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磁気センサを用いた三次元空間座標読み取りシステムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06452232
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関姫路工業大学

研究代表者

前田 宗雄  姫路工業大学, 工学部, 教授 (90106493)

研究分担者 前中 一介  姫路工業大学, 工学部, 助教授 (70173721)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1995年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1994年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード座標検出 / 多次元センサ / 磁気センサ / ニューラルネットワーク
研究概要

半導体ホール素子およびコイルを用いた多次元磁気センサとニューラルネットワークによって、2次元および3次元の位置、ならびに動きを検出するシステムを構築した。
まず、2次元平面内を平行移動、さらに屈曲移動する物体の位置、動き検出を行なった。磁界の発生源は、静磁場としては永久磁石を、変動磁界としてはコイルを採用し、それぞれの磁界検出デバイスとして前者には2次元ホール素子、後者には2次元コイルを用いた。平行移動、屈曲の演算部として2入力のアナログネットワークを用いて、それぞれの場合について50〜100mmの移動範囲において数%以下の誤差でリアルタイムに計測できることを確認した。また、このような処理におけるニューラルネットワークの構造最適化を行なった。
つぎに、以上の結果を受け、システムを3次元化した。ニューラルネットワークの構造は3次元のアナログ入力を直接扱えるよう、最適化し、3次元コイルから得た交流磁場測定結果より、その三次元座標値を数%以下の誤差で、リアルタイムで検出可能であることを示すことができた。
本研究をつうじ、従来不明であったアナログニューラルネットワークの限界と可能性、特に3次元化に簡単に対応できること、およびネットワークの構造を最適化することによって数%以下の誤差までネットワークの学習が可能であることを明らかにしたことは有意義である。また、磁界発生源の形状および磁界検出素子の形状・分解能に関わらず本手法が有為であることが示されたため、今後ますます発展が期待されるマイクロマシンの運動制御や臨床応用に対して、光明を与えることができたと考える。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] K.Maenaka et.al: "Applications of Multi‐dimensional Mignetic Sensor." Sensors and Materials. 8. 33-46 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Baba et.al.: "Three‐Dimonsional Position Sensing System using Analog 3 inputs Neural Netwaork." Teck.Dig.of the 14th Sensor Syon.(予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maenaka et.al.: "Position and Movement Detection System for Small Area" Proc.of Int.Sym.of MIMR'95. 618-621 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimizu et.al.: "Detection of Bending Angle for Human Finger" Tech.Dig.of the 13th Sensor Sym.233-236 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maenaka, et.al.: "Applications of Multi-dimensional Magnetic Sensors-Position and Movement Sensing-" Sensors and Materials. 8. 33-46 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Baba et.al.: "Three-Dimensional Position Sensing System using Analog 3 Inputs Neural Network" Tech.Dig.of the 14 the Sensor Sym. (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maenaka et.al.: "Position and movement detection system for small area" Proc.of Int.Sym.of MIMR (Sendai, Japan, 1995). 618-621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimizu et.al.: "Detection of Bending angle for Human Finger" Tech.Dig.of the 13th Sensor Sym. 233-236 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maenaka,et.al.: "Applications of Multi-dimensional Magnetic Sensors" Sensors and Materials. 8. 33-46 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Baba et.al.: "Three Dimensional position Sonsing System using Analog 3 Inpnts Neural Network" Tech.Dig.of the 14th Sensor Sym.予定 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maenaka,et.al.: "Position and Movement detection System for Small Aree" Proc,of Int.Conf.on MIMR'95. 618-621 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimizu et.al.: "Defecfion of Bending Angle for Human Finger" Tech,Dig.of the 13th Sensor Sym.233-236 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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