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2005 年度 研究成果報告書概要

リユースのための透明プラスチックボトルの自動分別システムの基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 16360204
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関茨城大学

研究代表者

馬場 充  茨城大学, 工学部, 教授 (80156538)

研究分担者 大谷 幸三  広島工業大学, 工学部, 講師 (40351978)
高橋 智  岡山大学, 自然科学研究科, 助教授 (20236277)
半田 久志  岡山大学, 自然科学研究科, 助手 (60304333)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
キーワードレーザーレンジファインダ / 超音波センサアレイ / GA / 三次元形状測定 / 素材判別 / 融合システム / FPGA
研究概要

近年,リサイクル社会がより一層進む動きの中で,「容器包装リサイクル法亅で規定されている透明プラスチックボトル,いわゆるペットボトルの再利用が従来以上に促進されている.そこで,本研究課題では,リユースのための自動分別システムを実現することを目指した.
平成16年度は,まず,円柱,四角柱,円錐などのプリミティブ形状と素材判別をレーザー光と超音波を用いて可能とするシステムの問題に取り組んだ.まず,ペットボトルのような透明物体に適用するためのレーザーレンジファインダの設計・製作を行った.そのために,レーザー投光系を小型の高精度5自由度のロボットアームで構成し,画像センサは本研究室で所有している受光系を改良して用いたシステムを設計・製作した.そして,シミュレーションと実験により,試作したレーザーレンジファインダの妥当性と改良点等を検討した.その結果,ペットボトルの3次元形状が所要の精度と測定時間で測定できる性能を有することが確認できた.次に,物体の素材判別のための超音波反射音圧波形の取得システムの設計・製作を行った.そのシステムは,複数の発信器と受信用の超音波センサアレイから成り,得られた超音波波形とGAを組み合わせて,素材判別が可能であることが確認できた.
平成17年度は実際に製品として市場に出回っている透明プラスチックボトルを用いて,これらの対象の形状と素材による識別を試みた.市販のペットボトルを識別するためには,物体表面の細かな形状変化の検出が必要となるので,6軸ロボットを用いたレーザーレンジファインダを用いた3次元計測システムを改良した.改良のポイントは(1)三角測量式をベクトル演算を用いて厳密化したことと(2)ロボットの制御方式を見直して,より高空間分解能で3次元形状を測定できることにしたことである.それにより,市販のペットボトルの3次元形状測定を可能にした.さらに,前年度の超音波を用いた形状認識システムを組み合わせて融合システムを構成して,市販のペットボトルの認識実験を行い,その有用性を確認した.また,実用化に向けて,測定時間の短縮についても検討した.実用システムではオンラインで行うことになるので,ラインの速度を止めない程度の時間で自動分別する必要がある.そこで,速度向上対策として,FPGAを用いた予備的な識別回路を設計し,これにより,計算機での負荷を軽減し,速度の向上を図った.

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (30件)

  • [雑誌論文] A Simple Identification Method for Object Shapes and Materials Using an Ultrasonic Sensor Array2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2006 印刷中のため未定(掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 3-D Shape Measurement Method by a 6-axis Robot and a New Sensor Having Ability of Detecting Both the 2-D Incident Angle and Position of a Light2006

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2006 印刷中のため未定(掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Inteligent Position Measurement With An Genetic Programming For Robotic Applications2006

    • 著者名/発表者名
      Baba, M., Ohtani, K
    • 雑誌名

      IMEKO XVIII WORLD CONGRESS 印刷中のため未定(掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A New Spatiotemporal Structured Light Technique For High-Speed Three-Dimentional Shape Measurement2006

    • 著者名/発表者名
      Baba, M., Narita, D., Ohtani,K
    • 雑誌名

      IMEKO XVIII WORLD CONGRESS 印刷中のため未定(掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A Simple Identification Method for Object Shapes and Materials Using an Ultrasonic Sensor Array2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2006 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 3-D Shape Measurement Method by a 6-axis Robot and a New Sensor Having Ability of Detecting Both the 2-D Incident Angle and Position of a Light2006

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2006 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A Smart Optical Position Sensor with Genetic Programming Technique2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2005 I

      ページ: 1166-1171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Measurement of 3-D Shape and Refractive Index of a Transparent Object using Laser Rangefinder2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2005 III

      ページ: 2247-2252

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Networked Sensing System by Sensor Fusion with Genetic Algorithms -Object Recognition by the Network System of CCDs and an Ultrasonic Array-2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      INSS2005 I

      ページ: 12-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A Novel Fast Rangefinder based on Continuous Electric Scanning Mechanism Having the Performance of Wide Depth of Field2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Karita, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005 CD-ROMのため巻・号なし

      ページ: 1483-1488

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] An Intelligent Approach to Detect the Positions of Light Spots Using A Genetic Programming2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005 CD-ROMのため巻・号なし

      ページ: 2930-2934

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 3-D Shape Measurement Method using 6-axis Robot and a New Sensor Having Ability of Detecting Both the 2-D Incident Angle and Position2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, N.Michiue, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005 CD-ROMのため巻・号なし

      ページ: 3392-3397

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Measurement of 3-D Shape and Refractive Index of a Transparent Object using Laser Rangefinder2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Baba
    • 雑誌名

      IMTC2005 I

      ページ: 2247-2252

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A Novel Fast Rangefinder based on Continuous Electric Scanning Mechanism Having the Performance of Wide Depth of Field2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, M.Karita, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005

      ページ: 1483-1488

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An Intelligent Approach to Detect the Positions of Light Spots Using A Genetic Programming2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005

      ページ: 2930-2934

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 3-D Shape Measurement Method using 6-axis Robot and a New Sensor Having Ability of Detecting Both the 2-D Incident Angle and Position2005

    • 著者名/発表者名
      D.Narita, N.Michiue, M.Baba
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005

      ページ: 3392-3397

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Inteligent Position Measurement With An Genetic Programming For Robotic Applications2005

    • 著者名/発表者名
      Baba, M., Ohtani, K.
    • 雑誌名

      IMEKO XVIII WORLD CONGRESS

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A New Spatiotemporal Structured Light Technique For High-Speed Three-Dimentional Shape Measurement2005

    • 著者名/発表者名
      Baba, M., Narita, D., Ohtani, K.
    • 雑誌名

      IMEKO XVIII WORLD CONGRESS

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A New Method of Measuring the 3-D Shape and Surface Reflectance of an Object Using a Laser Rangefinder2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Daisuke, Narita, Kozo Ohtani
    • 雑誌名

      Proc. the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1349-1353

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A New Laser-Based Position Sensor With the Ability of Detecting the Incident Angle of a Light2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Norimasa Michiue, Daisuke Narita, Kozo Ohtan
    • 雑誌名

      Proc. the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1010-1014

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 3D Shape Recognition System by Ultrasonic Sensor Array and Genetic Algorithms2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Kozo Ohtani, Syunya Komatsu
    • 雑誌名

      Proc. the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1948-1952

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] An Electric Scanning Laser Rangefinder Having Wide Applicability to the Surface Conditions of an Object2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Daisuke Narita, Kozo Ohtani
    • 雑誌名

      The 4th Topical Meeting on Optoelectronic Distance/Displacement Measurements and Application (ODIMAP IV), I

      ページ: 120-125

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] An Intelligent Optical Position Sensor Applicable to a Real Environment2004

    • 著者名/発表者名
      Kozo Ohtani, _Mitsuru Baba
    • 雑誌名

      The 4th Topical Meeting on Optoelectronic Distance/Displacement Measurements and Application (ODIMAP IV), I

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Recognition by Network Configuration of Ultrasonic Sensor Array and CCD Image Sensors2004

    • 著者名/発表者名
      Kozo Ohtani, Mitsuru Baba
    • 雑誌名

      The 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems(MWSCAS 2004), II

      ページ: II-509-II-512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A New Method of Measuring the 3-D Shape and Surface Reflectance of an Object Using a Laser Rangefinder2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Daisuke Narita, Kozo Ohtani
    • 雑誌名

      Proc.the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1349-1353

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] New Laser-Based Position Sensor With the Ability of Detecting the Incident Angle of a Light2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Norimasa Michiue, Daisuke Narita, Kozo Ohtani
    • 雑誌名

      Proc.the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1010-1014

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 3D Shape Recognition System by Ultrasonic Sensor Array and Genetic Algorithms2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Kozo Ohtani, Syunya Komatsu
    • 雑誌名

      Proc.the 21th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 2004) 2

      ページ: 1948-1952

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An Electric Scanning Laser Rangefinder Having Wide Applicability to the Surface Conditions of an Object2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Baba, Daisuke Narita, Kozo Ohtani
    • 雑誌名

      The 4th Topical Meeting on Optoelectronic Distance/Displacement Measurements and Application (ODIMAP IV) I

      ページ: 120-125

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An Intelligent Optical Position Sensor Applicable to a Real Environment2004

    • 著者名/発表者名
      Kozo Ohtani, Mitsuru Baba
    • 雑誌名

      The 4th Topical Meeting on Optoelectronic Distance/Displacement Measurements and Application (ODIMAP IV) I

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Recognition by Network Configuration of Ultrasonic Sensor Array and CCD Image Sensors2004

    • 著者名/発表者名
      Kozo Ohtani, Mitsuru Baba
    • 雑誌名

      The 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2004) II

      ページ: II-509-II-512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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