2022 Fiscal Year Annual Research 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 / 空間光通信 / 半導体レーザー / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無線通信やインターネットの普及と情報機器の高性能化により、いつでもどこでも情報検索が可能となり、現代生活はこれら技術の上に成り立っている。しかし充電時には「どこでも」の条件が満足しなくなる。そこで無線給電が真のIoT社会実現への重要な技術となる。我々は長距離化、システムの簡素化、ビーム走査に優れている光方式による無線給電を採用している。さらに光無線通信技術を導入することで、電力とデータの同時無線伝送が可能となる。そこで我々はダイクロイックミラーを波長分波器として用い、また電力用とデータ通信用にそれぞれ異なる波長の半導体レーザーを使用することで、ワット級かつGHz以上の無線伝送が可能となる。
具体的には送信部の電力用には波長980nm、出力10Wの半導体レーザー、データ通信用には波長850nm、帯域12.5GHzの半導体レーザーを用意した。受信部は電力用にはPN接合25層の太陽電池、データ通信用には帯域25GHzの光検出器を用いた。このシステムにより、1.4Wの電力と10GHzの信号伝送を実現した。
また画像認識とガルバノミラーによるビーム走査による移動体への光無線給電システムを作製し評価した。CMOSカメラによる画像を元に、特定色画素抽出用法を用いて対象物を認識した。またマーカーとして赤外光LEDを装荷し、暗闇でも認識可能となった。さらに点滅させることで屋外での対象物認識が可能となった。そして移動体へのビーム走査には対象物の位置予測も重要であり、 機械学習による予測をすることで対象物とビームのミスマッチを低減した。
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