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2020 年度 実績報告書

災害復興時のドローンを用いたメッセージ集配信システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01445
研究機関大阪市立大学

研究代表者

原 晋介  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授

研究期間 (年度) 2018 – 2020
キーワード配送経路問題 / テンソル再構成 / ドローン / 受信信号電力マップ / 運搬経路問題 / 災害復興 / データ集配信 / 輸送経路問題
研究実績の概要

本研究では, 大規模災害時の情報通信インフラ復旧までの緊急の通信手段について検討し, ドローンを用いたメッセージ集配信システムの構築法について提案している. メッセージ集配信システムは, 地域に複数存在する避難所上空にドローンを飛行させ, 避難所とドローン間でデータ送受信を行うシステムであり, 高品質・高信頼なデータ送受信を可能とするドローンの配置箇所の決定と配置箇所間でのドローンの飛行経路の決定方法が主要な技術課題となる. ドローンの配置箇所の決定方法については, ドローンが飛行する領域での受信電力強度(RSS)マップ推定に基づく方法について検討した, 広大な領域でRSSマップを推定するのは, コスト, 時間の面で非効率であり, 本研究では一部のRSS値の観測情報からRSSマップ全体を推定する手法として, テンソル再構成およびグラフラプラシアンを用いた手法を提案した. 両手法ともに効率的なRSSマップ推定が可能であることを計算機によるシミュレーション実験および実測に基づく実験により確認した. また, ドローンの飛行経路については, 運搬経路問題(VRP : Vehicle Routing Problem)の一つとして定式化して最適経路を求めるとともに, RSSマップ推定と合わせた総合的な性能評価によりその有効性を確認した. 本研究で得られた成果は, 学術雑誌での論文掲載, 国内外での学会発表により発表した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 無人飛行体による災害復旧ネットワークにおける正規化相互相関を用いた複数メッセージ収集点決定法2021

    • 著者名/発表者名
      檀上 梓紗, 原 晋介, 松田 崇弘, 小野 文枝
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B

      巻: J104-B 号: 3

    • DOI

      10.14923/transcomj.2020GWP0007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graph Laplacian-Based Sequential Smooth Estimator for Three-Dimensional RSS Map2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuda, Fumie Ono, and Shinsuke Hara
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E104-B 号: 7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Direction Control for UAV Full-Duplex Relay Networks Using Multiple Directional Antennas2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuda, Megumi Kaneko, Takefumi Hiraguri, Kentaro Nishimori, Tomotaka Kimura, and Akihiro Nakao
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 号: 1 ページ: 85083-85093

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.2992293

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 地上-無人飛行機間通信のためのグラフラプラシアン正則化最小二乗法を用いた3次元RSSマップ推定手法2020

    • 著者名/発表者名
      松田崇弘, 小野文枝, 原晋介
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信方式研究会

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公開日: 2022-04-15  

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