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MEMS加速度・ジャイロセンサを用いた地震被害計測センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04328
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

佐伯 昌之  東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (70385516)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード被災度把握 / 地震応答 / MEMS加速度 / MEMSジャイロ / 層間変形角 / MEMS / 慣性航法 / 地震 / ジャイロ / 加速度 / 破壊音 / 地震被災度 / センシング
研究成果の概要

本研究は,地震時の構造物の定量的な被害把握を最終目的として,MEMS加速度・ジャイロセンサを用いた安価な動的傾斜センサを開発するものである.本研究では,入手が容易な市販のMEMS加速度・ジャイロセンサを選定し,試作機を製作した.そして,小型の2軸振動実験を行い,実際の地震時に計測されるであろう傾斜による加速度および角速度の波形を多数計測した.ただし,この振動実験では地震動による加速度は再現できないので,地震動をノイズとして追加した.そして,ロボット制御などで使用される姿勢推定アルゴリズムを適用し,地震時ならではの条件を考慮して,姿勢を推定した.その結果,約0.1度の精度を達成できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来,地震直後の被災度把握は,計測震度などの揺れの強さ指標か,目視検査により行われていた.前者は,ある地域の揺れの強さは分かるが,個別の構造物の被災度は把握できない.後者は,個別の構造物の被災度は把握できるが,地震の規模と比例して調査時間を要する.本研究では,安価な動的傾斜センサを開発したことから,感震ブレーカー等への導入が進めば,構造物の迅速な被災度把握に貢献できるものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] 構造物の加速度応答を用いた SI 値推定手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      SAEKI Masayuki、KATO Shun
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_511-I_519

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_511

    • NAID

      130007980131

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an anomaly detection system of road signs using mems accelerometers2019

    • 著者名/発表者名
      HAIBARA, Naomasa and SAEKI, Masayuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th international Conference on Civil and Building Engineering Informatics

      巻: 4 ページ: 361-366

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Basic study on detecting breaking sounds of structural members by using machine learning2019

    • 著者名/発表者名
      IZUMITA, Takeo and SAEKI, Masayuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th international Conference on Civil and Building Engineering Informatics

      巻: 4 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 機械学習を用いた構造部材破壊音検出のための基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      和泉田健夫,佐伯昌之
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_613-I_622

    • DOI

      10.2208/jscejam.75.2_I_613

    • NAID

      130007795499

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEMS加速度・ジャイロセンサを用いた層間変形角の推定2018

    • 著者名/発表者名
      ISHIGURO Hiromichi、SAEKI Masayuki
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_571-I_578

    • DOI

      10.2208/jscejam.74.I_571

    • NAID

      130007584133

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 構造物の加速度応答を用いたSI値推定手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      加藤駿・佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会 第23回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を援用した構造部材破壊音検出のための実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      和泉田健夫・佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会 第23回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 道路標識の振動応答計測と解析モデルのパラメータ推定2020

    • 著者名/発表者名
      金子丈一郎・佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会全国大会第74回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 二軸振動実験によるMEMS6軸地震センサの層間変形角推定精度の検証2020

    • 著者名/発表者名
      加藤駿・佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会全国大会第74回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 構造部材破壊音判定におけるNNとSVMの比較2019

    • 著者名/発表者名
      和泉田健夫,佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会全国大会第74回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造応答から計算されるSI値の特性評価と振動特性の算出2019

    • 著者名/発表者名
      加藤駿,佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会全国大会第74回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた構造部材破壊音検出のための基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      和泉田健夫,佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会・第22回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS加速度・ジャイロセンサを用いた層間変形角の推定2018

    • 著者名/発表者名
      石黒広倫・佐伯昌之
    • 学会等名
      土木学会第21回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS 6軸地震センサによる層間変形角の推定と誤差モデルの検証2018

    • 著者名/発表者名
      石黒広倫・佐伯昌之
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会全国大会 第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造部材の破壊音検出のための基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      和泉田健夫・佐伯昌之
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会全国大会 第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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