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2019 年度 実績報告書

海底の広域かつ詳細な観測を実現する次世代型AUV

研究課題

研究課題/領域番号 17H06218
配分区分補助金
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) 2017-06-30 – 2021-03-31
キーワードAUV / 自律型海中ロボット / 海中観測
研究実績の概要

本研究では、起伏のある海底を、画像観測に適した低高度かつ高速で追従できる新たな自律型海中ロボット(AUV)の形式を提案する。それはクルーズ型とホバリング型の特徴を併せ持つ形式であり、海底の詳細かつ広域な観測を実現する。また、低コスト性も重視する。

本年度は、当研究室の所有するテストベッドAUV HATTORIをベースに民間企業と共同開発したHATTORI2を鹿児島湾に展開し、海域での実証試験を行った。3日間の実験において基本的な性能を確認するとともに、今後の機能改善のためのデータを取得した。
昨年までの成果をとりまとめ、スキャニングソーナーによる海底追従手法について国際ジャーナルに投稿した。令和2年5月現在、オンライン公開されている(Y. Noguchi and T. Maki, Tracking Omnidirectional Surfaces using a Low-cost Autonomous Underwater Vehicle, IEEE Journal of Oceanic Engineering)。
また、AUV測位基点となる小型の自律移動ブイ(ASV: Autonomous Surface Vehilce)の開発を進めた。AUVや水中ロボットの運用においては、水中での測位が重要である。通常は船に音響測位装置を固定するが、この方法だと船ごとに取り付け治具を作る必要があり、また船の動揺やエンジン音の影響を受けるため、測位精度が安定しない。そこで、音響測位装置を装備した小型ASVを用いることで、これを解決することができ、低コストなAUV運用につながると期待される。本年度はフレームの設計製作、およびGPSによる位置制御プログラムを開発した。また、東京大学三崎臨海実験所にて海域試験を行い、基本的な動作を確認した。

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

これまでにAUVを用いた実海域試験に成功し、提案手法の有効性を示すことができたため。

今後の研究の推進方策

本年度はこれまでにAUV HATTORIを用いて取得したデータを用いて、後処理での高精度な海底画像マップの作成手法を開発する。映像データに加えてAUVの速度、深度等のナビゲーション情報を活用することで、市販ソフトウェアに搭載されている既存アルゴリズムでは処理できない場合も安定して処理できるようにする。また、生成したマップと音響測位結果を比較することで精度評価を行い、また音響測位結果を融合することでさらなる高精度化を検討する。

HATTORIおよび小型ブイについても内部機器を更新することで安定性を向上させ、実海域に展開する。これにより実海域での動作実績を積み重ね、今後の企業への技術移転、共同研究など社会実装への道筋をつける。海域試験場所としては三崎臨海実験所、石垣島のほか、当研究室と連携している和歌山市加太地区を予定している。

これまでの成果を取りまとめて、学会発表やジャーナル論文という形で発表する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tracking Omnidirectional Surfaces Using a Low-Cost Autonomous Underwater Vehicle2021

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Yukiyasu、Maki Toshihiro
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Oceanic Engineering

      巻: 46 ページ: 11~23

    • DOI

      10.1109/JOE.2020.2972046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HATTORI ~低コストだが使えるAUVを目指して~2020

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 雑誌名

      Techno-Ocean News

      巻: 73 ページ: 1-2

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tracking a Sea Turtle by an AUV with a Multibeam Imaging Sonar: Toward Robotic Observation of Marine Life2020

    • 著者名/発表者名
      Maki Toshihiro、Horimoto Hiroumi、Ishihara Takashi、Kofuji Kazuya
    • 雑誌名

      International Journal of Control, Automation and Systems

      巻: 18 ページ: 597~604

    • DOI

      10.1007/s12555-019-0690-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Path Planning Method based on Artificial Potential Field and Reinforcement Learning for Intervention AUVs2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Noguchi, T. Maki
    • 学会等名
      IEEE OES Underwater Technology 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Autonomous platform systems for underwater observation2019

    • 著者名/発表者名
      T. Maki
    • 学会等名
      1st International Workshop on Safety and Maintenance in Nuclear Engineering and Hazardous and Extreme Environment Robots and Sensing Systems 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ロボ×海洋探査中!2019

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      Robo la Night
    • 招待講演
  • [学会発表] 海中ロボット2019

    • 著者名/発表者名
      巻俊宏
    • 学会等名
      秋田海洋教育フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 強化学習を用いた自律型海中ロボット制御の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      野口侑要
    • 学会等名
      第1回海中海底工学フォーラム・ZERO
    • 招待講演
  • [備考] 巻研究室|東京大学生産技術研究所

    • URL

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

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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