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

Research Project

Project/Area Number 18H01445
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

原 晋介  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80228618)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小野 文枝  国立研究開発法人情報通信研究機構, ワイヤレスネットワーク総合研究センターワイヤレスシステム研究室, 主任研究員 (20385537)
松田 崇弘  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50314381)
Project Period (FY) 2018 – 2020
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A Multiple Data Collection Points Selection Method Using a Normalized Crosscorrelation in a UAV Enabled Disaster Recovery Network2021

    • Author(s)
      檀上 梓紗、原 晋介、松田 崇弘、小野 文枝
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J104-B Issue: 3 Pages: 298-308

    • DOI

      10.14923/transcomj.2020GWP0007

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2021-03-01
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  • [Journal Article] Graph Laplacian-Based Sequential Smooth Estimator for Three-Dimensional RSS Map2021

    • Author(s)
      Takahiro Matsuda, Fumie Ono, and Shinsuke Hara
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E104-B Issue: 7

    • NAID

      130008060109

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    • Author(s)
      T. Matsuda, M. Kaneko, T. Hiraguri, K. Nishimori, T. Kimura and A. Nakao
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 85083-85093

    • DOI

      10.1109/access.2020.2992293

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      Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono
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      Volume: - Pages: 1-6

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      Volume: 73 Pages: 445-450

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      Volume: 119 Pages: 1-6

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      Proceedings of The 2019 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan

      Volume: - Pages: 1-2

    • DOI

      10.1109/icce-tw46550.2019.8992006

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      Volume: 122 Pages: 520-521

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      原 晋介
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      電子情報通信学会誌

      Volume: 102 Pages: 520-521

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      松田崇弘, 小野文枝, 原 晋介, 児島史秀, 三浦 龍
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告CS2019-41

      Volume: 119 Pages: 127-132

    • NAID

      120006994285

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  • [Journal Article] 移動端末を用いた観測に基づく無線トモグラフィの性能改善2019

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      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会論文集

      Volume: -

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  • [Journal Article] UAVによる災害時メッセージ集配信システムにおける テンソル再構成を用いたデータ収集地点決定法2019

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      檀上梓紗, 原 晋介, 松田崇弘, 小野文枝
    • Journal Title

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      Volume: -

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  • [Journal Article] A Tensor Completion-Based Message Collection/Delivery Point Determination Method for Users in a Disaster-hit Area2019

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      Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono
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      Proceedings of IWCCM 2019

      Volume: -

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      Atsuki Murata, Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono
    • Journal Title

      Proceedings of IWCCM 2019

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  • [Journal Article] ドローンを用いた災害時メッセージ集配信システムにおける最適経路探索に関する研究2019

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      村田篤紀, 原 晋介, 松田崇弘, 小野文枝, 児島史秀
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告RCC2018-108

      Volume: - Pages: 7-12

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      Shinsuke Hara, Azusa Danjo, Kosuke Matsui
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      Proceedings of The 25th International Conference on Telecommunications

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/ict.2018.8464907

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  • [Journal Article] A Compressed Sensing-Based 3D-RSS MAP Completion for UAV Routes Planning2018

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      Hiroto Nishioka, Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono, Ryu Miura, Fumihide Kojima
    • Journal Title

      Proceedings of The 12th International Conference on Sensing Technology

      Volume: - Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/icsenst.2018.8603618

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  • [Presentation] 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2020

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      松田崇弘, 小野文枝, 原晋介
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      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会
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      Atsuki Murata, Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono
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      Hiroto Nishioka, Azusa Danjo, Shinsuke Hara, Takahiro Matsuda, Fumie Ono, Ryu Miura, Fumihide Kojima
    • Organizer
      The 12th International Conference on Sensing Technology
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-04-15  

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