Construction of a Message Collection/Delivery System by Means of UAVs in Large-Scale Disaster

大规模灾害中无人机信息采集/传递系统建设

• 批准号: 18H01445
• 负责人: 原 晋介
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 2020
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18H01445/
• 关键词: 配送経路問題; テンソル再構成; ドローン; 受信信号電力マップ; 運搬経路問題; 災害復興; データ集配信; 輸送経路問題; データ収集; 受信信号電力; 経路決定

本研究では, 大規模災害時の情報通信インフラ復旧までの緊急の通信手段について検討し, ドローンを用いたメッセージ集配信システムの構築法について提案している. メッセージ集配信システムは, 地域に複数存在する避難所上空にドローンを飛行させ, 避難所とドローン間でデータ送受信を行うシステムであり, 高品質・高信頼なデータ送受信を可能とするドローンの配置箇所の決定と配置箇所間でのドローンの飛行経路の決定方法が主要な技術課題となる. ドローンの配置箇所の決定方法については, ドローンが飛行する領域での受信電力強度(RSS)マップ推定に基づく方法について検討した, 広大な領域でRSSマップを推定するのは, コスト, 時間の面で非効率であり, 本研究では一部のRSS値の観測情報からRSSマップ全体を推定する手法として, テンソル再構成およびグラフラプラシアンを用いた手法を提案した. 両手法ともに効率的なRSSマップ推定が可能であることを計算機によるシミュレーション実験および実測に基づく実験により確認した. また, ドローンの飛行経路については, 運搬経路問題(VRP : Vehicle Routing Problem)の一つとして定式化して最適経路を求めるとともに, RSSマップ推定と合わせた総合的な性能評価によりその有効性を確認した. 本研究で得られた成果は, 学術雑誌での論文掲載, 国内外での学会発表により発表した.

The purpose of this study is to restore the emergency communication means of information communication during large-scale disasters,ドローンを Use the いたメッセージCollection distribution システムのconstruction method について proposal している.メッセージCollection delivery システムは, plural existence of areas するOver the shelter にドローンをflying させ, Shelter room, send and receive letters, High-quality, high-trust delivery and reception possible, and the configuration of the place is determined. The main technical issue of determining the method of configuring the flight path between the aircraft and the flight path is the main technical issue. How to determine the configuration of the place?ドローンが飞する区でのtrusted power strength(RSS)マップESTIMATIONにbaseづくmethodについて検questionした,広大な区でRSSマップをESTIMATIONするのは, コスト, 时の面で无efficiencyであり, This research is based on the RSS survey information and the estimation method of the entire RSS program. The テンソル restructured the およびグラフラプラシアンを using the いた technique を proposal した.両The method is efficient and the RSS code is presumed to be possible and the computer isよるシミュレーション実験および実 Measurement にbased づく実験によりConfirmation した. Vehicle Routing Problem, Vehicle Routing Problem (VRP) Problem)の一一つとして成してoptimal pathをquestめるとともに, Evaluation of the performance of RSS Marathon Presumption and Confirmation of Validity of the combination. The results of this study are obtained, published in Academic Journal, Domestic and foreign academics learn how to read and write.

项目成果

地上-無人飛行機間通信のためのグラフラプラシアン正則化最小二乗法を用いた3次元RSSマップ推定手法

使用图拉普拉斯正则化最小二乘法进行地面与无人机通信的 3D RSS 地图估计方法

• 发表时间: 2020
• 作者: 松田崇弘;小野文枝;原晋介
• 通讯作者: 原晋介

A Multiple Data Collection Points Selection Method Using a Normalized Crosscorrelation in a UAV Enabled Disaster Recovery Network

在无人机灾难恢复网络中使用归一化互相关的多数据采集点选择方法

• DOI: 10.14923/transcomj.2020gwp0007
• 发表时间: 2021
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌B 通信
• 作者: 檀上 梓紗;原 晋介;松田 崇弘;小野 文枝
• 通讯作者: 小野 文枝

Adaptive Direction Control for UAV Full-Duplex Relay Networks Using Multiple Directional Antennas

• DOI: 10.1109/access.2020.2992293
• 发表时间: 2020-05
• 期刊: IEEE Access
• 影响因子: 3.9
• 作者: T. Matsuda;Megumi Kaneko;T. Hiraguri;K. Nishimori;Tomotaka Kimura;A. Nakao

A Tensor Completion-Based Message Collection/Delivery Point Determination Method for Users in a Disaster-hit Area

一种基于张量补全的灾区用户消息收集/投递点确定方法

• 发表时间: 2019
• 期刊: Proceedings of IWCCM 2019
• 作者: Azusa Danjo;Shinsuke Hara;Takahiro Matsuda;Fumie Ono
• 通讯作者: Fumie Ono

An Optimal Routing Method for Wireless Message Collection/Delivery System Using an Unmanned Aerial Vehicle in a Large-scale Disaster

大规模灾害中无人机无线消息采集/传递系统的优化路由方法

• 发表时间: 2019
• 期刊: Proceedings of IWCCM 2019
• 作者: Atsuki Murata;Azusa Danjo;Shinsuke Hara;Takahiro Matsuda;Fumie Ono
• 通讯作者: Fumie Ono