JP4887496B2 - Magnetic field distribution measuring device - Google Patents

Magnetic field distribution measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP4887496B2
JP4887496B2 JP2006219452A JP2006219452A JP4887496B2 JP 4887496 B2 JP4887496 B2 JP 4887496B2 JP 2006219452 A JP2006219452 A JP 2006219452A JP 2006219452 A JP2006219452 A JP 2006219452A JP 4887496 B2 JP4887496 B2 JP 4887496B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
magnetic field
dimensional space
field distribution
distribution measuring
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.)
Active
Application number
JP2006219452A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008045899A (en
JP2008045899A5 (en
Inventor
佳嗣 上村
巨樹 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Utsunomiya University
Original Assignee
Utsunomiya University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Utsunomiya University filed Critical Utsunomiya University
Priority to JP2006219452A priority Critical patent/JP4887496B2/en
Publication of JP2008045899A publication Critical patent/JP2008045899A/en
Publication of JP2008045899A5 publication Critical patent/JP2008045899A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4887496B2 publication Critical patent/JP4887496B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、立体空間の磁界分布を検出する磁界分布測定装置に関する技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field related to a magnetic field distribution measuring apparatus that detects a magnetic field distribution in a three-dimensional space.

近年、測定対象の磁場の強さ、交流または直流の別や測定環境等、目的に応じてコイル、ホール素子又は磁気抵抗効果素子を利用したものなど多種多様なセンサを用いて任意の空間の電磁界分布を測定する磁界分布測定装置が知られている。   In recent years, electromagnetic fields in any space can be measured using a wide variety of sensors, such as those using coils, Hall elements, or magnetoresistive elements, depending on the purpose, such as the strength of the magnetic field to be measured, whether AC or DC, and the measurement environment. 2. Description of the Related Art A magnetic field distribution measuring device that measures a field distribution is known.

また、これらの磁界分布測定装置は、純粋な磁場計測のみならず、電流センサ、磁気ヘッド、移動体探知器等、電気・電子系をはじめとして、ありとあらゆる工学分野にて用いられている。   These magnetic field distribution measuring apparatuses are used not only for pure magnetic field measurement but also in various engineering fields including electric / electronic systems such as current sensors, magnetic heads, moving object detectors, and the like.

これらの磁界分布測定装置は、所定の立体空間における電磁界分布を測定する場合には、予め定められた各「点(ポイント)」(以下、「測定点」という。)毎に値を取得し、当該測定した各点の値(以下、「測定値」という。)を集計して空間としても磁界分布を算出するようになっている。
特許文献1には、被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサ(12)と、前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサ(12)の光軸(AX)と垂直な面内の座標を検出するためのビデオカメラ(13)と、前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記主センサの光軸方向の座標検出用の測定波を送波する送波器(13c)とを備えた場の測定システムにおいて、前記送波器(13c)の波源を、前記ビデオカメラ(13)の光軸(AX)上に設定する測定システムが記載されている。これによれば、自由走査センサシステムを採用しながらも被検量の分布の算出に拘わる演算量を抑えることができるとされている。
非特許文献1には、電気機器周辺の測定磁界と等価な磁界分布となる磁気モーメントを数値解析的に求め、これを等価磁界ソースモデルとして用いる手法が記載されている。
特開2005−265480号公報 西澤振一郎ら、電子情報通信学会論文誌B、2003年7月、Vol.J86−B、No.7、p.1251−1254(2003).
When measuring the electromagnetic field distribution in a predetermined three-dimensional space, these magnetic field distribution measuring apparatuses acquire a value for each predetermined “point” (hereinafter referred to as “measurement point”). The measured magnetic field distribution is calculated by summing up the values of the measured points (hereinafter referred to as “measured values”).
In Patent Document 1, it is possible to arbitrarily move within a test field, and a main sensor (12) for detecting a test quantity, a position where the test field can be photographed, are fixed, and the main sensor (12 ) For detecting coordinates in a plane perpendicular to the optical axis (AX), and coordinate detection in the direction of the optical axis of the main sensor toward the test field, fixed to the video camera. In a field measurement system including a transmitter (13c) for transmitting a measurement wave for use, the wave source of the transmitter (13c) is set on the optical axis (AX) of the video camera (13). A measurement system is described. According to this, it is said that the calculation amount related to the calculation of the distribution of the test amount can be suppressed while adopting the free scanning sensor system.
Non-Patent Document 1 describes a method in which a magnetic moment having a magnetic field distribution equivalent to a measurement magnetic field around an electric device is obtained numerically and used as an equivalent magnetic field source model.
JP 2005-265480 A Shinichiro Nishizawa et al., IEICE Transactions B, July 2003, Vol. J86-B, no. 7, p. 1251-1254 (2003).

しかしながら、これらの磁界分布測定装置にあっては、測定点と測定値を必ず対応付けて取得する必要があるが、これらを対応付けるためには、測定者の手動によるか、または、大規模な装置として自動化する方法しかないのが現状である。   However, in these magnetic field distribution measurement devices, it is necessary to obtain the measurement points and measurement values in association with each other. However, in order to associate them, the measurement person manually or a large-scale device The current situation is that there is only an automated method.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、測定点と測定値の確実に対応付け簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間における磁界分布を計測することのできる磁界分布測定装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to easily and surely measure the magnetic field distribution in a three-dimensional space with a simple configuration that reliably associates measurement points with measurement values. An object of the present invention is to provide a magnetic field distribution measuring apparatus capable of performing the above.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、任意の立体空間における磁界分布を測定する磁界分布測定装置であって、前記立体空間上における位置および傾きを検出する第1センサと、前記立体空間内の各ポイント毎に磁力を検出する第2センサと、前記第1センサおよび前記第2センサが所定の距離離れて保持されている保持部材と、前記第2センサにて前記立体空間内の磁力を検出する毎に、当該検出タイミングにて前記第1センサによって取得された位置および傾きと前記第1センサおよび前記第2センサの距離とに基づいて第2センサの位置を演算する演算手段と、を備える構成を有している。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a magnetic field distribution measuring apparatus for measuring a magnetic field distribution in an arbitrary three-dimensional space, and a first sensor for detecting a position and an inclination in the three-dimensional space. A second sensor that detects a magnetic force for each point in the three-dimensional space, a holding member that holds the first sensor and the second sensor separated by a predetermined distance, and the second sensor Each time the magnetic force in the three-dimensional space is detected, the position of the second sensor is calculated based on the position and inclination acquired by the first sensor at the detection timing and the distance between the first sensor and the second sensor. And an arithmetic means for performing the operation.

この構成により、請求項1に記載の発明は、第2センサにて立体空間内の磁力を検出する毎に、当該検出タイミングにて第1センサによって取得された位置および傾きと第1センサと第2センサの距離とに基づいて第2センサの位置を演算することができるので、当該第2センサの立体空間上の位置を的確に認識することができる。   With this configuration, the invention according to claim 1 makes it possible to detect the position and inclination acquired by the first sensor at the detection timing, the first sensor, and the first sensor each time the second sensor detects the magnetic force in the three-dimensional space. Since the position of the second sensor can be calculated based on the distance between the two sensors, the position of the second sensor in the three-dimensional space can be accurately recognized.

したがって、請求項1に記載の発明は、第2センサにて検出された磁力とそのときに認識した第2センサの立体空間上の位置を対応付けることによって、たとえ、保持部材を立体空間内において適当に移動させたとしても、立体空間内の移動経路上での磁界分布を的確に測定することができるので、簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間における磁界分布を計測することができる。   Therefore, according to the first aspect of the present invention, by associating the magnetic force detected by the second sensor with the position of the second sensor recognized at that time in the three-dimensional space, even if the holding member is appropriate in the three-dimensional space. Even if it is moved to, the magnetic field distribution on the movement path in the three-dimensional space can be accurately measured, so that the magnetic field distribution in the three-dimensional space can be easily and reliably measured with a simple configuration.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の磁界分布測定装置において、前記演算手段が、予め取得された第1センサの位置および傾きに基づいて前記第1センサと第2センサの距離を算出し、当該算出された距離を用いて前記第2センサの位置を演算する構成を有している。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the magnetic field distribution measuring apparatus according to the first aspect, wherein the computing means is configured to use the first sensor and the second sensor based on the position and inclination of the first sensor acquired in advance. Is calculated, and the position of the second sensor is calculated using the calculated distance.

この構成により、請求項2に記載の発明は、第1センサの立体空間内の位置およびその傾きを検出することによって、第1センサと第2センサの距離を算出することができるので、第2センサの立体空間上の位置を的確に認識することができる。   With this configuration, the invention according to claim 2 can calculate the distance between the first sensor and the second sensor by detecting the position of the first sensor in the three-dimensional space and the inclination thereof. The position of the sensor in the three-dimensional space can be accurately recognized.

したがって、請求項2に記載の発明は、第2センサにて検出された磁力とそのときに認識した第2センサの立体空間上の位置を対応付けることによって、たとえ、保持部材を立体空間内において適当に移動させたとしても、立体空間内の移動経路上での磁界分布を的確に測定することができるので、簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間における磁界分布を計測することができる。   Therefore, according to the second aspect of the present invention, by associating the magnetic force detected by the second sensor with the position of the second sensor recognized at that time in the three-dimensional space, even if the holding member is appropriate in the three-dimensional space. Even if it is moved to, the magnetic field distribution on the movement path in the three-dimensional space can be accurately measured, so that the magnetic field distribution in the three-dimensional space can be easily and reliably measured with a simple configuration.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の磁界分布測定装置において、前記第1センサの位置および傾きを検出するための磁界発生手段を更に備え、前記第1センサが、前記磁界発生手段から発生された磁力に基づいて当該第1センサの前記立体空間上における位置および傾きを検出する構成を有している。   The invention according to claim 3 is the magnetic field distribution measuring apparatus according to claim 1 or 2, further comprising magnetic field generating means for detecting the position and inclination of the first sensor, wherein the first sensor is The position and inclination of the first sensor in the three-dimensional space are detected based on the magnetic force generated from the magnetic field generating means.

この構成により、請求項3に記載の発明は、磁界を用いることによって的確に第1センサの位置および傾きを検出することができるので、第2センサの位置についても的確に検出することができる。   With this configuration, the invention according to claim 3 can accurately detect the position and inclination of the first sensor by using the magnetic field, and therefore can accurately detect the position of the second sensor.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の磁界分布測定装置において、前記保持部材が、所定の長さを有する部材であって、一端に前記第1センサが設けられているとともに他端に前記第2センサが設けられている構成を有している。   According to a fourth aspect of the present invention, in the magnetic field distribution measurement apparatus according to any one of the first to third aspects, the holding member is a member having a predetermined length, and the first sensor is provided at one end. Is provided, and the second sensor is provided at the other end.

この構成により、請求項4に記載の発明は、棒状または板状などの所定の長さを有する部材によって一端と他端に第1センサと第2センサを保持させることができるので、第1センサが位置検出に用いる磁界と第2センサが測定する立体空間内の磁界とを分離し、相互干渉を抑えることができるとともに、測定者が保持する際の形状をも考慮することができ、計測時の操作性も向上させることができる。   With this configuration, the invention according to claim 4 can hold the first sensor and the second sensor at one end and the other end by a member having a predetermined length such as a rod shape or a plate shape. Separates the magnetic field used for position detection from the magnetic field in the three-dimensional space measured by the second sensor, can suppress mutual interference, and can also take into account the shape held by the measurer. The operability can also be improved.

本発明は、第2センサにて検出された磁力とそのときに認識した第2センサの立体空間上の位置を対応付けることによって、たとえ、保持部材を立体空間内において適当に移動させたとしても、立体空間内の移動経路上での磁界分布を的確に測定することができるので、簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間における磁界分布を計測することができる。   Even if the holding member is appropriately moved in the three-dimensional space by associating the magnetic force detected by the second sensor with the position of the second sensor recognized at that time in the three-dimensional space, Since the magnetic field distribution on the moving path in the three-dimensional space can be accurately measured, the magnetic field distribution in the three-dimensional space can be easily and reliably measured with a simple configuration.

次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有する範囲を包含し、以下に示す図面等に限定されない。   Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention includes the range which has the technical feature, and is not limited to drawing shown below.

以下に説明する実施の形態は、任意の立体空間における磁力を計測するための磁界センサと磁気式の位置センサ(モーションキャプチャー)にて構成されるセンサロッド(プローブ)を用いた磁界分布測定装置に対して本願発明を適用した場合の実施形態である。   The embodiment described below is a magnetic field distribution measuring apparatus using a sensor rod (probe) composed of a magnetic field sensor for measuring magnetic force in an arbitrary three-dimensional space and a magnetic position sensor (motion capture). In the embodiment, the present invention is applied.

まず、図1を用いて本実施形態の磁界分布測定装置の概要について説明する。なお、図1は、本実施形態の磁界分布測定装置の構成を示すブロック図である。   First, the outline of the magnetic field distribution measuring apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the magnetic field distribution measuring apparatus of this embodiment.

本実施形態の磁界分布測定装置100は、図1に示すように、任意の立体空間Sにおける各地点の磁力を計測するための磁界センサ140に位置センサ110を追加するとともに、当該磁界センサ140と位置センサ110の位置を常に一定に配設したセンサロッド(棒状部材)を有し、各測定点(ポイント)を計測しつつ、当該計測された値と測定点の位置を的確に対応付けて記憶し、測定結果を出力するようになっている。   As shown in FIG. 1, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 according to the present embodiment adds a position sensor 110 to a magnetic field sensor 140 for measuring the magnetic force at each point in an arbitrary three-dimensional space S. It has a sensor rod (bar-shaped member) in which the position of the position sensor 110 is always fixed, and measures each measurement point (point) and stores the measured value and the position of the measurement point in association with each other. The measurement result is output.

したがって、この磁界分布測定装置100は、磁界センサ140の立体空間S上の位置を的確に認識することができるので、磁界センサにて検出された磁力とそのときに認識した磁界センサの立体空間S上の位置を対応付けて記憶することができるようになっている。   Therefore, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 can accurately recognize the position of the magnetic field sensor 140 in the three-dimensional space S. Therefore, the magnetic force detected by the magnetic field sensor and the three-dimensional space S of the magnetic field sensor recognized at that time are detected. The upper position can be stored in association with each other.

このため、この磁界分布測定装置100は、たとえ、センサロッドを立体空間S内において適当に移動させたとしても、立体空間S内の移動経路上での磁界分布を的確に測定することができるので、簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間Sにおける磁界分布を計測することのできるようになっている。   Therefore, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 can accurately measure the magnetic field distribution on the moving path in the three-dimensional space S even if the sensor rod is appropriately moved in the three-dimensional space S. The magnetic field distribution in the three-dimensional space S can be easily and reliably measured with a simple configuration.

次に、図1とともに、図2〜図4を用いて本実施形態の磁界分布測定装置100の構成および当該磁界分布測定装置100を構成する各部の概略動作について説明する。   Next, the configuration of the magnetic field distribution measuring apparatus 100 of the present embodiment and the schematic operation of each part constituting the magnetic field distribution measuring apparatus 100 will be described with reference to FIGS.

なお、図2は、本実施形態において、磁界発生部120から発生する磁場と位置センサ110にて検出する位置および角度について説明するための図であり、図3は、本実施形態おいてセンサ間距離の算出について説明するための図である。また、図4は、本実施形態における磁界データおよび座標データに基づく可視化処理の一例である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the magnetic field generated from the magnetic field generation unit 120 and the position and angle detected by the position sensor 110 in the present embodiment. FIG. It is a figure for demonstrating calculation of distance. FIG. 4 is an example of a visualization process based on magnetic field data and coordinate data in the present embodiment.

本実施形態の磁界分布測定装置100は、図1に示すように、立体空間S内の位置を検出する位置センサ110と、位置センサ110における位置を検出する際に用いる磁場を発生させる磁界発生部120と、位置センサ110および磁界発生部120を制御するセンサ制御部130と、立体空間Sの各点の磁力を検出する磁界センサ140と、位置センサ110および磁界センサ140を保持するセンサロッド150(棒状部材)と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 of the present embodiment includes a position sensor 110 that detects a position in the three-dimensional space S, and a magnetic field generation unit that generates a magnetic field used when detecting a position in the position sensor 110. 120, a sensor control unit 130 that controls the position sensor 110 and the magnetic field generation unit 120, a magnetic field sensor 140 that detects the magnetic force of each point in the three-dimensional space S, and a sensor rod 150 that holds the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 ( A rod-shaped member).

また、この磁界分布測定装置100は、位置センサ110と磁界センサ140の距離(以下、「センサ間距離」という。)を算出するとともに磁界センサ140による各測定点における磁力測定時の位置を算出する演算処理部160と、各部を制御するシステム制御部170と、所定のデータを記憶するデータ記憶部180と、測定した各測定点のデータに基づいて立体空間Sの磁界分布を可視化するための処理を行う出力処理部190と、を備えている。   In addition, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 calculates the distance between the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 (hereinafter referred to as “inter-sensor distance”) and calculates the position at the time of magnetic force measurement at each measurement point by the magnetic field sensor 140. An arithmetic processing unit 160, a system control unit 170 that controls each unit, a data storage unit 180 that stores predetermined data, and a process for visualizing the magnetic field distribution of the three-dimensional space S based on the measured data of each measurement point An output processing unit 190 for performing

なお、例えば、本実施形態の位置センサ110は、本発明の第1センサを構成し、磁界発生部120は、本発明の磁界発生手段を構成する。また、例えば、本実施形態の磁界センサ140は、第2センサを構成し、棒状部材150は、本発明の保持部材を構成する。   For example, the position sensor 110 of the present embodiment constitutes a first sensor of the present invention, and the magnetic field generator 120 constitutes a magnetic field generating means of the present invention. For example, the magnetic field sensor 140 of this embodiment comprises a 2nd sensor, and the rod-shaped member 150 comprises the holding member of this invention.

位置センサ110は、非接触式の磁気センサから構成される。この位置センサ110は、磁界発生部120から発生された磁場を検知して当該位置センサ110の磁界発生部120からの相対的な位置および当該位置センサ110の角度を検出するようになっており、検出された位置及び角度を位置情報及び角度情報としてセンサ制御部130を介して演算処理部160に出力するようになっている。   The position sensor 110 is composed of a non-contact type magnetic sensor. The position sensor 110 detects a magnetic field generated from the magnetic field generator 120 and detects a relative position of the position sensor 110 from the magnetic field generator 120 and an angle of the position sensor 110. The detected position and angle are output to the arithmetic processing unit 160 via the sensor control unit 130 as position information and angle information.

具体的には、本実施形態の位置センサ110は、図2に示すように、磁界発生部120から発生された磁場(Hx,Hy,Hz)に基づいて、当該位置センサ110の磁界発生部120からの相対的な位置(x,y,z)と、当該位置センサ110の左右角(アジマス)yaw、上下角(エベレーション)pitch及び回転角(ロール)rollと、を検出するようになっている。   Specifically, as shown in FIG. 2, the position sensor 110 of the present embodiment is based on the magnetic field (Hx, Hy, Hz) generated from the magnetic field generator 120, and the magnetic field generator 120 of the position sensor 110. The relative position (x, y, z) from the left and right angles (azimuth) yaw, the vertical angle (everation) pitch, and the rotation angle (roll) roll of the position sensor 110 are detected. Yes.

磁界発生部120は、センサ制御部130の制御に基づいて、位置センサ110に対して基準となる所定の磁場を発生させるようになっている。具体的には、本実施形態の磁界発生部120は、センサ制御部130から出力された周波数に基づいて位置センサ110の基準となる磁場(電磁界)を発信するようになっている。   The magnetic field generation unit 120 generates a predetermined magnetic field as a reference for the position sensor 110 based on the control of the sensor control unit 130. Specifically, the magnetic field generation unit 120 of the present embodiment transmits a magnetic field (electromagnetic field) serving as a reference for the position sensor 110 based on the frequency output from the sensor control unit 130.

センサ制御部130は、磁界発生部120及び位置センサ110に対する電源の供給、磁界発生部120にて発生させる磁場の制御、位置センサ110にて検出された位置情報及び角度情報の解析、並びに、位置情報及び角度情報の演算処理部160への出力制御を行うようになっている。   The sensor control unit 130 supplies power to the magnetic field generation unit 120 and the position sensor 110, controls the magnetic field generated by the magnetic field generation unit 120, analyzes position information and angle information detected by the position sensor 110, and Control of output of information and angle information to the arithmetic processing unit 160 is performed.

磁界センサ140は、センサと本体部とから構成されており、センサにて取得された各測定点のデータ(以下、「磁界データ」という。)を本体部に出力するようになっており、本体部は、取得された磁界データを解析して数値のデータとしてデータ記憶部180に出力するようになっている。   The magnetic field sensor 140 includes a sensor and a main body, and outputs data of each measurement point acquired by the sensor (hereinafter referred to as “magnetic field data”) to the main body. The unit analyzes the acquired magnetic field data and outputs the data to the data storage unit 180 as numerical data.

なお、この磁界データは、具体的には三軸等方性磁界センサ等により得られる磁界の大きさ(磁界ベクトルの絶対値)情報、位相情報、磁界ベクトルの各成分情報、周波数情報などを示す。   The magnetic field data specifically indicates the magnitude (absolute value of the magnetic field vector) information, phase information, information on each component of the magnetic field vector, frequency information, and the like obtained by a triaxial isotropic magnetic field sensor or the like. .

センサロッド150は、所定の長さと太さを有し、可搬可能な形状にて構成されている。また、この棒状部材150には、一端に位置センサ110が設けられているとともに、他端に磁界センサ140が設けられている。   The sensor rod 150 has a predetermined length and thickness, and is configured in a portable shape. In addition, the rod-shaped member 150 is provided with a position sensor 110 at one end and a magnetic field sensor 140 at the other end.

なお、本実施形態では、位置センサ110に非接触式の磁界センサを用いているが、センサロッド150が所定の長さを有することによって、位置センサ110と磁界センサ140とにおいて発生する互いの磁界の干渉を防止している。また、本実施形態では、位置センサ110と磁界センサ140において発生する磁界の干渉を防止しているため、磁界センサ140における位置センサ110における影響を排除することができるようになっている。   In the present embodiment, a non-contact type magnetic field sensor is used as the position sensor 110, but mutual magnetic fields generated in the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 due to the sensor rod 150 having a predetermined length. To prevent interference. Further, in the present embodiment, since interference between the magnetic field generated in the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 is prevented, the influence of the magnetic field sensor 140 on the position sensor 110 can be eliminated.

演算処理部160には、センサ制御部130から出力された位置センサ110の位置情報および角度情報が入力されるようになっている。この演算処理部160は、システム制御部170の制御の下、立体空間Sの磁界分布を計測する前に、予め取得された位置情報及び角度情報に基づいて位置センサ110と磁界センサ140のセンサ間距離を算出するようになっている。   Position information and angle information of the position sensor 110 output from the sensor control unit 130 are input to the arithmetic processing unit 160. The arithmetic processing unit 160 is controlled by the system control unit 170 before measuring the magnetic field distribution in the three-dimensional space S based on the position information and the angle information acquired in advance. The distance is calculated.

具体的には、本実施形態の演算処理部160は、図3に示すように、予め入力された立体空間S内の測定点(2点)における位置情報および角度情報を取得し、当該各測定点における棒状部材150の角度θおよび位置センサ110と磁界センサ140の高さ方向(Z方向)の距離ΔZを算出するようになっている。そして、この演算処理部160は、当該算出された各測定点の角度θ及び距離ΔZに基づいて、(式1)によってセンサ間距離Rを算出するようになっている。   Specifically, as shown in FIG. 3, the arithmetic processing unit 160 according to the present embodiment acquires position information and angle information at measurement points (two points) in the three-dimensional space S that are input in advance, and each measurement is performed. The angle θ of the rod-shaped member 150 at the point and the distance ΔZ between the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 in the height direction (Z direction) are calculated. The arithmetic processing unit 160 calculates the inter-sensor distance R by (Equation 1) based on the calculated angle θ and distance ΔZ of each measurement point.

すなわち、この演算処理部160は、棒状部材150が傾斜している場合(立体空間S内において水平面に対して傾斜させてある場合)には、そのときに位置センサ110にて取得された測定点の位置情報および角度情報にて角度θ及び距離ΔZが算出可能であるため、(式1)にて任意の2点における角度θおよび距離ΔZに基づいて、センサ間距離Rを算出することができるようになっている。   That is, when the bar-shaped member 150 is tilted (when tilted with respect to the horizontal plane in the three-dimensional space S), the arithmetic processing unit 160 measures the measurement points acquired by the position sensor 110 at that time. Since the angle θ and the distance ΔZ can be calculated from the position information and the angle information, the inter-sensor distance R can be calculated based on the angle θ and the distance ΔZ at any two points in (Expression 1). It is like that.

Figure 0004887496
Figure 0004887496

なお、本実施形態において、センサ間距離を算出する場合には、棒状部材150を立体空間S内にて傾斜した状態にて位置センサ110の測定を行わせるようになっている。また、本実施形態では、演算処理部160に、2以上(望ましくは200以上)の測定点にて角度θと距離Δzの算出させ、(式2)にてその平均を算出させることによって、より正確なセンサ間距離を算出するようにしてもよい。   In the present embodiment, when the distance between the sensors is calculated, the position sensor 110 is measured in a state where the rod-shaped member 150 is inclined in the three-dimensional space S. Further, in the present embodiment, by causing the arithmetic processing unit 160 to calculate the angle θ and the distance Δz at two or more (preferably 200 or more) measurement points, and to calculate the average by (Expression 2), An accurate inter-sensor distance may be calculated.

Figure 0004887496
Figure 0004887496

一方、本実施形態の演算処理部160は、磁界分布測定時においては、磁界センサ140によって立体空間Sの各測定点における磁界データを取得するタイミングにて、センサ間距離およびそのときに入力された位置情報および各情報に基づいて、磁界センサ140の立体空間S内の座標を算出し、当該算出された各測定点の座標を座標データとしてデータ記憶部180に出力するようになっている。   On the other hand, in the magnetic field distribution measurement, the arithmetic processing unit 160 according to the present embodiment inputs the distance between the sensors and the timing at which the magnetic field sensor 140 acquires the magnetic field data at each measurement point in the three-dimensional space S. Based on the position information and each information, the coordinates in the three-dimensional space S of the magnetic field sensor 140 are calculated, and the calculated coordinates of each measurement point are output to the data storage unit 180 as coordinate data.

具体的には、本実施形態の演算処理部160は、各点毎に位置センサ110から出力された位置情報(x、y,z)および角度情報(yaw,pitch,roll)に基づいて(式3)にて位置センサ110と磁界センサ140間の立体空間S上のx軸、y軸およびz軸のセンサ間距離(Δx,Δy,Δz)を算出し、当該算出されたx軸、y軸およびz軸のセンサ間距離(Δx,Δy,Δz)に基づいて(式4)にて磁界センサ140の位置、すなわち、磁力を測定する測定点の座標を算出するようになっている。   Specifically, the arithmetic processing unit 160 of the present embodiment is based on the position information (x, y, z) and angle information (yaw, pitch, roll) output from the position sensor 110 for each point (formula In 3), the distances (Δx, Δy, Δz) between the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 on the three-dimensional space S in the three-dimensional space S are calculated, and the calculated x-axis, y-axis are calculated. Based on the distance (Δx, Δy, Δz) between the sensors on the z-axis, the position of the magnetic field sensor 140, that is, the coordinates of the measurement point for measuring the magnetic force is calculated by (Expression 4).

Figure 0004887496
Figure 0004887496

Figure 0004887496
Figure 0004887496

システム制御部170は、主に中央演算処理装置(CPU)、ROM、RAMおよびハードディスクによって構成されるとともに、バスBによって各部と接続されており、磁界分布測定装置100の全般的な機能を総括的に制御するようになっている。   The system control unit 170 is mainly composed of a central processing unit (CPU), ROM, RAM, and hard disk, and is connected to each unit by a bus B, and generalizes the overall functions of the magnetic field distribution measuring apparatus 100. It comes to control.

具体的には、ROMには、磁界分布測定装置100の各部を制御するための各種制御情報が記録されるとともに、ハードディスクには、制御プログラムやOS(Operating System)などの各種プログラムが記録されている。   Specifically, various control information for controlling each part of the magnetic field distribution measuring apparatus 100 is recorded on the ROM, and various programs such as a control program and an OS (Operating System) are recorded on the hard disk. Yes.

CPUは、ハードディスクに記録されたプログラムを実行することにより、立体空間Sの磁界分布を計測する前のセンサ間距離の算出処理、立体空間Sにおける磁界分布測定時における磁界データと座標データの算出処理及び記憶処理、並びに、磁界データの出力処理(後述する可視化処理)の各種の制御を行うようになっている。そして、RAMは、ワークエリアとして用いられるようになっている。   The CPU executes a program recorded on the hard disk, thereby calculating the distance between the sensors before measuring the magnetic field distribution in the three-dimensional space S, and calculating the magnetic field data and coordinate data when measuring the magnetic field distribution in the three-dimensional space S. In addition, various controls of the storage process and the magnetic field data output process (a visualization process described later) are performed. The RAM is used as a work area.

データ記憶部180は、RAMまたはハードディスクなどの記憶装置から構成される。特に、本実施形態のデータ記憶部180は、システム制御部170の制御の下、磁界センサ140から出力された磁界データが座標データに対応付けて記憶されるようになっている。また、このデータ記憶部180は、システム制御部170の制御に基づいて出力処理部190に磁界データおよび座標データを出力するようになっている。   The data storage unit 180 includes a storage device such as a RAM or a hard disk. In particular, the data storage unit 180 of the present embodiment stores magnetic field data output from the magnetic field sensor 140 in association with coordinate data under the control of the system control unit 170. The data storage unit 180 outputs magnetic field data and coordinate data to the output processing unit 190 based on the control of the system control unit 170.

出力処理部190は、システム制御部170の制御の下、データ記憶部180から読み出した磁界データおよび座標データに基づいて立体空間Sの磁界分布の可視化処理を行うようになっており、例えば、プリンタなどの印字手段に印字するための、または、ディスプレイなどの表示手段に表示するためのデータを出力するようになっている。   The output processing unit 190 performs visualization processing of the magnetic field distribution in the three-dimensional space S based on the magnetic field data and coordinate data read from the data storage unit 180 under the control of the system control unit 170. The data for printing on the printing means such as, or for displaying on the display means such as a display is output.

例えば、本実施形態の出力処理部190は、データ記憶部180から読み出した磁界データおよび座標データに基づいて、図4に示すような印字および表示するためのデータ処理を行うようになっている。   For example, the output processing unit 190 according to the present embodiment performs data processing for printing and display as shown in FIG. 4 based on the magnetic field data and coordinate data read from the data storage unit 180.

なお、図4は、IH(Induction Heater)調理器(電磁誘導加熱調理器)周辺の立体空間Sにおける磁界分布を示す図であり、X軸およびY軸とも5cm間隔にて磁力を測定した場合を示す。ただし、図4(a)は、IH調理器前面の立体空間Sにおける磁界分布(Z=0)を示し、図4(b)は、IH調理器を含む立体空間Sにおける磁界分布(Z=可変)を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the magnetic field distribution in the three-dimensional space S around the IH (Induction Heater) cooker (electromagnetic induction heating cooker), where the magnetic force is measured at intervals of 5 cm on both the X axis and the Y axis. Show. 4A shows the magnetic field distribution (Z = 0) in the three-dimensional space S in front of the IH cooker, and FIG. 4B shows the magnetic field distribution (Z = variable) in the three-dimensional space S including the IH cooker. ).

なお、図4中の縦軸のField Strengthは、各測定点での磁界の大きさ(磁束密度ベクトルの絶対値)である。   Note that the field strength on the vertical axis in FIG. 4 is the magnitude of the magnetic field (absolute value of the magnetic flux density vector) at each measurement point.

以上本実施形態の磁界分布測定装置100は、位置センサ110の立体空間S内の位置およびその傾きを検出することによって、当該位置センサ110と磁界センサ140の距離を算出することができるので、磁界センサ140の立体空間S上の位置を認識することができる。   As described above, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 according to the present embodiment can calculate the distance between the position sensor 110 and the magnetic field sensor 140 by detecting the position of the position sensor 110 in the three-dimensional space S and the inclination thereof. The position of the sensor 140 on the three-dimensional space S can be recognized.

このため、この磁界分布測定装置100は、磁界センサ140にて検出された磁力とそのときに認識した磁界センサ140の立体空間S上の位置を対応付けることができるので、たとえ、保持部材を立体空間S内において適当に移動させたとしても、的確に立体空間S内の磁界分布を測定することできる。   For this reason, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 can associate the magnetic force detected by the magnetic field sensor 140 with the position of the magnetic field sensor 140 recognized at that time in the three-dimensional space S. Even if it is moved appropriately in S, the magnetic field distribution in the three-dimensional space S can be accurately measured.

したがって、この磁界分布測定装置100は、簡易な構成によって容易にかつ確実に立体空間Sにおける磁界分布を計測することができる。   Therefore, the magnetic field distribution measuring apparatus 100 can easily and surely measure the magnetic field distribution in the three-dimensional space S with a simple configuration.

なお、本実施形態では、位置センサ110として、非接触式の磁気センサを用いているが、勿論、位置センサ110の立体空間S上の位置および傾きが検出することができればその他の方式および種類のセンサを用いてもよい。   In this embodiment, a non-contact magnetic sensor is used as the position sensor 110. Of course, as long as the position and inclination of the position sensor 110 in the three-dimensional space S can be detected, other methods and types are available. A sensor may be used.

本願に係る磁界分布測定装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the magnetic field distribution measuring apparatus which concerns on this application. 一実施形態において、磁界発生部から発生する磁場と位置センサにて検出する位置および角度について説明する為の図である。In one Embodiment, it is a figure for demonstrating the position and angle which are detected with the magnetic field and position sensor which are generated from a magnetic field generation part. 一実施形態おいてセンサ間距離の算出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of the distance between sensors in one Embodiment. 一実施形態における磁界データおよび座標データに基づく可視化処理の一例である。It is an example of the visualization process based on the magnetic field data and coordinate data in one Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100…磁界分布測定装置
110…位置センサ
120…磁界発生部
130…センサ制御部
140…磁界センサ
150…棒状部材
160…演算処理部
170…システム制御部
180…データ記憶部
190…出力処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Magnetic field distribution measuring apparatus 110 ... Position sensor 120 ... Magnetic field generation part 130 ... Sensor control part 140 ... Magnetic field sensor 150 ... Bar-shaped member 160 ... Arithmetic processing part 170 ... System control part 180 ... Data storage part 190 ... Output processing part

Claims (3)

任意の立体空間における磁界分布を測定する磁界分布測定装置であって、
前記立体空間上における位置および傾きを検出する第1センサと、
前記立体空間内の各ポイント毎に磁力を検出する第2センサと、
前記第1センサおよび前記第2センサが所定の距離離れて保持されている保持部材と、
前記第2センサにて前記立体空間内の磁力を検出する毎に、当該検出タイミングにて前記第1センサによって取得された位置および傾きと前記第1センサおよび前記第2センサの距離とに基づいて第2センサの位置を演算する演算手段と、
を備え
前記演算手段が、予め取得された第1センサの位置および傾きに基づいて前記第1センサと第2センサの距離を算出し、当該算出された距離を用いて前記第2センサの位置を演算することを特徴とする磁界分布測定装置。
A magnetic field distribution measuring device for measuring a magnetic field distribution in an arbitrary three-dimensional space,
A first sensor for detecting a position and inclination in the three-dimensional space;
A second sensor for detecting a magnetic force for each point in the three-dimensional space;
A holding member in which the first sensor and the second sensor are held at a predetermined distance;
Each time the magnetic force in the three-dimensional space is detected by the second sensor, based on the position and inclination acquired by the first sensor at the detection timing and the distance between the first sensor and the second sensor. Computing means for computing the position of the second sensor;
Equipped with a,
The calculation means calculates a distance between the first sensor and the second sensor based on the position and inclination of the first sensor acquired in advance, and calculates the position of the second sensor using the calculated distance. Magnetic field distribution measuring device characterized by the above.
請求項1に記載の磁界分布測定装置において、
前記第1センサの位置および傾きを検出するための磁界発生手段を更に備え、
前記第1センサが、前記磁界発生手段から発生された磁力に基づいて当該第1センサの前記立体空間上における位置および傾きを検出することを特徴とする磁界分布測定装置。
In the magnetic field distribution measuring apparatus according to claim 1 ,
Magnetic field generating means for detecting the position and inclination of the first sensor;
The magnetic field distribution measuring apparatus, wherein the first sensor detects a position and an inclination of the first sensor in the three-dimensional space based on a magnetic force generated from the magnetic field generating unit.
請求項1又は2に記載の磁界分布測定装置において、
前記保持部材が、所定の長さを有する部材であって、一端に前記第1センサが設けられているとともに他端に前記第2センサが設けられていることを特徴とする磁界分布測定装置。
In the magnetic field distribution measuring apparatus according to claim 1 or 2 ,
The magnetic field distribution measuring apparatus, wherein the holding member is a member having a predetermined length, the first sensor is provided at one end and the second sensor is provided at the other end.
JP2006219452A 2006-08-11 2006-08-11 Magnetic field distribution measuring device Active JP4887496B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006219452A JP4887496B2 (en) 2006-08-11 2006-08-11 Magnetic field distribution measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006219452A JP4887496B2 (en) 2006-08-11 2006-08-11 Magnetic field distribution measuring device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008045899A JP2008045899A (en) 2008-02-28
JP2008045899A5 JP2008045899A5 (en) 2011-05-26
JP4887496B2 true JP4887496B2 (en) 2012-02-29

Family

ID=39179798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006219452A Active JP4887496B2 (en) 2006-08-11 2006-08-11 Magnetic field distribution measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4887496B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4990194B2 (en) * 2008-03-07 2012-08-01 株式会社神戸製鋼所 Magnet position measurement method
US9585603B2 (en) * 2008-07-23 2017-03-07 Physio-Control Canada Sales Ltd. CPR assist device for measuring compression parameters during cardiopulmonary resuscitation
JP5738663B2 (en) * 2011-04-22 2015-06-24 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Wireless magnetic field measurement method for railway vehicles
JP2012225884A (en) * 2011-04-22 2012-11-15 Railway Technical Research Institute Cable magnetic field measurement device in railway vehicle
CN104048593B (en) * 2014-06-26 2017-02-01 广州市易轩生物科技有限公司 Three-dimensional space measuring device
CN104407313B (en) * 2014-10-29 2017-10-17 中国石油天然气集团公司 Portable three-dimensional magnetic field measurement system and its measuring method
JP2016130711A (en) * 2015-01-15 2016-07-21 株式会社島津製作所 Portable magnetic detector and magnetic measurement system
WO2016170589A1 (en) * 2015-04-21 2016-10-27 株式会社日立製作所 Surface current vector measurement system and failure diagnosis system using same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3113956B2 (en) * 1992-07-10 2000-12-04 日本電信電話株式会社 Indoor electromagnetic environment measurement device
JPH10318748A (en) * 1997-03-19 1998-12-04 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Method and system for measuring position
JP3689578B2 (en) * 1999-01-25 2005-08-31 株式会社日立製作所 Magnetic field measuring device and electromagnetic wave source search device having magnetic field probe calibration function
JP2006017631A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Ntt Docomo Inc Electromagnetic field spatial distribution measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008045899A (en) 2008-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4887496B2 (en) Magnetic field distribution measuring device
JP6254456B2 (en) CMM and correction matrix calculation method using CMM
US9974618B2 (en) Method for determining an imaging specification and image-assisted navigation as well as device for image-assisted navigation
JP6416456B2 (en) Car body stiffness test apparatus and car body stiffness test method
JP2014508617A (en) Collimator device related to intraoral X-ray imaging
Holden et al. A proposed test to support the clinical movement analysis laboratory accreditation process
JP6719137B2 (en) Measuring device
Stella et al. Numerical instabilities and three-dimensional electromagnetic articulography
US20220221529A1 (en) Magnetic detector, detection method, and non-transitory computer readable storage medium
JP4291454B2 (en) Posture position measuring apparatus and measuring method
JP2011064466A (en) Shape measuring apparatus
KR101403377B1 (en) Method for calculating 6 dof motion of object by using 2d laser scanner
JP5858003B2 (en) Car body stiffness test method and car body stiffness test apparatus
JP5481397B2 (en) 3D coordinate measuring device
JP6403700B2 (en) Inspection system and inspection method
JP5020285B2 (en) Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method
JP4396508B2 (en) Magnetic mapping evaluation system
JP5530771B2 (en) System and method for detecting turning angle, direction, and position of moving object
JP6488946B2 (en) Control method, program, and control apparatus
Pasadas et al. Handheld instrument to detect defects in conductive plates with a planar probe
JP2012225884A (en) Cable magnetic field measurement device in railway vehicle
JP6083806B2 (en) Drilling hole position measuring device
JP6619179B2 (en) Position / attitude detection device
JP7292133B2 (en) Machining inspection device, Machining inspection system, Machining inspection method and program
JP7204580B2 (en) CALIBRATION DETECTION APPARATUS, METHOD AND PROGRAM

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110517

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110613

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: 20111115

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150