カメラ画像を用いた波高計測の研究

• 研究課題/領域番号: 16K18319
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 東京海洋大学
• 研究代表者: 松本 洋平 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (80572081)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 画像処理 / 深層学習 / 波高計測 / ロギングシステム / 時刻同期 / 画像計測システム / 海洋工学

研究成果の概要

単眼カメラで海面を撮影した映像データから画像処理で波高を計測することを目標とし、小型船舶に前方の映像データと運動データを同時に取得する仕組みを構築し、30時間程度のデータを収集した。また、映像データを深層学習の入力とし、運動データから抽出したパワースペクトルの学習を繰り返した。
本来は波高が計測されている海域でデータを収集し、映像から抽出した波高と比較する予定であったが、計画立案当初存在した野島崎の波高計が撤去されたため、IMUで得た小型船舶の運動スペクトルとの関係を深層学習を用いて抽出することとした。現在のところ、深層学習がうまくいっておらず、その原因を追及している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

船舶から用いる波高計には電波や音波を使ったものがあり高価である。これによらない場合、波高の計測は目視により行われている。コンピュータビジョンを用いて波高を計測することができれば波高計がより安価になる。ステレオカメラを用いた波高計測については多く研究されているが、本研究は単眼カメラでの波高計測を目指している。社会的・学術的意義としては、波高計が安価になり、客観的な波高計測手段が普及することで、より多くの場所で波高データが収集され、地球科学の発展に寄与すると思われる。