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Practical development of cutting edge system for large-river observation based on robot-boat technology

Research Project

Project/Area Number 20K04704
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22040:Hydroengineering-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Sanjou Michio  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80362458)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords河川流の自動観測装置 / 流量観測 / 自律移動型浮子 / ロボットボート / 風波の河川流速への影響 / 風を考慮した更生係数 / 河川の流量・流速観測 / 自律移動浮子 / 自動計測 / 河川の流量観測 / ドローン浮子 / 河川観測 / UAV
Outline of Research at the Start

河川観測の現状を根本的に解決する新手法の開発が急務である. 本研究の目的は,流れに対して船体が静止するために要する推進力から流速を評価できるアイデアを拡張し大河川観測に実装することである.
本研究の学術的独自性は,大河川の洪水場というシビアコンディションにおける自動観測
法の確立にある.これを実現するため,これまでの実験レベルの検討を基盤に,高精度姿勢センサを組み込んだcm級GNSSレシーバーを搭載し,荒れた洪水河川においても長距離を自動航行して目的地点で静止するロボットボートを開発する.また流向検知システムを開発し,湾曲域や突発的な大規模乱流への対応を目指す.

Outline of Final Research Achievements

In first year, improvement of robot boat technology and development of the drone type float with GPS receiver were conducted. The basic principle is the same as that of a standard floating method. The trajectory of the float and the traveling velocity could be evaluated by using the time-series of the position coordinates of the GPS. A sonar could measure the water depth and cross-sectional area of a river.
In second year onward, installing the GPS receiver and the sonar in the robot boat, an autonomous robot float could be developed. This can measure comparatively fast flow and detect the flow direction. Furthermore, a flume measurement in the laboratory was performed to consider effects of wind on the discharge evaluation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

河川観測の現状を根本的に解決する新手法の開発が急務である. 本研究の目的は,流れに対して船体が静止するために要する推進力から流速を評価できるアイデアを拡張し大河川観測に実装することである.本研究の学術的独自性は,大河川の洪水場というシビアコンディションにおける自動観測法の確立にある.これらの着眼点は,既存の観測機器では成し遂げられない課題をブレークスルーするもので,独自性と創造性に富む大河川の自動観測を実現する次世代のポータブルシステムである.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Development of drone-type float for surface-velocity measurement in rivers2022

    • Author(s)
      Michio Sanjou, Kyohei Kato, Wataru Aizawa, Takaaki Okamoto
    • Journal Title

      Environmental Fluid Mechanics

      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 955-969

    • DOI

      10.1007/s10652-022-09874-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Portable unmanned surface vehicle that automatically measures flow velocity and direction in rivers2021

    • Author(s)
      Michio Sanjou, Asuka Shigeta, Kyohei Kato, Wataru Aizawa
    • Journal Title

      Flow Measurement and Instrumentation

      Volume: 80 Pages: 101964-101964

    • DOI

      10.1016/j.flowmeasinst.2021.101964

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 河川流計測ロボットにおける姿勢制御の高度化に関する研究2020

    • Author(s)
      相澤航・山上路生・岡本隆明・重田明日香
    • Journal Title

      2020年度土木学会関西支部年次学術講演会

      Volume: CD-ROM

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 自律移動型浮子の開発と河川表面の流速計測2022

    • Author(s)
      藤村直樹
    • Organizer
      2022年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川流の自動計測を目的とする自律移動型浮子の試作2022

    • Author(s)
      藤村直樹
    • Organizer
      令和4年度土木学会全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローン型浮子の開発と淀川の表面流観測2021

    • Author(s)
      相澤 航
    • Organizer
      令和2年土木学会関西支部年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Development of portable USV automatically measures flow velocities in turbulent rivers2021

    • Author(s)
      Michio Sanjou
    • Organizer
      3rd JSCE- CCES JOINT SYMPOSIUM OF CIVIL ENGINEERING (online)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドローン型浮子による淀川の表面流・水深計測2021

    • Author(s)
      相澤 航
    • Organizer
      令和2年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 河川流計測ロボットにおける姿勢制御の高度化に関する研究2020

    • Author(s)
      相澤 航
    • Organizer
      令和2年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] Turbulence in Open Channels and River Flows2022

    • Author(s)
      Michio Sanjou
    • Total Pages
      302
    • Publisher
      CRC press, Taylor and Francis group
    • ISBN
      9781003112198
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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