JP6516261B2 - 計測システム - Google Patents
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
12…センサユニット
14…超音波アレイセンサ
16…振動子
20…パルサ・レシーバ
30…ADコンバータ
40…コンピュータ
42…超音波画像取得部
43…自己位置推定部
44…環境地図生成部
45…流速ベクトル計測部
46…計測結果出力部
52…燃料デブリ
100…計測システム
Claims (6)
- 複数の振動子が列をなして配置されたアレイセンサを外界センサとして搭載する移動ロボットと、
前記複数の振動子の駆動を制御して順次異なる位置の振動子からパルス超音波を発信させるとともに、該パルス超音波のエコー信号を各振動子を介して検出するパルサ・レシーバと、
前記アレイセンサにおける2以上の振動子を介して検出されたエコー信号に基づいて開口合成処理を行うことにより超音波画像を経時的に取得する超音波画像取得手段と、
最新の超音波画像と直前に取得された超音波画像のマッチングに基づいて前記移動ロボットの自己位置を推定する自己位置推定手段と、
取得された複数の超音波画像を統合して推定された自己位置に基づいて環境地図を生成する環境地図生成手段と、
前記アレイセンサにおいて所定以上の距離をおいて離間する第1の振動子および第2の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を検出し、検出した2つのドップラー周波数に基づいて流速ベクトルを計測する手段であって、検出した2つの前記ドップラー周波数と、前記パルス超音波の反射位置と該パルス超音波を発信する前記振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルと、前記パルス超音波の反射位置と前記第1の振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルである第1のベクトルと、前記パルス超音波の反射位置と前記第2の振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルである第2の単位ベクトルと、に基づいて流速ベクトルを算出する、流速ベクトル計測手段と、を含む、
計測システム。 - 前記流速ベクトル計測手段は、下記式(1)に基づいて2次元流速ベクトルVを計測する、請求項1に記載の計測システム。
(上記式において、f0はパルス超音波の基本周波数を示し、cは音速を示し、eeは前記単位ベクトルを示し、eαは前記第1のベクトルを示し、eβは前記第2のベクトルを示し、fDαは前記第1の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を示し、fDβは前記第2の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を示す。) - さらに、前記環境地図と前記流速ベクトルを同時的に提示する可視化データを計測結果として出力する計測結果出力手段を含む、
請求項1または2に記載の計測システム。 - 複数の振動子が列をなして配置されたアレイセンサを外界センサとして搭載する移動ロボットと、
前記複数の振動子の駆動を制御して順次異なる位置の振動子からパルス超音波を発信させるとともに、該パルス超音波のエコー信号を各振動子を介して検出するパルサ・レシーバと、
前記アレイセンサにおける2以上の振動子を介して検出されたエコー信号に基づいて開口合成処理を行うことにより超音波画像を経時的に取得する超音波画像取得手段と、
最新の超音波画像と直前に取得された超音波画像のマッチングに基づいて前記移動ロボットの自己位置を推定する自己位置推定手段と、
取得された複数の超音波画像を推定された自己位置に基づいて統合して環境地図を生成する環境地図生成手段と、
前記アレイセンサにおいて所定以上の距離をおいて互いに離間し、且つ、同一直線上にない第1の振動子、第2の振動子および第3の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を検出し、検出した3つのドップラー周波数に基づいて流速ベクトルを計測する手段であって、検出した3つの前記ドップラー周波数と、前記パルス超音波の反射位置と該パルス超音波を発信する前記振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルと、前記パルス超音波の反射位置と前記第1の振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルである第1のベクトルと、前記パルス超音波の反射位置と前記第2の振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルである第2の単位ベクトルと、前記パルス超音波の反射位置と前記第3の振動子の中心を結ぶ方向の単位ベクトルである第3の単位ベクトルと、に基づいて流速ベクトルを計測する、流速ベクトル計測手段と、を含む
計測システム。 - 前記流速ベクトル計測手段は、下記式(2)に基づいて3次元流速ベクトルVを計測する、請求項4に記載の計測システム。
(上記式(2)において、f0はパルス超音波の基本周波数を示し、cは音速を示し、eeは前記単位ベクトルを示し、eαは前記第1のベクトルを示し、eβは前記第2のベクトルを示し、eγは前記第3のベクトルを示し、fDαは前記第1の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を示し、fDβは前記第2の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を示し、fDγは前記第3の振動子を介して検出されたエコー信号のドップラー周波数を示す。) - さらに、前記環境地図と前記流速ベクトルを同時的に提示する可視化データを計測結果として出力する計測結果出力手段を含む、
請求項4または5に記載の計測システム。
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