2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high precise positioning estimation method for a free-fall type underwater observation system using underwater environment conditions.
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16K06913
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小池 義和 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30251672)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森野 博章 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (50338654)
清水 悦郎 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60313384)
広橋 教貴 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (90376997)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海洋調査 / 海底資源探査 / 慣性航法 / フリーフォール / ガラス球 / カルマンフィルタ / CMOSイメージセンサ / 位置推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続きガラス球に封入されたステレオカメラ視を用いた画像処理による挙動推定の高精度化を行った．今年度は推定精度を向上させるために水中でのキャリブレーションについて重点的に検討を行った。その結果、ガラス球内部に設置したステレオカメラ用いて水中および陸上でのキャリブレーション結果を比較し、ガラス球の存在により必要となる補正条件を導き出した．移動量の推定において，前後の撮影画像の特徴点の対応付けにおいて，左右の特徴点の対応付けで用いたICPではなく，SAD法とRANSAC法を組み合わせて試みている．これに加えて，回転情報は失われるが，誤差の累積を抑えるために一定間隔で回転情報を初期化することで，直線運動の場合，精度が向上することを確認している．本研究で対象とするフリーフォール型観測機の場合，観測機の移動は，ほぼ，直線運動になる運用も多いことから，妥当なアルゴリズムであると考えている．
ステレオ視による移動量推定に加えて，慣性センサを用いた位置推定を引き続き行った．昨年度，慣性センサのノイズのモデル化に成功しており，水深計と距離センサを組み合わせた場合の位置推定手法の提案し，位置推定精度の確認が可能となるシミュレータの開発を行った．今年度，陸上での実験として，台車にガラス球を乗せ，直線および矩形軌跡を移動させ，距離センサと慣性センサデータを合わせて開発したアルゴリズムを適用して，軌跡の推定が可能となることを確認している．今後，地磁気のデータと組み合わせをさらに進め，水中での検証を行う予定である． また，水中での距離センサとして，可視光を用いたCMOSイメージセンサの適用を考えており，市販の評価キットを改良し，小型水槽実験で距離測定可能なことを確認している．
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[Presentation] Simulation on Improvement of Position Estimation Accuracy in Underwater Using MEMS IMU2019
Author(s)
Junji Shimizu, Kenta Hata, Yoshikazu Koike, Hiroaki Morino, Eriko Enomoto, Masyhuri Husna, Noritaka Hirohashi, Etsuro Shimizu, and Kunio Sakata
Organizer
The 18th International Conference on Electronics, Information, and Communication
Int'l Joint Research
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