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超音波を利用した霧中の視界確保技術への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 20K21063
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関東海大学

研究代表者

高山 佳久  東海大学, 情報通信学部, 教授 (30358915)

研究分担者 玉川 一郎  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (40273198)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード視界の確保 / 霧 / 超音波 / 干渉 / レーザー光
研究開始時の研究の概要

山間部や沿岸部の道路周辺に発生する霧に対して、交通の安全性を維持するため、超音波の干渉により霧粒子を捕獲し、通行者の視界を確保する技術の創出を目的とする。研究期間を通じて霧が発生する温度、湿度、風速等の気象条件、視程および発生した霧粒子のサイズと個数を計測し、霧粒子と霧発生条件の関連を明らかにする。また光を空間伝搬させることによって、超音波を照射する領域の光学特性を計測する。屋内および屋外での実験を行い、超音波による視界確保の実験を行う。

研究成果の概要

山間部や沿岸部の道路周辺に発生する霧に対して、超音波の干渉により通行者の視界を確保する。このため、まず、寸法が異なる水滴粒子を生成し、超音波の定在波によって水滴粒子を捕獲できることを示した。次に、捕獲した水滴粒子の粗密分布の光透過率を計測し、本手法が視界確保に有効であることを確認した。但し本計測では、光学計測系と超音波の定在波の発生領域の間にも水滴粒子が浮遊した。従って、発生した霧に対して超音波による視界確保の有効性は原理的に確認はできたが、その光学特性などの定量的な評価は十分とは言えず、光学計測方法の改良等の対策の必要性が見いだされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波の干渉を利用して霧を捕獲し、周囲の可視光情報を得る方法の成立性を実験的に確認することができた。また、浮遊する水滴粒子の計測を行い、自然に発生する霧と人工的に発生させる霧の相違について学術的にも理解を深めることができた。この方法では、音波の干渉縞を空間に形成することで、スリット状に水滴粒子の粗密を生成する。よって、山間部や沿岸部の道路周辺などで霧が発生した箇所に本研究の成果を適用することにより、社会的な要求が高まっている通行の安全性のを向上に貢献することができる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 超音波を使った霧中の光路確保と風計測の試み2023

    • 著者名/発表者名
      玉川 一郎
    • 学会等名
      第 45 回「気象測器研究会」気象センサに関する特集2
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レーザー通信のための超音波を使った光路確保の試み2022

    • 著者名/発表者名
      玉川 一郎,國枝 厚希,遠山 有香,高山 佳久
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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