色特徴量を用いた絶対位置復元エンコーダの創製

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20656042
• Research Institution: Hachinohe National College of Technology
• Principal Investigator: 工藤 隆男 Hachinohe National College of Technology, 電気情報工学科, 教授 (10110214)
• Keywords: エンコーダ / 計測工学 / 知能機械 / 機械要素

Research Abstract

提案するエンコーダの基本概念は、回転軸などの座標検出対象物にあらかじめ座標ごとに異なる着色を施しておくことで、被検出体の色の違いに基づき座標を復元しようとするものである。本研究を進めるためには、被検出体への規則的な着色方法、反射光を用いた色情報の取得と数値情報への変換、絶対位置座標の復元が不可欠である。21年度は、被検出体への規則的な着色方法と反射光を用いた色情報の取得と数値情報への変換についての実験環境を立ち上げた。着色についてはVBAを用いてRGB値を指定しプリンタで着色した。色情報の取得についてはExcel VBAとUSBインタフェース回路を用い、統計的評価なども処理できる装置をくみ上げた。これを用い光学式絶対座標エンコーダ実現に必要となるディジタル方式フルカラーセンサ単体の特性評価を行ない誤差1%の精度の見込みを確認できた。さらに、色情報と座標との対応を参照テーブルとするサーボ機構の基礎実験を行なったところ、あらかじめ与えた目標位置座標と、被検出体の色情報から復元した現在位置座標との偏差を収束しながら目標位置に向かう動作を実験で確認できた。高い分解能を得るためには、可能な限り細い光ファイバケーブルを介し白色LEDの光を被検出体に照射し、反射光を別のファイバーケーブルを介してカラーセンサに取り入れる方式が望ましい。しかしながら、この方式では光量や感度が不足することから、現段階では、LEDと光センサを組み込んだピックアップを試作して用いているにとどまっている。残されている課題は、光量と照射時間などの量をパラメータとして座標分解能を向上させることである。