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不均一性を前提とした海中浮遊物の利用による環境負荷の低い三次元水流計測システム

研究課題

研究課題/領域番号 18K11357
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関熊本大学

研究代表者

戸田 真志  熊本大学, 半導体・デジタル研究教育機構, 教授 (40336417)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード水流計測 / 複数物体追跡 / カルマンフィルタ / 三次元 / 海中微小体 / 3D-PTV / 三次元推定 / 全方位カメラ / 深層学習 / Soft-NMS / トラッキング / 深度推定 / 水中微小体 / マルチカメラ / 冗長性 / リセット / 海中浮遊物 / 画像計測 / 不均一性
研究成果の概要

環境保全や水産業支援において、海中生物の生態を解明する上で、環境情報、特に水流情報が重要な意味を持つ。しかし、空間的に高密度且つ長時間の水流計測は極めて困難である。本研究では、水中に常時存在し、水流追従性の高い、藻類等の海中微小体(海中浮遊物)を利活用することで、「観測対象への影響が軽微で」「環境に優しく」「空間的に密で」「継続的に計測が可能な」水流情報を計測するシステムを開発した。具体的には、カメラにて海中の浮遊物を追跡し、その移動ベクトルから局所的な水流情報を推定するシステムの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、水中に常時存在し、水流追従性の高い特徴を有しながら、今まで有効活用されていなかった藻類等の海中浮遊物を、センサとして利活用する試みである点で独創性が高く、従来困難であった、環境に優しく、空間的に密で、継続的に計測が可能な水流計測システムの実現を試みた意味にて、学術的、社会的な意義が高い。本研究で注目した「計測空間に常在し、流れへの追従性が高いものを、視覚的に追跡する」アプローチは、水中のみならず屋内/屋外計測へも転用可能である。本研究では海中/水中を対象としたが、本研究の成果は陸上/空中を含めた環境計測全般へと幅広い展開が期待できる。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件)

  • [学会発表] 全天球ステレオカメラを用いた養殖魚3次元計測システムの開発2024

    • 著者名/発表者名
      菰田 佳寿,榎本 洸一郎,戸田 真志,伊藤 峰文,酒井 道
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数物体追跡技術を用いた魚類計数システムの高度化2023

    • 著者名/発表者名
      長瀬龍洋, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 戸田真志, 俵谷賢悟
    • 学会等名
      情報処理学会火の国情報シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数動体追跡技術を用いたマグロ養殖漁業における魚数計測2022

    • 著者名/発表者名
      戸田真志, 長瀬龍洋, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 俵谷賢悟
    • 学会等名
      2022年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Bottom Sediment Classification by Complementary Use of Seafloor Images and Environmental Sounds2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Takaki, Masahiro Migita, Masashi Toda
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on robust sediment estimation by fine tuning that complementarily uses seafloor images and environmental sounds2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Takaki, Masahiro Migita, Masashi Toda
    • 学会等名
      International Workshop on Frontiers of Computer Vision (IW-FCV) 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust underwater sediment estimation using frequency analysis of environmental sounds2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Takaki, Masahiro Migita, Masashi Toda
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the use of acoustic information to realize estimation of bottom sediment in water that is robust against secular change2020

    • 著者名/発表者名
      Shota Takaki, Masahiro Migita, and Masashi Toda
    • 学会等名
      The 15th International Student Conference on Advanced Science and Technology (ICAST2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トラッキング精度判定とカルマンフィルタによる水中動画の画質改善2020

    • 著者名/発表者名
      江頭誠, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 小室孝, 戸田真志, 桒原康裕, 手塚尚明
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルマンフィルタを用いた海中画像の鮮明化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      江頭誠, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 小室孝, 戸田真志, 桒原康裕, 手塚尚明
    • 学会等名
      第22回 画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Influence of Change of Noise Variance in Removing Floating Matter from Underwater Images Using Kalman Filter2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Egashira, Masahiro Migita, Koichiro Enomoto, Takashi Komuro, Masashi Toda, Yasuhiro Kuwahara, Naoaki Tezuka
    • 学会等名
      The 7th Asia International Symposium on Mechatronics(AISM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] トラッキンク精度判定を用いたカルマンフィルタによる高ノイズ映像の画質改善と水中動画への応用2019

    • 著者名/発表者名
      江頭誠, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 小室孝, 戸田真志, 桒原康裕, 手塚尚明
    • 学会等名
      ビジョン技術の実利用ワークショップ(ViEW2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルマンフィルタの分散調整による水中映像からの浮遊物除去性能の検証2019

    • 著者名/発表者名
      江頭誠, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 小室孝, 戸田真志, 桒原康裕, 手塚尚明
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワーク ショップ(DIA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次分散変更を利用したカルマンフィルタによる水中映像の画質改善2018

    • 著者名/発表者名
      江頭誠, 右田雅裕, 榎本洸一郎, 小室孝, 戸田真志, 桒原康裕, 手塚尚明
    • 学会等名
      ビジョン技術の実利用ワークショップ (ViEW2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Removing Floating Matter from Underwater Images Using Kalman Filter2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Egashira, Masahiro Migita, Koichiro Enomoto, Takashi Komuro, Masashi Toda, Yasuhiro Kuwahara, Naoaki Teduka
    • 学会等名
      2019 8th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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