音響ホログラフィを用いる水中3次元撮像システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555422
• Section: 試験
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 田村 安孝 山形大学, 工学研究科, 助教授 (40171904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 知明 (株)三井造船昭島研究所, 情報エンジニアリング事業部, 主任研究員 ; 湯浅 哲也 山形大学, 工学部, 助手 (30240146) ; 赤塚 孝雄 山形大学, 工学部, 教授 (80091875)
• Keywords: 音響ホログラフィ / 水中3次元撮像 / トランスデューサアレイ / 高分子圧電膜 / 速度推定

Research Abstract

1.データ収集システムの構築:小型の制御用コンピュータシステムとインタフェースボードを購入し、データ収集装置と結合した。ガラスエポキシ基板上に銅箔パターンを切削により形成し、高分子圧電膜と接着してトランスデューサアレイを試作し、像再生の試験を行なった。位置精度、位相特性ともに良好で、水中で像再生が可能であることが確認できた。要素数を増やしたアレイトランスデューサの設計を進めている。
2.移動補償方式の検討:相対的運動を利用する像再生方式について数値実験により偽像レベルと、計算の簡略化の影響を評価した。複雑な形状の物体でも、一様な速度ベクトルで運動している場合、移動の影響を補償して高い画質で像再生できることがわかった。移動補償のための重ね合わせの方法として画像の位相情報を保つものと、強度を重ね合せるものの2つを検討した。その結果、位相を保存して重ね合せる方法は速度推定誤差の影響を大きく受けるが、誤差が少ない場合の画質が高く、一方、強度をとってから重ね合せる方式は速度誤差に対してロバストであることがわかった。
3.送信用駆動回路:マルチチャンネル化が容易なデジタル入力型のパルスアンプを試作した。駆動電圧は300Vppである。また、64チャンネルまでのデジタルパターン発生回路を製作中である。
4.実装:制御用コンピュータシステムに現有のワークステーション上で動いている像再生プログラムの一部を移植する作業を進めている。また、128個までのレシ-バを持つアレイに対応できるようプログラムを拡張し、動作を確認した。

Research Products

• [Publications] Yasutaka Tamura: "Motion-compensated image reconstruction and holographic Doppler velocimetry using encoded wavefront" Proceedings of Joint meeting of Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan. 3. 1403-1408 (1996)
• [Publications] 名和昌輝: "波面符号化送信方式による音響ホログラフィー移動物体の速度ベクトル推定-" 計測自動制御学会学術講演会予稿集. 35. 969-970 (1996)
• [Publications] 木下伸司: "超音波ホログラフィ法による高分子アレイセンサを用いた速度ベクトル計測" 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム予稿集. 17. 61-62 (1996)