研究課題
本課題は、海中無人探査機、特に自律型であるAUV（autonomous underwater vehicle）の航行位置計測に関し、従来の測位手法に対して高精度と運用効率の両立を目標とするものである。本年度は、実海域での実験を実施し、送受信した音響信号の生信号データおよび各種センサデータを取得、得られたデータを後処理することにより手法検討・評価を行った。実験装置は、測位の基準局として送信装置、AUVの模擬装置として受信装置を製作した。双方の装置にチップサイズ原子時計（Microsemi社製 CSAC SA.45）を搭載してGPSに同期することで装置間の同期をとり、音響信号の基準局→AUVの一方向の送受信（OWTT: one way travel time）による測距を可能とした。受信装置には、典型的なAUVのナビゲーション装置であるINS（inertial navigation System）とDVL（Doppler velocity log）を搭載し、海底付近、高度約30mに吊下して実験船で曳航してAUVの航行状態を模擬した。実験は、水深約100mおよび300mの海域で実施し、送信装置（基準局）が海底に設置されている場合と海上に浮遊している場合について行った。また、音響信号にはスペクトラム拡散技術を用いた約9秒の連続信号とし、送信時刻や基準局の現在位置情報等の情報を同時に伝送できることを想定した。実験で得られた音響信号および各種センサデータを使用した位置計測のアルゴリズムを検討し、拡張カルマンフィルタを用いたアルゴリズムにより、単独の基準局から送信された連続信号の受信中に現在位置の推定を行うことができることを実証した。また、ここで得られたデータは、今後更なる研究において異なるシステム構成の手法検討やアルゴリズム改善において、実海域実験データによる実証・評価に活用できる。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Proceedings of the ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
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