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2010 年度 実績報告書

小型ロボットによる建物構造性能評価と避難誘導

研究課題

研究課題/領域番号 22310103
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

三田 彰  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60327674)

研究分担者 中澤 和夫  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (80217695)
小檜山 雅之  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10333577)
西 宏章  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00365470)
キーワードロボット / センサ / 避難 / 構造性能 / モニタリング
研究概要

構造性能評価に用いる小型ロボット用のCPU、電源、表示装置、通信装置、基本センサ入出力ユニットなどを実装するための基板およびモータドライバを設計し、試作した。基本センサ入出力ユニットとしては、24ビットデルタシグマA/D変換システムを実装し、高感度な超小型サーボ型加速度センサを接続して3成分同時に1kHzでデジタル化可能であることを確認した。この小型ロボット制御用基板には、μSDカードやPCとの情報のやり取りのための無線通信ユニットも実装して動作確認を行った。加速度センサ以外のセンサ基板に関しては、太陽光で動作する8cm平方の環境測定小型無線センサネットワークノードにXML形式による相互通信および、データ蓄積システムの構築を行った。
構造性能を診断するアルゴリズムに関しても幅広い検討を行ったが、その中でサブストラクチャー法をベースとした、まったく新しい手法の提案が最も重要な成果である。この手法は、たかだか3つのセンサを対象とする建物部分の上、中、下に設置することで、その部分の情報のみを用いて構造性能評価が可能である。それら以外のセンサの情報を必要としないため、分散型の高速診断システムの構築にきわめて親和性の高い手法である。免疫アルゴリズムに基づく手法など、他の多くのアルゴリズムについても研究を行い、実大建物の崩壊実験データを使った検証も実施した。
最後に全体を統合するためのサーバシステムのプロトタイプを構築し、実建物に設置しての検証も行った。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] A substructure approach to local damage detection of shear structure2011

    • 著者名/発表者名
      Zhenhua Xing, Akira Mita
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 構造物ヘルスモニタリングシステムのためのデータバックアップ機構2011

    • 著者名/発表者名
      松柴由直, 西宏章
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 662 ページ: 439-448

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Platform for structural health monitoring of buildings utilizing smart sensors and advanced diagnosis tools2010

    • 著者名/発表者名
      Akira Mita, Hiroshi Sato, Hiroki Kameda
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: 17-7 ページ: 795-807

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Locating the Damaged Storey of a Building Using Distance Measures of Low-Order AR Models2010

    • 著者名/発表者名
      Zhenhua Xing, Akira Mita
    • 雑誌名

      International Journal of Smart Structures and Systems

      巻: 6-9 ページ: 991-1005

    • 査読あり
  • [学会発表] An application of a decentralized damage detection method to a shake-table experiment2011

    • 著者名/発表者名
      Zhenhua Xing, Akira Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] Damage identification of full scale four-story steel building using multi-inputmulti-output models2011

    • 著者名/発表者名
      Hien HoThu, Akira Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] Decentralized SHM method based on substructure parameter identification2011

    • 著者名/発表者名
      Michihito Shiraishi, Akira Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] Estimation of dynamic characteristics of a medium-height office building with passive dampers considering vertical seismic response2011

    • 著者名/発表者名
      Misaki Ishikawa, Akira Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] Correlation between damage detection and observed damage for a full-scale four-story steel building during the collapse test2011

    • 著者名/発表者名
      Liu Mei, Akira Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] Structural damage identification using adaptive immune clonal selection algorithm and acceleration data2011

    • 著者名/発表者名
      R.Li, A.Mita
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] Localized Detection of Structural Damage Using Distance Measures of ARX and ARMAX Models2010

    • 著者名/発表者名
      Xing, Z., A.Mita
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] Sensor, Database and Analysis Platform for Structural Health Monitoring of Buildings2010

    • 著者名/発表者名
      Akira Mita
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo(招待)
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] Assessment of Structural Performance of Steel Building on Shake Table Using Multi-Input and Multi-Output Models2010

    • 著者名/発表者名
      Hien Ho Thu, A.Mita
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] Sensor Agent Robot for Structural Health Monitoring of Buildings2010

    • 著者名/発表者名
      Lee, N., Y.Kaji, A.Mita
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] Structural Health Monitoring System for Buildings and Its Future2010

    • 著者名/発表者名
      Akira Mita
    • 学会等名
      The Third Kwang-Hua World Forum
    • 発表場所
      TongjiUniversity, Shanghai(招待)
    • 年月日
      2010-10-10
  • [学会発表] Localized Damage Detection of Structures Using Distance Measures of AR and ARMAModels2010

    • 著者名/発表者名
      Mita, A., Z.Xing
    • 学会等名
      14th European Conference on Earthquake Engineering
    • 発表場所
      Ohrid, Republic of Machedonia
    • 年月日
      2010-08-31
  • [学会発表] Decentralized Structural Parameter Identification Using Kalman Filter Algorithm2010

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi, M., A.Mita
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Dynamic Performance Estimation of Tall Buildings Based on Ambient Vibration and Output Only Identification2010

    • 著者名/発表者名
      Ichimura, K., A.Mita
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Application of Practical Platform of Structural Health Monitoring System to Real Buildings2010

    • 著者名/発表者名
      Sato, H., A.Mita
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Behavior Pattern Recognition of a Solitude Senior by the Stratified Action Model Based on Hidden Markov Model2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takiguchi, Kazuo Nakazawa
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-07-12
  • [学会発表] Three-Dimensional Data Construction Method of Objects using Stereo Vision Attached on Autonomous Mobile Robot2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Nakazawa, Hidenori Kanbayashi
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-07-12
  • [学会発表] Practical SHM Platform Using Smart Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      Sato, H., A.Mita
    • 学会等名
      5th European Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Sorrento, Italy
    • 年月日
      2010-07-02
  • [学会発表] Dynamic Performance Estimation of Tall Buildings Based on Wavelet Analysis and Output Only Identification2010

    • 著者名/発表者名
      Ichimura, K., H, Kameda, A.Mita
    • 学会等名
      5th European Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Sorrento, Italy
    • 年月日
      2010-06-29
  • [学会発表] Assessment of a Tall Building with Active and Passive Vibration2010

    • 著者名/発表者名
      Mita, A., Y.Nakamura, M.Watakabe
    • 学会等名
      5th European Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Sorrento, Italy
    • 年月日
      2010-06-29

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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