技術名稱 救難天使 - AI無人機防救災系統
計畫單位 國立交通大學
計畫主持人 王蒞君
技術簡介
應用場景
遇到地震或土石流災害,當基地台損壞,或在山區及沿海無通訊涵蓋時,無人機基地台將扮演救難天使關鍵角色。除幫助待救援者,更協助救難團隊建立快速指揮管理系統。結合無人機與智慧通訊技術,掌握黃金救援時間,將成為未來前瞻防救災系統之重要應用 (如圖一)。

現行技術痛點
1.無人機基地台滯空時間過短
2.無人機基地台佈建位置不精準,無法即時提供高品質通訊給受難者與搜救人員

解決方案
1長滯空無人機:利用氣球浮力減少無人機滯空所需之功耗。

2AI協助的無人機精準部署系統:包括兩項子系統
空中邊緣救災響應系統(Aerial Edge-enabled Disaster Relief Response System) 設計:也稱作EagleEye,利用機器視覺技術辨識受難者位置。
3D+R無人機佈署系統:運用AI技術融合3D地形影像(3D)與無線電訊號(R),快速標註無人機基地台位置與求救者間通訊品質。

關鍵技術
1長滯空無人機:設計輕量化機械結構,連結氦氣球之設計,以浮力替代電力,延長約2倍滯空時間[1]。
2空中邊緣救災響應系統:開發合併目標檢測(Merged Object Detection, MOD)演算法,透過YOLOv3實現MOD生成的Person和Flag結合而成的目標[2]。
33D+R無人機佈署技術:融合影像與無線電,利用壓縮感知技術,快速標註通訊品質,決策最佳天使基地台佈署位置[3]。

發表成果
[1]L.-C. Wang et al., "Communications and Networking Technologies for Intelligent Drone Cruisers," IEEE GLOBECOM Wkshps, 2019.
[2]M. F. Ardiansyah et al., "EagleEYE: Aerial Edge-enabled Disaster Relief Response System." 2020 EuCNC.
[3]C.-C Lai et al., "Data-Driven 3D Placement of UAV Base Stations for Arbitrarily Distributed Crowds," IEEE GLOBECOM, 2019.
科學突破性
本團隊開發的之基於空間關聯性之壓縮感知之3D+R無線電地圖重建技術,可解決採集樣本分布不均導致的重建誤差問題,藉此空中天使基地台能夠根據當下不同的用戶(樣本)分佈特性,快速且適應性的重建該場域的無線電地圖。相比於現行無線電地圖建構技術,我們開發的重建技術準確度高出了36%。
產業應用性
本團隊針對AI無人機防救災系統,開發長滯空無人機與AI協助的無人機精準部署系統,在災區提供救難天使基地台,精準判別求救者,快速建立最佳基地台位置,提供求救者與搜救人員高品質通訊,掌握黃金搜救時間並降低搜救人員之風險。
關鍵字 無線電地圖 壓縮感知 飛行基地台 防救災系統
備註
目前技術影片為本團隊參與其他競賽活動之版本。
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  • 賴傳淇
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