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公開番号2024168324
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023084885
出願日2023-05-23
発明の名称方向推定装置、方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラム
出願人国立大学法人東京大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01S 15/42 20060101AFI20241128BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物の位置を測定するときの誤差を抑制することが可能な方向推定装置、方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラムを提供する。
【解決手段】方向推定装置は、複数の方向に音波ビームを発するソナーによって測定された時系列の聴音結果であって、前記複数の方向の少なくとも一部を含む複数の聴音方向からの音波の前記聴音結果を示す聴音結果情報を取得する情報取得部と、前記聴音結果情報に基づいて、前記音波ビームが対象物に対して垂直に入射する垂直入射方向を推定する方向推定部と、を備える。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
複数の方向に音波ビームを発するソナーによって測定された時系列の聴音結果であって、前記複数の方向の少なくとも一部を含む複数の聴音方向からの音波の前記聴音結果を示す聴音結果情報を取得する情報取得部と、
前記聴音結果情報に基づいて、前記音波ビームが対象物に対して垂直に入射する垂直入射方向を推定する方向推定部と、を備える、
方向推定装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記聴音結果情報は、天頂角ごと及び偏角ごとの前記複数の聴音方向からの前記音波の前記聴音結果を示す、
請求項１に記載の方向推定装置。
【請求項３】
前記情報取得部は、前記聴音結果情報として、前記音波ビームが発された時刻からの経過時間及び前記偏角をそれぞれ半径及び中心角とする扇状の画像であって、前記音波ビームの前記対象物からの反響に応じた像が含まれる前記画像を示す画像情報を前記天頂角ごとに取得し、
前記方向推定部は、前記天頂角ごとの前記画像情報に基づいて前記垂直入射方向を推定する、
請求項２に記載の方向推定装置。
【請求項４】
前記方向推定部は、前記天頂角ごとの前記画像情報の示す各前記画像にそれぞれ含まれる各前記像の長さに基づいて前記垂直入射方向を推定する、
請求項３に記載の方向推定装置。
【請求項５】
前記方向推定部は、さらに、推定した前記垂直入射方向が前記音波ビームに含まれる場合の前記画像情報に基づいて前記ソナーと前記対象物との間の距離を算出する、
請求項３に記載の方向推定装置。
【請求項６】
前記対象物は、前記ソナーから見て直線状に見える、
請求項１に記載の方向推定装置。
【請求項７】
前記対象物を含む平面と前記ソナーとの間の距離は、前記ソナーと前記対象物との間の距離を基準として定められた値より小さい、
請求項６に記載の方向推定装置。
【請求項８】
前記方向推定装置は、
前記垂直入射方向及び前記距離の組を保持する記憶部と、
前記記憶部に保持された複数の前記組に基づいて前記対象物の形状を推定する形状推定部と、をさらに備える、
請求項５に記載の方向推定装置。
【請求項９】
前記ソナーは、マルチビームソナーである、
請求項１に記載の方向推定装置。
【請求項１０】
前記ソナーは、スキャニングソナーである、
請求項１に記載の方向推定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向推定装置、方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
船舶などの浮体の係留索の故障及び破断を遠隔から監視する係留索負荷監視システムがある（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
LCM SYSTEMS.、Mooring Line Load Monitoring(MLM).、［令和５年４月２１日検索］、インターネット〈URL：https://www.lcmsystems.com/Applications/load-cells-load-pins-for-mooring-line-load-monitoring-mlm〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載の係留索負荷監視システムでは、係留索の上端又は中腹にひずみゲージなどのセンサが取り付けられ、センサの出力値が常時モニタリングされる。このモニタリングによって係留索の破断といった決定的なイベントを検出することや、張力過大による破断リスクを予測することが可能である。
【０００５】
しかしながら、センサから得られるひずみなどは、あくまで索上のある点における断片的な情報にすぎず、係留索の全体的な形状及び挙動、並びに生物付着量及びその分布などを正確にモニタリングすることは難しい。
【０００６】
これらを正確にモニタリングするためには、小さい誤差で係留索の位置を測定する技術が求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、対象物の位置を測定するときの誤差を抑制することが可能な方向推定装置、方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る方向推定装置は、複数の方向に音波ビームを発するソナーによって測定された時系列の聴音結果であって、前記複数の方向の少なくとも一部を含む複数の聴音方向からの音波の前記聴音結果を示す聴音結果情報を取得する情報取得部と、前記聴音結果情報に基づいて、前記音波ビームが対象物に対して垂直に入射する垂直入射方向を推定する方向推定部と、を備える。
【０００９】
従来のソナーでは、ソナーから見た対象物の方向と、ソナー及び対象物間の距離とが測定可能であるものの、対象物に対する音波ビームの入射角を正確に取得することが困難なため、対象物の位置測定に誤差が生じてしまう。これに対して、音波ビームが対象物に対して垂直に入射する垂直入射方向を推定する態様によれば、推定した垂直入射方向に、ソナーによって測定された距離だけ離れた位置を、誤差の抑制された対象物の位置として求めることができる。したがって、対象物の位置を測定するときの誤差を抑制することができる。
【００１０】
上記態様において、前記聴音結果情報は、天頂角ごと及び偏角ごとの前記複数の聴音方向からの前記音波の前記聴音結果を示してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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