2014 Fiscal Year Research-status Report
自己結合信号の統計的処理によるリアルタイム信号処理装置の開発
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26420397
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
津田 紀生 愛知工業大学, 工学部, 教授 (20278229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五島 敬史郎 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (00550146)
山田 諄 愛知工業大学, 工学部, 教授 (30064950)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 自己結合効果 / リアルタイム処理 / 端子間電圧変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体レーザーの自己結合信号は、レーザー光の一部が半導体レーザー内に戻る事により生じる信号で、距離の情報を持つ。しかしながら、自己結合信号には、ホワイトガウスノイズが多く含まれており、データ量が多く信号処理に時間がかかる。そこで、信号処理の方法が確立されていない自己結合信号を、統計的信号処理方法でリアルタイム処理する回路の作成を目指し研究を行った。
当該年度は、半導体レーザーとしてVCSELを使用し、駆動電流を三角波変調させる事により、線形的に発振波長を変化させ、反射板でレーザー光を半導体レーザー内に戻す事により自己結合信号を生じさせた。この自己結合信号は、一般的には半導体レーザーに内蔵されたフォトダイオードにより検出するが、フォトダイオードを内蔵したVCSELレーザーの入手が困難な為、半導体レーザーの端子間電圧の変化から自己結合信号を得た。この自己結信号をリアルタイムに処理する為に、パルス化し、FPGA内に信号を取り込み、信号処理し、そのデータをFPGAからパソコンにUSBを使って送り、エクセル上に数値をリアルタイムで表示させた。この後、データをグラフ化し、距離に対応した自己結合周波数を求めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
自己結合信号の取り込みと信号処理は出来ているが、信号の統計的処理がまだ実現してない。この遅れの原因は、自己結合信号を得るのに有利なPDを内蔵したVCSELが入手出来ず、VCSELの端子間電圧から自己結合信号を取り出す方法に変更したためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の進め方であるが、現在の半導体レーザの自己結合効果を利用した距離測定システムでは、自己結合信号をパルス化し、FPGA内に取り込み、信号処理をして距離を求める所まで研究は進んだが、この方法では、データが離散的となり、誤差が大きい。
そこで、離散的なデータによる誤差を少なくする為、FPGAを使って取り込んだ自己結信号の統計処理を行う。その為、新たにマイコン等をFPGAと接続するか、FPGA内部にマイコンを作成し、自己結合信号の周波数分布を、マイコン内で統計処理し、安価でリアルタイムで距離を求める事が出来る自己結合信号の処理システムの実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
3Dプリンタの材料費が、構造の工夫により安くなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電子部品の購入に使用予定である。
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