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レンズ交換式一眼カメラ新商品

Oct,01,2011

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3軸加速度センサーの直交性を1/1000度レベルで検査する技術

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レンズ交換式一眼カメラ新商品

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伊能教授と木村仁助教の研究グループは3軸のセンサーに同時に負荷をかけることで各軸の直交性を1000分の1度の制度で検査する技術を開発しました。 伊能教授:私の研究室では実は生体システムという研究を主にしていまして、本来は地震と関係のない研究室なんですが、生体の動きというのは、例えば人間の動きを測る時は、人間の表面にマーカーを多数つけて、3次元的にカメラで測定すると人間の動きの特徴が見えます。これに対して大きな建物ですとマーカーをつけて3次元カメラで撮るわけにはいきません。それはなぜかというと、カメラが設置してある地面も揺れますので、その手法が適用できないからです。それではどのようにするかというと、加速度センサーを建物に取り付けて、その加速度を検出することにより、建物の揺れを測定することになります。 高層ビルでは揺れを測定するために多くのセンサーを必要としますが、精度の良い加速度センサーは極めて高価で、多数設置するのは困難です。最近ではゲーム機などにも組み込まれ、身近なところで使われている加速度センサーですが、その中でセンサーがどういう向きになっているかを正確に評価する方法がありませんでした。研究グループは、全部の軸に加速度を同時に加え、そして全部の軸を同時に測定するという手法で軸の正確な方向を測定していくことを試みています。 木村助教:最初は、どうやって同時に全ての軸に加速度を与えるか悩みました。ある時一定速度の回転は横から見たら正弦波だ、という理系の人間なら誰でも知っている事から一つの方法を思いついたんです。つまり回転しているテーブルの上で、もしセンサーがテーブルの回転角度とは関係なく一定の姿勢を維持していたらどうだろうと。そしてセンサをある特定の姿勢に固定してやれば全部の軸に同時に正弦波を加えられるじゃないか、と。 研究グループは最初、XYテーブルを軸で回す方法を採用しましたが、テーブルが1枚ずつ動くXYテーブルでは、2枚同時に動く瞬間は若干重く、1枚だけしか動かない瞬間は軽くなるため、回転するときに必要な力が回っている途中で変化します。姿勢を維持しながら回す方法を模索した結果、並行リンクを利用した加速度センサー検定装置を開発しました。 木村助教:こちらの装置は重量をバランスさせながら、平行リンクを使ってセンサを回転させて検定用の加速度を与えます。平行リンクは、例えば同じ長さの4本の棒の端を互いに回転できるように井桁みたいに組んだものです。こうすると、ある1本の棒を固定しても、残りの3本の棒は動くことができます。特に固定した棒の反対側の棒は、固定した棒と平行なままくるくる回ります。つまり同じ姿勢のまま回れるのです。この方法ならば最初の装置みたいに角度によって回す力は変わらないので、より正確に検定用の加速度を与える事が可能になります。 ISOなどの加速度検定基準にもなかった、研究グループが独自に開発したこの新しい技術により、センサー同士の方向を3次元でかなり高い精度で検出することができる事になりました。研究グループは安価で精度の良い加速度センサーの需要が増加することを念頭に加速度センサーの評価システムの研究を進めています。関連リンク :- YouTube (本文はdiginfo.tvより提供)

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