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• Bias Estimation for Low-Cost IMU Including X- and Y-Axis Accelerometers in INS/GPS/Gyrocompass

  Gen Fukuda, Nobuaki Kubo , 2025年02月

  sensors , 25 (5) , 1 - 19

  DOI

• Application of Initial Bias Estimation Method for Inertial Navigation System (INS)/Doppler Velocity Log (DVL) and INS/DVL/Gyrocompass Using Micro-Electro-Mechanical System Sensors

  Gen Fukuda, Nobuaki Kubo , 2022年07月

  Sensors

  DOI

• Trajectory Generatorによる実測値からの 加速度・角速度データ推定の基礎的研究

  福田 厳,八田 大典,久保 信明 , 2021年07月

  日本航海学会論文集 , 144 , 14 - 20

• Estimation of Changes in Marine Traffic Flow Due to Installation of Virtual Buoys Based on the OZT Method

  G. Fukuda, H. Tamaru, R. Shoji , 2021年06月

  International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

  DOI

• Performance Evaluation of IMU and DVL Integration in Marine Navigation

  Gen Fukuda, Daisuke Hatta, Xiaoliang Guo, Nobuaki Kubo , 2021年02月

  sensors , 1 - 21

  DOI

  OACIS論文情報URL

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科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

• 低廉な慣性センサを用いた船舶自動位置推定システムの冗長化に関する研究

  研究期間:  2022年04月  -  2025年03月  代表者:  福田 厳

  基盤研究(C)  研究代表者  22K04550 

  我々は船舶自動位置推定システムの冗長化のため、慣性航法システム(INS)とドップラーソナー速度(DVL)によるINS/DVL複合システムの研究を行なっている。申請者らはこれまで前例の無かったMEMS慣性センサを用いたINS/DVLの実船による1時間の検証を行い、従来手法のカルマンフィルタのみでは精度改善が難しいことを明らかにした。そこで、慣性航法の逆計算による初期バイアス推定手法を見出しINS/DVLに適用した結果、カルマンフィルタのみの場合の約3倍の精度向上を確認した。本研究は低廉で一般船舶搭載可能なINS/DVL複合システムによる船舶自動位置推定システムの冗長化を実現するため実施する。

• 人為的要因の船舶衝突事故低減のための航行妨害ゾーン発生海域の推定

  研究期間:  2018年04月  -  2021年03月  代表者:  福田 厳

  若手研究  研究代表者  18K13960 

• 遠隔操船型自律航行船実現に関する研究－実船実験による検証を含む－

  研究期間:  2017年04月  -  2020年03月  代表者:  庄司 るり

  基盤研究(A)  研究分担者  17H01356 

  船上側及び陸上側のシステムを改良し、東京海洋大学の先端ナビゲートシステム及びバーチャル汐路丸から、本学練習船汐路丸及びらいちょうNを遠隔操船するシステムを構築中である。陸上側では、汐路丸遠隔操船用インターフェースを開発中であり、汐路丸に対する操船指令出力部分の追加を行っているところである。また、船舶側システムとして、汐路丸の船内システムを、陸上から遠隔操船が可能なシステムに改良し、安定した通信環境構築について検討を行っている。関連して、陸上側及び船上側のネットワークシステムの拡張を行い、映像情報等の大容量情報通信への対応について検討している。
  遠隔操船において重要な要素である見張りの高度化については、自船周囲の映像を収集するシステム環境を整えた。今年度は河川における遠隔操船に必要な船舶周辺環境把握について研究を進めた。船陸間距離の測定と蓄積方法及び距離測定装置と実写映像の合成による操船画面の検討を行い、構築中である。
  操船意思決定支援については、避航操船アルゴリズムの検討・開発のために、他船との遭遇状態の調査を行い、避航の必要性について分類の検討を行った。操船意思決定支援として、他船による妨害ゾーン(OZT：Obstacle zone by Target)を用いて、他船や障害物の避航について検討を進めている。AISデータを用いて他船との遭遇状況について解析を行い、対象とすべき船舶数や状況について、海域ごとの特徴を考慮する必要を明らかにし、避航アルゴリズム構築について検討している。
  遠隔操船に必要なオペレータの要件に関連して、船上作業の整理と分析を行っており、今後、情報収集、解析、行動決定の観点から整理を進めていく。
  船舶と陸上間で安定した通信を行うために、複数の携帯回線を利用して、大容量通信を行うための環境を構築しているところであるが、当初予定していた回線サービスが変更されたことから、現在また今後も使用可能な回線を利用するために、システムを再構築中である。このことから、船陸間での通信実験については、若干の遅れを生じている。
  また、遠隔操船用の船側、陸上側システムの構築についても、若干の遅れが生じている。これは、上記の船陸間での通信回線が確保できないことの影響により、全体を通した確認作業が出来ていない。また、汐路丸の船齢が高いことから、船内のシステムについて、当初予定していたより多くの障害対応や過負荷対策等の安全確保を準備する必要があることがわかった。現在、船内側のシステムの再構築を行っているところである。このことは、汐路丸の制御アルゴリズム構築についても影響しており、今後の自動トラッキング等の制御アルゴリズム組み込みに影響が懸念される。
  避航操船アルゴリズムについては、船舶の遭遇状態の把握を進めたことにより、当初予定より早い進捗となっている。
  見張の高度化については、高感度のカメラシステムを構築中であり、ほぼ予定通りの進捗状況である。特に、らいちょうNが航行する河川用の船舶周辺環境把握について、船陸間距離の測定と蓄積方法及び距離測定装置と実写映像の合成による操船画面の検討と構築を進めているところである。
  遠隔船運航オペレータの教育検討・法律の整理として、船上作業の整理と分析及び関連法規等の整理を進めている。
  汐路丸の現状において、遠隔での操船が可能となるように、船内の遠隔操船システムの改良を優先的に行っていく。当初予想より障害・安全対応が多くなっていることから、制御を行う項目を少なくして可能な範囲で実現できるようなシステムへの改良を行う。
  また、利用可能な回線サービスを用いた無線通信システムの改良を進め、船陸間通信環境の向上を図る。高感度カメラ映像を利用した船舶周辺環境の把握のシステムの構築を進めて、目視による情報との比較を行っていく。
  汐路丸での遠隔操船実験に備えて、バーチャル汐路丸や簡易シミュレータを用いて、遠隔操船用ユーザーインターフェースの改良を行う。特に遠隔操船を行う場合に、各種情報の表示や装置操作の使い勝手等について、改良すべき項目の整理を行っていく。併せて、見張りに必要な情報について、遠隔地の陸上側システムでの表示方法・形式について検討を進める。
  らいちょうNについて、現在構築中の距離測定装置と実写映像の合成による操船画面の実装と、距離感を重要視した操船画面の検討をすすめ、早期の実装を目指す。
  操船意思決定アルゴリズムについては、自動避航操船機能をアルゴリズムに組み入れていくが、通常行われている短期的行動（直ちに避航を行う行動）ではなく、中期的行動（衝突危険が顕在化する前に先行避航する行動）から長期的行動（計画航路に復帰）による意思決定を行うためのアルゴリズムの構築を行う。さらに、意思決定のための情報提供（表示）についての評価を進めていく。

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