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Blockchain技術を用いた分散型UTMによる空域シェアと衝突回避

研究課題

研究課題/領域番号 18K11491
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関会津大学

研究代表者

矢口 勇一  会津大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (00609109)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード無人航空管制 / ブロックチェーン / 経路計画 / セキュリティ / 航路監視 / 分散システム / 自動航空管制 / Blockchain / 経路自動生成 / Detect and Avoid / LoRa変調 / 群制御 / 人工ポテンシャル場 / 航空管制 / 衝突回避
研究成果の概要

本研究では、一般的に中央集権型で作成される無人航空機の航空管制・予約システム(UTM)に対して、分散型のUTMの構築を目指して実施され、Blockchain技術を用いて運航予約を行うシステムを構築し、提案した。また、それに伴い、予約に漏れた航路を再計算し、動的に再予約するシステムを構築した。加えて、航空管制のための動態監視のための機構として、LoRaを用いた放送型のテレメトリ共有システムを提案し、それらが機能することを前提とした衝突回避アルゴリズムも構築した。結果として、予約に関しては、1000トランザクションを1秒で処理可能なシステムを構築することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

UTMは現在、世界的に検討され、標準化されようとしている分野である。既にアーキテクチャ等は決定され、現在仕様の要求やユースケース等の議論が進んでいる所である。また、UTMの導入される背景としては、各国で進めようとしている有人地帯上空の目視外飛行、または空飛ぶクルマのための管制システムであるが、情報量の多さや、既存の航空機と比べてはるかに多い量の機体を動的に管理する必要があるため、自動化が必要である。その中で、分散化させ、情報を一元的にグローバルに所持しないモデルは有用であり、研究が始まった段階である。その先駆けとして、学術的な意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A waypoint navigation method with collision avoidance using an artificial potential method on random priority2020

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi Yuichi、Tamagawa Kyota
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 号: 2 ページ: 278-285

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00583-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Flight Plan Management System for Unmanned Aircraft Vehicles Using Blockchain2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yaguchi, Takuya Wakazono
    • 学会等名
      ICUAS2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Autonomous Decentralized UTM Using Blockchain Technology. -Experimental implementation of route reservation system2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Wakazono, Yuichi Yaguchi and Yuta Sakaguchi
    • 学会等名
      ROBOMECH2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Design of Server-less Distributed UTM System2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yaguchi
    • 学会等名
      ICIUS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Waypoint Correction Method for Collision Avoidance with Artificial Potential Method on Random Priority2019

    • 著者名/発表者名
      Kyota Tamagawa, Yuichi Yaguchi
    • 学会等名
      ISAROB2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポテンシャル法を用いた衝突を回避する Waypoint の補正法,2018

    • 著者名/発表者名
      玉川 京汰, 矢口 勇一, 井上 千徳
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 空飛ぶクルマ 空のモビリティ革命に向けた開発最前線2020

    • 著者名/発表者名
      中野 冠
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      NTS
    • ISBN
      9784860436780
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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