| 研究課題/領域番号 |
20K04956
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
小林 充 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, グループ長 (10373416)
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| 研究分担者 |
佐藤 圭二 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (90734244)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 自動運航船 / 航海支援 / 物体検知 / 画像処理 / 見張り / 物体検出 / 航海計器 / 自律運航船 / 障害物検出 / 深層学習 / 自動運転 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船舶に設置したカメラで海面上にある不定形の障害物を検出し、その位置を特定することが目的です。
船舶の運航は他船だけでなく流木など浮遊物との接触を避けて安全運航することが重要です。無人船では、レーダーやAIS（電波で自分の位置を伝え合う装置）でまわりの船を見つけたり、人工知能に船の形を覚えさせてカメラで検出することが考えられますが、ボートや筏、流木のような決まった形のない漂流物はこれらの手段では検出が困難です。カメラに映ったもの全てを障害物としていたら、白波も障害物になってしまいます。
白波はすぐ消えますが、障害物はずっと見え続けるなど特徴の違いを利用して、画像から障害物を検出することを目指します。
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| 研究成果の概要 |
カメラ画像から浮遊障害物を検出するシステムを作成した。これは自動運航船に搭載することを想定しており、教師あり学習で検出できない多様な形状を持つ障害物を検出することを目的としている。
避航すべき障害物は、避航の必要のない波紋などの非障害物と比較し、広域に分散しておらず時間的に連続的に存在するという特徴を持つ。そのような特徴を利用し、時系列画像を入力して障害物を検出するアルゴリズムを作成した。
その結果、事前学習を必要とせず、１辺50画素程度のラジコンボートや切り株の影像を検出することができた。これは、漁具に付随する旗竿（１辺60cm）を150m先で発見できることに相当する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
船員不足や安全運航、省力化の観点から近年は自動運航船、遠隔運航船、自動避航等の技術が盛んに研究開発されている。機械による他船検出は主にレーダー、AIS（自動船舶識別装置）、カメラが利用される。カメラによる他船検知は船の形状を学習させた検出器によって画像から検出されるが、その他の筏や流出貨物、遊泳者などの避航すべき障害物は多様な形状をもつため事前形状学習ができず、しかしレーダーでも検知できない。これらを無視して自動運航船を就航させることは人命にも関わる。
本件では障害物は時間的に継続するという特徴を用い、50画素程度の障害物を時系列画像から非学習的手法により検出するシステムを作成した。
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