電気探査法と生物的適応アルゴリズムによる3次元海中センシングシステムの構築

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17656285
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 木村 元 九州大学, 大学院工学研究院, 助教授 (40302963)
• Keywords: 電気探査 / 水中センサ / 生物的適応システム / ウエンナー法

Research Abstract

電気探査法によって水中に存在する物体の位置や大きさを検出し、その形や材質について判別できるかどうかを評価するため、水中電気探査装置を設計・製作し、試験水槽中での計測実験を行った。センサ部分となる電極として約30mmのステンレスネジを16mm間隔で16×16の格子状に配置し、水面に接触させる。制御回路により電流計および電圧計を電極に順次接続することで、電極下の水中に存在する物体を計測する。実験の結果、以下のような知見が得られた。
1)物体の比抵抗が水と大きく異なる金属のような導体あるいはプラスチックのような絶縁体は、おおよその位置や大きさが判別可能。逆に物体の比抵抗が水と同じ場合、全く検出できない。
2)物体が検出可能となる距離は、センサとなる電極間隔と同程度までであり、また判別可能となる大きさも、球や棒などの形状にも依存するが球の場合は電極間隔の2倍以上の直径が必要。
3)検出可能となるためには、物体にある程度まとまった体積が必要。金属やプラスチックの薄い板や中空の物体は検出できない。検出可能な板の厚みはおよそ電極間隔の半分以上である。また、棒状の物体についても検出するためには棒の直径が電極間隔の75%以上必要である。
4)センサに流す電流や計測する電圧の方向を複数パターンにすることにより、ある程度複雑な形状を識別可能である。例えばパイプと単なる円柱の形状とを区別することが可能。
5)水が濁っていて視界ゼロでも使用可能。
6)金属と絶縁体が混在している場合でも、それぞれを識別可能
以上より、電気探査法は近接センサとして有望な特徴を有することが分かった。また、より精度の高い物体検出を行うため、モデルを用いた逆解析が必要だが、その際どの程度のノイズを考慮すべきかの定量的なデータが得られた。装置をより実用に近づけるため装置の改良を要することが判明した。