Establishment of Optimal Route Control System for Small Unmanned Aircraft Movement using Smart Meter Wireless Devices
| Project/Area Number |
21K11875
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
上田 清志 日本大学, 工学部, 教授 (00738429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 匠 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (40318861)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ノード自律危険度評価方式 / 経路ロック方式 / 輻輳抑制航行制御分散管理手法 / 多階層ネットワーク構築方式 / 複数経路探索法 / 中継機能配置ノード選択アルゴリズム / 重み付けダイクストラ法 / 移動基地局経路決定法 / 無線ジオフェンス飛行禁止領域回避軌道制御手法 / 最適経路制御 / 小型無人機 / 危険度自律判定 / 無線デバイス / 無線マルチホップネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
今後、多用されると予想されるドローン等の小型移動機による宅配は、航空機の航空路のように航空保安無線施設を結んだ経路を航行すると想定する。
小型移動機の航空保安無線施設として、各家屋に無線デバイスを設置し、住宅が密集した危険な地区の上空（住宅密集地）を極力避けた安全で効率的な航行経路をマッピングした仮想的な無線マルチホップネットワークを構築する。
各ノードが自らの危険度を他ノードと通信し自律的に判定する論理や学習方法や、小型移動機の衝突回避や経路上のノード・リンク異常に対する迂回経路構築法などを確立する。
本研究成果により、多数の小型移動機が安全に航行し、小型移動機による宅配を全国各地へ普及できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
各ノードが、相互通信によりノード間距離、近隣ノード密度、経路利用履歴等から住宅密集地内の一般ノード、住宅密集地外の転送ノード、複数段階の危険度を判定する分散アルゴリズムの基本方式を確立した。複数段階の危険度をもとにして、より安全で効率的な航行経路を構築する最適経路制御方式を確立した。
複数の移動機が航行する際、移動機同士が衝突する危険をさけるため、同じリンクを使用しない経路を構築する経路ロック方式と航行高度の多階層ネットワーク構築方式を確立した。さらに、リンクの交差を避ける経路ロック方式を確立した。OLSRベースの方式に加え、AODVをベースに、リンクをロックし、多階層の仮想リンクを各ノードが管理する。ネットワークシミュレータにて提案プロトコルの有効性を評価確認した。
線形計画法により、最適経路の厳密解を求める方式を確立し、AODVやOLSRをベースにしたルーティングプロトコルによる提案方式での経路の特性を明らかにした．
多数の無人移動機が無線マルチホップネットワーク上に流入した際、各中継ノードの待ちキューのフロー制御から、無人移動機の輻輳を抑制し、航行品質を保証するための航行制御分散管理手法を確立した。
無人移動機経路構築する無線マルチホップネットワークの中継機能をすべてのノードにもたせるのではなく、OLSRのMPR集合方法を応用した選定手法を確立した。また、Dockerを用いたユーザPCコンピューティングシステムによる無線マルチホップネットワークシミュレーションの効率的実行方法に着手した。さらに、無線デバイスでリアルタイムにFingerPrintを更新する室内の位置測定方式を確立した。
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Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
