Development of a Novel Mathematical Model and an Optimal Routing Method for Drone-Based Information Gathering

• Project/Area Number: 25K08182
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25010:Social systems engineering-related
• Research Institution: Nippon Institute of Technology
• Principal Investigator: 松浦 隆文 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (70579771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 貴幸 東京都市大学, 情報工学部, 教授 (80579607)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 数理最適化 / 巡回被覆問題 / ドローン / 自然災害 / 発見的解法

Outline of Research at the Start

大規模災害に巻き込まれた人々を迅速に救助するためには、被災状況の即時確認と要救助者の早期発見が極めて重要である。このような背景を踏まえ、これまでに複数ドローンによる情報収集経路を決定するための最適化問題を提案し、ドローンの飛行経路を構築するアルゴリズムの開発を行ってきた。
しかしながら、従来のモデルでは、縦横無尽に飛行可能であるというドローン特有の機動性を十分に活かしきれておらず、構築された飛行経路に改善の余地があった。そこで本研究では、ドローンの飛行自由度をさらに高め、より効率的かつ短時間で探索が可能となる新たな数理モデルを提案し、それに対応する高速かつ高精度なアルゴリズムの開発を目指す。