超音波式風向風速計
低コストで高精度な風速計
2018
Overview
国際会議
IEEE SENSORS 2018にて発表した研究です。
セーリング競技者として、操船技術を向上させるためのサポートシステムを作りたいと思い、研究を始めました。
風の情報を正確に得るためには多くの風速計が必要となるため、汎用品の超音波センサを利用して高精度な風速計を製作しました。
Paper
Proposal
汎用品の狭帯域な超音波センサではチャープ信号を出力できないため、送信波と受信波の相互相関処理で正確なToF計測ができない問題があります。
そこで送信信号に周波数変調ではなく位相変調を与えることで受信波の特徴量を増やせるので、正確なToFの計測が可能になりました。
Future Work
風の情報はセーリング競技に限らず、到来が予想されるドローン社会においても必要価値が上がっていくと考えています。
それに伴って正確で安価な風速計の需要は増加していくと考えられます。
Tools
MATLAB：デジタル信号処理 (C言語)
NI社A/Dコンバーター (500kHzサンプリング)：受信信号入力
AVR社ATmega32シリーズ（マイコン）：送信信号出力
Production Time
制作日時：2017年4月-2018年11月
制作期間：1年半