2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K01299
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| Research Institution | Kushiro National College of Technology |
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Principal Investigator |
高木 敏幸 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30331953)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 北極海航路 / 最短経路 / ダイナミック・ウィンドウ・アプローチ / グローバル・ダイナミック・ウィンドウ・アプローチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は氷海を船舶が安全に航行できるよう海氷と船舶の距離を考慮し、海氷上の航路の探索するアルゴリズムの開発を目的としている。本年度は前年度まで、先行して行っていたグローバル・パス・プラニングの一つであるダイクストラ法による氷海の航路探索手法に対し、ローカル・パス・プラニングの手法を用いたダイナミック・ウィンドウ・アプローチを用いた航路探索を実現した。ダイナミック・ウィンドウ・アプローチもダイクストラ法と同様にスタート地点からゴールまでの航路を求める手法であるが、船舶のダイナミックスを考慮していない。一般的なダイクストラ法では現在の船舶の速度や運動モデルを考慮せず隣接するグリッド間の移動距離が最小になるように航路が探索される。しかし、実際には船舶の規模による旋回性能や追従性能によって、グリッド上で接続された航路に追従できずに海氷に衝突してしまう場合が考えられる。一方、ダイナミック・ウィンドウズ・アプローチでは船舶のダイナミックスを考慮が可能なため速度や舵角を制御し航路を探索することが可能である。そこで、本研究では船舶レーダに本手法の適用し、有用性を示した。さらに、グローバル・パス・アプローチとローカル・パス・アプローチを融合したグローバル・ダイナミック・ウィンドウ・アプローチによる航路探索手法を開発した。ダイナミック・ウィンドウ・アプローチでは、船舶と位置からのゴールの方向と船舶の向きの差を評価関数として用いている。しかしながら、複雑に海氷が分布する氷海では局所解に陥る場合がある。そこで、予め航行が可能な開放水面に対してダイクストラ法を用いて船舶の向きを計算し、これを現在の船舶の向きとの差を評価関数することによって、複雑に分布する氷海での航路探索を実現した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度の予定では冬季、オホーツク海域ににおいて海上保安庁の砕氷船で本システムの検証および補正を行う予定であったが、今年度から搭乗できる研究機関が制限されたため、これを実現できなかった。しかし、本年度8月に海洋地球研究船「みらい」の北極航海において本研究の推進のため氷海域における船舶レーダの取得装置を装備することになり、より精密な海氷域の船舶データを取得することが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までカナダ砕氷船の北極海域の船舶レーダを用いて航路探索を行ってきたが、本年度8月に海洋地球研究船「みらい」の北極航海において氷海域における船舶レーダのデータ取得装置を装備することになり、より精密な海氷域の船舶データを取得することが可能になった。これにより、より正確な海氷と航行可能な開放水面の分離、レーダ画像の歪み補正が実現できる。さらに、船舶レーダから海氷の密接度や高さを求めることが期待できる。これにより、砕氷船の性能に応じた航路探索が可能になる。
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| Causes of Carryover |
物品費に関しては、28年度の予定では冬季、オホーツク海域ににおいて海上保安庁の砕氷船で船舶データの取得および本システムの検証および補正を行う予定であったが、今年度から搭乗できる研究機関が制限されたため、これを実現できなかった。そのため、大規模なデータを扱う必要が無くなり、物品を購入しなかったため次年度使用額が生じた。
また、旅費に関しては当初予定した国際会議に参加することが出来なかったため、次年度使用額が生じている
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費に関しては、29年度8月に海洋地球研究船「みらい」の北極航海において本研究の推進のため氷海域における船舶レーダの取得装置を装備することになり、より精密な海氷域の船舶データを取得することが可能になった。そのため、大規模なデータを扱うため28年度購入予定であったコンピュータを購入する。
また、旅費に関しては2017年11月のIEEEの国際会議の参加を予定している。
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Research Products
(3 results)
