| 研究課題/領域番号 |
19K04954
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
小田 憲一 日本大学, 理工学部, 准教授 (70632298)
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| 研究分担者 |
小林 義和 日本大学, 理工学部, 教授 (20339253)
上石 勲 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 主幹研究員 (60455251)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 人工雪崩 / 移動物体 / 形状抽出 / マイクロ波ドップラーセンサ / 雪と土砂 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，土砂を含む雪崩の流動過程を物理的かつ定量的に把握することが可能な観測技術の確立を目指し，これまでに申請者が行ってきた小規模な人工雪崩のノウハウを活用し，流下中の雪崩を観測時に撮影した動画像から画像解析によって3次元的に復元させつつ，雪崩内部で土砂がどの位置に分布しているかを最新の非破壊検査技術によって追跡することで，土砂を含む雪崩のダイナミクスについて力学的な視点からメカニズムの解明を進めている。
当該年度の目標であった，マイクロ波ドップラーセンサを用いた移動物体の内部構造を複数台で同時に計測するシステムについて，マイコンボードであるArduinoとRaspberry Piを併用した計測システムを構築することによって，計測環境を整える段階まで進むことができた。しかしながら，マイクロ波ドップラーセンサで得られる信号について，雪崩を模擬した雪や氷を対象とした計測を行うことができていないため，次年度以降に予定している実スケール雪崩への拡張に向けた研究計画の見直しが必要である。一方で，マイクロ波ドップラーセンサから得られる物体検知の信号をリサージュ曲線で整理することで，センサと対象物体の距離や，対象物体の材質を差別化することが可能であることが分かった。今後は，リサージュ曲線に着目した物体検知システムの導入も進め，引き続き土砂を含む雪崩について模型スケールでの模擬計測を行い，実スケール雪崩を対象とした移動物体内部の検出システムの構築を進めてゆく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度に引き続き，移動物体を発生させる装置や形状観測用のアクションカメラ等，観測環境の整備強化を進めた。
マイクロ波ドップラーセンサを用いた物体内部の把握についても，雪崩を模擬した雪や氷を対象とした計測を除き，マイクロ波ドップラーセンサの特性を整理し，対象とする物体の位置を把握することができおり，複数台での同時計測システムも順調に観測環境を構築できている。
以上のことより，本研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までに，流下中に物体の形状が変化しない場合を対象とした3次元形状の抽出が可能となっている。一方で移動物体の3次元形状を抽出する際，移動物体の位置情報を正確に捉えるための特徴点はあらかじめ把握できていることが望ましいが，雪崩のような移動に伴って形状が変形する現象に対して一定の特徴点を定めることは容易ではない。本研究でも同様の課題解決が残っており，今年度と同様に引き続き形状が変化する物体に対しての特徴点設定について検討を進める。
また，物体内部の構造を把握する目的で用いたマイクロ波ドップラーセンサに関し，土砂を含んだ雪内部の土砂位置を把握する際には，複数の視点からマイクロ波を照射することを想定していたが，センサの指向性に配慮しなければ目的としている正確な位置を把握できない可能性が考えられるため，各センサにアンテナを設置した検討を進めるとともに，模型斜面での小規模な疑似雪崩を対象とした計測を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度に研究発表等の旅費支出を想定していたが，オンライン開催への変更があったため，次年度使用額が生じることとなった。研究計画を改めて整理し，引き続きこまめな成果報告を行っていく。
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