2006 Fiscal Year Annual Research Report
無線ネットワークを用た海中測位システムに関する研究
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16360434
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮本 佳則 東京海洋大学, 海洋科学部, 助教授 (80251685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 圭一 東京海洋大学, 海洋科学部, 助手 (50313391)
古澤 昌彦 東京海洋大学, 海洋科学部, 教授 (60281002)
柿原 利治 東京海洋大学, 海洋科学部, 教授 (50114913)
樊 春明 東京海洋大学, 海洋科学部, 助手 (10311664)
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| Keywords | 水中測位システム / SBL / 位相差 / 超音波 / デジタル信号処理 / 無線LAN |
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| Research Abstract |
4つのハイドロフォンを利用して、4つの異なった周波数の超音波発信機(ピンガー)の水中3次元位置を測定することを可能とした。この手法は、高速のADコンバーターを用いて、ハイドロフォンで受信したピンガーからの超音波パルスを変換した。そのデータを、デジタルフィルタリング、相互相関を行うことにより、時間差分解能10μ秒で計測することを可能とした。
このSBLシステムを水槽(水産工学研究所所有、10m×15m×10m)で測位性能実験を行った。市販のピンガーの超音波パルスの幅は10m秒である。音速を1500m/sとすると、このパルス幅は、距離に換算して15mとなり、水槽の大きさと同等となり、マルチパスなどにより測位することが不可能となる。そこで、ファンクションジェネレーターとトランスデューサーを用いて5μ秒のパルス幅のダミーピンガーを設け実験を行った。その結果、0.1m以内の測位精度を得ることができた。
海上における水中測位では、ハイドロフォンを設置するプラットフォーム(船やブイ)の動揺と軸の方位(船首方位)が必要となる。そこで、GPSを用いたGNSSコンパスを利用した。このGNSSコンパスからは、船首方位、ローリング角、ピッチング角がNMEAフォーマットで出力される。
SBLシステムを東京海洋大学海洋科学部保有の実習艇"ひよどり"(19t)に設置して、"ひよどり"に既設のGNSSコンパスと組み合わせて、千葉県館山市の館山湾にて実験を行った。
その結果、既存のLBLシステムと遜色のない測位精度を得ることができた。
研究当初に予定していた、無線LANによるアドホックを用いたネットワークの検証は行えなかったが、ハイドロフォンの配置の自由度があり、実用化に向けて期待できる成果が得られたと考える。
これらの研究の発表として、4th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japanにて発表を行い、WHOI and NOAA Fisheriesでの検討および打ち合わせを行った。
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