| 研究課題/領域番号 |
20K04523
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| 研究機関 | 旭川工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
松岡 俊佑 旭川工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (00435398)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 超音波 / GPS / FFT / PSoC |
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| 研究実績の概要 |
申請者の令和2年度までの研究では，独自に開発した方式を導入してリアルタイムで測位可能な超音波測位システムを試作した．しかしながら，超音波送受信機の指向性の狭さが要因となり，測位誤差が生じることが判明した．測位範囲の拡大を目的として，当初の申請計画では次の①～③の課題に取り組むことを予定していた．
①受信回路のコンパクト化
②測定処理の改善
③フェーズドアレイ送信機の導入による指向範囲の拡大
①の課題については PSoCマイコンと呼ばれる内部にアナログ回路とCPUが内蔵されたICを用いて受信回路を構築することで達成している．②の課題については当初の計画を修正し，受信処理にFFTを導入することで測定精度の改善を試みており，令和３年度ではシミュレーションにおいて３次元測位まで完了している．③の課題では令和３年度までにシミュレーションにおいてフェーズドアレイの音波の伝搬の様子を解析済みである．令和３年度では以上の①～③の課題に加えて，今まで使用していた超音波受信機(MA40RS)に変えて新たに超音波受信機(マイクロホン TYPE4156N,株式会社アコー)を購入した．指向性実験を行ったところ，測位範囲が拡大できることが判明している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画では受信処理に補正処理を導入することで誤差の改善を試みる予定であったが，より測定精度の向上が可能な手法としてFFTを導入することに変更した．研究計画では令和２年度までに受信処理の補正処理を完了する予定であったが，令和３年度はFFTのソフトウェア開発に取り組んだため，進捗がやや遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和４年度は，受信処理にFFTを導入し，実機での測位を試みる．ただし，ソフトウェア処理時間の向上が大きな技術的な課題となるので，高速化手法についても検討していく．また，令和３年度に購入した超音波受信機を用いて３次元測位環境を構築する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和２年度に引き続き，昨年度も新型コロナウイルス感染の影響で緊急事態宣言が発令され，学会発表は全てオンラインでの実施となったため予定していた旅費の使用はなかった．令和４年度についてもオンラインでの学会発表やオンラインでの研究打ち合わせの実施を予定している．また，当初の申請書での購入予定物品を変更し，超音波受信機(マイクロホン TYPE4156N,株式会社アコー)を購入した．
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