2020 Fiscal Year Research-status Report
移動体への光無線給電と光空間通信のハイブリッドシステムの構築
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20K04414
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
丸山 武男 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (60345379)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光無線給電 / 光空間通信 / 画像処理 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
情報通信において「無線」化は常識となり、これによりモバイル機器の自由度は格段に広がった。一方、電力供給（以下、給電）においては、バッテリーを用いることで機器の「無線」化を実現している。しかしバッテリーの充電には「配線」を用いるため、真の「無線」化を実現するには給電においても「無線」化が必要である。遠距離給電やドローンなど移動体への給電に対しては、スマートフォンの無線給電に用いている磁界結合方式は不適合であるため、マイクロ波や光による無線給電が提案されている。本申請では、遠距離および移動体への給電に適した光無線給電システムの実現と、光空間通信技術のハイブリッド化の構築を目指す。
今年度は画像認識技術を用いた移動体へのレーザービーム自動追尾システムを構築することを目指し、「画像認識技術と機械学習を考慮した、ビーム追随システムの開発」と「2次元移動体への光無線給電システムの実現」を重点的に行った。
具体的には、前者には移動体の位置予測に機械学習を用い、これまでに実現していた古典的な位置予測手法より高精度に実現することを明らかにした。後者については屋外における光無線給電を目的としているため、屋外における移動体認識に向けて「点滅LEDマーカー」と「深紫外線LEDマーカー」の2種類を試作した。両手法とも赤外線による誤認識を回避できることを確認し、これらの手法が屋外システムにおいて有用であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の目標である「画像認識技術と機械学習を考慮した、ビーム追随システムの開発」と「2次元移動体への光無線給電システムの実現」について次の成果を得た。
「画像認識技術と機械学習を考慮した、ビーム追随システムの開発」については、移動体を機械学習を用いて予測し、高精度での認識を実現した。
「2次元移動体への光無線給電システムの実現」については、屋外におけるシステムを目指すため、LEDマーカーの点滅による認識方式と深紫外線LEDマーカーによる認識方式の2種類を試し、両方式とも屋外で対象物を認識するることを確認した。
上記結果を学術論文2本、国際会議4件、国内会議4件発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は「給電の高出力化」と「光無線給電システムと光空間通信技術のハイブリッド化」を目指す。具体的には下記の3点を重点的に行う。
「給電の高出力化」については、数10Wの赤外線レーザと高出力用光検出器を用いて10Wクラスの光無線給電を目指す。
「光無線給電と光空間通信技術のハイブリッド化」については、空間光通信に重点をおき、伝送帯域1GHzを目指す。
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| Causes of Carryover |
海外からの購入物品の納品がCovid-19の影響で予想以上の時間を要したため。
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