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2018 年度 実績報告書

海底センサネットワークとの連携によるAUVの長期広域展開手法

研究課題

研究課題/領域番号 16H02428
研究機関東京大学

研究代表者

巻 俊宏  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードAUV / 自律型海中ロボット / 海底ステーション
研究実績の概要

新たな海底観測手段として注目されている海底センサネットワークを拠点とする、AUV(自律型海中ロボット)の無人・長期・広域展開手法を提案し、海底環境の長期間、広範囲かつ密なモニタリングを行うための技術基盤を構築する。新開発する広域ナビゲーション手法により、音響測位範囲より遠く離れた海底観測ノード間のAUV の自律移動を実現、これまでに開発したドッキング手法の発展により、ノードへのAUV の自動ドッキング、充電および高速データ通信を実現する。本手法は現在常識となっている船舶ベースの海洋調査を根本から変える可能性を秘めており、サイエンス分野のほか、資源開発、漁業、施設管理、捜索救助など幅広い応用が期待される。
本年度は昨年度までの海域試験で得られたデータを用いたシミュレーションにより、インターノードナビゲーションにおいてAUVの自己位置の確率分布がどのように変化するかを定量的に明らかにした。また、ドッキング手法においても近距離での位置決め用のLEDアレイが部分的にしか見えない場合でも活用できるようにアルゴリズムを改良し、オクルージョンや環境に対するロバスト性を向上させた。そしてAUVと海底ステーションを用いて実施した水槽試験および浅海域試験により、音響測位からドッキング、充電に至る流れを確認した。
また、2018年6月に鹿児島湾、9月に内浦湾にそれぞれ2台、3台のAUVを展開し、本手法をAUV間の相互測位にも応用可能であることを確認した。これと並行して、近年登場した小型の音響測位通信装置の性能評価を行い、AUVに搭載した状態で相互測位、通信に使用可能であることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Accurate and Efficient Seafloor Observations with Multiple Autonomous Underwater Vehicles: Theory and Experiments in a Hydrothermal Vent Field2019

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, T. Maki, T. Sakamaki
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L)

      巻: 4 ページ: 2333-2339

    • DOI

      10.1109/LRA.2019.2902744

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Accuracy and Efficiency of Alternating Landmark Navigation by Multiple AUVs2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, T. Maki, Y. Sato, and T. Sakamaki
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Oceanic Engineering

      巻: 43 ページ: 288-310

    • DOI

      10.1109/Joe.2018.2792579

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AUV:自律型海中ロボット2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 121 ページ: 24-27

  • [雑誌論文] 自律型海中ロボット -魚のごとく-2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 雑誌名

      人工知能

      巻: 34 ページ: 222-227

  • [学会発表] Port Experiments of the Docking and Charging System Using an AUV and a Seafloor Station2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, T. Maki, K. Masuda, T. Sakamaki, K. Ohkuma
    • 学会等名
      2018 IEEE OES Autonomous Underwater Vehicle Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple AUV Navigation Based on a Single High-performance AUV for Accurate and Efficient Seafloor Survey: Sea Experiments with 3 AUVs2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, T. Maki, T. Sakamaki
    • 学会等名
      OCEANS'18 MTS/IEEE Kobe / Techno-Ocean 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 海中で活躍するロボット技術の最新動向と今後の展望2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      日本ロボット学会 第116回ロボット工学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 自律型海中ロボット(AUV)の開発2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      SUBSEA TECH JAPAN 2018 併催セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Autonomous Underwater Platform Systems2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      The 5th UTokyo-SJTU-KAIST Joint Academic Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NomadAUV :海底ケーブルネットワークを基地とするAUVシステムの実現に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      海底ケーブルの科学利用と関連技術に関する将来展望
    • 招待講演
  • [学会発表] AUVの最新事情2018

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      海洋開発利用システム実現学寄付講座 第51回セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 高性能AUVを核としたAUV群の測位手法 -海底熱水地帯における複数AUVの展開-2018

    • 著者名/発表者名
      松田匠未,巻俊宏, 坂巻隆
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [備考] 巻研究室HP

    • URL

      http://makilab.iis.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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