海中周囲雑音を用いた物体映像化のための音響レンズに関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360440
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 防衛大学校
• 研究代表者: 森 和義 防衛大学校, 応用科学群, 准教授 (70259894)
• 研究分担者: 中村 敏明 防衛大学校, 応用科学群, 教授 (50089885) ; 小笠原 英子 防衛大学校, 応用科学群, 助教 (00531782)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 海洋科学 / 海洋工学 / 海洋探査 / 音響レンズ / 海中周囲雑音 / 物体映像化 / 沿岸域生物雑音

研究概要

周囲雑音イメージングは自然海中周囲雑音を積極的に利用する革新的なアイディアである.筆者らは,周囲雑音イメージングのプロトタイプシステムの開発を目指し,開口径1 mの非球面レンズを設計・製作した.本レンズは,中心周波数120 kHzで方位解像度1度,視野角±7度を有することが実証された. 2010年11月に内浦湾において,海中周囲雑音のみで無音ターゲットを検出する実海域試験が実施された.多数の突発性雑音からターゲット散乱波を抽出する分類手法が提案された.ターゲット散乱波として分類された突発性雑音を解析したところ, 60 kHz以上の高周波数帯域において,ターゲット方位のパワースペクトル密度レベルは,ターゲット以外の方位のレベルに比べて大きくなることが実証された.この結果は,主にテッポウエビ音によって生成される自然海中周囲雑音によって,ターゲットが成功裏に検出されたことを示している.

研究成果

• [雑誌論文] Extraction of Target Scatterings from Received Transients on Target Detection Trial of Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] シングアラウンド法を用いた音響レンズ材の音速の温度依存性の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸,遠藤伸行,松本さゆり,森和義
  • 雑誌名: 海洋音響学会誌 巻: 38 ページ: 195-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Convergence Performance Analysis of Aspherical Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 07HG09-1-07HG09-8
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.07HG09
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Acoustic Lens Beamformer for Ambient Noise Imaging and Preliminary Results of Target Detection in Actual Ocean Trial Using Prototype System (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 雑誌名: Proceedings of 4th Conference of Underwater Acoustic Measurement ページ: 1179-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Target Range Estimation Using Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49 ページ: 07HG01-1-07HG01-8
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.49.07HG01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary results of biological transientnoise observation at Hashirimizu Port in Tokyo Bay (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Kada, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th European Conference on Underwater Acoustics 巻: 2 ページ: 655-660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluating Directional Resolution of Aplanatic Acoustic Lens for Designing Ambient Noise Imaging System (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, Y. Sato, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 48 ページ: 07GL05-1-07GL05-5
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.48.07GL05
  • 査読あり
• [雑誌論文] REDUCED SCALE EXPERIMENT OF APLANATIC ACOUSTIC LENS FOR DESIGNING AMBIENT NOISE IMAGING SYSTEM (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, Y. Sato, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd International Conference & Exhibition on Underwater Acoustic Measurements : Technologies & Results ページ: 1397-1384
  • 査読あり
• [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージングシステムの実海域試験-2010年に内浦湾で実施した無音ターゲット探知の結果- (2012)
  • 著者名/発表者名: 和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
  • 学会等名: 日本音響学会2012年春季研究発表会(招待講演)
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川県)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Preliminary Analysis for Transient Event of Target Scattering on Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 学会等名: The 32nd Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Preliminary Data Analysis of Sea Trial for Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens Beamformer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 学会等名: Pacific Rim Underwater Acoustic Conference 2011
  • 発表場所: Hyatt Regency Hotel(大韓民国チェジュ島)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージングにおけるターゲット散乱波の分類手法に関する基礎的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会(日本音響学会超音波研究会,海洋音響学会共催)
  • 発表場所: 水産総合研究センター水産工学研究所(茨城県)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージングを想定した試作システムの開発および実海域試験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
  • 学会等名: 海洋音響学会2011年度研究発表会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2011-05-30
• [学会発表] An Analysis of Convergence Performance of Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 学会等名: The 31st Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 明治大学(東京都)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Source Localization of Biological Transient Noise Using a Pair of Tetrahedron Hydrophone Array (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kada, K. Awazi, Y. Niisato, S. Kamimura, K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura
  • 学会等名: The 31st Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 明治大学(東京都)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 水港におけるインパルス性生物雑音の音源測位 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加田春樹,淡路圭祐,新里幸宏,上村清二,森和義,小笠原英子,中村敏明,横須賀走
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会(日本音響学会超音波研究会,海洋音響学会共催)
  • 発表場所: 海上保安庁海洋情報部(東京都)
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 周囲雑音イメージングの実海域試験に向けた音響レンズの設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
  • 学会等名: 海洋音響学会2010年度研究発表会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 2009年10月の東京湾および11月の内浦湾における生物突発性雑音観測結果の一例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加田春樹,中村雅規,森和義,小笠原英子,中村敏明
  • 学会等名: 海洋音響学会2010年度研究発表会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Numerical Analysis of Time Reversal Process for Target Range Estimation on Ambient Noise Imaging Using Acoustic Lens (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 学会等名: The 30th Symposium on UltraSonic Electronics
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] Preliminary Result of Biological Transient Noise Observation Using 2 Sets of 4-Element Hydrophone Array (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kada, K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 学会等名: The 30th Symposium on UltraSonic Electronics
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージングにおけるタイムリバーサル処理の導入に関する基礎研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会(日本音響学会超音波研究会,海洋音響学会共催)
  • 発表場所: 海洋研究開発機構東京事務所(東京都)
  • 年月日: 2009-08-28
• [学会発表] 沿岸域生物雑音におけるパルス波形の特徴に関する基礎的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和義,加田春樹,小笠原英子,中村敏明
  • 学会等名: 海洋音響学会2009年度研究発表会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-05-19