UAVを用いた給電システムにおける給電効率情報のフィードバックに基づいたセンサ位置推定による最適給電点探索手法

摘要

近年農業分野において様々なセンサが提案されているが，大規模な圃場rn環境における長期的運用を考慮すると，電池交換にかかるコストは無視でrnきない．そこでUAV からマイクロ波を用いた無線給電により必要な電力rnを供給する試みがなされてきた．しかしアンテナの指向性，農作物や土壌rnによる干渉，マイクロ波の特性等により給電効率はUAV の位置に大きくrn依存し，適切な位置で給電を行わない限り給電効率は著しく低下する．我々rnはこれまで，給電効率の位置依存特性の実測結果に基づき山登り法を用いrnて最適給電地点にUAV を誘導する手法を提案したが，厳密な電力モデルrnの検証はできておらず，最適給電地点に近づくまでの時間も考慮していなrnい[1]．一般にUAV の稼働可能時間には制限が存在し，1 回の飛行で給電rn可能なセンサの数を最大化するためは，最短の時間でセンサに必要な電力rnを供給しなければならない．そこで本稿ではUAV を用いた給電システムrnを，誘導に必要な電力を含めてモデル化した上で，事前に取得した給電効rn率の位置依存特性を用いたUAV の誘導アルゴリズムを提案する．そしてrnシミュレーションによる評価で，提案手法は最適給電地点付近に到達するrn時間を山登り法と比較して30%程度短縮できることを示した．