2020 Fiscal Year Research-status Report
ロボットボート技術を新展開する次世代・大河川観測システムの実践開発
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20K04704
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山上 路生 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80362458)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 河川の流量観測 / ドローン浮子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度はロボットボート技術の継続開発と、ドローンを用いたGPS浮子法の開発にも着手した。基本の原理は通常の浮子法と同様であるが,本研究では浮子にGPSを搭載することで,GPSの位置座標データから浮子の軌跡を確認し,流下速度を算出する.このような手法を取ることで,観測員の技能熟練度に依存しない信頼性のある計測が可能となる.また浮子に水深計測ソナーをとりつけることで,流速計測と同時に水深計測を行い,河川断面積を導出可能とした.したがって流速計測結果と組み合わせることで流量を算出することができる.さらに,浮子の回収・投下を安全かつ迅速に行うためにドローンを使用する手法をとる.ドローンにGPS,ソナー,浮き輪を取り付け,安全な川岸から飛行させる.そしてドローンごと浮子として河川に着水させ,一定時間流下させる.その後ドローン浮子を操縦し離水させ,次の測線で同様の手順を行う.すべての測線での計測が終了したらドローン浮子を空中移動させ川辺の観測員の元へ帰還する.
初年度では試作機を作成して、亀岡市の桂川上流域と枚方市の淀川本川にて観測テストを行った。淀川本川で６側線にて計測を行った結果、流量は181m^3/sとなり,H-Q曲線に基づき算出した流量136m^3/sとの誤差は約33%となった.高浜地点と枚方地点の間には複数の支流があることを考慮すると実際の計測誤差はさらに小さくなると考えられ,良好な精度の計測を行うことができたといえる.一方で課題としては,ドローン操縦の難しさがある.目視かつ手動で行う操縦には限界距離があり,また測線間隔を完全に均一にすることは困難である.したがってドローン浮子の自動操縦システムの構築を今後目指したい.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ロボットボートの方法は、流向検知と流速計測の同時計測が可能となり、実用に近づいた。一方で、近年頻発する水害に、できるだけ早く対応すべく、ドローン浮子の開発も平行して行うこととした。ドローン浮子は開発初年度から淀川本川への流量観測に適用することができ、研究の基礎を築けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ロボットボートについては、水面流速の流速と流向の同時計測が、低水時であれば実用可能の段階まできた。この成果を国際ジャーナルに投稿中で、今年度中に掲載を目指している。さらに、水中子機システムについては水路試験を中心に、試作機によって基本技術の確立を目指す。
ドローン浮子は、自動航行や水中流速計測の技術確立を目指し、フィールド試験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、予定していた学会発表等の出張やがキャンセルになったため。
フィールドワークの回数も減少したため。
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