2017 Fiscal Year Research-status Report
Research on Infrastructure Monitoring System Using UAV and Wireless Sensor Node with Zero-standby Power
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17K00126
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山脇 彰 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10325574)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | インフラモニタリング / UAV / センサネットワーク / 待機電力ゼロ / 省電力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，無線センサネットワーク (WSN) と無人航空機 (UAV) の協調によって多数存在する老朽化インフラを効率的に維持管理するシステムの実現を目指している．そして，省電力WSNの実現に向けて，センサノードは，我々が提案している待機電力ゼロ型センサノードとする．
本年度は，(1)UAV自動巡回の手法確立と(2)均一なインタフェースを備えたセンサノードの実現が目的であった．(1)は，一般的にUAVの自動飛行にはGPSが使用されるが，トンネルや橋の下，建物の影などでは使用できないため，GPSに依存しない自動巡回手法を確立するためである．(2)は, UAV から見た対象ごとの検査手法の違いを，均一なインタフェースによって統一化する待機電力ゼロ型センサノードを開発するためである．
(1)に関しては，ドローンの飛行を指示するコマンドリストをベースにした自動飛行機構を試作した．試作システムでは，市販のドローン(Parrot社Bebop2)を使用した．そして，JavaScriptのインタプリタであるNode-jsと，Bebop2制御用パッケージであるnode-bebopを組み合わせた統一的なコマンドリストの実現を図った．基礎実験を通して，開発したコマンドリストに沿って，ドローンが正しく飛行できることを確認した．
(2)に関しては，インフラのひずみモニタリングで一般的に使用されているひずみゲージを用いた待機電力ゼロ型センサノードを開発した．今まで，ひずみゲージを待機電力ゼロ型センサノードに用いた例はなく，初めても試みであった．そのため，ひずみゲージを使うにあたって考慮すべき温度ドリフトの影響に関して，待機電力ゼロ型センサノード上での検討を行った．その結果，待機電力ゼロ型センサノードの必然的な間欠動作によって，自己発熱によるドリフトはほとんど影響ないことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，(1)UAV自動巡回の手法確立と(2)均一なインタフェースを備えたセンサノードの実現が目的であった．(1)に関しては，JavaScriptによる統一的なコマンドリストとそれによる自動飛行が実現できたので，順調といえる．(2)に関しては，過去の温度計・湿度計，光量計などに加えて，インフラモニタリングで主要なセンサであるひずみゲージを用いたひずみ計が待機電力ゼロ型センサノードで実現可能であることを確認でき，順調といえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
コマンドリストを一から作成することは，難しいため，センサノードとインフラの3Dマップからコマンドリストを自動生成させる．また，ドローンは，自動走行中，風などの影響で，3Dマップ上の座標と実位置はずれるであろう．そのため，センサノードやマーカーに対して，飛行中に，任意回，位置合わせする必要が出てくる．そのような位置合わせの技術を開発する．また，一度に一個のセンサノードを起動し，そのセンシングデータを集計すると時間がかかるため，一度に複数個のセンサノードを起動して，データを集計する技術も開発する．
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