水中ドローンで記録された動画(2次元動画)を、VLC media plyerにて0.5秒ごとにカットした静止画像群を作ります。それを集積させ、meshlab(フリーソフトウェア)にて3D(3次元)表示させます。

この3D空間に線を引くと、リアル空間のサイズが計測できます。しかも、この3D空間内なら任意に、どこでも何回でも計測できます。例えば、以下は、テトラポッドの先から基部までの長さを計測しています。

しかし、このサイズ(0.744801)は仮想空間のものさしでのサイズです。なので単位がありません。リアルなサイズとはかけ離れています。
この誤ったサイズは2つの方法で補正できます。
①3D空間内の一部の長さを”ものさし”と定義する。
たとえば、テトラポッドの上から基部までが実際に既知の場合、【ものさし】として設定できます。
下図は、上記とは異なった例ですが、鹿児島県徳之島町 「オーシャンガイア」 の水中彫刻を撮影したものです。これは彫刻で各部分のサイズが既知のため、そのサイズを物差しとして設定しました。そして、左肩の服の肩かけから右肘の肘屈紋(ちゅうくつもん)までのサイズを厳密に計測しました。

結果、誤差1.9cmで計測されました(リアルサイズ113cmに対して、弊社統計推定サイズは111.1cm)。

➁撮影時に水中ドローンで海面浮上し得られるGPS信号による緯度経度情報から、海中での航行するドローンの緯度経度情報を推定する。その値をプロットし、また、水中ドローンで得られたログから深度を取得し、両方を結び付け(日付時分秒にて)、データベースで計算処理する。
※水中には電磁波が届かないため、水中を航行する物体は宇宙からの電磁波(GPS位置測位)の受信はできません。受信できるのは海面に浮上して気体中で受信します。
※高価な水中ドローンは、その場でリアルに海中の緯度経度を推定します。しかし、10m進むとリアルな緯度経度と推定が合わなくなるため、10mごとに海面浮上し、GPS信号を取得しなければなりません(FIFISH社の場合)。10mごとの海面浮上は、かなり、実測が難儀します。
※弊社の製品ではリアルに海中の緯度経度を推定できません。推定は撮影後の記録動画が対象になります。等速直線運動(厳密ではなくても30cm/sでドローンを撮影被写体に対して運動させる。操作に熟練すると可能)をすることで、記録された動画から日付時分秒を復元し、海中の緯度経度を推定します。データベースで処理することで、3次元空間座標(X,Y,Z)=(GPSからの推定緯度、推定経度、ログからの深度)on (日付時分秒)で復元します。そのため、弊社の製品の場合、20mほどに1回の海面浮上で大丈夫です。弊社の製品の場合、GPSの測位は市販のGPSレンタルカードをレンタルしオプション搭載します(下図)。これは、高価な水中ドローンの位置精度と同じ精度です。また、現在、”よりよいもの”を目指して、”超音波ものさし”の開発を行っています(上記①の3D空間内にて超音波にてものさしを製造する手法:このページの一番最後記述を参照)。


QGIS(フリーソフトウェア)では、上記のプロットにより、各点での実際の状況や一定の深さのマッピングを表示できます(上図右)。
(下図左:QGIS上での折り返し点の海中状態(QGIS上から表示)。下図右:水深1.2m以上の点をQGIS上で赤表示)

しかし、meshlab上の計測サイズは、それでも、リアルサイズとはかけ離れます。理由は、地球が楕円体だからです。
(直観的な主な理由は、YouTube:https://www.youtube.com/watch?v=J8qbetUqnDI)を参照)
ここからは、年間有料会員様のみの提供になります。
弊社の製品はAI科学計算用(いわゆるAI物理)と統計学を使うことで、リアルサイズを推定します。
※下図は、一部秘密になります。
下図左:AI gemini ULTRA(科学計算用AI)を利用して地球楕円体の影響を補正して推定する。
下図右:(人力)統計学を利用して補正して推定する。決定係数が0.9945を記録している。
上記の2つの補正係数の誤差は、0.0051で、地球規模6桁の数字オーダーでの3桁目からのズレになっています。
(緯度経度が持つ規模での小数点以下の桁数。GoogleMapで表示される緯度経度は小数点以下桁数は6桁の精度を保持する。6桁目が数センチ単位になる。弊社が利用するGPSレンタルカードは小数点以下桁数は8桁の精度を保持する)

上記の推定の結果、meshlabのサイズ計測は、リアル1mサイズほどのもので、弊社の試験検証全6サンプルで、全て、内部10cm以内の誤差になっています。ちなみに、この方法で推定された一番最初のテトラポッドの先端から基部までのサイズは、誤差は4cmで計測されました。
計測結果について、試験結果も公表しています。また、製品についてのお問い合わせもありましたら、よろしくお願いいたします。
※現在進行中:
以下は、現在進行中の【音波ものさし】製造での、社内第1樽実験の結果解析の様子。下図最後の【式】の結果は音波の経路パスサイズが1.116mと推定されている。この樽直径が1m6cmで、金属バケツにより音が回折した場合、音の経路長はピタゴラスの定理との値とビンゴした結果だった(ただし、計算方法に、フェルマーの定理【音は、ある2点間を移動するとき、その経路にかかる時間が『極値(最小、または極大・停留)』になるようなパス(経路)を通る】を採択した結果)。

