技術論文 - OMRON TECHNICS
研究開発の成果や製品やサービスを支える技術について、論文形式で紹介しています。
オムロングループの技術成果をご覧ください。
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ソフトエラー起因でのシステム異常により設備が緊急停止することなく、安全機能を維持しながら設備が稼働し続ける信頼性の高い安全システムを開発したので報告する。半導体デバイスの高集積化および微細化に伴い、メモリにおける一過性のビットエラー（ソフトエラー）が問題となっている。ソフトエラーにより半導体メモリに保存されているデータが一時的に書き換わることで、システムの...
- ソフトエラー
- 機能安全
- 信頼性
- 安全PLC
- データ修復
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近年、製造現場において人とロボットが同じ空間で作業することを実現するために、人との衝突を安全に回避するロボットの軌道計画技術開発が複数の研究機関や製造業等で進んでいる。しかし従来の技術は、ロボットが回避動作を実施する前に作業動作を一旦停止しなければならないため、人と密接する際にロボットが頻繁に停止し、生産性が著しく低下する問題がある。本研究では、この問題を解決するために...
- 機械学習
- 人歩行軌道予測
- 協調生産システム
- 協働ロボット
- ロボット軌道計画
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近年、電力変換器の高電力密度化実現のためにGaN GIT（窒化ガリウム、ゲート注入トランジスタ）を使用した高速スイッチング回路が注目されている。GaN GITは超高速スイッチング性能を備えているが、閾値電圧が低いために誤点弧を引き起こす可能性がある。誤点弧現象を防ぐために、従来はRC型ゲート駆動法が使用されている。ただし、ターンオフ期間中に過大なスパイクゲート電圧が発生するため...
- パワーエレクトロニクス
- ワイドギャップ半導体
- ゲートドライブ回路
- スパイクゲート電圧
- 高効率
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近年は市場ニーズの変化が速く、製品ライフサイクルの短命化が進んでいる。このような市場動向に対応するため、より短い期間での生産設備の立ち上げが必要である。従来は実機のみで立ち上げていたため、作業の待ち時間の発生やロボットの作業位置、姿勢を教示するティーチングに時間がかかっていた。これを解決するため、独立した複数のソフトウェアを連携させて仮想立ち上げ環境の実現が提案されてきたが...
- 仮想化
- 統合開発環境
- シミュレーション
- PLC
- ロボット
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複数の照明の光度を調整できるマルチCH照明を持つ撮像系において、外観検査における照明条件とカメラの撮像条件を、容易に短時間で設定できるようにする問題を取り扱う。提案手法では、環境光、センサノイズ、暗電流オフセット、光度の量子化などのハードウェア特性の補正処理を構築することで、画像合成により、任意の照明条件におけるワークピース（検査対象の被写体）の撮影画像を精度良くシミュレーション...
- 照明最適化
- 外観検査
- 多目的最適化
- 照明シミュレーション
- マルチCH照明
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近年、人件費の高騰や新型コロナウイルスの流行などの影響により、生産現場では省人化が求められている。省人化の手段の一つとして産業用ロボット、特に垂直多関節ロボットのニーズが高まっているが、高い生産性を実現するロボットの動作を生成するには大きな工数がかかるうえ、専門知識も必要となるため、普及が進んでいないのが現状である。そこで、本研究では垂直多関節ロボットを対象に、自動かつ高速に動...
- ロボット
- 経路計画
- 軌道計画
- 軌道最適化
- 干渉判定
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ものづくりにおいては、実験計画法に代表される統計的手法を用いて生産条件の最適化を行うことが重視されている。しかし、先見知識の活用などにより実験数を削減する場合が多いため、生産条件から製品品質を予測する応答曲面モデルに十分な精度が得られない場合がある。本稿では、他の領域で収集した情報を活用することで効率的な学習を実現する手法である転移学習に着目し、少数の実験しか実施しない場合にも...
- 転移学習
- 実験計画法
- SVR
- 品質管理
- 最適生産条件
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従来、基板検査システムのシステム設計ではアクティビティ図やシーケンス図を作成してシステムの振る舞いを表現してきた。しかしながら、これらで表現できるのは一般的な振る舞いに留まっているのが現状であり、システムが高機能化・複雑化する中で設計段階において異常系の振る舞いを精緻に特定して不具合の混入を防ぐことは難しい。筆者らは基板検査システムの開発においてシステム安全性解析手法...
- STAMP
- STPA
- ファクトリーオートメーション
- ソフトウェア工学
- ハザード解析
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近年、人とロボットが協調して製品を生産するための、様々な協調生産システムが開発されている。しかし現時点では適用可能な国際安全規格がないため、協調生産システムの安全設計を行う設計者は、最適な安全設計手法を見出すことができていない。また、協調生産システムのリスクアセスメントにおいて同定される多くの危険源に対して、どこまでのリスク低減が必要かを判断するための手法も存在して...
- 協調
- 協調生産システム
- 機械安全
- リスクアセスメント
- 安全
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生産現場において通信経路の高速化，ストレージの低価格化および大容量化といった情報化システム構築の環境がそろいつつある。オムロンは未来工場として，これらの技術とオープンネットワークであるIO-Linkを活用したセンサレベルまでカバーする情報化システムを実現していく。そして今回，オムロンはこの未来工場コンセプト実現に向けたIO-Link対応セーフティライトカーテン（侵入検知センサ）...
- 情報化システム
- セーフティライトカーテン
- IO-Link
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第三次AI ブームにおける技術の飛躍的進化に伴い、従来は人が担っていた業務をAI によって自動化し、労働力不足の課題を解決する期待が高まっている。例えば社会領域では安心安全のために防犯カメラ等の映像を人手で確認するモニタリング業務の自動化が期待され、これは機械学習手法によって検出したい対象をラベル付けした大量の画像データをモデルに学習させることで実現でき...
- AI技術
- 機械学習アルゴリズム
- 画像認識
- 転移学習
- 最適化
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本稿では、ロボットがコンテナにバラ積みされている物体をピッキングするための、把持位置認識を扱う。通常、把持対象物体の三次元CAD を用いることで把持位置を認識するが、特定の三次元CAD が存在しない非剛体物体・不規則形状物体では認識が困難になる。非剛体物体・不規則形状物体のピッキングを実現するため、三次元CADを用いずに把持位置を認識することを可能にするモデルレス...
- ビンピッキング
- 把持位置認識
- ロボット
- 3次元認識
- 距離画像処理
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慢性閉塞性肺疾患（COPD）による死亡者数が年々増加しており，この症状で低下した呼吸機能をサポートするための医療機器として酸素濃縮器の需要が今後増えてくると予想される。これは，空気中の酸素を濃縮して患者に供給するというもので，安定供給のため濃縮ガスの酸素濃度をモニターする必要がある。そこで弊社の開発したMEMSの熱式フローセンサを酸素濃度の測定に応用する...
- 熱式ガスセンサ
- 酸素濃度測定
- 3成分ガス
- MEMS
- 酸素濃縮器
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基板の外観検査において，電極が薄膜の場合，結晶構造が不規則となり同軸照明で撮像すると反射特性の差がムラとなって表れることがある。このムラのため異色欠陥を見つけることが困難となる。ムラは基板に照射する光の角度と光の強さを最適化することで軽減できる。しかし，これには経験を持った作業者でも時間がかかるため，自動化するための方法が考案されている。従来方法...
- 照明
- 照明条件
- 外観検査
- 段階的探索
- MDMC
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本稿では、顔の大きな傷痕や、目、鼻、口などの顔器官の一部の欠損などが原因で顔画像センシングが困難なユーザに対して、オンサイトでのカスタマイズにより、顔検出や顔向き推定などを精度良く実施するための手法を提案する。この手法は、簡易なパラメータ設定のみを要し、顔画像処理時に画像から抽出される顔特徴量についての再学習を必要としない。元々精度良くセンシン...
- 顔画像センシング
- オンサイトカスタマイズ
- 機械学習アルゴリズム
- データ収集システム
- ドライバーモニタリング
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安心・安全な交通環境を実現するために、安全運転支援や自動運転技術に対する期待が高まっている。とくに、交差点や合流部など、複雑な交通シーンが想定される地点においては、車両に搭載されたセンサだけではなく、インフラ側に設置されたセンサの情報も活用するインフラ協調型システムが重要な役割を果たすと考えられ、実用化に向けた研究開発が進められている。当社では、...
- ミリ波レーダ
- 自動運転
- 安全運転支援
- アンテナ制御
- 到来方向推定
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近年、設備の老朽化に伴う盤内部品の異常な温度上昇による停電や発火事故などが増えてきている。それにより、例えば工場においては製造ラインが停止し、機会損失の発生や、社会的イメージの低下につながる恐れもある。保全員による定期的な設備保全を実施することで異常の発生頻度を抑えているが、温度異常は数日で進行するものも存在するため、完全には抑制できていない。そ...
- 設備保全
- 予兆
- 温度監視
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多品種少量生産に伴う段取り替え時のセンサの配線工数と、センサ配線の断線によるダウンタイムの増加が、生 産現場において問題となっている。そのため、配線の必要のない無線によるインターフェース（I/F）の導入が検討 されている。センサの配線には主に信号と電源の2種類が存在し、信号は通信規格に準拠した方式により一部無線 化が実現されている。一方、電源に対しては...
- 指向性制御技術
- マイクロ波給電
- RFID
- ワイヤレスセンサ
- マルチパスフェージング
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近年、製造業では熟練技能者の不足や人件費高騰の影響を抑えるためAI やIoT を活用した業務効率の改善やコストの削減を求められている。これらのニーズを満たすため制御盤内の機器は増加し、スペースの確保が課題となっている。特に電源は制御盤内において大きなスペースを占有するため小型化が重要である。一般に、電源の小型化はスイッチング周波数の高周波化によって実現...
- スイッチング電源
- ノイズキャンセル
- 小型化
- 力率改善回路
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太陽光発電は、地球環境の負荷軽減やエネルギー自給率の向上などの観点から、注目を集めている。しかしながら、我が国における太陽光発電の発電コストは、加重平均での世界の発電コストと比較すると、2017 年時点で約1.6 倍と高く、更なる普及拡大には発電コストの低減が必要である。今回、新たに太陽光発電用屋外設置型単相パワーコンディショナのKPV-A・KPW-A シリーズを...
- パワーコンディショナ
- 小型・軽量化
- 高効率化
- ２相インターリーブ方式昇圧チョッパ
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高度経済成長期に建設された社会インフラの老朽化が進む中で、その維持管理にいくかの社会的課題がある。点検が必要な構造物の増加に加え、点検結果の評価には高度な技術的判断が必要である。さらに、5年に一度の点検の義務化により点検費用が高額になっていることなどが課題である。これに対し、維持管理の高度化・効率化が可能なIoT技術を活用したモニタリング技術が期待されている。筆者らは、東京工...
- 構造物
- 橋梁
- 維持管理
- モニタリング
- 構造解析
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日本国内の橋梁は2022年には橋長2m以上の橋の40％以上が完成後50年を超える高齢化時代を迎える。また、団塊世 代の技術者が引退していき、国内橋梁を維持管理するための技術者不足も深刻となってきている。国土交通省は2013年 を「メンテナンス元年」と位置付け、多くの施策を実施しており、最新技術の活用にも注力してきている。その中で、 センサ技術を活用したモニタリング...
- モニタリング
- 省電力
- 無線
- 加速度
- ひずみ
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近年モノづくりの現場では、「モノづくりの高度化・複雑化」や「熟練者不足」といった各国共通の課題に対して、IoT技術を活用し製造現場のデータを収集し、それらを分析することで、これらの課題解決を行う取り組みが盛んに行われている。高機能フィルム業界や製紙業界においても同様の課題・取り組みが続けられている。我々オムロン株式会社 検査システム...
- シート検査装置
- 品質管理
- BI
- 状態基準保全
- IoT
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製造業では、少子高齢化などの環境変化により保全を担う技術者が不足している。また、設備の老朽化による突発故障の発生頻度が増えており、生産の稼働率が低下している。このモノづくりの課題を解決するためには、設備の劣化状態を把握して、故障する前に計画的に保全を行う“状態基準保全”に移行していくことが効果的と考えられている。一方で、この状態基準保全を実現するため...
- 温度調節器
- 設備保全
- 異常検知
- システム同定
- 状態基準保全
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基板実装の世界では、はんだが見えず外観検査困難な部品や基板が増加している。また、自動車業界をはじめ、はんだの接合強度や全面検査など高品質を担保するための要求が増えている。これらの要求に答えるべく、CT型X線自動検査装置において、最たる課題であったインライン全面検査に必要なタクトを実現するための最新技術を紹介する。 高精度なモーションコントロール技術と高速画像...
- CT
- X線
- 自動検査装置
- インライン
- はんだ検査
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近年、センサなどの制御機器の生み出すセンシングデータをAIなどの最新IT 技術を駆使して活用することの重要性が高まっている。その促進には制御機器の不統一なセンシングデータを体系化されたIoTデータに変換して収集・蓄積することが重要である。FA現場で制御を担ってきたPLCをデータハブとすることで、多様な制御機器からの...
- IoT
- PLC
- データフォーマッティング
- 制御機器仕様情報
- プログラム自動生成
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製造業の多品種少量生産化の流れに伴い、工場内のレイアウト変更に対して柔軟に対応できる生産設備が求められている。無線押ボタンスイッチは、信号線が不要であり、さらに発電機能の内蔵によって電源線をも不要としているため、有線の押ボタンスイッチと比べて設置の自由度が高く、配線工数が低減できるという利点から、生産現場への導入が...
- 無線押ボタンスイッチ
- 無線通信
- 通信信頼性
- 通知機能
- エナジーハーベスティング
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近年、製造業では、熟練技能者の不足や人件費高騰の影響を抑えるためAIやIoTを活用するニーズが高まり続けている。オムロンでは、設備の稼働率向上と高品質な製品を安定的に生産するため、設備の異常検知を実現する「AI搭載マシンオートメーションコントローラ」を開発した。本来、異常検知を実現するには、データサイエンティスト...
- AI技術
- リアルタイム異常検知
- 設備保全
- PLC
- 機械学習アルゴリズム
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近年、製造業では、設備の稼働率向上と高品質な製品を安定的に生産するため、製造現場においてAI（Artificial Intelligence）やIoT（Internet of Things）を活用するニーズが高まり続けている。従来、製造現場のデータを活用するには、センサやモータ等各機器のデータをネットワーク経由で専用のデータベースサーバへ蓄積し、分析を...
- 時系列データベース
- 組み込みデータベース
- AI技術
- NoSQL
- エッジ・コンピューティング
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製造現場においては慢性的に人手が不足している。さらに将来、熟練技能者の減少により生産性の低下が見込まれており、省力化や省人化の要求がある。このような背景から、FA分野においてはAI技術を予知保全に用いることで、省力化や省人化を進めている。しかし、一般的にAI技術は高性能なハードウェアが必要であり、また...
- AI技術
- リアルタイム異常検知
- 設備保全
- PLC
- 予知保全
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近年、市場における消費者ニーズの多様化に伴い、短いサイクルで新しい商品が次々と生み出されている。製造業各社は、新しい商品を製造するために、新たな生産設備の増設や既存設備の段取り替えパターンの追加などの対応を行っている。こうした中、生産設備の制御システムの複雑化や、制御ソフトウェアの大規模化が進んでいる...
- PLC
- オープンソース
- Git
- 複数人開発
- FA統合開発環境
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自動車業界では、リコール件数の増加が業界全体で問題となっている。リコール発生時の迅速な対応のため、全ての構成部品が、いつ、どこで生産されたかを特定する個体識別技術の重要性が高まっている。個体識別技術の中でも、粉塵や油汚れに強いという利点を持つRFIDは、短距離通信を目的としたHF帯RFIDと、長距離通信を...
- RFID
- 安定交信
- 設置調整
- トレーサビリティ
- RFタグ
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近年、製造業の現場においては、ニーズ多様化の時代に求められる「多品種変量」への対応が必要となっている。これに伴い、安全制御も柔軟に製造ラインの段取り替えが可能な安全システムの構築が必要であり、その解決策として、安全コントローラの導入が挙げられる。標準化団体PLCopenによるSafetyファンクションブロック...
- オートメーションソフトウェアSysmac Studio
- 安全コントローラ
- プログラミングノウハウ
- 安全システム設計工数短縮
- PLCopen Safety
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生産現場において、設備の安定稼働は重要な要素の一つであり、稼働を維持するためには計画的、かつ的確なタイミングでの保全が重要になる。保全現場においては、保全員が定期的に工場内を巡回し保守点検しているが、近年は人手不足・技術者不足により計画的な保全活動を継続することが難しくなっている。そのため、設備の...
- 電動機
- 保全
- 絶縁抵抗
- 微小漏洩電流
- インバータ駆動電動機の漏洩電流
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近年、自動車業界のリコールといった品質問題に対応するために、トレーサビリティの重要性が増している。企業はトレーサビリティを実現し、その社会的責任を果たすために、あらゆる物・あらゆる場所に二次元シンボルを印字して、個体管理の対象を拡大しようとしている。印字する二次元シンボルには、印字の省スペース化...
- 画像処理
- 自動認識技術
- 二次元シンボル
- Data Matrix
- DPM(Direct Part Mark)
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本稿では外観検査自動化システムにおいて、一様背景（ヘアライン、梨地、等）ワークにおける多種多様な欠陥を検出する技術を提案する。現在、ものづくり領域において、「人材不足」および「嗜好の多様化」が進み、目視検査工程の自動化ニーズが高まっているが、既存の画像センサでは多種多様なワーク・欠陥種に対する...
- AI技術
- DeepLearning
- 外観検査
- CPU最適化
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変位センサは従来三角測距方式が主流であったが、最先端のモノづくりを行う顧客の製造現場では、三角測距方式による設置時のチューニングの難しさ、測定対象物の材質違いによる誤差の課題が出ていた。それらの課題に対し、我々は簡単に誰でも測定対象物の材質によらない計測が可能な新原理の同軸白色共焦点変位センサ...
- 変位センサ
- 高精度化
- 高速化
- 光学設計
- アルゴリズム
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近年、プリント実装基板の実装現場には、ますます高い品質とコスト競争力が要求されてきており、できるだけ人のスキルや工数を必要としない、自律的に高い品質を維持する生産ラインが求められている。オムロン株式会社 検査システム事業部では、従来からプリント実装基板を3D計測し、定量化された品質基準に従って検査...
- リアルタイム異常検知
- 不良未然防止
- 品質管理
- SMT
- はんだ検査装置
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AI・IoT・ビッグデータが、これまで人の経験・ノウハウに依存してきた製造現場の生産管理や設備保全を変えようとしている。熟練者は、現場の装置の挙動を五感で常に感じ取ることで生産設備の「いつもと異なる状態」を察知し、経験や知識をもとに速やかな対策を行っている。そのため、現場熟練者と同じような設備の...
- AI技術
- リアルタイム異常検知
- 設備保全
- PLC
- 機械学習アルゴリズム
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近年、生産現場では装置や製品品質を常時監視し、それらの異常や不良を予兆の段階から検知・対処する取り組みが 進められている。従来は、監視用にセンサを設置し、そこから得られたデータをクラウドなどで解析していたが、コス ト面などの理由で導入は限定的だった。そこで、装置制御を管理・実行しているマシンコン...
- AIマシンオートメーションコントローラ
- 異常検知AI
- 高速軽量
- 常時監視・解析
- ISF
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ものづくりの生産工程における様々な制御課題の解決に向けて、オムロンはILO（Input-Logic-Output）の高度な摺り合わせ制御技術を追求している。具体的には、高速高精度の計測と制御が可能なILO機器に加えて、制御理論の適用とILO機器の協調動作による制御アプリケーションのライブラリを提...
- ILO摺り合わせ制御技術
- マシンオートメーションコントローラ
- モデル予測制御(MPC)
- ビジュアルフィードバック制御
- 制御理論
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本稿ではドライバモニタリングシステムにおいて、自動運転時にドライバが起こしうる多様な挙動・状態を推定する技術を提案する。当面の間、自動運転時でもドライバは運転行動に対して責任があり、ドライバの状態を監視する技術が必要であると言われている。そこで我々は運転行動に基づいたドライバの状態を測る指標を定...
- 自動運転
- ドライバモニタリング技術
- 時系列Deep Learning
- 運転集中度センシング技術
- 近赤外線カメラ
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近年、高齢化社会を迎え、ドライバの健康状態に起因する事故が増えつつある。運転中に体調が悪化した場合には、重大事故に発展することもあるので、その予防策が一層に求められている。 ドライバの健康状態を把握するための生体指標の1つとして脈拍数がある。これにより、ドライバのストレス状態などを把握するこ...
- 車載脈拍センサ
- 脈拍推定アルゴリズム
- 脈動周期信号検出
- マイクロ波ドップラセンサ
- 同期検波
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従来の車両検知センサである超音波式やループコイル式、画像式のセンサでは設置上の手間や設置条件の制約に課題があった。われわれはこれら課題を解決するため、ワイヤレス地磁気車両センサの開発に取り組んだ。この開発の中では、内蔵電池だけで長期稼働を実現するための省電力設計と、限られた動作条件の中で精度を担...
- ワイヤレス地磁気車両センサ
- 停止車両検知アルゴリズム
- 自動運転
- 地磁気検出素子
- エンジン部分検出アルゴリズム
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PCS（Power Conditioning System）の体積とコストを低減させるために、インバータ出力を平滑するACリアクトル（以下ACL）の小型化が検討されている。しかし、PCS-系統間の導線が持つインピーダンス（系統インピーダンス）のリアクタンス成分に対してACLインピーダンス値が小さくなると、制御安定性を損なうという問題が指摘されている。制御設計で安定性改善を試みる例も...
- パワーコンディショナ
- ACリアクトル小型化
- 系統インピーダンス推定方法
- インピーダンス抑制補償器
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冊子版 OMRON TECHNICS
社会的課題を解決するために研究・開発を続けているオムロンの最新技術論文をまとめました。
