イメージセンサを用いた水中可視光ワイヤレス通信

Underwater visible light wireless communication using image sensor

武内 伴照   ; 澤 隆雄*; 柴垣 太郎*; 小澤 佑介*; 後藤 慎平*

Takeuchi, Tomoaki; Sawa, Takao*; Shibagaki, Taro*; Kozawa, Yusuke*; Goto, Shimpei*

2次元アレイLEDとカメラを用いたイメージセンサ通信を実施し、原子炉格納容器内の冷却水温度等を監視カメラからリアルタイムに確認するシステムの基本構成を既に確立している。この技術を踏まえ、より一般的な水中環境における適用可能性を求めて、同システムの改良等を進めてきた。まず水の濁り等の影響の理論的な検証を行うため、2次元アレイLEDのカメラ撮影画像を写真処理ソフトを用いて色調を変更、一部を欠損、ボカすなど、意図的に劣化させ、元画像とのパターン認識比較を実施し、素子配置における充填効率と識別精度の関連を検証する等を実施した。結果を踏まえ認識に有利なLED素子の配置をいくつか選択し、RGB混光型白色LED素子を用いたアレイ形式の水中LED照明を複数台製作して水槽や海中で点灯させ、防水処理を施したハイスピードカメラで撮影しながら、その後に撮影動画を処理して情報を取り出し、通信が可能であることを示した。現在、平面マトリックス状に並べた発光素子を、主・補符号のペアで発光輝度を変化させ、素子の輝度を大きさとして画像認識することができる無線伝送システムの試作をしており、カメラ受信側で白飛びしても情報を得ることを可能としており、カメラの露出アンダー・オーバーに強いイメージセンサ通信が実現できる見通しである。

no abstracts in English