応用情報処理技術者試験の対策サイトです。 応用情報処理技術者試験の午前問題を中心とした基礎用語の解説を中心に掲載します。書き始めたばかりなので、内容はまだまだ不十分です。
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1.基礎理論 > 1.9 計測・制御に関する理論

■H29秋
問71 ドローン,マルチコプタなどの無人航空機に搭載されるセンサのうち,機体を常に水平に保つ姿勢制御のために使われるセンサはどれか。
ア 気圧センサ      ウ 地磁気センサ
イ ジャイロセンサ    エ 超音波センサ
【正解】イ

■H27春
問4 携帯端末に搭載されているジャイロセンサが検出できるものはどれか。
ア 端末に加わる加速度   イ 端末の角速度
ウ 地球上における高度   エ 地球の磁北
【正解】イ

問1 A/D変換に関する次の記述を読んで,設問1~3に答えよ。

 A/D変換とは,アナログ信号をディジタル信号に変換することであり,標本化,量子化,符号化の3段階で処理する。直流の電圧を例にnビットのA/D変換を説明する。

(1)標本化
 標本化では,時間的に連続したアナログ信号である電圧を一定の時間間隔で測定する。図1では,時間軸をt0,t1,…と等間隔dで区切り,各時刻での電圧をv(t1),v(t1),…と表す。
2011h23a_fe_pm_qs_1

2011h23a_fe_pm_qs_2
2011h23a_fe_pm_qs_3


(3)符号化
 符号化では,(2)の量子化で用いた電圧v0,v1,…, vmaxに2進符号を対応付ける。この符号によって,各測定値を表す。

設問1 図2左の電圧v(t0),v(t1),…,v(t10)だけの符号化を考える。図2右の電圧v0,v1,…,v7を2進符号000,001,…,111に順に対応付けた場合を表1に示す。
2011h23a_fe_pm_qs_4

 図2左のv(t0),v(t1),…,v(t10))の各測定値を,表1に基づいて符号化すると表2のようになる。表2中の[    ]に入れる正しい答えを,解答群の中から選べ。
2011h23a_fe_pm_qs_5
  注記 網掛けの部分は表示していない。

解答群
ア 011
イ 100
ウ 101
エ 110
オ 111

正解は、
a エ
b ウです。

設問2 次の記述中の[    ]に入れる正しい答えを,解答群の中から選べ。

 アナログ信号の電圧の範囲が0~9Vであるとき,FSRを9Vとし, 4ビットで量子化した場合,qは[  c  ]である。アナログ信号の電圧7.49…Vの測定値は[  d  ]Vとなり,表1の場合と同様に2進符号0000,0001,…,1111に順に対応付けて符号化すると[  e  ]となる。

c, dに関する解答群
ア 0.5625  
イ 0.6
ウ 1.2
エ 2.25
オ 5.5
カ 7.0
キ 7.2
ク 7.5
ケ 7.8
コ 8.0

eに関する解答群
ア 1010
イ 1011
ウ 1100
エ 1101
オ 1110
正解は、
c イ
d キ
e ウです。

設問3 次の記述中の[    ]に入れる正しい答えを,解答群の中から選べ。

 FSRが1,022ミリVであるアナログ信号の電圧を,50ミリ秒間隔で5秒間標本化した。このとき, A/D変換後の総データ量を1,000ビット以内に納めることができる刻み幅qの最小値は[  f  ]ミリVである。

解答群
ア 0.1
イ 0.5
ウ 1.0
エ 1.5
オ 2.0
カ 2.5
キ 3.0
正解は、オです。

A/D変換(アナログ/デジタル変換)に関しては、以下に記載しています。
http://nw.seeeko.com/archives/50493771.html

過去問を見てみよう!
■平成28年秋期 午前
問22 音声を標本化周波数10 kHz,量子化ビット数16ビットで4秒間サンプリングして音声データを取得した。この音声データを,圧縮率1/4のADPCMを用いて圧縮した場合のデータ量は何kバイトか。ここで,1kバイトは1,000バイトとする。

ア 10
イ 20
ウ 80
エ 160
正解は、イです。

信号処理に関して、応用情報技術者試験のシラバスでは、以下の記載があります。

(1)信号処理
アナログ波形を分析して,雑音を除去し,特徴を抽出する信号処理の考え方,仕組みを理解する。

用語例 DFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換),FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換),インパルス応答,フィルタ(ローパスフィルタ,ハイパスフィルタ,バンドパスフィルタ,ディジタルフィルタ),サンプリング定理,D/A 変換,A/D 変換

「制御に関する理論」に関して、応用情報のシラバスを引用します。
センサ・アクチュエータの種類と動作特性
コンピュータ制御では,制御対象の光,温度,圧力などの状態をセンサで検出し,コンピュータが判断して,アクチュエータを通じて電動,油圧,水圧,空気圧などの機械的な動作に変換し,制御対象を一定の状態に保つなどの制御を行うことを理解する。

用語例 光学センサ,イメージセンサ,レーザセンサ,赤外線センサ,X 線センサ,磁気センサ,加速度センサ,ジャイロセンサ,超音波センサ

計測システムの種類と動作特性
測位システムなど,コンピュータを利用した高度な計測システムの考え方,仕組みを理解する。

用語例 GPS,基地局測位,無線LAN アクセスポイント測位
コンピュータや電子機器、家電などには、これらのセンサーや計測システムが導入されて、うまく動作するようになっているのです。

ジャイロセンサとは、角速度を計測するセンサーです。角速度とは、角(角度)の速度なので、回転するスピードと考えてください。たとえば、デジカメの手ぶれ防止機能は、このジャイロセンサで手ぶれを検知します。

過去問(H27春AP午前)を見てみましょう。
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問4 携帯端末に搭載されているジャイロセンサが検出できるものはどれか。
ア 端末に加わる加速度
イ 端末の角速度
ウ 地球上における高度
エ 地球の磁北
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正解はイです。

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