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要旨集●Vol.38 No.2（2003年6月発行）
研究報告
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p.22
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To improve the performance of a vehicle's
braking control, it is important to be able to estimate
the friction force characteristics between the vehicle's
tires and the road. Over the last few years, we have
proposed a method that allows us to estimate the slope
of the friction force against the slip velocity at the
operation point, based on the fluctuation of the wheel
velocity as a parameter that corresponds to the margin
of the friction force between the tires and the road.
Moreover, we have proposed a braking control strategy
that is based on estimating the parameter for achieving
the maximum braking force. Although this produced good
braking control, valve switching noise became a problem.
In addition, a pressure sensor is needed to control
the pressure. This is not needed in conventional braking
systems.
This study addresses the application of hybrid control
to braking to ensure that braking performance is maintained
while reducing the valve switching frequency. Moreover,
a control system design that does not need the above-mentioned
pressure sensor is proposed. This design incorporates
a mathematical model that estimates the brake pressure
and then uses the estimated values. Tests with an
actual vehicle verified that the valve switching frequency
is reduced, and that good control is realized despite
the absence of a pressure sensor.
車両のブレーキ制御の性能を向上させるためには，タイヤと路面間の摩擦状態を推定することが重要である。筆者らはこれまでに，車輪速度のゆらぎから，タイヤ−路面間の摩擦余裕と対応関係があるパラメータとして，スリップ速度に対する摩擦力の勾配を推定する手法を提案している。またその推定結果にもとづいて，最大制動力を発生させるためのブレーキ制御法を提案している。そのブレーキ制御では，良好なブレーキ性能が実現されたが，バルブの切換え頻度が多くなることによる作動時の騒音が問題となった。加えて，ブレーキ圧力の制御のため，一般的なブレーキシステムでは用いられていない圧力センサを必要とする，といった課題があった。
本研究では，ブレーキ性能は維持しつつ，バルブ切換え頻度を低減させることをねらいとし，離散系と連続系とが混在したシステムに対する制御手法として注目されているハイブリッド制御の適用を検討した。また，ブレーキ圧力を推定する数学モデルを導出し，その推定結果を用いる制御構成とすることにより，センサレス化を図った。車両実験による検証を行った結果，センサレスによるブレーキ制御にて性能を維持しつつも，バルブ切換え頻度の低減が実現できることが確認できた。
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P.31
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高橋新，二宮芳樹，太田充彦，西田誠*，吉川典成**
(*トヨタ自動車（株），**アイシン精機株式会社）
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In this paper we propose a new lane detection method
for expressway lane departure warning. The use of
the extended Hough transform and a bird's-eye view
image effectively improve the robustness and resolution
of lane detection. Hardware cost is reduced by using
a rear-view camera from an existing system and by
implementing the system on an embedded CPU.
本論文では高速道路でのレーン逸脱警報を対象とした新しいレーン検出方法を提案した。拡張Hough変換と鳥瞰画像の利用によりレーン検出のロバスト性と分解能を改善した。既存システムの後方カメラと組み込み用CPUへの実装によりハードウエアコストが低減された。
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P.37
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An outdoor scene, where a driver looks through a
blind spot monitor, for instance a rear view monitor,
occasionally has a very wide brightness range. However,
the dynamic range of a liquid crystal display, which
is commonly used as an in-vehicle display, is considerably
narrow in comparison with the dynamic range of the
outdoor scene and the camera to capture the image.
Therefore, the darker regions in the image would be
under the noise level of the display, otherwise the
brighter regions in the image would saturate. To solve
the problem, we propose a method to compress the overall
brightness range of the image keeping the contrast
of objects using image processing. This method suppresses
the lower spatial frequency component of the captured
image according to the brightness of each pixel. As
a result, the image of the outdoor scene can be displayed
on an in-vehicle display with high visibility and
no side effects, even if the scene has very wide dynamic
range.
後方カメラ等の車両周辺監視モニタの撮像対象である屋外シーンの明暗ダイナミックレンジは非常に広い。それに対して，車載ディスプレイとして一般に用いられるLCDのダイナミックレンジは，屋外シーンやカメラのダイナミックレンジと比較して狭い。そのため，表示画像中の暗部が黒つぶれしたり，明部が飽和したりする場合がある。この課題解決のために，対象物のコントラストを保持したまま画像処理により撮像画像のダイナミックレンジを圧縮する方法を提案する。この方法は，画像の低空間周波数成分を抑制することにより輝度のダイナミックレンジを圧縮するものであり，各画素の輝度に応じて低空間周波数成分の抑制量を変化させている。これにより，広い明暗ダイナミックレンジをもつ屋外シーンであっても，画像の自然さを失うことなく，視認性よく車載ディスプレイに表示することが可能となる。
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p.43
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松原弘幸，塚田敏彦，伊藤博，佐藤敬*，川口裕司**
(*（株）デンソーウェーブ，***（株）デンソー)
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We have developed a 3D measuring system
that uses two pan-tilt cameras to accurately measure
the position of a robot's hand. With this system, a
target is set up at the tip of the robot's hand. The
pan-tilt cameras are controlled so that the mid-point
of the target view is centered within the camera frames.
Then, its 3D position is calculated using a triangulation
method from the azimuth and elevation angles of the
two cameras and the distance between them. Because measurement
precision is essential to such a system, we proposed
a new method of the target with the concentric circle
patterns, for which the center was measured precisely
from the gravity centers of those circles. As a result,
we achieved a high degree of precision (within 0.03
mm) with a single camera, for a camera-target distance
of between 200 and 1000 mm, and where the tilt angle
of the target relative to the camera was less than 70 ｡.
It was verified, by experiment, that the 3D measurement
precision of the trial system is 0.15 mm for a 500-mm
cube.
ロボットハンドの3次元位置を精度良く計測するために，2台のパン‐チルトカメラを用いて3次元位置を計測する方式を考案し，システムを試作した。このシステムでは，ロボットハンド先端に取り付けたターゲットの中心をカメラ画面の中心に一致するようにパン‐チルト台を制御して，2台のカメラ間の距離とターゲットの方位角・仰角から3角測量により3次元位置を算出する。そのため，カメラでターゲット中心を検出する精度が非常に重要である。そこで我々は，ターゲットに同心円パターンを持たせ，複数の円の重心から正確なターゲット中心を計測する方法を考案した。これにより，1台のカメラによるターゲット中心計測精度0.03mmを以下の広い条件で達成した。カメラ−ターゲット間距離200mmから1000mmかつカメラに対するターゲットの傾きが70度以下である。また，試作したシステムを用いた実験で，500mm立方の範囲を精度0.15mmで計測可能なことを確認した。
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p.50
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The effects of negative air ions on psychological
stresses (i.e., the Stroop task and computer operation)
were examined with biochemical indices of stress response
(i.e., salivary chromogranin A (CgA) and cortisol).
Both CgA and cortisol levels were increased by the Stroop
task, and exposure to negative air ions somewhat attenuated
the increase. On the other hand, only CgA level increased
after computer operation and cortisol level did not.
The increase in CgA level by computer operation was
attenuated by exposure to negative air ions during the
task. Exposure to the ions during the recovery period
(a rest period after the task) was effective for a rapid
decrease of CgA level, which had increased after the
task. These effects of negative air ions on the computer
operation were also observed by the subjective evaluation
of stress with the State form of the State-Trait Anxiety
Inventory questionnaire. Task performance of computer
operation was slightly but significantly improved by
the presence of negative air ions. These results suggest
that negative air ions are effective for the reduction
of and the prompt recovery from psychological stress.
精神的ストレス ( ストループテストおよびコンピュータ作業 ) に対するマイナスイオンの効果について，ストレスの生化学指標
( 唾液中クロモグラニンA (CgA) およびコルチゾール ) を用いて検討した。ストループテストにより，CgA，コルチゾールともに濃度上昇がみられたが，この上昇はマイナスイオンを与えることにより若干抑えられた。一方，コンピュータ作業では，CgAの濃度は上昇したが，コルチゾール濃度は上昇しなかった。コンピュータ作業中にマイナスイオンを与えることにより，CgAの上昇は抑制された。また，作業後休憩中にマイナスイオンを与えることにより，作業によって上昇したCgA濃度が早期に低下した。このようなマイナスイオンの効果は，STAI-S質問票を用いた主観的ストレス評価でも認められた。さらに，作業中にマイナスイオンを与えたときの作業成績は，与えなかったときに比べて，わずかではあるが有意に上昇した。これらの結果より，マイナスイオンは精神的なストレスの緩和や早期回復に有用であることが示唆された。
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p.55
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Influence of several operating conditions
on luminance decay in a green organic light-emitting
diode with tris (8-hydrooxyquinoline) aluminum (Alq3)
has been investigated by the analysis of its luminance
decay curves. The conditions varied were operating current
mode (DC or pulse) and environmental temperature (25 -120
｡C). The decay curves measured were analyzed
by fitting the curves to stretched exponential ones.
The analysis results showed that the curves measured
under both operation modes well fit to the stretched
exponential ones, and that the curves measured under
the pulse mode were closer to simple exponential curves
than those measured under the DC mode. A rapid decline
in the initial stages of operation appeared in the DC
mode, though it was not clearly observed in the pulse
mode. Thus, the luminance decay was divided into two
major components: a simple exponential during operation
and a rapid decline in the initial stages of operation.
The simple exponential decline was due to a chemical
degradation of Alq3, while the rapid decline is probably
due to the generation of an internal electric field.
The results also showed that the environmental temperature
has little effect on the shape of the decay curves,
suggesting that the relative contributions of the two
decay components are independent of temperature.
アルミキノリノール錯体 (Alq3) を用いた緑色発光有機EL素子の輝度低下に及ぼす駆動電流モード (
DCおよびパルス ) と雰囲気温度 ( 25-120 ｡C ) の影響を，輝度低下曲線を解析することで調べた。解析方法として，拡張された指数関数で輝度低下曲線をフィッティングする方法を用いた。その結果，電流モードによらず，測定された輝度低下曲線は拡張された指数関数でよくフィッティングすることができた。また，パルス電流駆動した場合に，DC定電流駆動した場合に比べて，単独の指数関数に近い輝度低下曲線を示すことが示された。このことから，輝度低下を，駆動初期に現れる急激な輝度低下と駆動中ゆっくりと進行する指数関数的な輝度低下の二つに大別した。指数関数的な輝度低下はある種の化学的な劣化反応により説明された。一方，駆動初期の劣化は内部電界の発生に起因すると考えられた。また，上記解析により，輝度低下曲線の形は雰囲気温度ではほとんど変化しないことが明らかになった。このことは，輝度劣化における上記二つの輝度低下成分の相対的な寄与の割合が，雰囲気温度では変化しないことを示している。
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