JPH07260618A - Probe for determining direction of fume source and searching method therefor - Google Patents

Probe for determining direction of fume source and searching method therefor

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JPH07260618A
JPH07260618A JP6055383A JP5538394A JPH07260618A JP H07260618 A JPH07260618 A JP H07260618A JP 6055383 A JP6055383 A JP 6055383A JP 5538394 A JP5538394 A JP 5538394A JP H07260618 A JPH07260618 A JP H07260618A
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odor
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高道 中本
Toyoe Moriizumi
豊栄 森泉
Hiroshi Ishida
寛 石田
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Abstract

PURPOSE:To determine the direction of a fume source accurately in a short time by disposing a wind direction sensor and a plurality of gas sensors on a movable truck. CONSTITUTION:A prism 3 is disposed on a truck 1 and four wind direction sensors 4 are arranged oppositely on the side face thereof. Four semiconductor gas sensors 5 corresponding to the sensors 4 are arranged above the prism 3. The truck 1 incorporates an A/D converter 6 connected with the sensors 4, 5 and a microcomputor(MPU) 7 interconnected therewith. The MPU 7 is connected with a motor control circuit 8 for driving the wheel 2 of the truck 1. The sensor 4 determines the direction of wind at the unit of 90 deg. and the outputs from two sensors, arranged vertically to the direction of wind, are compared with each other. The direction of a fume source is then determined through combination of the wind direction detected by the sensor 4 and the direction of increasing concentration detected by the sensor 5. The truck is moved while repeating the operation thus locating a fume source.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自律移動型におい源探
知システムに用いるにおい源方向判定プローブ及びそれ
を用いたにおい源探知方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an odor source direction determination probe used in an autonomous mobile odor source detection system and an odor source detection method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、におい源探知に関する技術研究と
しては、既に、本願発明者によって、特願平5−149
375号として提案されたものがある。すなわち、にお
いの発生源を探知する自律移動型におい探知システムに
おいて、移動可能な本体と、この本体上に配置されるし
きり板の表裏のガス濃度を半導体ガスセンサを用いて比
較し方向を判定するプローブと、このプローブをにおい
の流れの方向に対して平行又は直交する方向に回転させ
る第1の駆動手段と、前記プローブに接続されるガス濃
度検知手段と、このガス濃度検知手段に接続されるにお
いの流れる方向を判別する方向判別手段と、この方向判
別手段による判別方向に前記本体を移動する第2の駆動
手段とを設けるようにしたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technical research on the detection of odor sources, the inventors of the present application have already proposed Japanese Patent Application No. 5-149.
There is one proposed as No. 375. That is, in an autonomous mobile odor detection system that detects the source of odors, a probe that determines the direction by comparing the gas concentrations of the movable body and the front and back sides of a plate placed on this body using a semiconductor gas sensor. A first drive means for rotating the probe in a direction parallel or orthogonal to the direction of the odor flow; a gas concentration detection means connected to the probe; and an odor connected to the gas concentration detection means. A direction discriminating means for discriminating the flowing direction of the electric field and a second driving means for moving the main body in the discriminating direction by the direction discriminating means are provided.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のにおい源探知システムにおいては、プローブに
おいて、プルーム(噴出したエタノールの広がり)端部
では、風下に誤判定されてしまうことになり、しきり板
の向きを変えて2回の判定が必要で時間がかかるという
問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional odor source detection system, in the probe, the plume (spread of the ejected ethanol) end portion is erroneously determined to be leeward, and the threshold plate. There is a problem in that it takes time because it is necessary to change the direction of and judge twice.

【0004】また、フロー系プローブの問題点は、にお
い源に到達するまでに時間がかかることである。この原
因の1つは、測定系の時定数が大きく、ガスセンサの応
答が安定するまでに長い時間を要することである。この
ように回復に要する時間が長いのは、吸入管やセンサセ
ル、及びこれらを接続するテフロンチューブの中にガス
が残留するためと考えられる。半導体ガスセンサを直接
気流の中に置きセンサ応答を測定すると、残留するガス
に律速されないため時定数が改善される。このような測
定系を開放系と呼ぶことにする。
A problem with the flow probe is that it takes time to reach the odor source. One of the causes is that the time constant of the measurement system is large and it takes a long time for the response of the gas sensor to stabilize. Such a long recovery time is considered to be due to gas remaining in the suction pipe, the sensor cell, and the Teflon tube connecting them. When the semiconductor gas sensor is placed directly in the air flow and the sensor response is measured, the time constant is improved because it is not rate-controlled by the residual gas. Such a measurement system will be called an open system.

【0005】本発明は、上記問題点を除去し、判定時間
が短縮され、しかも信頼性の高い、におい源方向判定プ
ローブ及びそれを用いたにおい源探知方法を提供するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to provide a odor source direction determination probe and a odor source detection method using the same, which eliminates the above problems, shortens the determination time, and has high reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、におい源方向判定プローブにおいて、移
動可能な台車上に搭載される風向センサと複数のガスセ
ンサとを設けるようにしたものである。また、におい源
方向判定プローブを用いたにおい源探知方法において、
移動可能な台車上に搭載される風向センサにより風向を
判定し、その風向に基づいて、移動可能な台車上に搭載
される複数のガスセンサによりにおい源の向きを判定
し、その判定結果に従って、におい源探知台車を移動す
るようにしたものである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, an odor source direction determination probe is provided with a wind direction sensor and a plurality of gas sensors mounted on a movable carriage. Is. Also, in the odor source detection method using the odor source direction determination probe,
The wind direction sensor mounted on the movable carriage determines the wind direction, and based on the wind direction, the direction of the odor source is determined by multiple gas sensors mounted on the movable carriage, and the odor is determined according to the determination result. It is designed to move the source detection cart.

【0007】更に、におい源方向判定プローブを用いた
におい源探知方法において、風上から予め定められた角
度α0 を設定し、該風上から角度α0 だけ変位した方向
へ台車向けて前進し、全てのガスセンサ応答が閾値を超
えると、プルームに入ったと判定し、そこから前進し、
全てのガスセンサ応答が閾値より下がるとプルームから
出たと判定し、そこから台車は風上から角度−α0 の方
向へターンし、プルームに戻り、上記ステップを繰り返
すようにしたものである。
Furthermore, in Odor method using the odor source direction determination probe, it sets the angle alpha 0 predetermined from the windward, and advanced toward the truck from the該風to angle alpha 0 only displaced direction , If all the gas sensor responses exceed the threshold, it is judged that the plume has been entered, and then the vehicle advances from there.
When all the gas sensor responses fall below the threshold value, it is determined that the plume has exited, from which the truck turns from the windward in the direction of the angle -α 0 , returns to the plume, and repeats the above steps.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、従来のプローブのように、吸入管や
センサセル、及びこれらを接続するテフロンチューブの
中にガスが残留することのない、いわゆる、測定系を開
放系となし、ガスセンサを直接気流の中に置き、残留す
るガスに律速されないようにして、時定数を改善するこ
とができる。
According to the present invention, unlike the conventional probe, the gas does not remain in the suction pipe, the sensor cell, and the Teflon tube connecting them, that is, the so-called measurement system is an open system, and the gas sensor is directly connected. The time constant can be improved by placing it in an air stream so that it is not rate-controlled by the residual gas.

【0009】また、上記したように、風向センサと、に
おい・ガス濃度を測定するガスセンサとを組み合わせ
て、におい源の向きを判定し、その判定結果に従って、
自律移動型におい源探知台車が移動していくことによ
り、迅速、かつ的確な、におい源の探知を行うことがで
きる。
Further, as described above, the direction of the odor source is determined by combining the wind direction sensor and the gas sensor for measuring the odor / gas concentration, and according to the determination result,
By moving the autonomous mobile odor source detection truck, the odor source can be detected quickly and accurately.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。本発明は、におい源方向判定プロ
ーブにおいて、移動可能な台車上に、風向の測定可能な
センサと複数のガスセンサとを搭載する。なお、風向セ
ンサとしては、風速センサを複数配置することが、ま
ず、考えられるが、その他にも、タンデム型及びスプリ
ットフィルム型プローブを用いることもできる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. According to the present invention, in an odor source direction determination probe, a sensor capable of measuring the wind direction and a plurality of gas sensors are mounted on a movable carriage. As the wind direction sensor, a plurality of wind speed sensors may be arranged first, but in addition to this, a tandem type probe and a split film type probe may be used.

【0011】より具体的には、移動可能な台車上に柱状
体を設け、この柱状体に風向センサと複数のガスセンサ
とを配置する。例えば、柱状体としては角柱を設け、こ
の角柱の各側面にそれぞれ風速センサを配置する。ま
た、柱状体を4角柱となし、この4角柱の各側面に4個
の風速センサを配置し、この4角柱の上部に4個の半導
体ガスセンサを配置する。
More specifically, a columnar body is provided on a movable carriage, and a wind direction sensor and a plurality of gas sensors are arranged on the columnar body. For example, a prism is provided as a columnar body, and a wind speed sensor is arranged on each side surface of the prism. Further, the columnar body is a quadrangular prism, four wind speed sensors are arranged on each side surface of the quadrangular prism, and four semiconductor gas sensors are arranged above the quadrangular prism.

【0012】以下、より具体的な、本発明の実施例を示
すにおい源方向判定プローブについて説明する。図1は
本発明の実施例を示すにおい源方向判定プローブの側面
図、図2はそのにおい源方向判定プローブの平面図、図
3はにおい源方向判定のための風胴の概略図である。
Hereinafter, a more specific odor source direction determination probe showing an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of an odor source direction determination probe showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the odor source direction determination probe, and FIG. 3 is a schematic view of a wind tunnel for determining the odor source direction.

【0013】1は台車、2はその台車1の車輪、3は台
車1上に設けられる角柱、4はその角柱3の側面に対向
して配置される4個の風速センサ(例えば、芝浦電子製
エアフローセンサ,F6201−1)、5は4個の風速
センサ4に対応するように、角柱3の上部に設けられる
4個の半導体ガスセンサである。また、台車1内には風
速センサ4及び半導体ガスセンサ5に接続されるA/D
コンバータ6、このA/Dコンバータ6に接続されるマ
イクロコンピュータ7が搭載されている。
Reference numeral 1 is a trolley, 2 is a wheel of the trolley 1, 3 is a prism provided on the trolley 1, and 4 is four wind speed sensors (for example, manufactured by Shibaura Electronics Co., Ltd.) which are arranged to face the side surfaces of the prism 3. Air flow sensors, F6201-1), 5 are four semiconductor gas sensors provided above the prism 3 so as to correspond to the four wind speed sensors 4. In addition, an A / D connected to the wind speed sensor 4 and the semiconductor gas sensor 5 in the carriage 1.
A converter 6 and a microcomputer 7 connected to this A / D converter 6 are mounted.

【0014】更に、マイクロコンピュータ7にはモータ
制御回路8が接続され、このモータ制御回路8により、
台車1を移動させる車輪2を駆動する。ここで、図3に
示すように、例えば、高さz(35cm)、幅x(80
cm)、奥行きy(70cm)を有する長方体をなす風
胴(ウインド・トンネル)11内にノズル12を設け、
それに対向する側に角錐状の煙突を有し、その先端に吸
引ACファン13を有する排出口14を設けている。そ
の風胴11内に本発明のにおい源方向判定プローブを有
する自律移動型におい・ガス源探知台車(図示なし)を
セットする。そして、飽和されたエタノールを空気とと
もにバルブ15を介してノズル12から送る。すると、
におい・ガスの拡散速度は非常に遅く、におい・ガスは
主に風により運ばれる。
Further, a motor control circuit 8 is connected to the microcomputer 7, and by this motor control circuit 8,
The wheels 2 that move the carriage 1 are driven. Here, as shown in FIG. 3, for example, the height z (35 cm) and the width x (80
cm) and a depth y (70 cm), a nozzle 12 is provided in a rectangular wind tunnel (wind tunnel) 11.
A pyramid-shaped chimney is provided on the side opposite to it, and a discharge port 14 having a suction AC fan 13 is provided at the tip thereof. In the wind tunnel 11, an autonomous mobile odor / gas source detection cart (not shown) having the odor source direction determination probe of the present invention is set. Then, the saturated ethanol is sent from the nozzle 12 through the valve 15 together with the air. Then,
The diffusion rate of odor and gas is very slow, and odor and gas are mainly carried by the wind.

【0015】この実施例では、その場所における風向を
4個の風速センサ4により検出し、半導体ガス濃度セン
サで対象となるにおい・ガスの濃度を検知して、風上に
向かうことで、におい源に近づいていき、におい・ガス
源を探知することができる。本発明のにおい源方向判定
プローブについてより詳細に示すと、角柱3は、3cm
(W)×3cm(D)×5cm(H)の寸法を有してお
り、その角柱3の側面にそれぞれ対応するように、4つ
の風速センサ4を配置し、これらの風速センサ4に対応
するように、角柱3の上に4つの半導体ガスセンサ5を
取り付けた。角柱3の陰にある風速センサ4の出力は小
さく、風の方向により特徴的なパターンが得られるため
に、風向を判定することができ、最も応答の小さい風速
センサ4を風下と判定することで、90°単位の判定が
できる。
In this embodiment, the wind direction at that location is detected by the four wind speed sensors 4, the target odor / gas concentration is detected by the semiconductor gas concentration sensor, and the odor source is moved upwind. It is possible to detect odors and gas sources by approaching to. The odor source direction determining probe of the present invention will be described in more detail.
It has a size of (W) × 3 cm (D) × 5 cm (H), and four wind speed sensors 4 are arranged so as to correspond to the side surfaces of the prism 3, respectively, and correspond to these wind speed sensors 4. Thus, the four semiconductor gas sensors 5 were mounted on the prism 3. Since the output of the wind speed sensor 4 behind the prism 3 is small and a characteristic pattern can be obtained depending on the direction of the wind, the wind direction can be determined, and the wind speed sensor 4 with the smallest response can be determined to be leeward. , 90 ° unit can be determined.

【0016】また、45°単位の応答パターンをマイク
ロコンピュータ7のメモリ(図示なし)に記憶してお
き、測定したセンサ応答パターンとの二乗誤差を計算し
て最も近いパターンを判定することにより、45°単位
の判定ができる。風速センサ4が接続されるハイブリッ
トIC(図1のA/Dコンバータ6及びマイクロコンピ
ュータ7に対応)の出力電圧は非線形であるが、この実
施例で用いた風速範囲では、略線形とみなすことがで
き、下記の(1)式によりセンサiの応答Vi を得るこ
とができる。
Further, the response pattern in 45 ° units is stored in the memory (not shown) of the microcomputer 7, and the squared error from the measured sensor response pattern is calculated to determine the closest pattern. ° Unit can be judged. Although the output voltage of the hybrid IC (corresponding to the A / D converter 6 and the microcomputer 7 in FIG. 1) to which the wind speed sensor 4 is connected is non-linear, it can be regarded as substantially linear in the wind speed range used in this embodiment. Therefore, the response V i of the sensor i can be obtained by the following equation (1).

【0017】 Vi =Vout −2.51〔V〕 … (1) Vi :センサiの応答 Vout :ハイブリットICの電圧出力 ここで、2.51Vは、風速0の時の出力電圧である。
このセンサ応答からなる4つの風速センサの応答ベクト
ルを大きさが1となるよう下式を用いて規格化した。
V i = V out −2.51 [V] (1) V i : Response of sensor i V out : Voltage output of hybrid IC Here, 2.51 V is the output voltage when the wind speed is 0. is there.
The response vectors of the four wind speed sensors composed of these sensor responses were standardized using the following equation so that the magnitude becomes 1.

【0018】[0018]

【数1】 [Equation 1]

【0019】このセンサ応答パターンを用いたところ、
図4に示すような結果を得ることができた。すなわち、
図4(a)は風がプローブ正面からくる場合であり、こ
の風を正面から受けるセンサAのセンサ応答VN1が一番
大きく約0.8、次いで、両側に配置されたセンサBと
センサDのセンサ応答VN2は約0.4、裏側に配置され
るセンサCのセンサ応答VN3が一番小さいことが分か
る。
Using this sensor response pattern,
The result as shown in FIG. 4 was able to be obtained. That is,
FIG. 4A shows the case where wind comes from the front of the probe. The sensor response V N1 of the sensor A receiving this wind from the front is the largest at about 0.8, and then the sensors B and D arranged on both sides. It can be seen that the sensor response V N2 is about 0.4, and the sensor response V N3 of the sensor C arranged on the back side is the smallest.

【0020】図4(b)は風がプローブの斜め方向から
くる場合であり、風向き側のセンサDのセンサ応答VN2
が約0.7、風向き側のセンサAのセンサ応答VN1が約
0.6、裏側のセンサB及びセンサCのセンサ応答VN3
は低く約0.2であることが分かる。ここで、◇はAC
ファンの電圧100V(約20cm/秒)、○はACフ
ァンの電圧50V(約12cm/秒)である。
FIG. 4B shows the case where the wind comes from the diagonal direction of the probe, and the sensor response V N2 of the sensor D on the wind direction side.
Is about 0.7, the sensor response V N1 of the sensor A on the wind side is about 0.6, and the sensor response V N3 of the sensors B and C on the back side is
It can be seen that is low, about 0.2. Where ◇ is AC
The fan voltage is 100 V (about 20 cm / sec), and the open circle is the AC fan voltage 50 V (about 12 cm / sec).

【0021】この図に示すように、10cm/秒から2
0cm/秒の風速に対して、略同じ出力パターンが得ら
れ、風速に依らず風向を判定することができた。このプ
ローブは、マイクロコンピュータ7からの指令でモータ
制御回路8で制御される車輪2を有する台車1に搭載さ
れ、判定された方向にしたがって、自律的に移動する。
As shown in this figure, from 10 cm / sec to 2
Almost the same output pattern was obtained for a wind speed of 0 cm / sec, and the wind direction could be determined regardless of the wind speed. This probe is mounted on a trolley 1 having wheels 2 controlled by a motor control circuit 8 in response to a command from a microcomputer 7, and moves autonomously according to the determined direction.

【0022】以下、具体的なにおい源探知実験例につい
て説明する。このプローブを用いた際の、最も簡単なに
おい源探知アルゴリズムは以下のようになる。まず、風
速センサ4の出力パターンから風向を90°単位で判定
し、次いで、風向に垂直に並ぶ2つの半導体ガスセンサ
5の出力を比較する。
A specific odor source detection experiment example will be described below. The simplest odor source detection algorithm using this probe is as follows. First, the wind direction is determined in 90 ° units from the output pattern of the wind speed sensor 4, and then the outputs of the two semiconductor gas sensors 5 arranged perpendicularly to the wind direction are compared.

【0023】そこで、風速センサ4より得られた風向
と、半導体ガスセンサ5より得られた濃度が高くなる方
向を組み合わせて、におい源の向きを判定し、この判定
を繰り返しながら移動することで、におい源に到達する
ことができる。例えば、風向が台車正面に対して左、濃
度が高い方が前方であれば、左前45°方向ににおい源
があると考えて移動する。
Therefore, the direction of the odor source is determined by combining the wind direction obtained by the wind velocity sensor 4 and the direction in which the concentration is increased obtained by the semiconductor gas sensor 5, and the odor is moved by repeating this determination, thereby making the odor. The source can be reached. For example, if the wind direction is to the left with respect to the front of the bogie and the one with higher concentration is to the front, the vehicle moves on the assumption that there is an odor source in the front left 45 ° direction.

【0024】これを概略まとめると、図5のフローチャ
ートとして示すことができる。 (1)まず、複数の風速センサ4からの出力に基づい
て、マイクロコンピュータ7により風向を判定する(ス
テップS1)。 (2)次に、その風向に基づいて、複数の半導体ガスセ
ンサ5からの出力をマイクロコンピュータ7により比較
して、におい源の向きを判定する(ステップS2)。
This can be summarized as a flow chart in FIG. (1) First, the microcomputer 7 determines the wind direction based on the outputs from the plurality of wind speed sensors 4 (step S1). (2) Next, based on the wind direction, the microcomputer 7 compares the outputs from the plurality of semiconductor gas sensors 5 to determine the direction of the odor source (step S2).

【0025】(3)次に、そのにおい源の向きへ、マイ
クロコンピュータ7の指令により、モータ制御回路8に
より車輪2を駆動して、台車1を移動する(ステップS
3)。 (4)におい源へ到達するまで、上記ステップを繰り返
し、におい源へ到達したら終了する(ステップS4)。
(3) Next, in accordance with a command from the microcomputer 7, the motor control circuit 8 drives the wheels 2 in the direction of the odor source to move the carriage 1 (step S).
3). (4) The above steps are repeated until the odor source is reached, and when the odor source is reached, the process ends (step S4).

【0026】実際に、におい源の探知を行った結果を図
6に示す。エタノール源の高さをガスセンサの高さに合
わせて、(x,y,z)=(70,35,20.5)に
置き、流量150ml/分で噴出した。ACファンの電
圧は100Vとした。1回の方向判定で2cm進むもの
とし、移動速度は1.1cm/秒とした。到達時間は図
6(a)の場合で、240秒(33ステップ)、図6
(b)の場合で、234秒(25ステップ)に短縮され
た。
FIG. 6 shows the result of actually detecting the odor source. The height of the ethanol source was adjusted to the height of the gas sensor, the ethanol source was placed at (x, y, z) = (70, 35, 20.5), and jetting was performed at a flow rate of 150 ml / min. The voltage of the AC fan was 100V. The movement speed was 1.1 cm / sec. The arrival time is 240 seconds (33 steps) in the case of FIG.
In the case of (b), it was shortened to 234 seconds (25 steps).

【0027】次に、連続移動におい源探知について説明
する。におい源探知をさらに高速化するためには、セン
サの安定待ちや平均値の測定のために、台車1を静止す
ることなく、センサ応答を測定しながら連続的に移動す
るアルゴリズムが望まれる。そこで、図7に示すジグザ
グ接近法を試みた。このジグザグ接近法では、風上から
予め定められた角度α0 を設定し(ステップS11)、
その風上から角度α0 だけ変位した方向へ台車1を回転
し(ステップS12)、プルームに入るまで、例えば、
1.8mm/秒で前進する(ステップS13)。プルー
ムに入ったことを判定するために、閾値Sth1 を用い
る。つまり、全てのガスセンサ応答がS≦Sth1 である
か否かを判断する(ステップS14)。
Next, the source detection in the continuous movement odor will be described. In order to further speed up the odor source detection, it is desirable to use an algorithm that continuously moves while measuring the sensor response without stopping the carriage 1 in order to wait for the sensor to stabilize or to measure the average value. Therefore, the zigzag approach method shown in FIG. 7 was tried. In this zigzag approach, a predetermined angle α 0 is set from the windward (step S11),
The truck 1 is rotated in a direction displaced from the windward by an angle α 0 (step S12), and until the plume is reached, for example,
It moves forward at 1.8 mm / sec (step S13). A threshold S th1 is used to determine that the plume has been entered. That is, it is determined whether or not all gas sensor responses are S ≦ S th1 (step S14).

【0028】ステップS14において、プルームに入っ
たら、次は、プルームから出るまで前進する。すなわ
ち、全てのガスセンサ応答がS>Sth1 であるか否かを
判断する(ステップS15)。ステップS15におい
て、プルームから出たところで、台車1は風上から角度
−α0 の方向へターンし、プルームに戻るため前進する
(ステップS16)。
When the plume is entered in step S14, the next step is to move out of the plume. That is, it is determined whether or not all the gas sensor responses are S> S th1 (step S15). In step S15, when the vehicle 1 exits the plume, the trolley 1 turns from the windward in the direction of the angle -α 0 and advances to return to the plume (step S16).

【0029】これを繰り返すことにより、台車1はプル
ームからあまりはみ出さないように風上に向かう。にお
い源に近づくと、プルームの幅が狭まり、ジグザクの振
幅も小さくなるので、におい源の場所が特定できる。こ
のジグザグ接近法では、移動することによって、濃度勾
配を検出しており、近接したガスセンサの応答を比較し
て濃度勾配を検出する必要がない。
By repeating this, the trolley 1 heads upwind so that it does not stick out from the plume. When the odor source is approached, the width of the plume becomes narrower and the zigzag amplitude becomes smaller, so that the location of the odor source can be identified. In this zigzag approach method, the concentration gradient is detected by moving, and it is not necessary to detect the concentration gradient by comparing the responses of the gas sensors in proximity.

【0030】実際には、プルームの蛇行のため、プルー
ム端部でターンを繰り返すことがあり、また、プルーム
を見失うこともあった。そこで、全てのガスセンサの応
答が、プルームを見失ったことを判定する閾値Sth2
り大きな値になったら、来た経路を引き返すものとし
た。全てのガスセンサの応答がSth1 より小さな値にな
ったところで新たな探知が開始される。
Actually, due to the meandering of the plume, the turn may be repeated at the end of the plume, and the plume may be lost. Therefore, when the response of all the gas sensors becomes a value larger than the threshold value S th2 for determining that the plume has been lost, the route that came has been returned. New detection is started when the response of all the gas sensors becomes a value smaller than S th1 .

【0031】この処理を加えたことにより、におい源探
知の信頼性が大きく向上した。ここで、風向は45°単
位で判定し、α0 =60°、Sth1 =0.5、Sth2
0.7とした。判定される風向に最大22.5°の誤差
があり、この時にも風下に向かうことがないように角度
α0 を設けた。閾値はなるべく壁に当たることがないよ
うに設定した。
By adding this process, the reliability of odor source detection is greatly improved. Here, the wind direction is determined in units of 45 °, and α 0 = 60 °, S th1 = 0.5, S th2 =
It was set to 0.7. There is a maximum error of 22.5 ° in the determined wind direction, and the angle α 0 is set so that the windward direction does not occur even at this time. The threshold was set so as not to hit the wall as much as possible.

【0032】実際に探知を行った結果を、図8に示す。
ACファンの電圧を50V(平均風速12cm/秒)と
し、エタノール噴出量は75ml/分、移動速度は、
1.8mm/秒とした。図8(a)に示すように、プル
ームの中心から開始した場合には、容易ににおい源へ向
かっているが、図8(b)に示すように、スタート地点
の平均センサ応答がSth1 より大きい地点から開始した
ような場合には、開始点付近でさまよう時間が長い。
The result of actual detection is shown in FIG.
The AC fan voltage was 50 V (average wind speed 12 cm / sec), the ethanol ejection rate was 75 ml / min, and the moving speed was
It was set to 1.8 mm / sec. As shown in FIG. 8 (a), when starting from the center of the plume, it is easy to reach the odor source, but as shown in FIG. 8 (b), the average sensor response at the start point is more than S th1 . When starting from a large point, it takes a long time to wander near the starting point.

【0033】におい源に到達するまでに、図8(a)の
場合で678秒、図8(b)の場合で1013秒を要し
た。様々な条件の下で、図8(b)と同じ地点から探知
を行った時の所要時間を図9に示す。すなわち、ガス噴
出量150ml/分の場合、ACファンの電圧100V
で242秒、ACファンの電圧50Vで249秒、ガス
噴出量112.5ml/分の場合、ACファンの電圧5
0Vで1229秒、ガス噴出量75ml/分の場合、A
Cファンの電圧100Vで1460秒、ACファンの電
圧50Vで1013秒である。
It took 678 seconds in the case of FIG. 8A and 1013 seconds in the case of FIG. 8B to reach the odor source. FIG. 9 shows the time required when detection is performed from the same point as in FIG. 8B under various conditions. That is, when the gas ejection amount is 150 ml / min, the AC fan voltage is 100 V.
242 seconds, AC fan voltage 50V for 249 seconds, and gas ejection rate 112.5 ml / min, AC fan voltage 5
029V for 1229 seconds, gas ejection rate 75ml / min, A
A C fan voltage of 100 V is 1460 seconds, and an AC fan voltage of 50 V is 1013 seconds.

【0034】このように、噴出量が少ない程、所要時間
が増す傾向があるが、ほぼエタノール源に到達すること
ができた。上記したように、風速センサを用いて風向を
判定し、この風向に基づいて、これとガスセンサから得
た濃度勾配を組み合わせて、におい源の方向を判定する
プローブを得ることができた。
As described above, the smaller the ejection amount, the longer the time required, but the ethanol source could be almost reached. As described above, the wind direction was determined using the wind speed sensor, and based on this wind direction, the concentration gradient obtained from the gas sensor was combined to obtain a probe for determining the direction of the odor source.

【0035】したがって、風速センサを用いたことで判
定の確実性が増し、数時間から数分程度に探知時間を短
縮することができた。また、連続的に移動しながらにお
い源を探知する方法としてジクザク接近法を提案した。
プルームを見失った場合の対処を、アルゴリズムに組み
込んだところ、探知の確実性が大きく向上した。
Therefore, by using the wind speed sensor, the certainty of the determination is increased, and the detection time can be shortened from several hours to several minutes. Moreover, the zigzag approach method was proposed as a method of detecting the odor source while moving continuously.
Incorporating a countermeasure when the plume is lost into the algorithm greatly improves the certainty of detection.

【0036】なお、上記実施例ではガスセンサとして、
半導体ガスセンサを用いたが、これに限定するものでは
なく、水晶振動子ガスセンサ、SAW(Surface
Acoustic Wave)ガスセンサ、電気化学
ガスセンサ等も同様に使用することができ、検知対象と
なるガスの種類によって変更することができる。また、
風速センサ及びガスセンサは、上記実施例では、4個の
例を示したが、最小では2個でもよく、また、4個以
上、例えば、8個配置して、におい源の方向をより正確
に探知するようにしてもよい。
In the above embodiment, the gas sensor is
Although the semiconductor gas sensor is used, the present invention is not limited to this, and a crystal oscillator gas sensor, a SAW (Surface) are used.
An Acoustic Wave) gas sensor, an electrochemical gas sensor, or the like can be used as well, and can be changed depending on the type of gas to be detected. Also,
Although the wind speed sensor and the gas sensor are four in the above embodiment, the number may be two at the minimum, or four or more, for example, eight, may be arranged to more accurately detect the direction of the odor source. You may do it.

【0037】更に、本発明のプローブを用いた自律移動
型におい源探知システムにより、ガス漏れの検知、薬物
(麻薬等)、危険物の検知、半導体工場やトンネル工場
現場等における危険ガスの検知等の無人探査を確実に行
うことができる。なお、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
Further, by the autonomous mobile odor source detection system using the probe of the present invention, detection of gas leak, detection of drugs (drugs etc.), dangerous substances, detection of dangerous gas at semiconductor factory or tunnel factory site, etc. The unmanned exploration of can be surely performed. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】以下、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 (1)従来のプローブのように、吸入管やセンサセル、
及びこれらを接続するテフロンチューブの中にガスが残
留することのない、いわゆる、測定系を開放系となし、
ガスセンサを直接気流の中に置き、残留するガスに律速
されないようにして、時定数を改善することができる。
As described in detail below, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Like a conventional probe, a suction tube, a sensor cell,
And the so-called measurement system is an open system in which gas does not remain in the Teflon tube connecting them,
The time constant can be improved by placing the gas sensor directly in the air stream so that it is not rate-limited by the residual gas.

【0039】したがって、判定時間が短縮され、しかも
信頼性の高い、におい源方向判定プローブを提供するこ
とができる。 (2)風向センサにより風向を確認し、ガスセンサで迅
速、かつ的確にガス源探知を行うことができる。 (3)また、本発明のにおい源の方向を判定するプロー
ブ付の自律移動型におい源探知システムにより、ガス漏
れの検知、薬物(麻薬等)、危険物の検知、半導体工場
やトンネル工場現場等における危険ガスの検知等の無人
探査を迅速にして、確実に行うことができる。
Therefore, it is possible to provide an odor source direction determination probe with a short determination time and high reliability. (2) The wind direction can be confirmed by the wind direction sensor, and the gas source can be detected quickly and accurately by the gas sensor. (3) Further, the autonomous mobile odor source detection system with a probe for determining the direction of the odor source according to the present invention detects gas leaks, drugs (narcotics, etc.), dangerous substances, semiconductor factories, tunnel factories, etc. The unmanned exploration such as the detection of dangerous gas can be swiftly and surely performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示すにおい源方向判定プロー
ブの側面図である。
FIG. 1 is a side view of an odor source direction determination probe showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示すにおい源方向判定プロー
ブの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of an odor source direction determination probe showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明のにおい源判定のための風胴の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view of a wind tunnel for determining an odor source according to the present invention.

【図4】本発明のにおい源方向判定プローブによる風速
センサの出力パターンを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an output pattern of a wind speed sensor by the odor source direction determination probe of the present invention.

【図5】本発明のにおい源探知方法の一例を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of an odor source detection method of the present invention.

【図6】本発明のにおい源方向判定プローブによるにお
い源探知結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an odor source detection result by the odor source direction determination probe of the present invention.

【図7】本発明のにおい源方向判定プローブによるジグ
ザグ接近法によるフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart of a zigzag approach method using the odor source direction determination probe of the present invention.

【図8】本発明のにおい源方向判定プローブによるジグ
ザグ接近法によるにおい源探知結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an odor source detection result by the zigzag approach method by the odor source direction determination probe of the present invention.

【図9】本発明のにおい源方向判定プローブによるにお
い源探知の所要時間を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the time required for odor source detection by the odor source direction determination probe of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 台車 2 車輪 3 角柱 4 風速センサ 5 半導体ガスセンサ 6 A/Dコンバータ 7 マイクロコンピュータ 8 モータ制御回路 11 風胴(ウインド・トンネル) 12 ノズル 13 ACファン 14 排出口 15 バルブ 1 trolley 2 wheel 3 prism 4 wind speed sensor 5 semiconductor gas sensor 6 A / D converter 7 microcomputer 8 motor control circuit 11 wind tunnel (wind tunnel) 12 nozzle 13 AC fan 14 exhaust port 15 valve

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動可能な台車上に搭載される風向セン
サと複数のガスセンサとを具備するにおい源方向判定プ
ローブ。
1. An odor source direction determination probe comprising a wind direction sensor mounted on a movable carriage and a plurality of gas sensors.
【請求項2】(a)移動可能な台車上に設けられる柱状
体と、(b)該柱状体に設けられる複数の風速センサと
複数のガスセンサとを具備するにおい源方向判定プロー
ブ。
2. An odor source direction determination probe comprising (a) a columnar body provided on a movable carriage, and (b) a plurality of wind speed sensors and a plurality of gas sensors provided on the columnar body.
【請求項3】 前記柱状体は角柱であり、該角柱の各側
面にそれぞれ風速センサを具備する請求項2記載のにお
い源方向判定プローブ。
3. The odor source direction determination probe according to claim 2, wherein the columnar body is a prism, and each side surface of the prism has a wind speed sensor.
【請求項4】 前記柱状体は4角柱であり、該4角柱の
各側面に4個の風速センサを具備する請求項3記載のに
おい源方向判定プローブ。
4. The odor source direction determination probe according to claim 3, wherein the columnar body is a quadrangular prism, and four wind speed sensors are provided on each side surface of the quadrangular prism.
【請求項5】 前記風速センサに対応して前記4角柱の
上部に4個の半導体ガスセンサを具備する請求項4記載
のにおい源方向判定プローブ。
5. The odor source direction determination probe according to claim 4, further comprising four semiconductor gas sensors above the quadrangular prism corresponding to the wind speed sensor.
【請求項6】 におい源方向判定プローブを用いたにお
い源探知方法において、(a)移動可能な台車上に搭載
される風向センサにより風向を判定し、(b)該風向に
基づいて、移動可能な台車上に搭載される複数のガスセ
ンサにより、におい源の向きを判定し、(c)該判定結
果に従って、におい源探知台車を移動することを特徴と
するにおい源探知方法。
6. An odor source detection method using an odor source direction determination probe, wherein (a) the wind direction is determined by a wind direction sensor mounted on a movable carriage, and (b) movement is possible based on the wind direction. A method for detecting an odor source, characterized in that the direction of the odor source is determined by a plurality of gas sensors mounted on the trolley, and (c) the odor source detection trolley is moved according to the determination result.
【請求項7】 前記におい源の向きは、前記風向に垂直
に並ぶガスセンサの出力を比較することにより判定する
請求項6記載のにおい源探知方法。
7. The method of detecting an odor source according to claim 6, wherein the direction of the odor source is determined by comparing the outputs of gas sensors arranged perpendicularly to the wind direction.
【請求項8】 におい源方向判定プローブを用いたにお
い源探知方法において、(a)風上から予め定められた
角度α0 を設定し、(b)該風上から角度α0 だけ変位
した方向へ台車向けて前進し、全てのガスセンサ応答が
閾値を超えると、プルームに入ったと判定し、(c)そ
こから前進し、全てのガスセンサ応答が閾値より下がる
とプルームから出たと判定し、(d)そこから台車は風
上から角度−α0 の方向へターンし、プルームに戻り、
上記ステップを繰り返すことを特徴とするにおい源探知
方法。
8. Odor method using the odor source direction determination probes, (a) set the angle alpha 0 predetermined from the windward direction displaced by an angle alpha 0 from the (b)該風Forward toward the carriage and when all the gas sensor responses exceed the threshold value, it is determined that the plume has been entered, (c) when the vehicle moves forward, and when all the gas sensor responses fall below the threshold value, it is determined that the plume has exited, and (d) From there, the dolly turns from upwind in the direction of the angle -α 0 and returns to the plume,
A method for detecting an odor source, characterized by repeating the above steps.
【請求項9】 前記風向センサは、複数の風速センサか
らなり、これらの風速センサの出力を比較して風向を判
定する請求項6又は7記載のにおい源探知方法。
9. The odor source detecting method according to claim 6, wherein the wind direction sensor comprises a plurality of wind speed sensors, and the wind direction is determined by comparing the outputs of these wind speed sensors.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304319A (en) * 1996-05-16 1997-11-28 Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan Odor source detecting compass
JP2003501619A (en) * 1999-05-27 2003-01-14 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド Portable device and method for tracking gas leaks
WO2004031737A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Small-sized trace-sensing device
JP2004122326A (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Search robot
JP2005024426A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Univ Of Tsukuba System for searching chemical substance generation source
JP2005061836A (en) * 2003-08-11 2005-03-10 Toyoe Moriizumi Method and apparatus for detecting and eliminating odor emission source
WO2011077730A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 アトナープ株式会社 Robot
JP2013526908A (en) * 2010-04-14 2013-06-27 エコバクス ロボティクス (ソシュウ) カンパニー リミテッド Air purifier and air treatment method thereof
CN103604838A (en) * 2013-12-03 2014-02-26 杭州协正信息技术有限公司 Three-dimensional electronic nose imitating structure and information processing mechanism of animal olfactory organ
CN103630698A (en) * 2013-12-03 2014-03-12 杭州协正信息技术有限公司 Stereoscopic electronic nose for simulating animal olfactory organ structure
JP2016516182A (en) * 2013-02-28 2016-06-02 トライコーン テック タイワン Real-time field gas analysis network for atmospheric monitoring and active control and response
CN106918367A (en) * 2017-04-26 2017-07-04 河北工业大学 A kind of method that positioning odor source is actively searched by robot
JP2018072310A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 韓國電子通信研究院Electronics and Telecommunications Research Institute Olfactory information generation device and generation method capable of detecting direction and position of aroma

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3568618B2 (en) * 1995-03-24 2004-09-22 独立行政法人 科学技術振興機構 Odor source direction determination probe and odor source detection method using the same

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304319A (en) * 1996-05-16 1997-11-28 Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan Odor source detecting compass
JP2003501619A (en) * 1999-05-27 2003-01-14 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド Portable device and method for tracking gas leaks
US6532801B1 (en) 1999-05-27 2003-03-18 Lattice Intellectual Property Ltd Portable apparatus and method for tracing a gas leak
WO2004031737A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Small-sized trace-sensing device
JP2004125402A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Small device for detecting trace amount of substance
JP2004122326A (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Search robot
JP2005024426A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Univ Of Tsukuba System for searching chemical substance generation source
JP2005061836A (en) * 2003-08-11 2005-03-10 Toyoe Moriizumi Method and apparatus for detecting and eliminating odor emission source
WO2011077730A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 アトナープ株式会社 Robot
JPWO2011077730A1 (en) * 2009-12-22 2013-05-02 アトナープ株式会社 robot
US9073223B2 (en) 2009-12-22 2015-07-07 Atonarp Inc. Robot
JP5745429B2 (en) * 2009-12-22 2015-07-08 アトナープ株式会社 Robot and method for controlling a robot
JP2013526908A (en) * 2010-04-14 2013-06-27 エコバクス ロボティクス (ソシュウ) カンパニー リミテッド Air purifier and air treatment method thereof
JP2016516182A (en) * 2013-02-28 2016-06-02 トライコーン テック タイワン Real-time field gas analysis network for atmospheric monitoring and active control and response
CN103604838A (en) * 2013-12-03 2014-02-26 杭州协正信息技术有限公司 Three-dimensional electronic nose imitating structure and information processing mechanism of animal olfactory organ
CN103630698A (en) * 2013-12-03 2014-03-12 杭州协正信息技术有限公司 Stereoscopic electronic nose for simulating animal olfactory organ structure
JP2018072310A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 韓國電子通信研究院Electronics and Telecommunications Research Institute Olfactory information generation device and generation method capable of detecting direction and position of aroma
CN106918367A (en) * 2017-04-26 2017-07-04 河北工业大学 A kind of method that positioning odor source is actively searched by robot
CN106918367B (en) * 2017-04-26 2022-11-04 河北工业大学 Method for robot to actively search and position odor source

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