無人機與電腦視覺組

計畫主持人：王蒞君教授

概要

本計劃提出一個“人工智慧（AI）無人機-巡航系統”基地台，為幫助5G移動通信系統在災難發生後迅速恢復網路通訊，並解決未預期的人群聚集或快閃行為的即時通信需求。無人機巡航系統基地台可以克服三種未預期人群聚集及快閃行為的通信問題，例如在體育館、遊行和大型廣場中，透過精確安裝適當數量的空中基地台，以滿足巨大的動態交通需求。人工智慧透過分析收集的數據來解決這些問題，並在自組織網絡（Self-Organizing Network, SON）的框架下調整系統參數以實現自我配置、自我優化和自我修復的目標。借助人工智慧技術，5G網路可以變得更加智能化。本項目旨在提供一種新穎的服務：動態需求無人機基地台服務架構，包括以下三個技術挑戰：（1）快速空對地3D無線信號通道學習技術;（2）空中基地台的最佳三維佈建;（3）用於自動無人機管理的大數據分析和AI技術;（4）長期懸停無人機巡航系統的創新設計。隨著台灣WiFi的成功故事，希望本團隊之研發成果能夠為台灣資通訊產業在後5G時代的飛行基地台（Flying Access Point）開闢另一個新機遇。

關鍵字

滯空基地台、無人機巡航系統、自組織網絡（Self-Organizing Network, SON）、三維佈建、飛行基地台

創新

• 我們分析3D空對地無線信號通道的特點，並為UAV-BS設計了一種新的學習機制，以提供穩定的通訊服務。
• 我們提出一種混合訓練框架用於訓練有效的卷積神經網絡，用以估計感知高空照片中的人群數量、分布和密度。
• 透過上述估測資訊，我們設計了一個空中基地台的快速三維佈建方法，以保證每個服務用戶的被分配之數據傳輸速率。
• 在無人機上整合最新的LTE，WiGig和mmWave技術，以確保後端回傳網路連線，同時提供前端網路服務給地面用戶。
• 為了能自主著陸，並保證飛行的安全性，我們提出了深度Q的學習網絡。

• 開發新型無人機巡航系統，為長時間懸停以提供動態移動性的基地台服務。

效益

• 收集真實的3D無線信號通道數據，並構建3D +無線電數據集/地圖，以協助預測通信鏈路品質。

• 開發模擬平台以推薦適當的3D佈局，進而提高無人機輔助通訊系統的性能。
• 我們提出的基於動態需求無人機基地台佈建方法，用以保證每個用戶被分配到的數據傳輸速率，此方法能同時能節省通訊無人機的功耗超過9％。

• 新型無人機巡航系統可以成為無人機輔助通訊產業的重要產品之一。