不均一性を前提とした海中浮遊物の利用による環境負荷の低い三次元水流計測システム

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K11357
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分61010:知覚情報処理関連
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 戸田 真志 熊本大学, 半導体・デジタル研究教育機構, 教授 (40336417)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 水流計測 / 複数物体追跡 / カルマンフィルタ / 三次元 / 海中微小体 / 3D-PTV

研究成果の概要

環境保全や水産業支援において、海中生物の生態を解明する上で、環境情報、特に水流情報が重要な意味を持つ。しかし、空間的に高密度且つ長時間の水流計測は極めて困難である。本研究では、水中に常時存在し、水流追従性の高い、藻類等の海中微小体（海中浮遊物）を利活用することで、「観測対象への影響が軽微で」「環境に優しく」「空間的に密で」「継続的に計測が可能な」水流情報を計測するシステムを開発した。具体的には、カメラにて海中の浮遊物を追跡し、その移動ベクトルから局所的な水流情報を推定するシステムの開発を行った。

自由記述の分野

画像計測

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、水中に常時存在し、水流追従性の高い特徴を有しながら、今まで有効活用されていなかった藻類等の海中浮遊物を、センサとして利活用する試みである点で独創性が高く、従来困難であった、環境に優しく、空間的に密で、継続的に計測が可能な水流計測システムの実現を試みた意味にて、学術的、社会的な意義が高い。本研究で注目した「計測空間に常在し、流れへの追従性が高いものを、視覚的に追跡する」アプローチは、水中のみならず屋内/屋外計測へも転用可能である。本研究では海中/水中を対象としたが、本研究の成果は陸上/空中を含めた環境計測全般へと幅広い展開が期待できる。