| 研究課題/領域番号 |
26560017
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| 研究機関 | 舞鶴工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
室巻 孝郎 舞鶴工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (80631572)
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| 研究分担者 |
徳永 泰伸 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 准教授 (60600848)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 分散型システム / パンチルト機構 / 照度分布 / LED照明 / 量子化器 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，照明システムに対する新しいデザイン原理の構築を目的とする．任意の場所に適切な明るさを提供するために，パン・チルト機構を有する複数の照明機器から構成される「分散型ロボティック照明システム」を提案する．本年度は，実験装置の製作を行い
，照明の制御問題設定および制御アルゴリズムの構築に取り組んだ．
（１）実験装置の製作と検証：２５個のLED照明を格子状に配置した1/8スケールモデルを製作した．また，各照明には２つのサーボモータを取り付け，パン・チルト機構を実装した．当初の計画では，各照明のON/OFFについて考える予定であったが，PWM点灯方式によりLED照明の明るさを段階的に変更可能とする機能を実装した．事前に求めた点灯パターンに応じてLED照明を点灯させ，照度計を用いて実際の照度分布の測定を行うことにより，目標とする照度分布に近い照度分布をつくることが可能であることを確認した．
（２）問題設定および制御アルゴリズムの構築：「目標の照度分布が与えられたときに実際の照度分布が目標分布にほぼ近くなるように照明の点灯パターンを決定する」という問題設定を定式化した．点灯パターン決定問題を解くために，照明間の通信を利用した点灯パターン決定アルゴリズムを構築し，実験実証によりアルゴリズムの有効性を確認した．また，量子化器を拡張して複数の状態に対応可能とすることにより，PWM点灯方式における点灯パターン決定が可能となった．実験実証により，PWM点灯方式がON/OFF方式より目標分布に近い照度分布を作り出せることを確認した．
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| 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
実験装置の製作において，パン・チルト機構を実現するための機構設計に時間を要し，実験装置の製作が年度末いっぱいまでかかることとなった．これにより，照射角度を決定するための制御アルゴリズムの開発に必要な，配光モデル作成のための実験を次年度に実施することとなった．点灯パターン（ON/OFFパターン）の決定手法については予定通り達成することができたが，照射角度の決定手法については実装できなかったので，達成度については「やや遅れている」と判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
実験装置の製作については，LED照明の個数を２５個から３６個に増やし，点灯パターンの多様化を目指す．照明の個数を増やすと同時に，パン・チルト機構に用いるサーボモータの動作範囲を拡大させることにより，より広範囲に光を提供できるようにする．さらに，各照明に昇降機能を付加することにより，より柔軟な光環境の提供を可能とする．制御アルゴリズムの構築については，２６年度に実施できなかった配光モデル作成のための実験および照射角度決定アルゴリズムの構築を行う．年度後半には，照明のON/OFFおよび照射角度を同時に決定するための制御アルゴリズム開発に取り組む．
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