複数の自律型海中ロボットの連携による海底広域探索手法の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では複数の自律型海中ロボット(AUV: Autonomous Underwater Vehicle)の連携による海底観測手法の開発を進めている．全自動観測のために，AUVは自己位置を正確に推定することが必要となる．本研究では複数のAUVを展開し，そのうちの一台が海底に着底し測位の基地局となることを交互に実施することで，AUVのみで正確な位置推定および広域にわたる海底観測を実現する．本年度に開発した項目を以下に示す．1) 着底装置の改良と海域試験：AUVが安定して海底に着底するために，海底付近において全自動で浮力を調整する装置の開発を行った．昨年度まで基本が完成し，今年度は改良および実海域での試験を行った．これまで浮力調整のための制御信号を逐一AUVから送っていたが，信号の流れをプログラム化したマイクロコンピュータを装置内部に搭載し，改良を行った．これによりAUVのプログラムを簡略化した．改良した装置をAUVに搭載し，水深30～40mの海域にて，多数回にわたって浮力（2kg/min）を全自動で調整することに成功した．2) 提案手法の実証試験：昨年度を含めて，移動AUVの位置推定手法，推定情報の共有手法，行動制御手法の定式化と検証を進めてきた．そして二台のAUV “Tri-Dog 1”と“Tri-TON 1”に手法を実装し，水槽試験，実海域試験（水深30～40m）を実施した．結果，基地局を多数回交代することに成功し(水槽試験：13回，実海域試験：5回)，200mの距離を全自動で航行することに成功した．位置推定誤差も1m以内に抑えられることを示し，定量的に手法の有効性を実証した．合わせて海底の映像や水温，塩分濃度の分布を取得することに成功し，新たな海底探査手法として有用性を示す成果が得られた．3) 手法の拡張性検証：実海域での試験結果をもとに，さらに多くのAUVを展開した場合の手法の拡張性と地形が複雑な海域での手法の適用可能性について，シミュレーションを通じて幅広く検証した．