| 研究課題/領域番号 |
07555397
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
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研究代表者 |
西原 主計 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (60257409)
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| 研究分担者 |
豊田 實 吉田精機(株), 専務(研究者)
和田 充雄 北海道大学, 工学部, 教授 (90271650)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | 角加速度センサ / 角速度センサ / 回転センサ / 加速度センサ |
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| 研究概要 |
3次元角運動における角加速度を計測すること、および複合信号から角速度成分を分離定量することを目的とし、
(1)2軸角運動に対し各軸の運動解析を行い、1モータで2軸角運動を実現する実験装置を開発した。それにより加速度センサの2軸角運動実験を行った。
(2)3軸角加速度を計測するため、6個のモノリシックIC形センサを用いた。この場合問題点が2つ生じた。1つはノイズであるが、精度を勘案したロ-パスフィルタとハイパスフィルタを製作することにより解決した。2つ目はコリオリカによる他軸からの注目軸への現象論的な干渉である。これは手振りのような比較的ゆっくりした運動では、ほぼ無視できることを実験的に明らかにした。さらに各種シミュレーションを実施し、振動数2Hz以下(手振りなど)では、ほぼ角速度成分をなしとしてよいという結論を得た。
3軸角加速度センサを用いて、手振り信号をロボットに入力しロボットが手振りに従って動作することを確かめた。
(3)角速度を分離信号に使用することと、計測値そのもを使用する目的において、圧電ジャイロによる3軸角速度センサを構成し、3軸回転実験、手振り振動実験および1回振り実験を行った。3軸回転実験で3個のジャイロとも干渉なく3軸角速度を忠実にとらえていることが分かった。1回振りでは、圧電体の特性からサグ(パルス終了時の余計な跳ね返り信号)があるので、それをカットし、ヒューマンインターフェースの安全性を向上するため、しきい値を2個設け、手振り指令を機器制御に用いる場合の安全性を高めた。実際に多軸モータを回転させて有効性を確かめた。
(4)ニューラル・ネットワークにより角加速度・角速度を分離するため、各種のシミュレーションを行った。BPアルゴリズムにより、3軸角加速度値から3軸角加速度と3軸角速度を良好に分離できる見通しを得た。学習回数は1024点ランダム入力として2000回以上であればよい。ただし、ノイズ成分が大きいと汎化能力が落ちる。そのため、角速度成分を近似的に除いて学習させる方がよいことが分かった。
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