2006 Fiscal Year Annual Research Report
学習による精度補償機能をもつ超高速・高精度光学的ポジションセンサの開発
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18700189
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大谷 幸三 広島工業大学, 情報学部, 准教授 (40351978)
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| Keywords | 光位置計測 / センサアレイ / 形状計測 / ニューラルネットワーク / 遺伝的プログラミング / 精度補償 |
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| Research Abstract |
スポット光やスリット光を利用した光応用計測において,信号光位置は測定対象の空間位置情報を与える最も基本的かつ重要な要素である・たとえば,三角測量原理に基づくレーザレンジファインダでは,測定対象に照射したレーザ光の反射ビームを光学的ポジションセンサで捕らえ,その検出位置から測定対象の3次元位置を算出する.したがって,光学的ポジションセンサの位置検出精度と検出時間は光応用計測システムの性能を左右すると言っても過言ではない.このような背景から,光学的ポジションセンサには,(1)複数信号光の同時検出,(2)高速検出,(3)高精度検出,および(4)背景光補償による高信頼性などが要求される.しかし,一般に利用されるPSDやCCDは,原理的な理由から必ずしも上記4つの要求を同時に満たすことができない.
そこで本研究では,これらの要求を同時実現する新たなポジションセンサの開発を目的としている.本年度は以下のように,主に2次元アレイ型センサから光入射位置付近の画素データのみを並列探索するアナログ走査回路の設計・製作を行った.
[1]申請者らの研究で実績のある1次元アレイ型センサの探索アルゴリズムを2次元に拡張することが可能であるかをシミュレーションにより確認した.その結果,1つの入射スポット光について,入射光強度がピークとなる画素とその近傍画素の計9画素のデータを読み出すことで拡張可能であることを確認した.
[2]回路各部の詳細設計と製作を行い,2次元フォトダイオードアレイ(5x5素子)を接続して予備実験を行った.その結果,入射光位置付近の画素データ(アナログ量)を,サンプリング周波数約50kHzで検出することを可能とした.
[3]精度補償アルゴリズムに関して,ニューラルネットワーク,遺伝的プログラミング,およぴ,センサ融合による各方法をシミュレーションによって検討した(次年度継続).
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