JPH07260618A - 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 - Google Patents
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Info
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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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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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。 【構成】 におい源方向判定プローブにおいて、移動可
能な台車2上に設けられる角柱3と、この角柱3の各側
面に対応して配置される4個の風速センサ4と、角柱3
上に設けられる半導体ガスセンサ5とを備える。
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
知方法を提供する。 【構成】 におい源方向判定プローブにおいて、移動可
能な台車2上に設けられる角柱3と、この角柱3の各側
面に対応して配置される4個の風速センサ4と、角柱3
上に設けられる半導体ガスセンサ5とを備える。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【0018】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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 よ
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。
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 よ
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ブの側面図である。
【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。
ブの平面図である。
【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。
ある。
【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。
センサの出力パターンを示す図である。
【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。
チャートである。
【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。
い源探知結果を示す図である。
【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。
ザグ接近法によるフローチャートである。
【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。
ザグ接近法によるにおい源探知結果を示す図である。
【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。
い源探知の所要時間を示す図である。
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
Claims (9)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05538394A JP3437246B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05538394A JP3437246B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07260618A true JPH07260618A (ja) | 1995-10-13 |
JP3437246B2 JP3437246B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=12996985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05538394A Expired - Fee Related JP3437246B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3437246B2 (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09304319A (ja) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | におい源探知コンパス |
JP2003501619A (ja) * | 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 | ガス漏れを追跡するためのポータブル装置及び方法 |
WO2004031737A1 (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 微量物質の小型検出装置 |
JP2004122326A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 探査ロボット |
JP2005024426A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Univ Of Tsukuba | 化学物質発生源探索装置 |
JP2005061836A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Toyoe Moriizumi | 悪臭源検出排除方法及び悪臭源検出排除装置 |
WO2011077730A1 (ja) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | アトナープ株式会社 | ロボット |
JP2013526908A (ja) * | 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 | 空気浄化器及びその空気処理方法 |
CN103604838A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 杭州协正信息技术有限公司 | 一种模仿动物嗅觉器官结构和信息处理机制的立体电子鼻 |
CN103630698A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 杭州协正信息技术有限公司 | 一种模仿动物嗅觉器官结构的立体电子鼻 |
JP2016516182A (ja) * | 2013-02-28 | 2016-06-02 | トライコーン テック タイワン | 雰囲気モニタリングと能動制御及び対応とのための実時間現場ガス分析ネットワーク |
CN106918367A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-04 | 河北工业大学 | 一种机器人主动搜寻定位气味源的方法 |
JP2018072310A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 韓國電子通信研究院Electronics and Telecommunications Research Institute | 匂いの方向および位置探知が可能な嗅覚情報生成装置および生成方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3568618B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2004-09-22 | 独立行政法人 科学技術振興機構 | 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 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP05538394A patent/JP3437246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09304319A (ja) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | におい源探知コンパス |
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US6532801B1 (en) | 1999-05-27 | 2003-03-18 | Lattice Intellectual Property Ltd | Portable apparatus and method for tracing a gas leak |
WO2004031737A1 (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 微量物質の小型検出装置 |
JP2004125402A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 微量物質の小型検出装置 |
JP2004122326A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 探査ロボット |
JP2005024426A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Univ Of Tsukuba | 化学物質発生源探索装置 |
JP2005061836A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Toyoe Moriizumi | 悪臭源検出排除方法及び悪臭源検出排除装置 |
WO2011077730A1 (ja) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | アトナープ株式会社 | ロボット |
JPWO2011077730A1 (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | アトナープ株式会社 | ロボット |
US9073223B2 (en) | 2009-12-22 | 2015-07-07 | Atonarp Inc. | Robot |
JP5745429B2 (ja) * | 2009-12-22 | 2015-07-08 | アトナープ株式会社 | ロボットおよびロボットを制御する方法 |
JP2013526908A (ja) * | 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 | 空気浄化器及びその空気処理方法 |
JP2016516182A (ja) * | 2013-02-28 | 2016-06-02 | トライコーン テック タイワン | 雰囲気モニタリングと能動制御及び対応とのための実時間現場ガス分析ネットワーク |
CN103604838A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 杭州协正信息技术有限公司 | 一种模仿动物嗅觉器官结构和信息处理机制的立体电子鼻 |
CN103630698A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 杭州协正信息技术有限公司 | 一种模仿动物嗅觉器官结构的立体电子鼻 |
JP2018072310A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 韓國電子通信研究院Electronics and Telecommunications Research Institute | 匂いの方向および位置探知が可能な嗅覚情報生成装置および生成方法 |
CN106918367A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-04 | 河北工业大学 | 一种机器人主动搜寻定位气味源的方法 |
CN106918367B (zh) * | 2017-04-26 | 2022-11-04 | 河北工业大学 | 一种机器人主动搜寻定位气味源的方法 |
Also Published As
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---|---|
JP3437246B2 (ja) | 2003-08-18 |
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