床面圧力センサ開発における感圧導電シート分離方式の検討 / WISS2023

Transcript

1. 床面圧力センサで行う導線分析は， 人や物の重なりが問題にならず，プ ライバシー保護の観点からも受け入 れられやすいと考えられる． そこで，感圧導電シート(Velostat) を用いた床面圧力センサを作成した． このセンサでは，シートの分離方 式が計測に影響を与えると考えられ たため，比較実験を行った． 床面圧力センサ開発における 感圧導電シート分離方式の検討 上村 宙† 由谷 哲夫* 渋谷 敦子* 湯村 翼† †北海道情報大学 *First Four Notes合同会社 はじめに 実験手法 結果 考察 今後の展望 中央の格子点に350gの重りを置き， 4秒間以上数値が安定するまで，全点 の圧力変化を測定する． センサの開発 センサの基本構造は，Velostatを 5mmの銅箔テープで格子状に10mm間 隔で挟み込むものとした． 本研究では，上記の構造をもとに 以下の4タイプのセンサを作成した。 1.一体型 2. 帯状分離型（水平） 3. 帯状分離型（垂直） 4. 完全分離型 導線分析に使用するため，耐久度， 精度，制作コストの点から構造を検討 してセンサを作成する．AIなどを用い て歩行時の圧力データから人の識別を するソフトの開発を行っていく． ヒートマップは初期値からの差分 をプロットしたもので，値は絶対値 であり，5回の計測の平均である． 結果より，相対的に周 囲の点への影響が少ない 構造は，帯状分離型（水 平）と判明した． 帯状分離型（水平）が相対的に最も 周囲の点への影響が少なかった． 原因は2つあると考えられる． 1. Velostatが分離されていることに よって，一体型と比較して電流の 漏出量が少ないこと． 2. 分離するための隙間が送信側に必 要ないため，銅箔テープが短く なったこと． 4.6 7.4 5.0 4.8 1.6 9.0 5.4 14.2 3.2 4.4 3.6 11.8 73.2 4.6 2.8 2.2 5.6 8.0 7.4 3.0 2.2 3.6 3.6 4.0 1.8 帯状分離型 （水平） 2.2 3.8 4.4 3.0 10.2 1.6 2.2 4.2 5.6 4.0 1.0 8.0 44.8 12.6 3.0 3.6 2.4 4.6 5.0 4.2 2.4 2.0 3.0 5.8 1.8 帯状分離型 （垂直） 5.6 5.8 3.2 3.2 2.6 1.8 12.6 4.4 4.0 6.2 4.4 8.8 52.6 9.6 3.8 3.6 4.2 5.8 4.0 4.2 4.8 4.8 5.6 3.6 1.4 完全分離型 3.0 3.4 5.2 5.8 4.0 3.4 4.8 11.6 4.8 6.6 5.8 8.6 16.0 9.0 6.6 3.8 4.6 4.2 5.4 4.0 4.2 6.2 4.0 1.8 2.0 一体型 一体型 帯状分離型 完全分離型
2. 結果と考察の詳細 完全分離型 帯状分離型（垂直） 一体型 帯状分離型（水平） 実験時の各点の推移 グラフは，全25点の計測値の時 間変化を示す．縦軸は計測値の初 期値との差分である． グラフからセンサに圧力をかけ た瞬間に電圧が急降下しているこ とが分かる． 原因は次のことが考えられる． 1. Velostatの抵抗が変わったこ とによる電流の乱れ． 2. 格子点やGNDに繋いでいる箇 所からの電流の逆流． 結果の分析１ グラフはポスター１枚目の「結 果」で用いたヒートマップの値を棒 グラフで表したものである． グラフとヒートマップから，中心 から離れていても強い影響がある点 があることが分かる． これは，Velostat自体が一様な 電気抵抗ではないことや，センサ作 成時の誤差によるものと考えられる． 各点の初期値からの差分 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 一体型 帯状分離型（水平） 帯状分離型（垂直） 完全分離型 図2 周囲への影響の度合い 7.675 1.691 2.243 2.246 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 一体型 帯状分離型（水平） 帯状分離型（垂直） 完全分離型 グラフから分かること 1. 周囲への影響が最も少ない形状は，帯 状分離型（水平）である． 2. その他の分離型も一体型と比較すると 大幅に影響が少なくなっている． 原因として考えらえること 1. 分離するための隙間が送信側になく， 銅箔テープの長さを短くできたこと． 2. 計測時の重りの乗せ方による誤差． 3. velostatを分離したことにより漏電が 少なくなったため． 結果の分析２ グラフは中央の点を除いた24点の合計を中央の点の値で割ったものである．