移動ロボット用超音波センサにおける環境認識能力の解析

移动机器人超声波传感器环境识别能力分析

• 批准号: 06750438
• 负责人: 大矢 晃久
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750438/
• 关键词: 移動ロボット; 超音波センサ; エッジからのエコー; 計算機シミュレーション

移動ロボットにとって、自分の周囲の環境や自分の位置を認識するための外界センサは非常に重要である。特に、対象物までの距離を測定するセンサは、環境の物理的形状を知るために有用である。超音波の往復伝搬時間から距離を計測する超音波センサは、ハードウェアを簡単に構成でき、システムが小型で安価であるという利点を有するため、広く用いられている。一般の室内環境は、超音波の反射源として平らな壁,凹面のコーナー,凸面のエッジという3つの対象物から構成されていることが多い。この中で、特に凸面のエッジからのエコーは、それが着実に検出されることが切に要望されているにも拘らず、そのエコーは非常に弱く、その振幅がどれくらいであるのかも未だ明確にされてはいない。そこで本研究では、移動ロボット用超音波センサについてエッジからのエコー振幅を調査し、その環境認識能力を明らかにすることを目的とした。まず、各種対象物に対するエコー信号強度を調査するための計算機シミュレーションの方法について検討した。次に、このシミュレーション方法に沿って、センサで検知されるエコー信号作成のソフトウェアを開発し、移動ロボット用超音波センサのパルスエコー法による測距方法について、その近似モデルの妥当性について検討した。そして、平らな壁だけから構成されているような一般の室内環境を考え、移動ロボット用超音波センサの計算機シミュレーションを行って、エッジからのエコーの振幅を調査した。その結果、エッジ先端の曲率半径、エッジ先端の角度、および超音波の照射方向に対するエッジの向きなどのパラメータとエッジからのエコー振幅との関係が明らかになり、一般の室内環境における超音波センサの環境認識能力を明確にすることができた。

It is very important to know the environment and position of the mobile phone. To determine the distance between a particular object and an environment is useful for understanding the physical shape of the environment. The ultrasonic wave reciprocation time and distance measurement are simple, simple and convenient. The ultrasonic wave reciprocation time and distance measurement are simple and convenient. In general, the indoor environment is composed of flat walls, concave surfaces, convex surfaces and objects. In the middle of the wave, the convex surface of the wave is very weak, the amplitude of the wave is very weak, and the amplitude of the wave is not clear. The purpose of this study is to investigate the amplitude of ultrasonic waves used for mobile communication and to clarify the ability of environmental awareness. The method of investigating the signal intensity of various kinds of objects is discussed in this paper. In addition, the system design method is used to detect the accuracy of the detection signal, to develop the detection signal, to detect the accuracy of the detection signal, and to detect the accuracy of the detection signal. The amplitude of ultrasonic waves used in the computer system for mobile communication was investigated. The results show that the relationship between the radius of curvature of the tip, the angle of the tip, the direction of the ultrasonic wave and the amplitude of the ultrasonic wave is clear, and the environmental awareness ability of the ultrasonic wave in general indoor environment is clear.

项目成果

永島 良昭: "移動ロボットのための壁面計測用超音波センサ" 日本音響学会誌. 51. 39-42 (1995)

Yoshiaki Nagashima：“用于移动机器人墙壁测量的超声波传感器”日本声学学会杂志 51. 39-42 (1995)。

Akihisa Ohya: "Computer Simulation of Ultrasonic Sensor for Mobile Roboe" Proc.Third Int.Symp.Measurement and Coucrol in Robotics. Cp.IV. 7-10 (1993)

Akihisa Ohya：“移动机器人超声波传感器的计算机模拟”Proc.Third Int.Symp.Measurement and Coucrol in Robotics。

Akihisa Ohya: "Exploring Unknown Environment and Map Construceion uslag Ultrasonic Sensing of Normal Direction of Wal" Proc,1994 IEEE Int.Conf.Robotics and Automation. 485-492 (1994)

Akihisa Ohya：“探索未知环境和地图构建使用超声波感应沃尔法线方向”Proc，1994 IEEE Int.Conf.Robotics and Automation。