2011 Fiscal Year Annual Research Report
ＩＳＳＢＬ方式と音響データ伝送によるＡＵＶのナビゲーションに関する研究開発
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23686128
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
渡邊 佳孝 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 技術研究主任 (40359138)
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| Keywords | 海中探査 / ナビゲーション / 音響測位 / 音響通信 |
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| Research Abstract |
本研究課題は、（AUV:Autonomous Underwater Vehicle）の水中音響を用いた新たなナビゲーション手法に関する研究開発に関するものである。新たな手法では、AUV側に受波器アレイを装備してそれにより受信した音響信号から信号到来方向を検出、深度情報と合わせて母船からの相対位置を計算する。音響信号には母船の位置情報等が含まれ、それらを統合してAUV側にて自分の絶対位置を計測できる。
期間中の目標は、システムのプロトタイプ機を製作し、実海域試験にて評価、その結果をうけ実用のための設計について検討することである。平成23年度においては、手法詳細の検討、およびプロトタイプ機の主要部品の調達を行った。
詳細検討により、システム全体の構成は以下のようにした。母船から送信する情報は、GPSのNMEAフォーマット出力より船位、速度、進路方位とし、船底装備の送波器から音響信号を送信する。受波器アレイは4chとし、まずは0.5m角の正方形配置として実験を行う。
母船側のシステムでは、母船のGPS出力より、必要情報を抽出し、それらの情報を音響信号に変調して送信する。ハードウェアとしては、データ変換部（ノートPC）、変調部（処理基板）、送信部（パワーアンプおよびマッチングトランス）が必要である。平成23年度においては、変調部、送信部の調達を行った。
海中側のシステムでは、受波器アレイにて音響信号を受信し、それを復調して船位等のデータを取得するとともに、信号から到来方向を計算し、それらをもとに受波器アレイの位置を計算する。ハードウェアとしては、受波器アレイ、信号処理部（A/D変換、データ復調、測位処理等）、センサデータ変換部（各種センサデータを信号処理部へ入力およびそれらデータと計算結果等の記録）、これらの組立部品が必要である。平成23年度では、受波器アレイ、信号処理部の調達を行った。
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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
当初計画としては、概ね、平成23年度にプロトタイプ機のシステム全体設計とハードウェア製作、平成24年度にそれらへのソフトウェアの搭載、平成24年度後半もしくは平成25年度にプロトタイプ機を用いた実証実験を実施することとした。
これに対し、平成23年度実績としては、プロトタイプ機のシステム設計を行い、ハードウェアのうち主要部品を調達した。組立部品および変換部の製作は平成24年度に持ち越しとしたが、平成24年度にソフトウェアを搭載するために重要な部品である変調部、信号処理部および受波器アレイは調達を完了した。ハードウェアの残りの部分とソフトウェア作成は並行して進めることができるため、全体計画としては大きな遅れなく進めることができると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成23年度では、プロトタイプ機のシステム全体の検討と、主要部品の調達を行った。
平成24年度は、プロトタイプ機を完成させる。特に、母船側システムの変調部および海中側システムの信号処理部へのソフトウェアが本課題の最重要項目である。ソフトウェアの詳細仕様については、以前の実験等による知見、これまでの検討、およびシミュレーション等による更なる検討により決定する。システム内でGPSや各種センサのデータをやり取りするための母船側および海中側の変換部の製作を行う。さらに、海中側システムのための耐圧容器、容器内フレーム、およびシステム全体の組立フレームを製作し、プロトタイプ機を完成させる。
また、平成25年度に実海域での実証実験を行うための計画を立て、シップタイム獲得のための立案を行う必要がある。
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