低コストナビゲーションのための拡散変調光によるトランスポンダシステム

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 芋生 憲司 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (40184832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 海津 裕 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70313070) ; 岡本 嗣男 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (40031215)
• Keywords: トラクタ / 位置測定 / ナビーション / 赤外線 / 変調光 / 拡散光 / 速度計 / 超音波

Research Abstract

本研究は、ほ場内など限られた領域内を走行する車両を対象として、光トランスポンダ方式による測距装置と高精度の速度計から成る位置検出システムを開発し、高精度の位置検出装置を低コストで提供することを目的とする。今年度はトランスポンダによる位置測定装置の製作と、超音波速度計の改良を行った。主な研究成果は以下の通りである。
(1)以前の研究で開発した光トランスポンダによる距離測定装置をベースにして、位置測定のための全方位型距離測定装置を開発した。A, Bの2局間で変調周波数の異なる拡散光を相互に送受信し、両局で得られるビート信号の位相差より距離を測定する。各局の送信器は20枚のLEDパネルで構成した。受信器は全方位型の反射鏡を用いて単一のセンサで受信するものと、4個のセンサを用いて直接受信するものの二通りを試作した。実験の結果、送信器のパネル間で位相差が生じたが、最終的には距離にして数cmの差に調整することができた。受信器については、反射鏡を用いた場合は測定可能距離が短く、複数のセンサを用いた場合はセンサ間位相差が問題となった。結果として、全方位の距離測定は可能であったが、測定精度に問題が残った。
(2)以前の研究で開発した超音波速度計の改良を行った。センサの取り付け法、ノイズ対策、回路の実装法などを改良した結果、測定精度が向上し、路面の状態にほとんど影響されずに高精度の測定を行うことが可能になった。今後は実用に供するためのコストダウンに取り組む予定である。

Research Products

• [Publications] 芋生ほか: "Range-finding between Vehicles Using Diffuse Light from LEDs"Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery. 64(2). 78-83 (2002)
• [Publications] 芋生ほか: "Relative position measurement system for vehicles using diffuse light from LEDs"Proceedings of the Conference on Automation Technology for Off-road Equipment. 2002. 230-238 (2002)
• [Publications] 芋生: "農用車両のための航法センサ"未来の食糧生産を支える農業ロボット・自動化フォーラム講演論文集. 21-34 (2002)
• [Publications] 芋生ほか: "農用車両のための超音波ドップラー速度計"農業機械学会第61回年次大会講演要旨. 61. 317-318 (2002)
• [Publications] 佐々木ほか: "拡散変調光による移動体間の距離測定"農業機械学会第61回年次大会講演要旨. 61. 293-294 (2002)