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2017 年度 実績報告書

海中周囲雑音による物体画像化における周波数依存エコーの効果的な表現に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06633
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

森 和義  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70259894)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード海洋科学 / 海洋工学 / 海洋探査 / 音響レンズ / 海中周囲雑音 / 物体映像化 / 沿岸域生物雑音 / 周波数依存エコー
研究実績の概要

海中周囲雑音を音源として積極的に利用して海中物体を画像化する手法を周囲雑音イメージングと呼ぶ.申請者は,この手法を実現するために世界で初めて音響レンズを導入した実験装置を開発し,実海域試験の結果,テッポウエビに代表される沿岸域生物雑音を利用して無音物体の探知に成功した.本研究では,広周波数帯域の海中周囲雑音に対するターゲットからのエコーに周波数依存がある場合に,その周波数成分を含む情報を探知画像に効果的に表現する方法を開発することを目的とする.一昨年度に設計・製作した周波数依存するエコーを返す2つの模擬ターゲットを用いて,昨年度に実海域における海中周囲雑音下でのエコー計測を行った.計測バージの周辺の広帯域雑音が模擬ターゲットに照射されたことにより,周波数依存エコーとしてイメージング装置に受信された.
今年度は,得られた実験データに対して,画像化を行うデータ解析を進めた.これまでは,一定の周波数帯域において受信帯域レベルを求めて画素値とし,各受波素子が対応する方位に画素を配置して,画像化を行った(強度マッピング).本研究では,各受信パワースペクトルを求め,対象周波数帯域を低・中・高周波数の各帯域に分割して,各帯域内の受波スペクトルレベルの平均強度を求めた.低周波数に赤(R),中周波数に緑(G),高周波数に青(B)を割り当て,RGB加法混合して画素とした(RGBマッピング).つまり,形成された画像には,エコーの強度だけで無く,周波数成分も含めた情報が含まれることになる.実験データを用いて画像化を行ったところ,従来の強度マッピングでは2つの模擬ターゲットが視野内に存在していることだけしかわからないが,RGBマッピングでは周波数成分の違いが色の違いとして効果的に画像中に表現でき,2つの模擬ターゲットを効果的に類別できた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Preliminary Data Analysis of The 3rd Sea Trial for Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens2017

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, H. Kawahara, H. Ogasawara, T. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Underwater Acoustics Conference and Exhibition

      巻: - ページ: 489-494

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary Analysis of Sound Field Converged by Convex Acoustic Lens for Installing in Small AUV's Bow2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawahara, H. Ogasawara, K. Mori
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Underwater Acoustics Conference and Exhibition

      巻: - ページ: 975-980

    • 査読あり
  • [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージング:2016年11月に内浦湾で実施した第3回実海域試験の概要2017

    • 著者名/発表者名
      森 和義, 河原宏幸, 小笠原英子, 土屋健伸
    • 学会等名
      海洋音響学会2017年度研究発表会
  • [学会発表] 小型潜水艇搭載用凸型音響レンズの集束音場解析についての基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      河原宏幸, 上松 遥, 井上海渡, 小笠原英子, 森 和義
    • 学会等名
      海洋音響学会2017年度研究発表会
  • [学会発表] 小型潜水艇搭載用凸型音響レンズにおける音響整合層の効果についての基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      河原宏幸, 小笠原英子, 森 和義
    • 学会等名
      超音波研究会
  • [学会発表] 小型潜水艇搭載用凸型非球面音響レンズの集束音場解析についての基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      河原宏幸, 小笠原英子, 森 和義
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
  • [学会発表] The 3rd Sea Trial for Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens2017

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, H. Kawahara, H. Ogasawara, T. Tsuchiya
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Study on Effect of Acoustic Matching Layer on Convex Aspherical Acoustic Lens for Installation in Bow of Small AUV2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawahara, H. Ogasawara, K. Mori
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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