自由航走模型船の新しい非接触制御計測システムの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850096
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 浜本 剛実 大阪大学, 工学部, 教授 (30107130)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 健 大阪大学, 工学部, 助手 (90183433) ; 多田納 久義 大阪大学, 工学部, 助手 (00029042) ; 長谷川 和彦 大阪大学, 工学部, 助教授 (60106804) ; 内藤 林 大阪大学, 工学部, 助教授 (20093437) ; 斎藤 公男 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029279)
• Keywords: 非接触計測 / 非接触制御 / 画像処理による位置計測 / 模型船の制御・計測 / 信号処理 / システム同定 / 運動推定 / パラメ-タ推定

Research Abstract

平成元年度に製作した模型船の非接触制御システムの改良を行うとともに、それを用いて船舶技術研究所の運動性能水槽(80×60m)において規則波及び不規則斜め追波中の転覆実験を行った。その結果、本システムが屋外においてもまた過酷な追波中の転覆実験においても有効であることがわかった。
さらに、大阪大学の操縦性能実験池(約100×60m)において、ビデオカメラ2台による非接触位置計測システムを開発し、模型船の自由航走試験に適用して位置の計測を行い、従来の超音波式位置計測システムと同等の計測精度を得た。また、屋外で本システムを適用するための検討を同時に行い、固体素子カメラ、フィルタの選定や設置場所、模型船にとりつける発光体の選定について考察を行った。
一方、計測された位置情報をもとにして、通常の計測方法では計測が難しいとされる船の横流れ速度を抽出する計算方法も開発し、十分な精度が確保できる見込みを得た(検証するための計測器がないため、定量的な検定は行っていない)。また、こうして観測された誤差を含む横流れ速度や旋回角速度から真値を推定するシステム同定法についても研究を行い、横流れ速度が精度良く計測できるシステムを持った神戸商船大学の練習船深江丸III世号を用いた実船実験結果に適用してその有効性を確認した。
最後に、本システムの総合的な評価を行うため、追波中の転覆実験結果をもとに、実験時に撮影したビデオ映像を再現するコンピュ-タ・アニメ-ションシステムにより計測結果が十分な精度であることを確認した。
本研究の成果については順次公表する予定で準備中である。