講演情報
[B-17-04]UAV向け電波環境マップの3次元グラフ表現と異常検知に基づく更新手法
◎任 暁茜1、森川 博之1、成末 義哲1 (1. 東大)
キーワード：
電波環境マップ、UAV、グラフ表現、ガウス過程回帰
都市部における無人航空機（UAV）の安全運航には上空の通信品質を把握する必要があり，電波環境マップ（REM）の継続的な更新が重要となる．更新手法として，時間相関を用いて空間全体のREMを最高築，予測する手法が提案されている．しかし，従来手法では対象空間を格子状に離散化し，各点に通信品質を対応付けるグリッド表現が用いられるため，更新時の測定点数や計算量が膨大となる．
そこで本稿では，都市部の UAV 運用では安全性や運用管理の観点から飛行経路が事前に設定されることに着目し，UAV経路に沿ったREMを3次元グラフ構造として表現する．これにより，REMの管理対象をUAVが実際に飛行する経路上に限定し，測定点数や計算量を削減することが可能となる．更新時には，ガウス過程回帰（GPR）により未観測領域の電波環境の変動を推定し，異常が検知された領域のみを局所的に更新する．シミュレーション評価では，グラフ構造の考慮による異常検知性能の変化と，異常領域のみを更新する局所更新の有効性を検証した．その結果，グラフ構造を考慮することで異常検知性能が向上し，観測率30%において F2 スコアが0.820から0.850に改善した．また，局所更新により，全更新時の約90.1%のRMSE改善効果を維持しつつ，更新対象数は約98.2%削減された．
そこで本稿では，都市部の UAV 運用では安全性や運用管理の観点から飛行経路が事前に設定されることに着目し，UAV経路に沿ったREMを3次元グラフ構造として表現する．これにより，REMの管理対象をUAVが実際に飛行する経路上に限定し，測定点数や計算量を削減することが可能となる．更新時には，ガウス過程回帰（GPR）により未観測領域の電波環境の変動を推定し，異常が検知された領域のみを局所的に更新する．シミュレーション評価では，グラフ構造の考慮による異常検知性能の変化と，異常領域のみを更新する局所更新の有効性を検証した．その結果，グラフ構造を考慮することで異常検知性能が向上し，観測率30%において F2 スコアが0.820から0.850に改善した．また，局所更新により，全更新時の約90.1%のRMSE改善効果を維持しつつ，更新対象数は約98.2%削減された．