2018 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 / ドローン / 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．省電力WSNのセンサノードは，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．UAVは対象インフラと配置された複数個のセンサノードからなる3Dマップ上の経路を進むことによって，実際のインフラを点検する．
本年度は，(1) UAVとセンサノードの位置合わせ技術の開発と(2)複数センサノード起動による自動巡回の高速化が目的であった．
(1)に関しては，市販のドローン(Parrot社Bebop2)をNode-jsとBebop2制御用パッケージのnode-bebopを用いて自動飛行させるに至っていたが，ドローンファームウェアの更新により，node-bebopが非対応状態になったため，新たにドローンTelloとPythonの組み合わせで自動飛行できる状態までにした．位置合わせまでは完了しなかったが，ビデオストリームと画像処理で実現できる見込みである．
(2)に関しては，開発済みのひずむゲージを用いた待機電力ゼロ型センサノードを，同時に，２個まで起動してセンシングデータを集計できるまで確認した．起動時に，ドローンは赤外線LEDからセンサノードに向けて赤外線パルスを照射する．センサノードは，フォトダイオードで赤外線パルスを受光し，発生した起電力によってセンサノードのグランドラインを切断するトランジスタをオンして，起動する．ある程度離れた距離でも，十分に強い赤外線パルスを発生できる赤外線LEDの選定と発光機構の開発を行った．また，受光フォトダイオードも，距離によって減衰する赤外線パルスによって，起動に必要な起電力が発生できる素子の選定と構成法の工夫を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は，(1) UAVとセンサノードの位置合わせ技術の開発と(2)複数センサノード起動による自動巡回の高速化が目的であった．(1)に関しては，当初使用していたドローン制御パッケージの開発が中断されており，ドローンのファームウェア更新に伴って，使用ドローンと開発環境の変更を余儀なくされた．現在は，現状で盛んに使用されているドローンと開発環境に変更し，コマンドリストベースでドローンが自動巡回できる状態まで復帰できた．ただ，センサノードをランドマークとした画像処理による位置合わせは取り掛かった段階であり，開発の遅れが生じている．(2)に関しては，期待通り，ドローンが，複数個のセンサノードを起動して，同時に複数個のセンシングデータを集計できたので，進捗は順調といえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
新しいドローンと開発環境を用いて，センサノードをランドマークとした画像処理による位置合わせを実現する．その後，自動巡回の実証実験:実環境に近い環境下の実証実験を通して自動巡回手法をリファインする．さらに，実際のアプリケーション (橋梁モニタリング，トンネルモニタリング，道路モニタリングなど) への適用実験を通して，実用化に向けた検討を実施する．
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