2017 Fiscal Year Research-status Report
Innovative wave monitoring system using autonomous drones
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17K06958
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
和田 良太 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (20724420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 健 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90183433)
中村 裕子 東京大学, 総括プロジェクト機構, 特任准教授 (40600698)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 波浪観測 / ドローン / 実海域実験 / 波浪予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究が提案する海上オペレーションの安全性・効率・経済性を向上させるための「自律飛行型ドローンによる波浪モニタリングシステム」について、研究開発および実海域実験を実施した。
防水仕様のマルチコプター型ドローンの制御プログラムを開発し、自律飛行にて飛行および離着水する機能を持たせた。熊本県天草市の市役所の皆さまに多大なご協力頂き、沿岸域で実施した実海域実験において、500mや1000m先に設定した目的位置までの自律海上飛行、そして自律制御下において波浪中でも安定した着水および離水を実装できていることを確認した。またドローンが着水中においてブイのように水面変位を追随することで、搭載されたIMUセンサから水面変位を計測できることを確認した。
波浪計測については神奈川県平塚沖にある平塚沖総合実験タワー（東京大学所有）を利用した実証試験を実施した。ドローンのIMUにより計測される水面変位が観測タワーの超音波波高計と良い精度で一致することを確認した。
上記の２つの実海域における実証試験により海上で展開が簡易な波浪計測システムの基本的な技術実証ができたため、今後はドローンの海上での飛行精度を高め、空中からの水面計測などについて検証する。
また波浪モニタリング情報の活用手段として、波浪予測への活用を提案している。昨年度までに論文発表と特許取得したアルゴリズムについて、その改善手法についても検討し、学会にて発表を実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ドローンを用いた波浪観測について、不確実性が高いと想定していた技術開発および実海域実験が成功した。これにより着実な成果を得られたことで、今後はドローンを活用した更にチャレンジングな波浪モニタリング手法へと展開することを検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
飛行するドローンから波浪をモニタリングする手法について検討する。
水面に対するセンサ性能の精度（空間解像度の観点）から水面付近を安定して飛行する必要があり、文献調査や海洋試験を通した技術的成立性の評価が重要となる。また実証された着水時の波浪観測についても点観測という欠点を補う手段として、ドローンによる波浪の空撮による波浪場の方向分散性など補完的な情報を確保する可能性が挙げられる。
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| Causes of Carryover |
年度末に実証実験を実施したため、予算額が正確に見積もることができず残額が発生してしまった。来年度以降の実験に役立てたい。
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