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講演抄録/キーワード
講演名 2019-10-11 16:10
1機の無人航空機を用いた位置検出手法における最大推定誤差の特性評価
石川博康堀川裕貴日大)・篠永英之東洋大SAT2019-64
抄録 (和) 無人航空機システム(UAS: Unmanned Aircraft System)では,時速40~100km/hで高度150~1,000mの上空を無人航空機(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)が旋回飛行することを想定している.そのため,UAV-送受信機間の視線速度の変化によって生じるドップラーシフトを複数のUAVで同時に観測する,あるいは1機のUAVで異なる時刻に複数回観測することにより,ユーザの位置検出が可能となる.これまでに様々な飛行モデルや条件下において,ユーザ位置検出精度をドップラーシフト分布や計算機シミュレーションにより評価し,UAVを用いた位置検出手法の特性を明らかにしてきた.また,UAVとユーザの位置関係やUAVの飛行条件が位置検出精度に与える影響を解析的に評価するため,複数のドップラーシフト観測値により形成される双曲面上のユーザ位置における勾配ベクトルの内積の余弦の絶対値を測位精度指標として定義し,同指標に基づく最大位置検出誤差の推定手法を提案するとともに,1~2機のUAVが円旋回飛行,並びに,8の字飛行するモデルにおいて位置検出精度の特性評価を実施してきた.
本研究では, 1機のUAV が曲線的に飛行するモデル,具体的には正弦波的な飛行経路で飛行速度ベクトルの変化率の異なる2種類の飛行モデルを対象として,最大位置検出誤差推定方式を用いたシミュレーション評価を行い,飛行経路と位置検出精度の関係を明らかにしたので,その結果について報告する. 
(英) In the typical unmanned aircraft systems (UASs), several unmanned aerial vehicles (UAVs) traveling at a velocity of 40–100 km/h and with an altitude of 150–1,000 m will be used to cover a wide service area. Therefore, Doppler shifts occur in the carrier frequencies of the transmitted and received signals caused by the change in the line-of-sight velocity between the UAV and the terrestrial terminal. By observing multiple Doppler shift values for different UAVs or observing at different times for a single UAV, it is possible to detect the user position on the ground. We have been conducted computer simulations with the different flight models, and evaluated user position detection accuracy and Doppler-shift distribution in detail. Further, a positioning accuracy index (PAI), which can be used as an index for position detection accuracy, was proposed as the absolute value of cosine of the inner product between two gradient vectors formed by Doppler shifts to evaluate the relationship between the location of UAVs and the position of the user. We also proposed a maximum positioning error estimation method based on the PAI, and conducted computer simulations assuming various types of flying UAVs such as a circularly orbiting model and a figure-eight route model to confirm the adequate fight model and the number of UAVs.
In this study, computer simulations are conducted to clarify the relationship between new flight route models, in which a single UAV flying on the curving routes such as sinusoidal routes with different cycles, and user position detection accuracy using the PAI and the maximum positioning error detection method.
キーワード (和) 無人航空機 / ドップラーシフト / 測位精度指標 / 最大位置検出誤差推定方式 / 曲線飛行モデル / / /  
(英) unmanned aerial vehicle / Doppler shift / positioning accuracy index / maximum positioning error estimation method / curving flight model / / /  
文献情報 信学技報, vol. 119, no. 220, SAT2019-64, pp. 121-126, 2019年10月.
資料番号 SAT2019-64 
発行日 2019-10-03 (SAT) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード SAT2019-64

研究会情報
研究会 SAT  
開催期間 2019-10-10 - 2019-10-11 
開催地(和) JR博多シティ(福岡) {10F 会議室A+B} 
開催地(英) JR HAKATA CITY {10F RoomA+B} 
テーマ(和) 衛星通信技術及び一般(JC-SAT2019:韓国KOSST連催) 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SAT 
会議コード 2019-10-SAT 
本文の言語 英語(日本語タイトルあり) 
タイトル(和) 1機の無人航空機を用いた位置検出手法における最大推定誤差の特性評価 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Performance Evaluation of Maximum Estimation Error of User Position Detection Method using Single Unmanned Aerial Vehicle 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 無人航空機 / unmanned aerial vehicle  
キーワード(2)(和/英) ドップラーシフト / Doppler shift  
キーワード(3)(和/英) 測位精度指標 / positioning accuracy index  
キーワード(4)(和/英) 最大位置検出誤差推定方式 / maximum positioning error estimation method  
キーワード(5)(和/英) 曲線飛行モデル / curving flight model  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 石川 博康 / Hiroyasu Ishikawa / イシカワ ヒロヤス
第1著者 所属(和/英) 日本大学 (略称: 日大)
Nihon University (略称: Nihon Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 堀川 裕貴 / Yuki Horikawa / ホリカワ ユウキ
第2著者 所属(和/英) 日本大学 (略称: 日大)
Nihon University (略称: Nihon Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 篠永 英之 / Hideyuki Shinonaga / シノナガ ヒデユキ
第3著者 所属(和/英) 東洋大学 (略称: 東洋大)
Toyo University (略称: Toyo Univ.)
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講演者
発表日時 2019-10-11 16:10:00 
発表時間 25 
申込先研究会 SAT 
資料番号 IEICE-SAT2019-64 
巻番号(vol) IEICE-119 
号番号(no) no.220 
ページ範囲 pp.121-126 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SAT-2019-10-03 


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