海洋構造物・支援船間の安全な移動の為の可動式乗船装置に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350527
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40155859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 悟 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (00253542) ; 梶原 宏之 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30114862) ; 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
• Keywords: 画像処理 / 位置検出 / 制御 / 支援船 / 海洋構造物 / 可動式乗船装置

Research Abstract

相対変位を吸収するように制御される可動式の乗船装置により、支援船・海洋構造物間の相対変位を減少させ、波浪中でも安全な移動を確保する事は、海洋観測用海洋構造物の稼働率を維持し、質の高いデータを得る為に有効であると考えられる。
装置の汎用性を考えると、CCDビデオカメラにより撮られた映像の画像処理により構造物の変位を把握し、ビジュアルフィードバックにより乗船装置を制御するのが望ましいと考えられる。本年度はまず前年度の変位計測手法(ブイ模型に取り付けられている梯子状の構造物を模擬した部分の特徴を画像処理により抽出し、面積中心を計算する事で変位を得る。)を改良し、処理時間の短縮、サブピクセル計測による計測精度の向上を図った。次に、画像処理システムの計測精度を次に示す手順で確認した。(1)強制動揺装置にターゲットを取り付け、振幅・周期をさまざまに組み合わせて周期運動させる。(2)画像処理により認識させたターゲットの位置を計測する。(3)計測結果時系列をフーリエ級数に展開し、振幅・位相を求め、強制動揺させた実際の値と比較する。この実験により、位置情報の精度誤差は2%以内であること、位相から求めたタイムラグは振幅・周期に関わらず一定であり値も小さいことがわかった。さらに、ブイ模型の波浪中運動計測を行い、従来使用している運動計測装置で得られたデータと比較し、実際の海洋構造物運動計測においても精度が十分である事を確認した。制御方法の検討については、ニューラルネットワークを使用したコントロール、LPVコントロールについて検討を加えた。
以上の研究の他に来年度に行う予定である総合的模型実験に向けて、可動式乗船装置模型・支援船模型等の準備を行うと共に、画像処理用ハードウエアー・ソフトウエアーの増強・補強を行った。

Research Products

• [Publications] M.Nakamura et al.: "Model Experiments on Dynamic Positioning System using Neural Network Controller"Proc.of the 13^<th> Int.Offshore and Polar Engineering Conference. 203-209 (2003)
• [Publications] H.Kajiwara et al.: "LPV Control Simulation of an Underwater Vehicle Using Virtual Reality Technology"Proc.of Int.Conference on Marine Simulation and Ship Maneuverability. RB-9-1-RB-9-6 (2003)