音響画像計測による水中測位手法の開発

利用声学图像测量的水下定位方法的开发

• 批准号: 21K04508
• 负责人: 稲葉 祥梧
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04508/
• 关键词: 音響測位; 音響画像; 機械学習; 深層学習; 水中音響測位; 画像認識; サイドスキャンソーナー

本研究では、従来水底面の音響画像観測に用いられてきたサイドスキャンソナーに対し、深層学習を利用した物体検出技術を組み合わせる事で、水底設置物や水中ロボット等の特定の物体の測位を行う手法を開発する。具体的には、測位対象の音響画像からなる深層学習用の学習データを構築・学習し、音響画像中から所定の物体を検出・識別する事で対象の方位を求め、これに対象の深度情報を加える事でソナー計測位置からの相対位置を計算する。令和4年度は小型のAUVおよびこれに近い大きさの樹脂製のモックアップを用いた音響画像の計測実験を水槽環境下で行い、樹脂の充填されたモックアップと内部に構成機器を含んだロボットの実機とで音響画像上にどのような差異があるかを実際に計測を行う事で確認した。その結果、用意したモックアップと小型のAUV間においては、音響反射波外殻部による要素が大きく、内部構造の際は音響画像上では大きな差として表れていないという知見を得た。このほかに測位手法の検証のため、湖水域にて小型のROVを観測母船から吊り下げて展開し、提案手法による音響画像測位実験を実施、観測結果から機械学習に用いる学習用のデータの構築・学習を行うと共に、音響画像からの検出で得られたROVの方位に深度の記録を組み合わせて計算する事で測位を行い、吊り下げ時の母船位置のGPS座標との比較検証を行った。GPS座標と測位座標とで時に誤差が生じる結果となったが、その原因がGPSや磁気コンパス等の誤差によるものであるか、検出や計算処理によるものであるかは今後追加実験等を通して検証する必要がある。また、令和3年度までに実施した成果については国際会議での予稿掲載および口頭発表を行った。

This study aims to develop a method for measuring the position of specific objects such as underwater objects and underwater objects by using object detection technology for deep learning and object detection. Specifically, the audio image of the target is located, and the learning device for deep learning is constructed. The object is detected and recognized in the audio image. The target orientation is calculated. The depth information of the target is added. The relative position is calculated. In the fourth year, the measurement of small AUV and resin in the water tank environment, the measurement of internal structure of the machine, the measurement of sound in the water tank environment, the measurement of internal structure of the machine, the measurement of internal structure of internal The result, the intention, the acoustic reflection wave, the outer shell, the elements, the internal structure, the acoustic image, the difference, the surface, the knowledge, the knowledge. The method of position measurement is used to test the position of a small ROV in lake waters. The method of position measurement is used to test the mother ship. The method of position measurement is used to test the position of a small ROV. Comparison of GPS coordinates of the mother ship's position at the time of launch GPS coordinates and measurement time error caused by the cause of GPS and magnetic data error caused by the detection of the calculation of the processing of the error caused by the need for additional verification. The results of the implementation of the three years of the Order and the International Conference were published and presented orally.

项目成果

Similar Object Identification in Sonar Images by Machine Learning

通过机器学习识别声纳图像中的相似物体

• 发表时间: 2022
• 作者: Ibadurrahman;Hamada Kunihiro;Wada Yujiro;Nanao Jota;Watanabe Daisuke;Majima Takahiro;辻康平，田口正人，樫谷賢士， 仲尾晋一郎，宮里義昭;稲葉 祥梧
• 通讯作者: 稲葉 祥梧