デジタルツイン技術を活用した高精度水中測位システム「AquaMarionette」の実証試験実施
出典：KUMAGAI GUMI CO.,LTD
2026年9月25日、熊谷組、不動テトラ、高橋秋和建設の3社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たと発表。
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。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。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。
開発の背景として、海洋土木工事の海底へ沈設するケーソンやブロックといった構造物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たことを挙げている。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おこなったという。
「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。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する。
- 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（Global Navigation Satellite System：衛星測位システム）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（Sound Navigation and Ranging：音響測距・測深）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
- 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し、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
- 多重反射（マルチパス）環境に強いロバスト性（robustness：堅牢性）
- 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る
実証試験の概要と検証結果
出典：KUMAGAI GUMI CO.,LTD
実証試験では、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（長さ35ｍ、幅16.5ｍ）から3m×6mという大きさのフレーム構造体を模擬構造物としてを吊り下げ、海底に着底させた状態で高精度な水中測位をおこなった。
出典：KUMAGAI GUMI CO.,LTD
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して、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させる再現着底を検証。
出典：KUMAGAI GUMI CO.,LTD
検証結果
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。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。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たという。
今後は、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、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を目指す。