高精度水中測位システム「AquaMarionette®（アクアマリオネット）」の実証試験を実施～沖合1,800m（水深15m）の海底にて、デジタルツインを活用したクレーン操作による水中構造物の高速・精密設置を実証～

株式会社熊谷組（本社：東京都新宿区、代表取締役社長：上田 真）と株式会社不動テトラ（本社：東京都中央区、代表取締役社長：奥田 眞也）および高橋秋和建設株式会社（本社：秋田県由利本荘市、代表取締役社長：堀江 拓成）は、海洋土木工事における海底への構造物等の設置誘導システム構築を目的とした実証試験を実施しました。
本実証試験は、熊谷組が独自開発した高精度水中測位システム「AquaMarionette®（アクアマリオネット）」と、不動テトラおよび高橋秋和建設が考案した水中据付手法を高度に融合させて実施したものです。
今回の試験では、陸上から1,800m沖合（水深15m）の海底において、20cm未満（十数cmレベル）の高精度な水中の絶対位置計測精度を確認し、事前シミュレーションの結果とほぼ同等の精度が得られることを検証しました。さらに、デジタルツイン技術により目視できない水中構造物を可視化することで、クレーン操作による高速かつ高精度な海底への設置誘導技術の有効性を実証しました。

海洋土木工事において、海底へ沈設する構造物（ケーソンやブロック等）の位置決めや誘導作業は、潮流や視界不良（濁り等）の影響を受けるため、これまで熟練技術者のノウハウや手作業による計測依存が課題となっていました。
こうした背景から3社は、施工の安全性向上と高精度化・効率化を目指し、熊谷組が独自開発した高精度水中測位システム「アクアマリオネット」と、不動テトラおよび高橋秋和建設が考案した水中据付手法を高度に融合させた構造物設置誘導システムの技術検証を行いました。

陸上から1,800m離れた沖合の水深15mの海域にて、クレーン付台船から模擬構造物を吊り下げ、海底に着底させた状態で高精度な水中測位を行いました。

• 実施場所：陸上から約1,800m沖合（水深15mの海底）
• 使用設備：クレーン付台船16.5m × 35m
• 模擬構造物：3m × 6m のフレーム構造体
• 検証内容：クレーン操作により模擬構造物を海底に着底させた状態で、「アクアマリオネット」による連続位置観測を実施。さらに、計測された着底座標に対し、「アクアマリオネット」の誘導とクレーン操作によって再び正確に着底できるか（再現着底）を検証

「アクアマリオネット」は、波浪や潮流によって常時動揺する水上台船から、目視できない水中構造物や移動体の「絶対位置（座標）」および「姿勢」をリアルタイムかつ高精度に計測・解析するシステムです。
取得した高精度な位置・姿勢データをもとに、水中の施工状況をリアルタイムで3D空間上に再現する「デジタルツイン技術」を活用することで、濁り等で見えない水中でも直感的な構造物の設置誘導を可能にします。

• GNSSとSONAR（超音波）のハイブリッド測位
  水上台船の絶対位置・姿勢をGNSS（衛星測位）で計測し、同時に台船側と水中構造物（または重機）に配置したSONARセンサー間の音波伝播距離を計測・統合することで、水中の絶対座標を算出します。
• 独自の「音速自動補正機能」を搭載
  水温や塩分濃度によって変動する水中の音速を自動で補正する独自アルゴリズムを搭載。事前の音速計測作業が不要となり、リアルタイムで安定した高精度測位を実現します。
• 多重反射（マルチパス）環境に強いロバスト性
  構造物付近や水深の変化による超音波の多重反射（マルチパス）が発生しやすい厳しい水中環境下でも、影響を受けにくい優れた耐障害性・計測精度を備えています。

連続位置観測において、水中における20cm未満（十数cmレベル）の絶対位置座標が安定して取得され、高精度な絶対位置計測が可能であることを確認しました。さらに、デジタルツイン技術により直接目視できない水中構造物をリアルタイムに画面上で可視化し、その計測座標を目標としたクレーン操作による再現着底（設置誘導）にも成功しました。これにより、「アクアマリオネット」を用いたシステムが、見通しのきかない水中環境下であっても、クレーン操作によって構造物を高速かつ高精度に海底へ設置誘導できる極めて有効な技術であることが検証されました。

今後は、本実証試験で得られたデータとノウハウをもとに、実際の海洋土木工事現場への本システム導入を進めてまいります。デジタルツイン技術を活用した水中施工の可視化により、現場作業の省人化・効率化（工期短縮）と安全性の向上を図るとともに、施工品質の更なる高精度化に貢献してまいります。

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