2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of a mobile infrasound measurement technique
| Project/Area Number |
17K01351
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
|---|
Principal Investigator |
西村 竜一 国立研究開発法人情報通信研究機構, 耐災害ICT研究センター応用領域研究室, 主任研究員 (30323116)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 自然災害 / 音響信号処理 / センサーアレイ / 環境モニタリング / インフラサウンド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，スマートフォンのように MEMS 気圧センサを内蔵するとともに通信機能を有する小型デバイスを利用することで，機動的に超低周波音の観測を可能とする技術を開発することである．津波や火山活動の際に発生する超低周波音は，災害をもたらす自然活動を迅速かつ詳細に把握する上で重要な情報源となる．しかし，現在一般的に利用可能な装置は，施設として構成しなければならない程に大きいものや高価なものがほとんどあり，利用できる場面が限られる．この問題の軽減を目的として，小型デバイスを用いた超低周波音観測の可能性について，様々な観点から調査を行うとともに，問題点を解決する信号処理技術を開発する．
火山の爆発的噴火を対象としたフィールド実験では，信号の強度や条件にも依るが，音源からの距離が 20 km 程度以内であれば，MEMS 気圧センサを用いた4台の観測装置を異なる地点に配備して得られたデータからでも，かなり高い精度で音源位置の推定が可能であることが確認された．しかし，音源までの距離が 100 km 程度になると，パラメータとして設定した音速の値によっても音源の推定位置が大きく変化する結果となった．音源に対してすべての観測地点が一方向に偏っていたことが，要因のひとつであると考えられる．この問題は，本研究課題で目指す機動性の高い観測が可能になれば，適切に観測点を配置することで軽減できると予想される．
これらの研究成果について，国際会議 International Congress on Acoustics において依頼講演を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度，単体でのフィールド測定を実施し，今年度はそれを複数地点に拡張するとともに，その観測データから音源位置の推定可能性を示す結果が得られた．これにより，現在の装置で多くのデータを蓄積し，様々な条件での解析結果を比較することで，機動的なインフラサウンド観測装置の有用性の評価ができると考えられる．このことから，おおむね順調に進んでいると判断される．
|
| Strategy for Future Research Activity |
屋外で継続観測をしていたスマートフォンの気圧データを解析したところ，一見雑音信号のように見えても，インフラサウンドの中でも特に低い周波数帯域においては，ノイズとは異なると思われる信号が観測されていることが確認された．そこで，その信号が実際に自然由来のものであるかを確認するため，水晶振動式高性能微気圧計との並行観測を開始した．その結果に基づき，スマートフォンによる機動性の高い観測の適用範囲を明らかにし，適切な用途についての指針を導出する．また，これまで観測データを端末や観測装置に1時間程度蓄積した上でサーバーにまとめて送信していた．しかし，自然を対象とした災害監視などの応用ではリアルタイム性が重要であることから，観測データを逐一送信する仕組みを実現し，そのようなシステム環境下での取得データ解析および評価を検討する．
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により所属研究機関において出張が原則禁止となり，火山を対象としたフィールド実験が一部実施できなくなったため．繰り越し分については，出張が可能になって以降，実験を再開した際に使用する．
|
Research Products
(1 results)
