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2021 年度 実績報告書

高速視覚を用いたハイパー振動スペクトルカメラの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00769
研究機関広島大学

研究代表者

石井 抱  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (40282686)

研究分担者 松田 浩  長崎大学, 工学研究科, 教授 (20157324)
妹尾 拓  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (10512113)
姜 明俊  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (30819503)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード高速ビジョン / 振動分布計測 / 振動スペクトル解析 / 可視化イメージング / パタン認識
研究実績の概要

様々な応用場面を想定した振動サーベイランス実験を通して、高速ビデオ画像に基づく振動スペクトルイメージングの有効性を検証した.
(A)強制振動試験における長時間振動モニタリング実験: 振動試験装置を導入し、強制加振させた構造部材に対し全ての周波数の振動スペクトル画像を同時可視化した。音声周波数レベルの複数共振周波数の検出及び振動モード波形の定量化を確認し、不良部位周辺の振動特性の時間遷移等の長時間モニタリングを確認した。関連企業協力下、製品レベルの振動・疲労試験を通し、開発カメラの動作を確認した。
(B)時系列振動スペクトラムに基づく飛翔昆虫のアクティビティ計測実験: 巣箱周辺で飛翔するミツバチを高速ビデオ撮影し、個体別振動スペクトラムと同時に個体数及び飛翔速度・方向の長時間モニタリングにより、ミツバチ群のアクティビティ時間遷移を定量化した。振動スペクトル解析により70Hzで羽ばたくオオスズメバチ等の瞬時検知するとともに、ミツバチの様々な飛翔行動の定量化を確認した。
(C)大型構造物に対する振動モニタリング実験: 橋梁や高架等に対するフィールド試験を行い、大型車両通行時のたわみ・振動分布の長時間計測・可視化を実現した。また関連企業との協力下,プラント等での振動モニタリングの導入を検討し,一部の試験動作を確認した。
(D)実システム動作検証を通した最終性能検証: 1)強制振動試験における長時間振動モニタリング実験の最終評価、2)飛翔移動体に対する時系列振動スペクトラム計測実験の最終評価、3)大型構造物に対する振動モニタリング実験に対する最終評価を行った上で、4)最終評価を踏まえて提案したハイパー振動スペクトルカメラに関する総括を行った.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] View and Scanning-Depth Expansion Photographic Microscope Using Ultrafast Switching Mirrors2022

    • 著者名/発表者名
      Shaopeng Hu, Wei Lu, Kohei Shimasaki, Mingjun Jiang, Taku Senoo, Idaku Ishii
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      巻: 71 ページ: -

    • DOI

      10.1109/TIM.2022.3147331

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Omnidirectional Panoramic Video System With Frame-by-Frame Ultrafast Viewpoint Control2022

    • 著者名/発表者名
      Shaopeng Hu, Hongyu Dong, Mingjun Jiang,Taku Seno, Idaku Ishii
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letter

      巻: 7 ページ: 4086-4093

    • DOI

      10.1109/LRA.2022.3150484

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-camera-based Bridge Structural Displacement Measurement with Traffic Counting2021

    • 著者名/発表者名
      Zulhaj Aliansyah, Kohei Shimasaki, Taku Senoo, Idaku Ishii, and Shuji Umemoto
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 ページ: 4517- 4517

    • DOI

      10.3390/s21134517

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] たわみ影響線及びたわみ曲線の変化率を利用した橋梁劣化箇所同定2021

    • 著者名/発表者名
      市川辰旺, 宮濱晃一, 佐々木謙二, 出水亨,古賀掲維, 島﨑航平, 石井抱, 松田浩
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 21 ページ: 97-103

    • DOI

      10.11395/jjsem.21.97

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visual-feedback-based Frame-by-frame Synchronization for 3,000 fps Projector-Camera Visual Light Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Atul Sharma, Sushil Raut, Kohei Shimasaki, Taku Senoo, Idaku Ishii
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 10 ページ: 1631-1631

    • DOI

      10.3390/electronics10141631

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wide-area Operation Monitoring of Conveyors Using a Panoramic Vibration Camera2021

    • 著者名/発表者名
      島崎 航平, Zulhaj Muhammad Aliansyah, 妹尾 拓, 石井 抱, 伊藤 友彦
    • 雑誌名

      ISIJ international

      巻: 61 ページ: 2587-2596

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-182

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-frame-rate Video-based Multicopter Tracking System Using Pixel-level Short-time Fourier Transform2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shimasaki, Nagahiro Fujiwara, Shaopeng Hu, Taku Senoo, Idaku Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent & Robotic Systems

      巻: 103 ページ: 36-36

    • DOI

      10.1007/s10846-021-01483-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ロボットハンドを使用した加振によるねじ緩み判別2021

    • 著者名/発表者名
      立石 侑也, 島崎 航平, 妹尾 拓, 石井 抱
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] A 1.3M Pixel 34,700fps Global-Shutter BSI Imager with HDR and Motion Blur Suppression Capability2021

    • 著者名/発表者名
      Gaozhan Cai, Kenji Tajima, Arno Van Hoorebeeck, Periklis Stampoglis, Bert Luyssaert, Bart Dierickx, Canol Gokel, Tom Van Uffelen, Gerlinde Ruttens, Jun Yamane, Idaku Ishii
    • 学会等名
      International Image Sensor Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 分蜂を捉えるミツバチカメラ2021

    • 著者名/発表者名
      島崎航平, 妹尾拓, 石井抱, 荻原麻理, 芳山三喜雄
    • 学会等名
      第38回センシングフォーラム 計測部門大会

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公開日: 2022-12-28  

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