測定する。また、この制御を降圧形コンバータに実装して実験を行う。結果として、コンバータは優れた動作パフォーマンスおよびロード、ラインレギュレーションを示した。
  • 宗貞 辰徳, 高崎 佳明, 園田 敏勝
    セッションID: 01-1A-14
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    スポット溶接機を用いて二枚の鋼板を溶接すると、溶接部の等価抵抗は、溶接電流の大きさ、溶接時間、電極の圧力などによって、数倍程度変化する場合がある。さらに、要求される電流は10kAを超える場合があり、溶接電流の制御は難しかった。
    筆者らは、溶接電流がその目標値と一致するようにインバータの周波数を制御する方式を提案した。提案法を実現するためには、kAオーダに達するインバータ電流を高精度で検出しなければならない。これに対し、筆者らは最も簡単な電流検出法であるRI 降下法に着目した無誘導型電流センサの構成法について検討した。センサを試作した結果、誘導成分が相殺されることを確認したのでその概要を報告する。
  • 池田 英広, 竹之内 将志, 花本 剛士, 辻 輝生
    セッションID: 01-1A-15
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
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    機械共振を起こすシステムは一般に2慣性系としてモデル化される。しかし共振系を3慣性系以上のモデルとして取り扱えば,より高精度な制御システムを構築することができると考える。本研究では,3慣性共振系を対象とし速度制御を行う。速度制御器にはm-IPD制御を適用し,トルクの高速応答を実現するため電流マイナーループにPI制御を施す。ここで制御器ゲインの決定にはParticle Swarm Optimization (以下,PSO)を用い,少ない計算量でオフライン設計する方法を提案すると共に,実機実験にて制振効果を検証する。
  • 宗貞 辰徳, 高崎 佳明, 園田 敏勝
    セッションID: 01-1A-16
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    スポット溶接機を用いて二枚の鋼板を溶接すると、溶接部の等価抵抗は、溶接電流の大きさ、溶接時間、電極の圧力などによって、数倍程度変化する場合がある。さらに、要求される電流は10kAを超える場合があり、溶接電流の制御は難しかった。
    これに対し、筆者らは、溶接電流がその目標値と一致するようにインバータの周波数を制御する方式を提案した。提案法を実現するためには、kAオーダに達するインバータ電流を高精度で検出する必要があった。本稿では、電流計測の基本に立ち返り、RI降下法に着目した無誘導型の電流センサを開発して電流制御回路に適用した。その結果、溶接電流の制御が可能となったのでその概要を報告する。
  • 牧 健太郎, ソムパッタナ プーンヤケット, 時吉 隼一朗, 原田 克彦, 小迫 雅裕, 大塚 信也, 匹田 政幸
    セッションID: 01-1A-17
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    従来よりパワーエレクトロニクスの応用分野で使用されているスイッチング用パワーデバイスの大多数はSiデバイスである。近年,次世代パワーデバイスの候補の1つとしてSiC(シリコンカーバイド)デバイスに注目が集まっている。本論文では,SiCデバイスであるSiC-VJFETを用いて三相電圧形インバータを作製し,Siインバータとの周波数特性比較を行ったので報告する。
  • 門田 隆資, 佐藤 輝被, 西嶋 仁浩, 鍋島 隆
    セッションID: 01-1P-01
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    最近では,回路設計時のコストの削減や時間の削減のために回路シミュレータが広く使われている.スイッチングコンバータの周波数応答解析はシステムの安定性を調べるためにとても重要である.しかし,従来の方式で周波数応答解析を行う回路シミュレータでは,全ての結果を出すまでには時間がかかっていた.その一方で,フーリエ変換方式を用いた解析は短時間で解析を行えるが,閉ループ伝達関数が解析できなかった。本研究では閉ループ伝達関数を測定することができるフーリエ変換方式を用いた回路シミュレータを発展させることを目的としている.
  • 田上 英孝, 杉本 優一, 甲木 昭彦
    セッションID: 01-1P-02
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    交流定電圧電源としては,鉄共振回路などがよく知られているが,非線形素子または非線形回路を用いるため出力電圧波形は大きく歪み,効率の低下にもつながる.そこで,我々が提案した電力用可変容量素子を線形キャパシタとして用いる事で,原理的に出力電圧波形に歪みの発生がなく,かつ電力効率が非常に高い交流定電圧定電流電源を既に提案した.本稿では,この電源の入力部に電力用可変容量素子とインダクタを並列接続することにより,定電圧・定電流領域で入力力率1を実現したので報告する.入力電流特性も同時に改善され,負荷短絡時および負荷開放時に入力電流をほぼ0とすることができた.
  • 竹之内 将志, 池田 英広, 花本 剛士
    セッションID: 01-1P-03
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    圧延システム,ロボット,NC工作機械など高精度・高速応答のモータドライブシステムが産業界において広く利用されている。しかし,これらの機械システムは小型化・軽量化の影響で,軸やギアなどの剛性が低下し軸ねじれ共振を引き起こす場合がある。本論文では、3慣性系の振動抑制速度制御を目的とし、係数図法を用いたPID制御器の設計を行う。ゲインの導出には粒子群最適化(Particle Swarm Optimization)を用い、安定度指標を評価関数とすることで少ない計算量で設計できることを示した。
  • 矢野 淳一, 花本 剛士
    セッションID: 01-1P-04
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、システムの大規模化及び複雑化により、試験段階での解析、検証の重要度が増し、高い再現性を実現できることからシミュレーションが頻繁に用いられている。そこで、本実験では制御器、電力変換装置を含むIPMSMのリアルタイムシミュレータを構築した。その中で電力変換装置のデットタイムなど、us単位の動作の模擬及び、実機の挙動を模擬するリアルタイムシミュレータでは、高速演算が必要となる。そこで、本実験では並列処理による演算周期の高速化が可能なディジタルハードウェアであるFPGAを用いることで演算周期の高速化を行い、高精度なシミュレーションを実現している。
  • 如水 慎也, 飯盛 憲一, 山本 吉朗
    セッションID: 01-1P-05
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    PWMインバータで駆動されるモータでは、モータの回転軸とフレームの間に発生する軸電圧が原因で起こるベアリングの故障等が問題になっている。そこで、軸電圧の抑制を行うため、原因となるコモンモード電圧を抑制する方法が考えられる。本稿では、インバータの出力電圧ベクトルに対応して直流リンク部の接地電位を切替えることで、直流リンク部の電位を正負にシフトさせ、最もコモンモード電圧の絶対値が高いV0電圧ベクトル時とV7電圧ベクトル時に抑制する方法を示す。次に、この抑制法によるコモンモード電圧及び軸電圧の測定を行い、計算値との比較検討を行うことで、この抑制法の有効性および問題点を明らかにする。
  • 山本 吉朗, 林 エイイ, 飯盛 憲一
    セッションID: 01-1P-06
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    本研究は,バッテリ(鉛蓄電池)などの直流電源を用いインバータで永久磁石モータ(PMモータ)を駆動するシステムの小形化,高効率化を目的とする。これまで,電気二重層キャパシタをバッテリと直列に接続することにより,少ない個数のキャパシタで回生エネルギーを無駄なく回収するシステム構成を提案し,システムの特性や効率について検討を進めてきた。このシステムでは電流可逆チョッパを二つ使用しており,一方で直流リンク電圧制御を,もう一方でキャパシタの充放電電流制御を行っている。本稿では,電流可逆チョッパ部の安定性について検討を行ったので,これについて報告する。
  • 時任 康介, 飯盛 憲一, 山本 吉朗
    セッションID: 01-1P-07
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    本稿では埋込型永久磁石同期電動機(IPMSM)の始動時の回転子位置検出の一手法を示す。IPMSMは回転子磁極に突極性があるため,回転子位置によって固定子巻線の磁束鎖交数が変化する。その結果,静止した電動機に一定の電圧を印加した場合の電流の応答には回転子位置に依存した変化が生じ,これにより回転子位置の候補を電気角で互いにπ[rad]離れた2ヶ所に絞ることができる。さらに,静止した電動機に一定の周波数の回転磁界を与えた場合,回転子位置によって電流の応答に変化が生じることを利用して回転子位置を特定することができる。本稿ではこの手法についての原理を述べ,計算による結果の検討を行ったので報告する。
  • 岡本 卓也, 花本 剛士
    セッションID: 01-1P-08
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    シンクロナスリラクタンスモータ(以下SynRM)は永久磁石同期モータに比べ、逆起電力の発生がないため高速運転の可能や、レアメタルを使用しないためコストの削減等の利点があり、近年脚光を浴びている。SynRMは高精度制御する場合、回転子位置情報に基づく電流制御を行うため、位置検出器が必要である。しかし、検出器はノイズに弱く、設置環境やスペースに制限を受けるなどの問題点があり、センサレス制御化が望まれている。そこで本論文では、RDFT(Recursive Discrete Fourier Transformation)を発展した磁束推定器の構築を行い、推定した磁束値から位置・速度を推定することでセンサレス制御を行い実機実験により検証している。
  • 山本 吉朗, 大久保 亮志, 飯盛 憲一
    セッションID: 01-1P-11
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    誘導電動機の速度センサレスベクトル制御には,低速領域において一次電圧の低下により速度・トルク制御が困難になるという欠点がある。本研究では,回転子速度情報を持つスロット高調波を用いて,低速領域におけるセンサレスベクトル制御を実現することを目的としている。回転子スロット突極性によって発生するスロット高調波は,基本波に高周波信号を重畳すると表皮効果の影響で低速領域でも強く現れる。本稿では,重畳する高周波電圧の周波数を変化させた場合のスロット高調波の振幅変化を測定し,スロット高調波を用いたセンサレスベクトル制御に適した重畳高周波電圧の周波数について検討を行ったので報告する。
  • 逆瀬川 栄一, 篠原 勝次, 山本 吉朗, 本部 光幸
    セッションID: 01-1P-12
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年,エネルギー資源の枯渇や地球温暖化などの環境に関する意識が高まり風力発電の導入量が増加している。風力発電ではタワーシャドー効果のため回転数および発電電力が変動する。この出力変動を抑制するため,筆者らは巻線形誘導発電機を用いた風力発電システムに対し,ベクトル制御法を用いた制御法を検討してきた。本稿では,固定子座標でのベクトル制御法,すべり周波数制御法,そして非干渉制御なしベクトル制御の3つの制御法について,ルンゲクッタ法による数値計算を行い性能の比較を行った。
  • 川口 武実
    セッションID: 01-1P-13
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    風力発電では回収した風パワーを電力系統に送出する場合、その電力は風速変化により大幅に変動するので、変動抑制策として蓄電池や電気二重層キャパシタに一旦貯蔵することが必要である。本稿は、回収電力量の最大化を図るため、風車と蓄電池充電回路を含む制御系の動的振る舞いをコンピュータシミュレーションし、変動する風速に対して充電部入力電力を最適化することにより発電機出力の最適化を図る方法について報告する。
  • 高橋 俊太, 井上 剛志, 崎部 将弘, 北園 優希, 中島 翔太, 楊 世淵, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2A-01
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    視覚障害者は、視覚の代わりに触覚から情報を取得し、物を識別する必要がある。しかし触覚情報だけでは、形状が同じものは区別できない。そこで、物を識別する代表例として点字があるが、後天的な視覚障害者にとって、点字の習得は困難な場合がある。また、点字の作成には専用の装置が必要となる。そこで本研究は、指に装着可能な接触型画像センサとカラーコードを用い、任意の物を識別する方法を提案する。接触型画像センサは、CMOSセンサの表面に透明な板を、側面に白色LEDを取り付けた構成で、識別対象に貼り付けたカラーコードに接触させ、色情報を読み取る。これにより、カラーコードを指でなぞるだけで容易に任意の物を識別できる。
  • 椎屋 和久, 石垣 成庸
    セッションID: 01-2A-05
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    運転者にとって,自動車を安全に運転するためには,自動車の走行方向の環境を把握することが重要である。そのための安全運転支援技術の一環として,運転者が道路標識を認識する際の見落としや誤認識を防止するために,画像データから道路標識を自動的に認識することで安全を確保することが考えられる。本研究では,円形の道路標識を対象とする。車載カメラから得られるカラー画像から円形道路標識を切り出し,テンプレート画像との間で抽出点のパターンマッチングを行い,標識を識別する方法を提案する。
  • 吉野 博彦, 古川 達也, 福本 尚生
    セッションID: 01-2A-06
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    工業製品の生産において外観検査は生産ラインの品質および歩留まりの向上を果たす重要な役割を担っている。
    外観検査の方法としては様々な方法が実用化されており,三次元計測によって精度の高い検査を行うものもあるが,概して高価な機材が必要とされる。そこで比較的安価に三次元の外観検査を行う手法として,特殊な器具を用いずカメラと複数の照明だけで三次元情報が取得可能な照度差ステレオ法に着目した。
    本来,照度差ステレオ法は金属面のような鏡面反射物体に適用するには不向きであったが,光源を多数用いることで鏡面反射の影響を抑えることが可能であるため,本研究において電子部品の外観検査への応用を試みている。
  • 北元 裕樹, 梅崎 慎司, 崎部 将弘, 北園 優希, 中島 翔太, 楊 世淵, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2A-07
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、環境問題の1つとして、カラスによるごみ置き場の被害の深刻化が挙げられる。この対策として防鳥ネットが一般的だが、隙間からごみを突かれるなど十分な効果が得られない。また、カメラを用いてカラスを自動認識できるシステムも研究されているが、特定色やカラスと背景の輝度の違いで認識するので、日没後や夜間の場合は輝度に変化がないため、認識率が低い。そこで本研究では、昼夜撮影可能な赤外線カメラを用いて撮影した映像から移動物体を抽出し、その物体がカラスであるかを判断するシステムを提案する。これにより、昼夜を問わずカラスを監視することが可能となり、カラスによるごみ置き場での被害の減少への貢献に期待ができる。
  • 片上 貴之, 中牟田 貴文, 北園 優希, 宮内 真人, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2A-08
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    空き巣の被害において、その侵入経路の大半を占めているのは窓である。侵入手段としては、無施錠の窓からの侵入・ガラス破りが8割を超えている。 既存の窓用防犯システムでは、磁気センサや衝撃センサを用いたシステムがある。しかし、磁気センサのみでは無施錠しか検知できず、衝撃センサのみではガラス破りしか検知できない。よって、無施錠、ガラス破りを検知するには、2種類のセンサをそれぞれ別の場所に設置しなければならない。そこで、1つの装置で無施錠とガラス破りを検知する光センサを用いた窓用防犯システムを提案する。本システムではLEDを光源とし、物体からの反射光を利用して無施錠・ガラス破りを判別することができる。
  • 今土 亮, 太田 雄司, 北園 優希, 宮内 真人, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2A-09
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    一般家庭において、不注意による蛇口の締め忘れおよび照明・コンロの消し忘れは度々起こる。そのため、それらを確認するためのセンサを用いた装置が実用化されている。しかし既存の装置では、検知する対象物に特化したものであるため汎用性が低い。そこで本研究では、一つの光センサユニットのみを用いて、汎用性が高く、複数の検知を行うことの出来る手法を提案する。蛇口の締め忘れは、赤外線LEDを用いて蛇口から出る水に光を照射し、その反射光により検知する。照明では光源が発する光を、コンロでは火が発する光を検知する。これにより、一つの光センサユニットのみで蛇口の締め忘れおよび照明・コンロの消し忘れを検知することが出来る。
  • 有吉 真穂, 井上 剛志, 北園 優希, 中島 翔太, 宮内 真人, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2A-10
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    現在、人物の方向の推定には、サーモパイル、カメラ、焦電センサ等を用いた方法があり、そのうち、焦電センサを用いた方法が最も安価である。その方法としては、センサを複数個用いる方法と、センサを機械的に動かす方法がある。しかし、前者ではセンサの個数分の方向しか検出できず、また後者では、センサの個数は減らせるものの耐久性に欠ける。そこで、透過率の異なるフィルムと焦電センサを用いた人物方向推定法を提案する。本手法では、2つの焦電センサのレンズにそれぞれ透過率の異なる複数のフィルムを貼付する。2つのセンサの出力を比較することで、人物の位置を3方向以上推定できる。これは、安価で耐久性に優れた方法である。
  • 宮崎 勝也, 緒方 公一
    セッションID: 01-2A-11
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年,応用範囲が広がっているモニタリングシステムに可視光通信を導入することを提案する.一般的なモニタリングシステムでは,設置機器数の増加に伴いシステムが複雑化し運用管理が困難になる.一方,提案システムでは,センサデータによりLEDの光強度変調を行う送信機を空間に配置すれば,受信側のカメラで送信機の識別とデータ通信が可能となるため,システムの構成や扱いをシンプルに実現できると考える.
    本稿では,LED送信機とカメラシステムから成るプロトタイプを試作し,室内実験によりデータ通信が可能であることを確認した.また,光の色変化にも情報を持たせる手法を検討するためフルカラーLEDを用いて実装した.
  • 竹本 博文, 荒木 健士朗, 木本 晃, 村松 和弘, 山崎 慶太
    セッションID: 01-2A-12
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年,建物の新築需要は低下傾向にあり,多くの改修工事が行われている.解体作業中にコンクリート壁中の管路等を誤って切断してしまうと,停電などの事故につながる危険性があるため,予め壁中の管路の位置を確認する必要がある.これを非破壊で行うための簡便な方法として,現在,静電容量の変化を利用した管路の非破壊検査法が検討されているが,今回,電界解析を用いて,本方法の管路の深さや鉄筋が管路の検出感度に及ぼす影響を検討したので報告する.
  • 安仲 亮, 川崎 裕太, 北園 優希, 中島 翔太, 宮内 真人, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2P-01
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    走行中の車両が方向指示器を消し忘れると、事故に繋がる可能性がある。その中でも消し忘れが発生しやすいのは、方向指示器の停止を手動で行うことが多い自動二輪車である。そのため、方向指示器を自動で停止するシステムが提案されている。しかし既存のシステムでは、加速度、操舵角、バンク角、またそれらの組み合わせにより判断するが、道路形状や交通状況により誤作動を起こす場合がある。そこで本研究では、その問題を改善するために加速度センサとジャイロセンサを用いて、進行方向の加減速と操舵角、バンク角を検知する。そして、それぞれのデータから方向転換の終了を判断することにより、方向指示器を自動で停止するシステムを提案する。
  • 重岡 正, 糸川 剛, 北須賀 輝明, 有次 正義
    セッションID: 01-2P-02
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    我々は,携帯電話に搭載可能な小型センサを用いてユーザの日常行動から体調を推定する技術を目指している.本稿では,3軸加速度センサを装着したユーザの歩行から疲労を推定する手法を提案する.提案手法においては,加速度データを自己相関係数を用いて歩行周期毎に区切り,各歩行周期から疲労を推定するための特徴量を抽出する.この特徴量を用いて,分類器で疲労の推定を行う.実験では,被験者2名に加速度センサを1つ装着してもらい,疲労状態と正常状態のそれぞれの状態で歩行中の加速度を計測した.人の歩行中の加速度情報から,提案手法により特徴量を抽出して疲労推定を行い,特徴量の有用性について検討する.
  • 宮本 幸太, 糸川 剛, 北須賀 輝明, 有次 正義
    セッションID: 01-2P-03
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    本研究の目的は,ある分野の熟練者と非熟練者との動作の違い,つまり非熟練者にはない熟練者共通の動きを”コツ”とし,それを定量化する.そのコツ情報を対象者にフィードバックし,動作のより効率的な習得を図るものである.本研究では野球における投球動作を題材として,加速度センサを用いて熟練者と非熟練者の投球動作の3軸加速度及び3 軸角速度を計測する.計測されたデータから熟練者と非熟練者の動作を比較することで熟練者のコツを定量分析した.結果として,計測されたセンサデータから非熟練者にはない熟練者共通の特徴を明確に捉える事ができ,非熟練者にはない熟練者共通のコツというものが定義できたと考えられる.
  • パンタ チティーズ, 馬場 大輔, 北園 優希, 中島 翔太, 楊 世淵, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2P-04
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    一般的に水をはじめとする様々な物質の境界面の位置を測定する計器として、静電容量式レベル計がある。この静電容量式レベル計には、1.設置・保守が容易、2.温度・圧力等の使用可能範囲が広い、3.液体・粉粒体の両方に使用可能、4.比較的安価というような長所がある。しかし、このレベル計で測定するには、測定対象の誘電率を知る必要がある。
    そこで本研究では、形状の異なる2つのコンデンサを利用した静電容量式レベル計を提案する。2つのコンデンサの静電容量の結果を組み合わせることで、誘電率のわからない物質であってもレベルを測定することができる。
  • 江崎 秀, 久良 修郭
    セッションID: 01-2P-05
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    河川や湖沼の水質汚濁の主な原因は生活排水であるとされている。生活排水の処理は、都市部以外の地域では、合弁浄化槽の設置により進められている。浄化槽管理組織は、訪問点検によって浄化槽の異常に対処しているが、センサやネットワークを利用した自動監視への取り組みは、現在のところ進められていない。そこで本研究では、既存の合弁浄化槽にも対応できるよう、住宅の近傍に設置されるエアポンプから出る配管に、圧力センサを設置した。圧力センサ、配管の分岐およびモデムの設置によって、浄化槽にセンサ等電気系統を設置することなく、エアポンプと浄化槽水位の異常を通報する監視システムを安価に構築できることを示す。
  • 太田 雄司, 北園 優希, 中島 翔太, 宮内 真人, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2P-06
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    既存の置き忘れ検知システムは、持ち主と忘れ物の距離が離れることにより検知し、持ち主に通知する。このシステムでは電車等の乗り物に置き忘れた場合、持ち主が置き忘れに気づいても取りに行けないケースが多数である。解決策として、忘れ物側からも音等で周囲に置き忘れを知らせ、持ち主に連絡等をしてもらうのが有効である。しかし、持ち主がすぐに取りに行ける状況では周囲に知らせる必要はなく、かえって迷惑になる事もある。本研究では、加速度センサを用いて持ち主と持ち物の状態を「歩行」、「乗車」、「その他」に分類し、置き忘れの状況を判別する。そして、乗り物での置き忘れの場合は忘れ物側からも音等で周囲に置き忘れを知らせる。
  • 樋口 貴大, 松尾 一壽
    セッションID: 01-2P-07
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    一般にインクジェット装置は,ノズルヘッド部や被記録対象物等についての開発研究は多く成されている.我々は,インクジェット装置の応用を念頭に置いて,飛翔するインクジェット自身の制御を試みている.なお,インクジェットの飛翔状態自身に制御を加えた応用例は見かけられない.このインクジェットの飛翔状態自身を制御する方法であるが,従来,3つの方法を実施してきた.しかし,これら3方法は独立した制御装置にてインクジェット飛翔に応用してきた.本稿では,インクジェット飛翔制御の3方法を1装置にまとめた結果について報告する.
  • 樋口 貴大, 松尾 一壽
    セッションID: 01-2P-08
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    レジスト塗布の方法として,スピンコータが用いられていることはよく知られている.このスピンコータによる方法は被塗布物体を高速回転させる必要があり,塗布物(レジスト)の80%から90%を無駄にしているとの報告もある.我々は,レジスト塗布の1方法としてインクジェット技術の応用を試みている.これまでレジスト塗布として比較的狭い面積に対する試みを実施した.この結果,レジスト塗布の平均膜厚や材料使用比率等に関する良好な諸特性が得られた.本稿では,比較的広い面積へのレジスト塗布を試み良好な結果が得られたので報告する.
  • 森下 功啓, 濱 幸宣, 三田 長久, 岩田 一樹
    セッションID: 01-2P-10
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、野生動物の生態調査では測位精度や観測密度の向上のためにGPS受信機を内蔵したGPS首輪が使用されるようになって来ている。しかし、これまでは搭載した分離装置や衛星通信機器により消費電流及び重量が大きいという特徴があり、長期間の観測は大型獣類にのみに限られてきた。本研究では、特定小電力無線機の一種であるZigBeeとGPS受信機を組み合わせ、安価で高精度な測位が可能で長期間稼動する中小型獣類に対応したテレメトリシステムの開発を目標として研究を行ってきた。森林中での無線通信試験結果や必要とされる電力の面からシステム構築についての実現性を確認した。
  • 佐藤 公則, 山本 史弥, 鹿嶋 雅之, 渡邊 睦
    セッションID: 01-2P-11
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    現代社会はストレス社会と呼ばれ、様々なシーンで、ストレスによる障害が生じている。たとえば、車・列車・航空機関など各種交通機関の運転、各種工場・プラント内の作業・操業、災害現場の救助活動などの場面において、ストレスや疲れを原因とする事故がある。そこで本研究では、簡単でなおかつ客観性のあるストレス尺度の測定方法として、まぶたの動きに注目し、高速度カメラを用いて瞬きの開閉速度を測定し、精神的・肉体的疲労度との相関関係を調べた。内部状態の客観的データとして脳波の測定を同時に行い、脳波との関連性についても調べることで、疲れやストレスと瞬きの開閉速度の相関性についての調査を行う。
  • 牛尾 俊策, 林 豊洋, 榎田 修一, 江島 俊朗
    セッションID: 01-2P-12
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    コンピュータビジョンの研究の中で二次元の情報しか持たない画像から,三次元の対称物体の形状とカメラの相対的な動きを求めるカメラ校正は盛んに研究されている.
    しかし,カメラ校正では三次元の対称物体の点群座標しか復元出来ないのでそのままではCAD等のデータとしては扱いにくい.
    また,カメラ校正における復元される三次元座標の点は予めカメラ校正に用いる複数画像間での二次元座標の対応が必要となるために人手でのコストが非常に大きい.
    そこで,本研究では複数画像から対話的にカメラ校正を用いてワイヤーフレームモデルを復元する為の効率的な手法について検討する.
  • 宮田 康平, 新 裕樹, 別府 龍児, 北園 優希, 楊 世淵, 芹川 聖一
    セッションID: 01-2P-13
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、高齢者や障害者のために様々なリモコンの研究が行われている。その中の一つに首動作を利用したリモコンがある。これは、手を使用する必要がない。また、視点動作入力リモコンに比べ、ぶれにくく安定したリモコン操作を行うことが出来る。しかし、従来のセンサやカメラを使用した首動作リモコンはどれも複数の装置の操作や携帯を想定して作られてはいない。そこで本研究では、首動作を利用するウェアラブルユーザインターフェースを提案する。これは、カメラとヘッドマウントディスプレイを用いることで、複数のリモコンを統合し、携帯することが可能になる。また、首だけで直感的な操作を行うことが出来る。
  • 宮崎 幸治, 川末 紀功仁
    セッションID: 01-2P-14
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/01/20
    会議録・要旨集 フリー
    本報告では、計算機アクセラレータとしての利用が注目されているGPGPUを用いて、PIVの解析速度の高速化を行った。PIVアルゴリズムのひとつである直接相互相関法では、移動先を決定するために検査領域と多くの候補領域との相互相関をすべて算出する必要があり、精度的にはFFT法などより有利と言われているが、他の手法と比べ解析に多くの時間を必要とする。この相互相関を求めるルーチンをGPGPUで並列化することによって、CPUのみの演算に対して10倍以上の解析速度の高速化を実現した。また、GPGPU適用時の測定精度についても検証を行った。
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