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2014 年度 実績報告書

湿原湖沼水環境モニタリングのためのスカウト機能を備えたロボットボートの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24580378
研究機関東京大学

研究代表者

海津 裕  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (70313070)

研究分担者 山田 浩之  北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (10374620)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードロボットボート / 自律航行 / 水質マッピング / 省力化 / GPS
研究実績の概要

本年度は、昨年までに開発したロボットボートの実証試験を行った。また、さらに小型のボートを開発し、市販の3次元スキャナーによるマッピングシステムの構築を行った。
実証試験は、北海道足寄郡足寄町の阿寒国立公園内のオンネトーにて行った。この湖は、周囲長2.5 km、0.23 km2の酸栄養湖である。魚類は見られないが、外来種のウチダザリガニの増加が問題となっている。火山性の温泉の水が流れ込むことから、酸性を呈しているが、近年徐々に中性化していると言われている。これまで、水深図が作られていないため、ロボットボートによって50 m間隔でソナーによる水深調査を行った。また、表面水の水質を調べるため、水質センサによって、50 m毎に測定を行った。その結果、約6時間で、湖全体の調査をすべて自動航行によって行う事ができた。前年度は全航行時間が2時間だったので、3倍の時間、稼動可能な事が確認できた。全航行距離は10.1 kmで、各水質サンプリングポイントに対する測定位置の誤差は平均で3.4 mであった。GISソフトによって、水深マップ、pHマップ、ECマップ等を作成した。pHマップより、この湖は、全域にわたってpH7以上で、中性化が進んでいることがわかった。
マッピングシステムについては、Microsoft社から販売されているKinect V2というセンサを使って、3次元マップを取得するシステムを開発した。このセンサは、8 m先までの距離を30 Hzで面的に取得することが可能である。晴れた日の屋外において、移動しながら植物や人工物を撮影した結果、距離計測が適切に行われることより、使用に耐えうることが判明した。そこで、これまでのロボットボートにこのセンサを組み込み、連続的に3次元データが保存できるようなシステムを構築した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 湖沼環境モニタリングのための電動ロボットエアボートの開発2015

    • 著者名/発表者名
      海津裕、徳田治展、山田浩之、芋生憲司
    • 雑誌名

      農業食料工学会

      巻: 印刷中 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 湖沼生態系の空間情報の取得と評価‐面として阿寒湖の湖底を診る‐2015

    • 著者名/発表者名
      山田 浩之
    • 雑誌名

      北海道の自然

      巻: 53 ページ: 43-51

  • [学会発表] Development of an Unmanned Airboat for Monitoring of Lake Environment2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kaizu
    • 学会等名
      2014 InternationalForum on Smart Agriculture and Forestry
    • 発表場所
      中国浙江省臨安
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 水生植物フェノロジーを用いた阿寒湖のサイドスキャンソナー画像の分類2014

    • 著者名/発表者名
      山 田浩之, 横山諒, 海津裕, 若菜勇
    • 学会等名
      応用生態工学会第18回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Development of an Electric-Powered Unmanned Airboat for Lake Environment Monitoring2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kaizu1, Harunobu Tokuda, Hiroyuki Yamada, Kenji Imou
    • 学会等名
      7th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems Engineering
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23

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公開日: 2016-06-01  

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