自律型水中ロボットを用いた水中環境の3次元画像マッピング手法

基于自主水下机器人的水下环境3D图像映射方法

• 批准号: 06J10613
• 负责人: 巻 俊宏
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J10613/
• 关键词: 自律型水中ロボット; 海底画像観測; 自律移動ロボット; 海洋調査技術; AUV; 画像観測; 海底; 測位; 経路計画; パーティクルフィルタ; 水中

本年度は、昨年度に開発した「自律型水中ロボット(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)が海底面の画像観測を行うために必要とされるナビゲーション手法」をAUVトライドッグ1号に実装し、水槽実験によって調整ならびに精度評価を行った。そして8月16日〜22日にかけて鹿児島湾たぎり噴気帯にておこなわれた観測実験によって、トライドッグ1号は述べ12回、29時間におよぶ全自動観測を行い、約3000平方メートルにわたる海底面の画像マップを作成することに成功した。研究成果を複数の国際学会で発表するとともに、博士論文として纏め上げた。提案手法の概要は以下の通りである。1)リアルタイムかつ高精度な測位手法:水中ではGPSが使用できず、また従来の音響測位手法は精度や安定性が不十分である。そこでAUVに搭載したプロファイリングソーナーにより海底に設置された音響反射材を発見するとともに、これら音響ランドマークに対して相対的に測位する手法を開発した。パーティクルフィルタによる確率的推定を採り入れることでセンサノイズに対するロバスト性を高めている。2)周辺環境に基づく動的経路計画手法:観測経路はあらかじめ指定されているが、安全かつ効率的に観測を行うためには周囲の環境に応じてリアルタイムに経路を変更する必要がある。本手法では観測されたランドマークや地形の起伏に応じて、ランドマークに接近してこれを画像観測し、衝突を回避し、また起伏の激しい地形においても衝突しないように経路計画を行う。

This year に and last year に launched た "Autonomous Underwater" Vehicle, the AUV) が sea surface の portrait 観 measuring line を う た め に necessary と さ れ る ナ ビ ゲ ー シ ョ ン gimmick "を AUV ト ラ イ ド ッ グ に 1 be し, sink be 験 に よ っ て adjustment な ら び に precision evaluation 価 を line っ た. そ し て August 16 ~ 22 に か け て where deer island bay た ぎ り spray 気 帯 に て お こ な わ れ た 観 measurement be 験 に よ っ て, ト ラ イ ド ッ グ は above べ 12 to 1, 29 time に お よ ぶ automatic 観 を い, measuring 3000 square メ ー ト ル に わ た る sea surface の portrait マ ッ プ を made す る こ と に successful し た. The research results を plurals are published in international societies で at するとと に に, and the doctoral dissertation と て て is entangled in め げた. Summary of proposal techniques である The following procedures are general である である. 1) リ ア ル タ イ ム か つ high-precision な a gimmick: water で は use GPS が で き ず, ま た 従 to の precision sound level measuring technique は や stability が not quite で あ る. そ こ で AUV に carry し た プ ロ フ ァ イ リ ン グ ソ ー ナ ー に よ り submarine に set さ れ た sound reflection material を 発 see す る と と も に, こ れ ら sound ラ ン ド マ ー ク に し seaborne て phase of seaborne に location す る gimmick を open 発 し た. パ ー テ ィ ク ル フ ィ ル タ に よ る presumption of probabilistic を mining り into れ る こ と で セ ン サ ノ イ ズ に す seaborne る ロ バ ス ト を high め て い る. 2) weeks 辺 environment に づ く move 経 road projects: 経 観 test road は あ ら か じ め specified さ れ て い る が, safety か つ sharper rate に 観 measuring line を う た め に は weeks 囲 の environment に 応 じ て リ ア ル タ イ ム に を 経 road - more す る necessary が あ る. This technique で は 観 measuring さ れ た ラ ン ド マ ー ク の や terrain ups and downs に 応 じ て, ラ ン ド マ ー ク に near し て こ れ を portrait 観 し, conflict を avoid し, ま た rolling の excitation し い terrain に お い て も conflict し な い よ う に を line う 経 road project.

项目成果

自律型水中ロボットによる噴気帯観測のための噴気と障害物の識別手法

自主水下机器人观测喷气孔带的喷气孔和障碍物判别方法

• 发表时间: 2007
• 作者: Matsuda;Kuninori;松田 訓典;松田 訓典;松田 訓典;J.Han;巻 俊宏;T.Maki;H.Mizushima;T.Maki;巻 俊宏;水島 隼人
• 通讯作者: 水島 隼人

Noncontact power supply for seafloor geodetic observing robot system

• DOI: 10.1007/s00773-006-0235-4
• 发表时间: 2007-09-01
• 期刊: JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 影响因子: 2.6
• 作者: Han, Jun;Asada, Akira;Maki, Toshihiko
• 通讯作者: Maki, Toshihiko

Positioning method for an AUV using a profiling sonar and passive acoustic landmarks for close-range observation of seafloors

使用剖面声纳和被动声学地标进行海底近距离观察的 AUV 定位方法

• 发表时间: 2007
• 作者: Matsuda;Kuninori;松田 訓典;松田 訓典;松田 訓典;J.Han;巻 俊宏;T.Maki;H.Mizushima;T.Maki
• 通讯作者: T.Maki

Autonomous recognition of bubble plumes for navigation of underwaterrobots in active shallow vent areas

气泡羽流的自主识别用于水下机器人在活跃浅口区域的导航

• 发表时间: 2007
• 作者: 水島隼人;巻俊宏;浦環;坂巻隆;近藤逸人;柳沢政生
• 通讯作者: 柳沢政生

Low altitude tracking of rugged seafloors for autonomous visual observation

低空跟踪崎岖海底以进行自主视觉观察

• 发表时间: 2007
• 作者: Matsuda;Kuninori;松田 訓典;松田 訓典;松田 訓典;J.Han;巻 俊宏;T.Maki;H.Mizushima;T.Maki;巻 俊宏;水島 隼人;T.Maki
• 通讯作者: T.Maki