JP2004245822A - 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム - Google Patents
触覚情報検出方法および触覚情報検出システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004245822A JP2004245822A JP2003331730A JP2003331730A JP2004245822A JP 2004245822 A JP2004245822 A JP 2004245822A JP 2003331730 A JP2003331730 A JP 2003331730A JP 2003331730 A JP2003331730 A JP 2003331730A JP 2004245822 A JP2004245822 A JP 2004245822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tactile
- measurement point
- output
- sine wave
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 70
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
【解決手段】 触覚情報検出システム1は、歪みゲージ51、52を用いた触角センサ2とコントローラ3を有し、触角センサ2の各センサユニット5iの加算出力に基づき、コントローラ3のアナライザ8は各測定点の接触力Fi(t)を算出する。AGC9は、各測定点で計測された電圧振幅が目標電圧になるように、各計測点のセンサユニット5iに印加される周波数fiの正弦波の電圧振幅Ai(t)を調整し、調整された電圧振幅Ai(t)を備えた各周波数の正弦波を含む混合正弦波y(t)が触角センサ2の各センサユニット5iに対してBPF55を介して印加される。
【選択図】 図4
Description
周波数の異なる正弦波成分を含む混合正弦波信号を生成し、
この混合正弦波信号を各ブリッジ回路に対してバンドパスフィルタを介して印加することにより、各ブリッジ回路に対して予め定められている単一周波数の正弦波信号を印加し、
各ブリッジ回路から得られる出力を加算して加算出力を生成し、
この加算出力から、三角関数の直交性を利用して、各計測点に作用している接触力および接触方向のうち、少なくとも接触力を求め、
各計測点で計測された電圧振幅と、予め計測点毎に設定されている目標電圧とを比較し、これらの誤差を抑制するように、各計測点のブリッジ回路に印加される各周波数の正弦波信号の電圧振幅を調整して、各計測点のブリッジ回路のゲイン制御を行うことを特徴としている。
触角センサと、コントローラと、前記触覚センサから出力される前記加算出力を前記コントローラに供給するための信号出力線と、前記コントローラから出力される前記混合正弦波信号を前記触覚センサに供給するためのゲイン制御線とを有し、
前記触角センサは、複数のセンサユニットと、各センサユニットの出力を加算して前記加算出力を生成する加算回路とを備え、
各センサユニットは、計測点に配置した複数の歪みゲージから構成される前記ブリッジ回路と、前記混合正弦波信号に含まれている予め定められた単一周波数の正弦波信号を前記ブリッジ回路に印加するためのバンドパスフィルタとを備え、
前記コントローラは、前記信号出力線を介して供給される前記加算出力をAD変換するAD変換器と、AD変換後の加算出力から、三角関数の直交性を利用して、各計測点に作用している接触力およびその接触方向のうち、少なくとも接触力を算出するアナライザと、各計測点で計測された電圧振幅および予め定められている目標電圧を比較し、これらの誤差を抑制するように、前記触覚センサの各センサユニットに印加される各周波数の正弦波信号の電圧振幅を調整する自動利得制御回路と、調整された電圧振幅を備えた各周波数の正弦波を含む混合正弦波を生成して出力するDA変換器とを備えていることを特徴としている。
図4および図5Aに示すように、センサユニット5iからの出力Vi(t)は、式(2)、(3)により表されるように、計測点に作用する力に応じて振幅変調された周波数成分を含む。したがって、計測点に作用する力を求めるために、以下のようにして復調を行う。各計測点に印加してある周波数(搬送波)は前もって分かっているので、必要な周波数と振幅の関係だけを求めればよい。まず、式(4)、(5)のように、出力VinputをAD変換して得られる出力Vsum(t)に対して正弦波と余弦波との相関を求める。
AGC9の目的は、自動的にAD変換器7などの飽和を防ぎ、接触情報の分解能を変えることである。図4、図6を参照して説明すると、AGC9は、以下のような操作を行い、センサユニット5iに印加する電圧振幅Ai(t)を適切な値となるように変化させている。
図8に示すように、触覚センサ2として、スチール板21に1mmの切れ目をいれて、複数の領域に区画し、各領域にセンサユニット5を配置した構成のものを製作した。センサユニット5は計測点に貼り付けた2つの歪みゲージ51、52を用いて構成されたブリッジ回路53を備え、その出力の温度補償を行うようにした。コントローラ3のDA変換器10からは、ソフトウエアにより混合正弦波信号y(t)を作り出して、30kHzでアナログ出力を更新した。各計測点のブリッジ回路53には、アナログBPF55を介して、単一の正弦波を印加した。単一の正弦波だけをブリッジ回路53に印加させるために、クオリティ・ファクタ(遮断特性の急峻さを決めるファクタ)を大きくできる2次バイカット型のBPF55を採用した。このBPF55は、素子のばらつきにより設定値通りに中心周波数を正確に合わせることが困難であったので、DA変換器10から出力される正弦波の周波数を、BPF55の中心周波数に合わせるようにした。各アナログBPF55は、互いに干渉する部分は100dB以上減衰するように設計した。各計測点からの出力はインスツルメンテーション・アンプ54により凡そ1000倍に増幅した。触角センサ2からの出力信号線を1本にするために、加算回路56により各センサユニット5からの出力を加算して、振幅変調された周波数多重信号を生成した。触角センサ2からの出力信号を、AD変換器7により5kHzでサンプリングした。正弦波と余弦波の相関を求めるアナライザ8では、ここで用いるカットオフ周波数50HzのデジタルLPFを3次パタワース特性で設計した。実験ではτ/Tを略1.0とするために、ゲイン更新周期Tを250msとし、τ/T=0.80で実験を行った。ただし、実際の計測ではメモリ書き換え更新の後の安定な状態で計測を行った。
2 触覚センサ
3 コントローラ
5i センサユニット
51、52 歪みゲージ
53 ブリッジ回路
54 差動増幅器
55 バンドパスフィルタ
56 加算器
57 増幅器
58 信号出力線
6a 検出面
7 AD変換器
8 アナライザ
9 AGC
10 DA変換器
11 ゲイン制御線
Claims (2)
- 各計測点に貼り付けた歪みゲージによって、計測点毎にブリッジ回路を構成し、各ブリッジ回路からの出力に基づき、各計測点に作用する接触力などの触覚情報を検出する触覚情報検出方法において、
周波数の異なる正弦波成分を含む混合正弦波信号を生成し、
この混合正弦波信号を各ブリッジ回路に対してバンドパスフィルタを介して印加することにより、各ブリッジ回路に対して予め定められている単一周波数の正弦波信号を印加し、
各ブリッジ回路から得られる出力を加算して加算出力を生成し、
この加算出力から、三角関数の直交性を利用して、各計測点に作用している接触力および接触方向のうち、少なくとも接触力を求め、
各計測点で計測された電圧振幅と、予め計測点毎に設定されている目標電圧とを比較し、これらの誤差を抑制するように、各計測点のブリッジ回路に印加される各周波数の正弦波信号の電圧振幅を調整して、各計測点のブリッジ回路のゲイン制御を行う触覚情報検出方法。 - 請求項1に記載の触覚情報検出方法により各計測点に作用する接触力などの触覚情報を検出する触覚情報検出システムであって、
触角センサと、コントローラと、前記触覚センサから出力される前記加算出力を前記コントローラに供給するための信号出力線と、前記コントローラから出力される前記混合正弦波信号を前記触覚センサに供給するためのゲイン制御線とを有し、
前記触角センサは、複数のセンサユニットと、各センサユニットの出力を加算して前記加算出力を生成する加算回路とを備え、
各センサユニットは、計測点に配置した複数の歪みゲージから構成される前記ブリッジ回路と、前記混合正弦波信号に含まれている予め定められた単一周波数の正弦波信号を前記ブリッジ回路に印加するためのバンドパスフィルタとを備え、
前記コントローラは、前記信号出力線を介して供給される前記加算出力をAD変換するAD変換器と、AD変換後の加算出力から、三角関数の直交性を利用して、各計測点に作用している接触力およびその接触方向のうち、少なくとも接触力を算出するアナライザと、各計測点で計測された電圧振幅および予め定められている目標電圧を比較し、これらの誤差を抑制するように、前記触覚センサの各センサユニットに印加される各周波数の正弦波信号の電圧振幅を調整する自動利得制御回路と、調整された電圧振幅を備えた各周波数の正弦波を含む混合正弦波を生成して出力するDA変換器とを備えている触覚情報検出システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003331730A JP4471613B2 (ja) | 2002-10-10 | 2003-09-24 | 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002297626 | 2002-10-10 | ||
JP2003011770 | 2003-01-21 | ||
JP2003331730A JP4471613B2 (ja) | 2002-10-10 | 2003-09-24 | 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004245822A true JP2004245822A (ja) | 2004-09-02 |
JP4471613B2 JP4471613B2 (ja) | 2010-06-02 |
Family
ID=33033042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003331730A Expired - Lifetime JP4471613B2 (ja) | 2002-10-10 | 2003-09-24 | 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4471613B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006194863A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-07-27 | Nsk Ltd | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
WO2008032661A1 (fr) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procédé de mesure de valeur de distribution et système de mesure utilisant un capteur de valeur de distribution pour celui-ci |
JP2009531709A (ja) * | 2006-03-29 | 2009-09-03 | テクスキャン インコーポレイテッド | 感圧センサアレイの制御回路及び関連する方法 |
JP2010223601A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | 操舵トルク検出信号送信装置および操舵トルク検出信号受信装置 |
JP2013522588A (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | エンハンスド サーフェイス ダイナミクス,インコーポレイテッド | 圧力感知システム内の圧力センサからデータを高速収集するシステム及び方法 |
US9671304B2 (en) | 2011-07-13 | 2017-06-06 | Enhanced Surface Dynamics, Inc. | Methods and systems for the manufacture and initiation of a pressure detection mat |
US10492734B2 (en) | 2016-11-04 | 2019-12-03 | Wellsense, Inc. | Patient visualization system |
JP2020131329A (ja) * | 2019-02-18 | 2020-08-31 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
JPWO2020194600A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
US11083418B2 (en) | 2016-11-04 | 2021-08-10 | Wellsense, Inc. | Patient visualization system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108332794A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-27 | 中国科学院电子学研究所 | 仿生触觉系统及多功能机器人 |
-
2003
- 2003-09-24 JP JP2003331730A patent/JP4471613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006194863A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-07-27 | Nsk Ltd | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
JP2009531709A (ja) * | 2006-03-29 | 2009-09-03 | テクスキャン インコーポレイテッド | 感圧センサアレイの制御回路及び関連する方法 |
JP2012083364A (ja) * | 2006-03-29 | 2012-04-26 | Tekscan Inc | 感圧センサアレイの制御回路及び関連する方法 |
JP5261852B2 (ja) * | 2006-09-12 | 2013-08-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 分布量計測方法およびそのための分布量センサを用いた計測システム |
WO2008032661A1 (fr) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procédé de mesure de valeur de distribution et système de mesure utilisant un capteur de valeur de distribution pour celui-ci |
US8175821B2 (en) | 2006-09-12 | 2012-05-08 | The University Of Tokyo | Method for measuring physical quantity distribution and measurement system using sensor for physical quantity distribution |
JP2010223601A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | 操舵トルク検出信号送信装置および操舵トルク検出信号受信装置 |
US9513177B2 (en) | 2010-03-12 | 2016-12-06 | Enhanced Surface Dynamics, Inc. | System and method for rapid data collection from pressure sensors in a pressure sensing system |
JP2013522588A (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | エンハンスド サーフェイス ダイナミクス,インコーポレイテッド | 圧力感知システム内の圧力センサからデータを高速収集するシステム及び方法 |
US9671304B2 (en) | 2011-07-13 | 2017-06-06 | Enhanced Surface Dynamics, Inc. | Methods and systems for the manufacture and initiation of a pressure detection mat |
US10492734B2 (en) | 2016-11-04 | 2019-12-03 | Wellsense, Inc. | Patient visualization system |
US11083418B2 (en) | 2016-11-04 | 2021-08-10 | Wellsense, Inc. | Patient visualization system |
JP2020131329A (ja) * | 2019-02-18 | 2020-08-31 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
JP7155035B2 (ja) | 2019-02-18 | 2022-10-18 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
US11517999B2 (en) | 2019-02-18 | 2022-12-06 | Ebara Corporation | Polishing apparatus and polishing method |
JPWO2020194600A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
WO2020194600A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及び記録媒体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4471613B2 (ja) | 2010-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6990435B2 (en) | Tactile sensing method and system | |
JP4471613B2 (ja) | 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム | |
JP2019053035A5 (ja) | ||
WO2005083463A1 (en) | Distance measurement method and device using ultrasonic waves | |
KR970016905A (ko) | 좌표 입력 장치 및 그 방법 | |
JP5506982B1 (ja) | タッチ入力装置、タッチ入力補正方法、およびコンピュータプログラム | |
JP2015520368A (ja) | 位相特性を合致させるように遅延を使用する変換器加速度補償 | |
JP4320992B2 (ja) | センサ回路 | |
JP4807207B2 (ja) | 測定装置および材料試験機 | |
JP2577569B2 (ja) | 平衡機能測定及び訓練装置 | |
WO2020170770A1 (ja) | 検出装置及びセンサのキャリブレーション方法 | |
JP5076420B2 (ja) | 測定装置および材料試験機 | |
JP2021056046A (ja) | 評価システムおよび評価装置 | |
JP2972754B2 (ja) | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体 | |
JP7021497B2 (ja) | 生体信号測定装置、生体信号測定方法 | |
RU2442994C1 (ru) | Измеритель нелинейных искажений с первым и вторым выходами | |
JP3773021B2 (ja) | データロガー装置 | |
JP2000055608A (ja) | ひずみ測定方法 | |
JPH04182809A (ja) | 座標入力装置 | |
JP2012008000A (ja) | 物理量センサ及びこれを備えた温度補償装置並びに温度補償方法 | |
JP3394091B2 (ja) | 変位計 | |
JPS62127604A (ja) | 光学式位置検出装置 | |
JP2021076446A (ja) | 荷重検出装置 | |
JPH09126708A (ja) | 電気マイクロメータの自動感度調整回路 | |
JP3867795B2 (ja) | ポインティングデバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060518 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100302 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100302 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4471613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |