研究開発概要
目录
研究テーマ及び内容概要
三次元画像計測とロボットビジョン
- 研究目的：高速，高精度三次元画像計測を実現。干渉法における縞位相の不確定問題の解決，構造化パターン光， 空間変調パターン光投影法における計測時間長い，縞次数決定の不確定問題の解決
- 提案手法：強度変調モアレ（1996年），強度変調パターン光投影法（1999年），最適強度組合せパターン光投影法（2003年）
- 研究成果：論文数十篇、特許十数件。
- 現在：自分が提案した計測理論に基づき、実用化を展開している。
制御
- Variable Structura Control可変構造制御理論及び応用
可変構造理論というのは，システムのパラメータなど状態の変化に応じて， 調節器の構造を随時に自動的変化し，任意の単一の制御器が得られないの優れた 応答特性を得る制御方式である．
この理論は提案された既に２０年何年過ぎたが，実用の面で色々な問題が残っている． 私は１９８３年からこの研究を始め，実用型アルゴリズムを提案した．そして，提案手法をフラッシュ 溶接および給水システムに応用し，実用システムを開発した。 - 画像計測制御
画像技術を用いて、制御系のフィードバックを充実し，制御可能範囲を拡大し、制御精度を向上する。
この技術は私達が開発した３Dカメラ、自動車車体部品品質検査、津波の画像計測などの研究分野に実用化されている。 - コンピュータ制御の実用化
実用コンピュータ制御システムを開発するさい，システムの信頼性， 耐環境性，ロバスト性，特に妨害対策に関する研究を行った．具体的には，
1.溶接制御システム
石炭工場用のチェーンコンベヤ(Chain Conveyer)のチェーンや船用のチェーンケーブル (Chain Cable)や大型の鉄板等の溶接には，フラッシュ溶接(Flash Welding)が使われている． フラッシュ溶接の一番重要なのは，フラッシュ速度と溶接体の接近速度のバランスをとることである．
溶接システムの工作環境や，溶接体の材質などパラメータ等の変化はが不規則で，非常に激しいので， 上記のバランスをとることは，普通の定値制御方式を用いれば，非常に困難である．このため，歩留まり は通常低いです．
本研究では，可変構造適応制御方式を用いて，良い結果が得られた．しかし，フラッシュ溶接システムでは， コンピュータに対する妨害が多いかつ厳しいので，妨害対策は本研究のもう一つ大きな課題になった。
本研究結果はすでに特許をとり，商品化された．
2.給水システムの省エネ制御
貯水槽を経由せずに直接、配水管から直接中高層ビルに給水できる「直結増圧式給水」装置の省エネ制御システムである． 目的は出来るだけ少ない電気エネルギーで給水品質（給水圧力と流量）を保つことである．
本研究結果はすでに特許をとり，商品化された．
3.超音波距離計測ーー超音波信号の制御
この研究の目的は大比重の泥水の中で超音波三次元計測を実現することである． 泥水の中では，乱反射が多く，計測物体からの反射が弱いので，超音波による距離計測は困難である．本研究は， 独自のセンサー開発，発射パワー制御，受信信号処理など技術により，比重1.8程度の泥水の中で，10M範囲程度 の三次元形状計測を実現した．
本研究結果は中国国家重点研究プロジェクトの一部である．
AI実用化技術
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三次元画像計測分野におけるAI技術の実用化に関する研究。具体的には下記のとおりである。
- 津波画像計測：波の対応付けと津波発生有無の判定
- 自動車車体部品の品質検査：微細キズやヘコミの検出のサイズ測定
- スマート陸上養殖：魚の検出、尾数測定、サイズや重量推定
著書＆論文リスト
著書
計測と制御に向けてのマイクロコンピュータ原理と応用システム設計- 三次元画像センシングの新展開、第4章第2節
論文
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特許
日本国内特許
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海外特許
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開発製品リスト
3Dカメラ――全自動三次元画像計測装置
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超高温物体の表面形状の三次元画像計測システム
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フラッシュ溶接のコンピュータ制御システム
これは私が20代前半に作った最初の組込み式コンピュータ制御実用化システムであり、下の写真にある制御器は
一部の計器を除きすべて私の手作りものである。
システムの開発を通じて、印刷基板の設計と制作、マイコンを組み込んだ制御器の設計と制作、溶接現場におけるノイズ対策など沢山のことを勉強できました。
特に、一年弱の現場実験では、大学では勉強できない実践能力を身に着けた同時に、お酒が大好きになった。
尚、清華大学やハルビン工業大学との中国一争いは一生忘れならない。
高層建築物の省エネ最適給水システム
これは私が20代後半に作った最適制御の理論を実用化した組込み式コンピュータ制御実用化システムであり、下の写真にある制御器は
一部の計器を除きすべて私の手作りものである。
システムの開発を通じて、印刷基板の設計と制作、マイコンを組み込んだ制御器の設計と制作、溶接現場におけるノイズ対策など沢山のことを勉強できました。
特に、企業との共同研究開発を通じて、技術の実戦力はもし論、研究開発以外のことを沢山勉強できた。
炭坑形状の超音波計測システム
これは私が30才なった時に初めて参加した国家プロジェクトである。直径数メートル、深さ数百メートルにも及ぼす炭鉱の立坑を掘削する際に、 作業の状況特に垂直度、半径、崩れの有無のリアルタイムの計測が重量であるが、手段がない。
私達は5年間の研究で、この難題を解決し、計測器を開発した
現場実験の厳しさが今にもはっきり覚えている。真夏には、マスクしないと呼吸に伴い必ず鼻に吸い込まれるほど蚊が多い。
研究成果が中国の国家科学技術進歩2等賞を獲得した。達成感最高！
産学連携実績
（企業との秘密保持契約により、一部公開できない内容があります。ご了承ください）スマホによる人体の３Dデーターの自動取得
計器箱の加工品質の画像計測
シャッターやドアの品質実験における三次元画像計測
トンネル形状と破損状況の三次元画像計測
人体の三次元画像計測
自動車車体の形状の画像計測
超高温鍛造物体形状の画像計測
高温炉内耐火煉瓦の使用状況の三次元画像計測
建築物の形状の三次元画像計測
超音波三次元形状計測システム
都市部水供給システムの最適制御
溶接システムの自動制御