| 研究課題/領域番号 |
19H02149
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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 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
セット ジ・イヨン 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20530827)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 三次元計測 / レーザ形状計測 / ビームスキャナ / LIDAR / 3Dイメージング / 光計測 / 距離計 / 非機械式 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、高性能で包括的な3Dレーザスキャナを開発することを目的として、独自の光変調方式及び光検出方法を駆使し、従来の3Dレーザスキャナが測定困難な材料や表面粗さにより生じる干渉性フェージングの課題を解決する計測手法を確立する。レーザ光に独自の高速偏波変調を施して偏波検出することで、レーザスキャナの測定制限要因である干渉性フェージングを除去する。また、独自提案手法に基づいてビームフォーミングにおける焦点深度拡張及びビームスポット狭窄化を実現し、高精細3Dレーザスキャナに適用するための高品質ビームフォーミング技術および非機械式で高速掃引・広視野のビームスキャンニング技術を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではAMCW、FMCW、ToF方式のLiDARを開発し、高性能3次元測定技術を確立した。AMCW方式に関しては、データ損失を改善するためPMCW法を提案し、スペックル低減、計測レンジ拡大を行った。縦横分解能の向上のためにベッセルガウスビームを取り入れ、また測距誤りを除去する点群処理法を開発した。さらに非機械式ビーム走査法及びCAMPS法を提案し、三次元計測精度が得られた。FMCW方式に関しては、波長掃引非線形性補償アルゴリズムを開発し、奥行分解能の改善に成功した。最後に、超短パルス光サンプリング方式を導入して分解能の向上を図った。そして、計算量の小さいパルス測定用アルゴリズムを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、先進諸国で少子高齢化が進み、多くの場面で人材不足が問題視されている。特に、産業を支える各種工場において部品の外観検査を行う人材不足は深刻である。これまで、部品の形状ずれ、歪み、傷、ひび割れ等の検査は職人の肉体労働に依存してきたが、高精度遠隔測量がこれを代替する有力候補とされている。本研究はインダストリー4.0特にスマートファクトリに資する3次元計測基盤技術を提供すると共に、人材不足問題の解決が期待できる。
本研究の学術的意義は、ハードウェアとソフトウェアの連携により高性能・高機能な光計測技術を実現することと、光の波としての資源をフル活用することで光3次元計測の未踏性能を開拓する点である。
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