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2019 年度 実施状況報告書

AR技術を用いたワイヤレス給電システムの可視化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04116
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

袁 巧微  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (80509729)

研究分担者 今野 佳祐  東北大学, 工学研究科, 准教授 (20633374)
陳 強  東北大学, 工学研究科, 教授 (30261580)
佐藤 拓  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (30451545)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード無線電力伝送 / 電磁波 / 可視化 / AR技術
研究実績の概要

2019年度には電磁界解析技術を用い,ダイポール,ループそしてドローン給電用コイルの近傍界電磁界分布を解析し,データを蓄積し,また市販された磁界センサを用い,磁場測定を行った.更に,微小ダイポールと微小ループ電界及び磁界測定センサを試作し,その性能を評価した.今年度に以上の研究を行った際に下記の結果が得られた.
①無線電力伝送には近傍界と遠方界送電手法があり,しかし今までその境界の基準が曖昧で,MIMO-WPT伝送効率算出手法を応用し,その基準を明確に提案した.その結果をまとめ,ジャーネル論文に条件付き採録予定である.②磁界センサデータの取得とARでの描画プログラムの作成,アンドロイド環境でリアル空間・時間にて電磁界分布を可視化するシステムを構築した.③また小型磁界センサを作成した際に,平衡・不平衡バランの影響を取り除く対策を行い,より高精度なプローブの完成が一歩前進した.④6.78MHz帯または2.45GHz帯ドローンへの給電システムを構築した.
2019年度には電界センサは微小ダイポール,磁界センサは電磁誘導を利用する微小コイルとホール効果を利用するセンサを用いて測定を行ったが,お互いの測定精度をまだ比較ができていなかった.また自作したセンサが高感度・小型化の取り組みも途中で,来年度引き続き前進する予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2019年度には電界センサは微小ダイポール,磁界センサは電磁誘導を利用する微小コイルとホール効果を利用するセンサを用いて測定を行ったが,お互いの測定精度をまだ比較ができていなかった.また自作したセンサが高感度・小型化の取り組みも途中で,来年度引き続き前進する予定である.原因としてはアンドロイド環境でAR技術の取り込み,マイコンの制御など時間を予想以上かかった.また責任者が職場の異動もあり,進捗にある程度影響を及ぼした.

今後の研究の推進方策

2020年度にはそれぞれセンサを用いた測定精度を評価する予定である.更に自作したセンサが高感度・小型化を取り組み,大電力ワイヤレス給電システムに対して,強い磁場に耐えられる磁場センサの試作も引き続き課題として取り組む予定である.最終的に実用されている給電システムを対象に,そのシステム周囲の電磁界可視化システムを完成し,デモンできるようにする.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Efficient Method of Moments for Numerical Analysis of Antennas with Variable Load Impedance2020

    • 著者名/発表者名
      Konno Keisuke、Yuan Qiaowei、Chen Qiang、Yokokawa Kei、Goto Jun、Fukawasa Toru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Antennas and Propagation

      巻: 2 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1109/TAP.2020.2985979

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical applications of universal approach for calculating maximum transfer efficiency of MIMO-WPT system2020

    • 著者名/発表者名
      Yuan Qiaowei、Aoki Takumi
    • 雑誌名

      Wireless Power Transfer

      巻: 1 ページ: 1~9

    • DOI

      https://doi.org/10.1017/wpt.2020.7

    • 査読あり
  • [学会発表] MHz帯におけるC級動作型を用いた高効率整流回路の検討2020

    • 著者名/発表者名
      青木 拓海,袁 巧微
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会,B-20-11
  • [学会発表] MISO技術を用いた移動体向けWPTシステムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐竹 裕,青木 拓海,袁 巧微
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会,B-20-11
  • [学会発表] ドローン離陸時の無線給電方式最適化に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      青木 拓海,袁 巧微
    • 学会等名
      信学技報, 2020年3月
  • [学会発表] Maximum Power Transfer Efficiency of Various MIMO Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Qiaowei YUAN
    • 学会等名
      APMC2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Boundary of the Near and Far Field Region of Large-Scale Array Antenna2019

    • 著者名/発表者名
      Qiaowei
    • 学会等名
      AWPT2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Array Source Excitation Synthesis Using Approach of MIMO Maximum Power Transfer Efficiency2019

    • 著者名/発表者名
      Qiaowei Yuan, Takumi Aoki, Hiroshi Satake
    • 学会等名
      ISAP2019
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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