JP2020156039A - 通信ユニット、通信システム及び通信品質評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動中における無線通信の通信環境に関する情報を適切に取得する。【解決手段】通信ユニット１００は、筐体と、無線通信のための電波を送受信する送受信部１２０と、前記筐体に対する前記送受信部１２０の相対的な位置を変化させるように構成された駆動機構１３０と、複数の通信方式に対応する第１通信モジュール１１１及び第２通信モジュール１１２と、通信制御装置１８０とを備える。通信制御装置１８０は、駆動機構１３０によって相対的な位置が変化しているときに送受信部１２０によって受信された電波に基づいて、位置と通信の品質との関係を解析する。通信制御装置１８０は、解析された通信の品質に基づいて、複数の通信方式のうち何れを使用するか選択する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信ユニット、通信システム及び通信品質評価方法に関する。

無線通信装置を有する移動体が移動しながら通信を行うことがある。このような場合に、通信環境は移動に伴って変化する。変化する通信環境に応じて通信の制御や移動体の動作の制御が適切に行われることが期待されている。このため、通信環境に関する情報が適切に把握されることが求められている。

例えば特許文献１には、３ＧとＷｉ−Ｆｉといった異なる通信方式を用いる通信システム間での頻繁なハンドオーバを抑制するシステムについて開示されている。このシステムでは、通信端末が３ＧエリアからＷｉ−Ｆｉエリアへ入った第１の時点から、通信端末がＷｉ−Ｆｉエリアから３Ｇエリアへ出た第２の時点までの経過時間が予め測定される。そして、通信端末は、予め測定された経過時間に基づいて、自端末の接続先を３ＧシステムからＷｉ−Ｆｉシステムへ切り替える切替処理を実行したり、切替処理の実行を待機したりする。

特開２０１５−１１５７１３号公報

本発明は、移動中における無線通信の通信環境に関する情報を適切に取得することを目的とする。

本発明の一態様によれば、通信ユニットは、筐体と、無線通信のための電波を受信する受信部と、前記筐体に対する前記受信部の相対的な位置を変化させるように構成された駆動機構とを備える。

本発明によれば、移動中における無線通信の通信環境に関する情報を適切に取得できる。

図１は、一実施形態に係るシステムの構成例の概略を示すブロック図である。 図２Ａは、一実施形態に係る通信ユニットの構成例の概略を示す斜視図である。 図２Ｂは、一実施形態に係る通信ユニットの構成例の断面の概略を示す図である。 図３Ａは、一実施形態に係る通信ユニットを、移動体としてのドローンに搭載した例を模式的に示す図である。 図３Ｂは、一実施形態に係る通信ユニットを、移動体としての掃除機ロボットに搭載した例を模式的に示す図である。 図４は、一実施形態に係る通信ユニットの通信品質の解析に関する動作例の概略を示すフローチャートである。 図５は、一実施形態に係る移動体の移動速度と通信ユニットの送受信部の移動速度との関係を説明するための図である。 図６は、一実施形態に係る移動体の通信に関する制御の一例の概略を示すフローチャートである。 図７は、一実施形態に係るシステムの移動体プラットフォームの通信に関する動作の一例の概略を示すフローチャートである。 図８は、変形例に係る通信ユニットの構成例の概略を示す斜視図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、移動体の動作が無線通信を介して制御されるシステムに関する。本実施形態では、移動体が移動することで無線通信の通信環境が変化しても、通信が途切れることがないようにシステムは構成されている。このため、本実施形態の移動体が備える通信ユニットは、通信状況の変化を敏感に検出するための構成を有する。本実施形態では、通信が途切れる可能性が検出された場合には、通信が途切れる前に対処が行われる。

［システム構成］
図１は、本実施形態に係る通信の制御及び移動体の制御に関するシステム１０の構成例の概略を示すブロック図である。この図に示すように、システム１０は、移動体２００を備える。この移動体２００は、例えば、物品の配送、農薬等の散布、写真又は動画の撮影、観測、機器の点検などを行うドローン（無人航空機）であり得る。また、移動体２００は、高層ビルの窓ガラスを清掃する掃除機ロボット、高所など人間が立ち入りにくい箇所の点検作業を行う点検ロボットなど、無人で移動しながら動作する機器であり得る。また、移動体２００は、例えば、遠隔操作される自動車など、人が乗っていたとしてもその動作の制御が遠隔地からなされるものであり得る。

移動体２００の動作は、サーバや各種端末装置を用いて構築され得る移動体プラットフォーム４００によって制御され得る。移動体２００と移動体プラットフォーム４００とは、例えば、インターネットといったネットワーク３０１を介して接続されている。

移動体２００は、ネットワーク３０１を介して行う通信のための通信ユニット１００を備える。本実施形態の例では、通信ユニット１００は、２種類の通信方式による通信を行うことができるものとする。このため、通信ユニット１００は、第１通信モジュール１１１と第２通信モジュール１１２との２つの通信モジュールを有する。例えば、第１通信モジュールは、セルラー移動通信を実施するためのモジュールであり、第２通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）といった無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）通信を実施するためのモジュールである。本実施形態は一例であって、他の通信方式が用いられてもよい。また、本実施形態では、２種類の通信方式が用いられる場合を例に挙げて説明するが、１種類の通信方式のみが用いられてもよいし、３種類以上の通信方式が用いられてもよい。

後述するように、本実施形態では、アンテナやそれを有する通信モジュールなどの送受信部が通信ユニット１００内で物理的に移動する。このため、通信ユニット１００は、アンテナ又は第１通信モジュール１１１及び第２通信モジュール１１２などを移動させるための駆動機構１３０を備える。

また、通信ユニット１００は、通信制御装置１８０を備える。通信制御装置１８０は、第１通信モジュール１１１、第２通信モジュール１１２、及び駆動機構１３０の動作の制御、第１通信モジュール１１１及び第２通信モジュール１１２による通信の状況の解析、解析結果に基づく各種判断などを行う。

本実施形態では、第１通信モジュール１１１は、セルラー移動通信を行うために、その通信システムの基地局３１０に接続する。第１通信モジュール１１１は、基地局３１０を介してネットワーク３０１に接続できる。第２通信モジュール１１２は、Ｗｉ−Ｆｉによる通信を行うために、Ｗｉ−Ｆｉのアクセスポイント（ＡＰ）３２０に接続する。第２通信モジュール１１２は、アクセスポイント３２０を介してネットワーク３０１に接続できる。

移動体２００は、通信ユニット１００の他、制御装置２２０と、移動機構２３０とをさらに備える。制御装置２２０は、移動体２００の各部の動作を制御する。移動機構２３０は、移動体２００が移動するための機構である。移動機構２３０は、例えばドローンのプロペラ及びモータ等であったり、掃除機ロボットの車輪及びモータ等であったりする。移動体２００は、その姿勢等を取得するために、ジャイロセンサ２３２などを備えていてもよい。また、移動体２００は、その移動体２００の目的や動作の制御のために、カメラ２５１、各種センサ２５２等を備えていてもよい。

本実施形態では、例えば移動体２００の移動に伴って生じる通信環境の変化に応じて、通信が維持されるように制御される。例えば、移動体２００が高層ビルの窓を掃除する掃除機ロボットであるとき、例えば階が変化すると、それに応じて接続先のＷｉ−Ｆｉのアクセスポイント３２０が変更される。あるいは、Ｗｉ−Ｆｉによる接続ができないとき、通信方式がセルラー移動通信に切り替えられる。移動体２００がドローンであるとき、同様に、移動に応じて接続先のＷｉ−Ｆｉのアクセスポイント３２０が切り替えられたり、基地局３１０が切り替えられたりする。なお、通信環境の変化は、移動体２００の移動を伴わなくても、気候や時間によっても変化し得る。本実施形態のシステム１０は、気候や時間によって通信環境が異なっていても、各々の環境において移動体２００が移動しても通信を維持するようにする。

通信制御装置１８０及び制御装置２２０の各々は、例えば、中央処理装置（Central Processing Unit；ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit；ＡＳＩＣ）、又はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array；ＦＰＧＡ）などの集積回路を含む。通信制御装置１８０及び制御装置２２０の各々は、１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、通信制御装置１８０及び制御装置２２０は、１つの集積回路等で構成されてもよい。また、通信制御装置１８０及び制御装置２２０は、必要なメモリなどを含む。

移動体プラットフォーム４００は、移動体２００との通信を制御する通信制御４０２のための機能を備える。また、移動体プラットフォーム４００は、移動体２００との、例えばセルラー移動通信を制御するための第１通信制御４１２のための機能と、例えばＷｉ−Ｆｉ通信を制御するための第２通信制御４１４のための機能とを備える。また、移動体プラットフォーム４００は、移動体２００のカメラ２５１が撮影した画像を取得する画像取得４２２のための機能、得られた画像に基づいて編集された映像などをユーザに配信する映像配信４２４のための機能など、必要に応じた各種機能を備える。

通信制御装置１８０及び制御装置２２０、移動体プラットフォーム４００などの機能は、演算を行う集積回路及びメモリ等を備えるコンピュータが所定のプログラムなどに基づいて動作したり、ハードウェア構成に従って動作したりすることで実現され得る。このプログラムは、半導体メモリ、磁気記憶装置、ネットワークで接続された装置などに記憶され得る。このプログラムは、各種の記録媒体、ネットワークを通じた通信などを介して提供され得る。

［通信ユニットの構成例及び動作例］
通信ユニット１００の構成の一例の概略を、図２Ａに示す斜視図と、図２Ｂに示す断面の概略図とを参照して説明する。通信ユニット１００は、平板状の底部１３２と、底部１３２に対して垂直に設けられた軸１３８とを備える。軸１３８には、回転機構１４０が設けられている。回転機構１４０は、例えばモータなどを動力源として、軸１３８周りに回転する。回転機構１４０には半径方向に張り出した接合部１４２が設けられている。接合部１４２の先端には、送受信部１２０が取り付けられている。この送受信部１２０は、送信装置及び受信装置を内蔵している第１通信モジュール１１１及び第２通信モジュール１１２、又は、第１通信モジュール１１１及び第２通信モジュール１１２に接続されたアンテナなど、電波の送受信に関する素子を含む。回転機構１４０が回転することで、送受信部１２０は、軸１３８の周りで回転する。この例では、底部１３２には、軸１３８周りに円形の溝１３４が設けられており、送受信部１２０は、この溝１３４内を通路として移動する。軸１３８、接合部１４２及び送受信部１２０を挟んで、底部１３２と対向するように、蓋部１３６が設けられている。このように、例えば底部１３２及び蓋部１３６は、通信ユニット１００の筐体として機能する。

本実施形態では、このような通信ユニット１００が移動体２００の一部として搭載される。例えば図３Ａに示すように、移動体２００がドローン２０１によるものであるとき、ドローン２０１に通信ユニット１００が搭載される。また、例えば図３Ｂに示すように、移動体２００が窓ガラス８０１を移動する掃除機ロボット２０２によるものであるとき、掃除機ロボット２０２に通信ユニット１００が搭載される。ここで、送受信部１２０が移動する平面、すなわち、底部１３２の主面は、移動体２００の主たる移動方向と一致させることが好ましい。

本実施形態の通信ユニット１００では、回転機構１４０の動作により、移動体２００に対する送受信部１２０の相対的な位置が変化する。したがって、通信ユニット１００は、送受信部１２０の移動域の各位置での通信状況に関する情報を取得することができる。なお、通信状況は、例えば１０ｃｍ程度の位置の違いで変化する可能性がある。このため、送受信部１２０の移動の軌跡の半径は、これに限らないが、例えば１０ｃｍ程度となっている。すなわち、通信ユニット１００の外径は例えば２０ｃｍ程度である。

送受信部１２０を移動体２００の移動よりも速く移動させることで、通信ユニット１００は、移動体２００の進行方向に進んだ先の通信状況に関する情報を取得できる。このため、本実施形態では、通信状況の悪化が見込まれる状況では、移動体２００が移動する前に、接続するアクセスポイント３２０又は基地局３１０を切り替えたり、通信方式を切り替えたりすることができる。また、進行方向に進むと何れの方法でも通信ができないことが見込まれる場合には、移動体２００の進行ルートが変更されてもよい。例えば、移動体２００の移動は、来た方向に後退するように制御されてもよい。あるいは、移動体２００の移動は、通信状況がよいと判断される方向に迂回するように制御されてもよい。

例えば通信が完全に切断してしまうと、移動体プラットフォーム４００による移動体２００の制御が不能となってしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、通信が完全に切断してしまうことなく、移動体プラットフォーム４００による移動体２００の動作制御が行われ得る。

上述の通信ユニット１００の構成は、一例である。通信ユニットの筐体に対する送受信部の相対的な位置が変化するような構成であれば、どのような態様であってもよい。また、通信状況を判断するのみであれば、電波を受信できればよく、送信する必要はない。したがって、通信状況を判断するのみを目的とする場合には、電波を送信する送信部と電波を受信する受信部との両機能を有する送受信部を、受信部に代えてもよい。すなわち、通信ユニット１００の構成は、通信ユニットの筐体に対する受信部の相対的な位置が変化するような構成であってもよい。

［システムの動作例］
本実施形態に係るシステム１０の各部の動作の概略について説明する。

〈通信品質の出力に関する動作〉
通信制御装置１８０による、通信ユニット１００の動作の一部の概略を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、通信制御装置１８０によって行われる、通信品質に関する情報の出力について説明する。この情報の出力は、例えばセルラー移動通信とＷｉ−Ｆｉ通信とのように複数種類の通信があれば、その各々に関して行われる。また、基地局毎、アクセスポイント毎の通信品質の出力が行われてもよい。

ステップＳ１０１において、通信制御装置１８０は、通信ユニット１００の回転機構１４０による送受信部１２０の回転を開始させる。

ステップＳ１０２において、通信制御装置１８０は、送受信部１２０を用いて取得される電波に関する情報を取得する。ステップＳ１０３において、通信制御装置１８０は、回転によって変化する送受信部１２０の位置の情報と取得された電波の情報とに基づいて、位置による通信の品質の分布を解析する。ここで、通信の品質が評価されるにあたっては、電波の強度、ノイズの状況など、通信に影響を与える種々の要素が考慮され得る。これらの要素のうち、１つの要素が考慮されてもよいし、複数の要素が考慮されてもよい。ステップＳ１０４において、通信制御装置１８０は、過去に得られた通信品質の分布の履歴に基づいて、通信品質分布の時間変化を解析する。

ステップＳ１０５において、通信制御装置１８０は、注目している電波に関して通信の品質は良好であり、その時間変化は閾値未満であるか否かを判定する。良好かつ変化が閾値未満であるとき、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、通信制御装置１８０は、出力する通信品質に関する情報を「良好」に設定する。その後、処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０５において、通信品質が不良である、又は、通信品質の変化が閾値以上であると判定されたとき、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、通信制御装置１８０は、ステップＳ１０３で得られた通信品質分布とステップＳ１０４で得られた通信品質分布の時間変化となどに基づいて、今後の通信品質を予測する。移動体２００が通信品質の悪い方向に進んでいるために、通信品質が低下している場合などは、その後も通信品質が低下する可能性があることが予測される。また、このままだといつ通信が切断される可能性があるかといった予測がされ得る。また、進行方向の通信品質が接続が切断される程度に悪いとき、直ちに接続が切断される可能性があるといった予測がされ得る。いずれにしても、通信品質は、良好ではなく、不良であるといえる。

ステップＳ１０８において、通信制御装置１８０は、出力する通信品質に関する情報について、通信品質が不良であること、通信品質の分布、今後の通信品質の予測などの情報を設定する。その後、処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、通信制御装置１８０は、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８で設定された通信品質に関する情報を出力する。この出力された情報に基づいて、例えば後述する通信方式の切り替えに関する制御や、移動体２００の移動パターンに関する制御が行われる。

ステップＳ１１０において、通信制御装置１８０は、処理を終了するか否かを判定する。例えば、移動体２００の移動が終了したとき、処理は終了すると判定される。処理を終了しないとき、処理はステップＳ１０２に戻る。このとき、上述の制御が繰り返し行われる。ステップＳ１１０において、処理を終了すると判定されたとき、この電波状況を出力する処理は終了する。

〈通信モジュールの移動速度と移動体の移動速度との関係〉
本実施形態では、移動体２００の移動よりも速く送受信部１２０が移動することで、移動体２００が移動する先の電波状況を、送受信部１２０を用いて受信した電波に基づいて判断することができる。このため、移動体２００の移動によっても通信が途切れないようにするための、移動体２００の移動速度と通信ユニット１００における送受信部１２０の移動速度との間には、所定の関係が成立している必要がある。

単純化のため移動体２００は停止→移動→停止のサイクルで直線的に移動すると仮定した場合について、図５を参照して説明する。通信ユニット１００において送受信部１２０は、半径ｒの円周を移動しているものとする。移動体２００が出発点ａから到着点ｂまで距離２ｒの経路８１１を単位時間で移動するものとする。このとき、送受信部１２０は、出発点Ａから到着点Ｂまで円周に沿って距離πｒの経路８１２を単位時間よりも短い時間で移動する必要がある。したがって、送受信部１２０が距離πｒである経路８１２を単位時間よりも短い時間で移動する速度Ｖ２は、移動体２００が距離２ｒである経路８１１を単位時間で移動する速度Ｖ１よりも速い（速度Ｖ２＞速度Ｖ１）必要がある。

上述の例は、単純化した一例である。これに限らず、移動体２００の移動と送受信部１２０の相対的な移動との関係は、その移動態様に応じて所定の条件を満たす必要がある。また、この条件を検討するにあたっては、情報処理にかかる時間なども考慮される必要がある。本実施形態では、移動体２００及び送受信部１２０の移動速度は、このような条件を満たしているものとする。

また、送受信部１２０の移動速度は可変であり、移動体２００の移動速度に応じて、送受信部１２０の移動速度が調整されるように、通信ユニット１００は構成されていてもよい。

〈電波状況に応じた移動体の動作〉
図４を参照して説明した通信品質に関する情報に基づいて行われる、移動体２００が行う通信方式の選択や、移動体２００の移動に関する制御について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、例えば、移動体プラットフォーム４００の制御下で、移動体２００の制御装置２２０によって行われ得る。また、この処理の一部を通信ユニットの通信制御装置１８０が担ってもよい。例えば、後述するステップＳ２０３乃至ステップＳ２１２の処理などは、通信ユニットの通信制御装置１８０が行ってもよい。

ステップＳ２０１において、制御装置２２０は、動作を開始するか否かを判定する。例えば、動作開始が移動体プラットフォーム４００から指令されたり、移動体２００に設けられたスイッチなどの入力装置に動作開始の指示が入力されたとき、動作を開始すると判定される。また、例えばジャイロセンサ２３２の出力に基づいて、移動体２００が移動していると判定されたとき、動作を開始すると判定されてもよい。動作を開始しないとき、処理はステップＳ２０１を繰り返して待機する。動作を開始するとき、処理はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、制御装置２２０は、初期設定を行う。初期設定には、例えば、移動体２００の移動ルート、移動速度、使うべき通信方式の選択など、種々の設定が含まれ得る。ステップＳ２０３において、制御装置２２０は、通信に関する初期設定を行う。この初期設定には、セルラー移動通信を用いてネットワーク３０１に接続し、移動体プラットフォーム４００によるセルラー接続による制御に関して設定を行うことが含まれる。また、初期設定には、Ｗｉ−Ｆｉによる通信を用いてネットワーク３０１に接続し、移動体プラットフォーム４００によるＷｉ−Ｆｉ接続による制御に関して設定を行うことが含まれる。ステップＳ２０４において、制御装置２２０は、優先させるべき通信方式として、現在接続中のＷｉ−Ｆｉを設定する。その結果、移動体プラットフォーム４００による処理によって、Ｗｉ−Ｆｉ通信を介した移動体２００の制御が行われる。

ステップＳ２０５において、制御装置２２０は、図４を参照して説明した処理に基づいて取得された通信品質の情報に基づいて、Ｗｉ−Ｆｉによる通信品質が閾値以下であるか否かを判定する。Ｗｉ−Ｆｉによる通信品質が閾値よりも高いとき、ステップＳ２０５を繰り返して待機する。すなわち、この間、Ｗｉ−Ｆｉによる安定した通信が維持される。

ステップＳ２０５において、Ｗｉ−Ｆｉによる通信品質が閾値以下であると判定されたとき、処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において、制御装置２２０は、通信品質が閾値よりも高くなる、現在使用中のアクセスポイントとは異なる他のアクセスポイントがあるか否かを判定する。他のアクセスポイントがあるとき、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、制御装置２２０は、優先させるべき通信として、通信品質が閾値よりも高くなるアクセスポイントを用いたＷｉ−Ｆｉを設定する。すなわち、制御装置２２０は、通信ユニット１００の通信先を変更する。その後、処理はステップＳ２０５に戻る。このように、通信品質が閾値よりも高いとき、そのＷｉ−Ｆｉ通信が維持され、通信品質が閾値を下回って、他の通信品質が高いアクセスポイントが見つかったとき、アクセスポイントが変更される。このときも、移動体プラットフォーム４００による処理によって、Ｗｉ−Ｆｉ通信を介した移動体２００の制御が行われる。

ステップＳ２０６において、通信品質が閾値よりも高い他のアクセスポイントが無いと判定されたとき、処理はステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８において、制御装置２２０は、セルラー移動通信を用いたセルラー接続が可能か否かを判定する。セルラー接続が可能であると判定されたとき、処理はステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９において、制御装置２２０は、優先させるべき通信として、セルラー接続を設定する。このようにして、Ｗｉ−Ｆｉ通信の通信品質が低いが、セルラー通信による接続が可能であるとき、セルラー通信による接続が確立される。その結果、移動体プラットフォーム４００による処理によって、セルラー通信を介した移動体２００の制御が行われる。

ステップＳ２１０において、制御装置２２０は、通信品質が閾値よりも高いＷｉ−Ｆｉ通信のアクセスポイントがあるか否かを判定する。通信品質が閾値よりも高いアクセスポイントがあるとき、処理はステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１において、制御装置２２０は、優先させるべき通信として、通信品質が閾値よりも高くなるアクセスポイントを用いたＷｉ−Ｆｉを設定する。その後、処理はステップＳ２０５に戻る。すなわち、再びＷｉ−Ｆｉ通信による接続が行われ、移動体プラットフォーム４００による処理によって、Ｗｉ−Ｆｉ通信を介した移動体２００の制御が行われる。

ステップＳ２１０において、通信品質が閾値よりも高いアクセスポイントが無いと判定されたとき、処理はステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２において、制御装置２２０は、現在行われているセルラー通信の通信品質が閾値以下であるか否かを判定する。通信品質が閾値よりも高いとき、処理はステップＳ２１０に戻る。すなわち、セルラー通信の品質が閾値よりも高く、Ｗｉ−Ｆｉ通信による通信品質が閾値以下であるとき、セルラー通信による接続が維持される。

ステップＳ２０８においてセルラー接続が可能でないと判定されたとき、又は、ステップＳ２１２においてセルラー通信の品質が閾値以下になったと判定されたとき、処理はステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３に進むのは、Ｗｉ−Ｆｉ通信によってもセルラー通信によっても、閾値以上の通信品質が得られない場合である。ステップＳ２１３において、制御装置２２０は、移動体２００の移動方向を変更する。例えば、これまで進んで来た経路を逆にたどって移動するように、移動体２００の移動が制御される。あるいは、取得した通信品質の分布に基づいて、通信品質が高い方向に進むように、移動体２００の移動が制御される。

ステップＳ２１４において、制御装置２２０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信又はセルラー通信の通信品質が回復したか否かを判定する。通信品質が回復していないとき、処理はステップＳ２１３に戻る。すなわち、移動してきた経路をさらに戻るなどする。ステップＳ２１４において、通信品質が回復したと判定されたとき、処理はステップＳ２０４に戻る。すなわち、優先される通信がＷｉ−Ｆｉ通信、セルラー通信の順に設定されながら、通信品質が閾値以下とならないように制御される。

このように、制御装置２２０は、解析された通信の品質に基づいて、複数の通信方式のうち何れの通信方式を使用するかを選択したり、複数の通信先のうち何れの通信先を使用するかを選択したりする。

〈移動体プラットフォームの動作〉
図６を参照して説明した動作に対応する移動体プラットフォーム４００の通信制御に関する動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ３０１において、移動体プラットフォーム４００は、ステップＳ２０３に対応する初期設定の要求があるか否かを判定する。初期設定の要求がないとき、ステップＳ３０１の判定を繰り返し、初期設定の要求を待つ。初期設定の要求があったとき、処理はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、移動体プラットフォーム４００は、セルラー移動通信に関する接続の設定を行う。ステップＳ３０３において、移動体プラットフォーム４００は、Ｗｉ−Ｆｉ通信に関する接続の設定を行う。

ステップＳ３０４において、移動体プラットフォーム４００は、ステップＳ２０４、ステップＳ２０７又はステップＳ２１１に対応して、優先させる通信としてＷｉ−Ｆｉ通信が設定されたか否かを判定する。Ｗｉ−Ｆｉ通信が設定されていないとき、処理はステップＳ３０６に進む。一方、Ｗｉ−Ｆｉ通信が設定されたとき、処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、移動体プラットフォーム４００は、移動体２００の制御を行うための通信の設定を、Ｗｉ−Ｆｉ通信による制御に設定する。その後、処理はステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において移動体プラットフォーム４００は、ステップＳ２０９に対応して、優先させる通信として、セルラー通信が設定されたか否かを判定する。セルラー通信が設定されていないと判定されたとき、処理はステップＳ３０４に戻る。一方、Ｗｉ−Ｆｉ通信が設定されたとき、処理はステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７において、移動体プラットフォーム４００は、移動体２００の制御を行うための通信の設定を、セルラー通信による制御に設定する。その後、処理はステップＳ３０４に戻る。

以上のように、移動体２００の設定に応じて、移動体プラットフォーム４００における通信設定も、Ｗｉ−Ｆｉ通信による制御とセルラー通信による制御とが適宜に変更されるように構成されている。

本実施形態によれば、通信ユニット１００において、送受信部１２０は移動している。ここで、送受信部１２０は、移動体２００の移動に対して先回りするように移動している。このため、移動体２００の移動に先立って、移動体２００の移動後に生じ得る通信環境についての情報が得られる。この情報に基づいて、通信方式等を切り替えたり、移動体２００の移動経路を変更したりすることで、移動体２００の通信が途切れることが防止される。

このような効果は、移動体２００に複数の通信モジュールが離れて配置されることでも実現され得る。一方で、本実施形態のように、１つの通信モジュール等を所定の条件で移動させることで、複数の通信モジュールを用意するために必要なコストや、複数の通信モジュールで消費される電力などを抑制することができる。

無人の移動体２００を用いることで、作業の効率化や危険な仕事の排除が可能となる。一方で、通信障害の発生などによって移動体２００の制御が不能になることにより生じ得る、人間による移動体２００の回収や、移動体２００の高所からの落下などは回避されるべきである。本実施形態によれば、気候や場所によって変化し得る通信環境が適切に監視されるので、低コストで確実な移動体２００の運用が可能になる。

例えば上述の特許文献１のような技術では、通信に関する情報を予め取得しておく必要がある。これに対して、本実施形態によれば、移動体２００の移動中に取得された通信に関する情報に基づいて各種判断が行われるので、移動先に関する特定の情報について予め取得しておく必要がない。

本実施形態に係るシステムは、上述の用途以外にも種々の用途で用いられ得る。例えば、可動型の案内ロボットにも用いられ得る。この場合、例えば地下などでは、通信状況が不安定になりやすく、本実施形態のシステムは有用である。上述のビルの窓ガラスの掃除に限らず、このシステムは、人の手が届きにくいところでの各種作業等にも用いられ得る。また、このシステムは、遠隔地間の荷物の集荷及び配送、例えば自然災害の現場の情報収集、被災者支援などにも用いられ得る。

また、本実施形態の通信ユニット１００は、位置や時間の変化に対する通信状況の変化を敏感に捉えることができる。このため、例えば、この通信ユニット１００を備える移動体２００は、通信環境のマップの作成に用いられることにも適する。例えば、位置毎の通信環境を、時間帯、天気や風などの気候状況毎に作成することなどが想定される。

上述の実施形態では、移動体２００に搭載された通信制御装置１８０などが通信状況の解析を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限らない。通信状況に関する情報は、移動体２００の外部の移動体プラットフォーム４００に送信され、移動体プラットフォーム４００で各種解析、制御方法の決定等が行われてもよい。

上述の各種処理の態様は一例である。各処理において、その一部の順序が変更されたり、一部の処理が省略されたり、他の処理が追加されたりしてもよい。

［通信ユニットの構成の変形例］
図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した上述の実施形態に係る通信ユニット１００では、送受信部１２０は、平面内を移動する。これに対して、通信ユニット１０１は、図８に示すように、送受信部１２０が３次元的に移動するように構成されてもよい。すなわち、上述の実施形態に係る通信ユニット１００の構成と同等の構成を第１の構成物１３１とする。この第１の構成物１３１において、送受信部１２０は、第１のモータ１４１によって、第１の軸１３９周りに回転する。このような第１の構成物１３１全体が、第１の軸１３９と直行するように設けられた第２の軸１４５周りに、第２のモータ１４７によって回転する。第１の軸１３９周りの回転と第２の軸１４５周りの回転とのタイミングを制御することで、送受信部１２０は、通信ユニット１０１において３次元的に様々な場所に位置し得る。

このような通信ユニット１０１を用いることで、通信ユニット１０１は、３次元的に様々な方向の通信環境に関する情報を取得することができる。例えば、ドローン２０１のように移動体２００が３次元的に移動する場合、図８に示す通信ユニット１０１のように、３次元的な通信品質の分布を取得できる通信ユニットが用いられることが好ましい。

このような通信ユニット１０１が用いられても、システム１０は、上述の実施形態と同様に動作し、同様の効果が得られる。

また、通信モジュールが移動体に対して相対的に移動していれば、上述の実施形態と同様に機能し、同様の効果が得られる。したがって、例えば移動体が自動車である場合において、通信モジュールを搭載したドローンが、当該自動車の周囲を飛び回ることでも、上述の実施形態と同様に機能し、同様の効果が得られる。この場合、自動車に対して通信モジュールが相対的に移動していればよいので、ドローンに対して通信モジュールは移動しなくてもよい。したがって、この場合の通信ユニットは、上述の実施形態のような構成を必要としない。

本発明は、無線通信を行う移動体に関して、通信と関係する各種制御に利用され得る。

１０ システム
１００ 通信ユニット
１０１ 通信ユニット
１１１ 第１通信モジュール
１１２ 第２通信モジュール
１２０ 送受信部
１３０ 駆動機構
１３１ 第１の構成物
１３２ 底部
１３４ 溝
１３６ 蓋部
１３８ 軸
１３９ 第１の軸
１４０ 回転機構
１４１ 第１のモータ
１４２ 接合部
１４５ 第２の軸
１４７ 第２のモータ
１８０ 通信制御装置
２００ 移動体
２０１ ドローン
２０２ 掃除機ロボット
２２０ 制御装置
２３０ 移動機構
２３２ ジャイロセンサ
２５１ カメラ
２５２ 各種センサ
３０１ ネットワーク
３１０ 基地局
３２０ アクセスポイント
４００ 移動体プラットフォーム
４０２ 通信制御
４１２ 第１通信制御
４１４ 第２通信制御
４２２ 画像取得
４２４ 映像配信

Claims (5)

1. 筐体と、
   無線通信のための電波を受信する受信部と、
   前記筐体に対する前記受信部の相対的な位置を変化させるように構成された駆動機構と
   を備える通信ユニット。
2. 前記駆動機構によって前記相対的な位置が変化しているときに前記受信部によって受信された前記電波に基づいて、前記位置と通信の品質との関係を解析する集積回路をさらに備える請求項１に記載の通信ユニット。
3. 前記集積回路は、解析された前記通信の品質に基づいて、複数の通信方式のうち何れの通信方式を使用するか、又は、複数の通信先のうち何れの通信先を使用するかを選択する、
   請求項２に記載の通信ユニット。
4. 移動体と、
   前記移動体に搭載された請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の通信ユニットと
   を備える通信システムであって、
   前記移動体の移動方向についての前記受信部の移動速度は、当該移動方向についての前記移動体の移動速度よりも速くなるように構成されている、通信システム。
5. 外部と無線通信を行う移動体における前記無線通信の品質を評価するための方法であって、
   前記無線通信のための電波を受信する受信部を前記移動体に対して相対的に移動させることと、
   前記受信部の移動に伴う前記無線通信の品質の変化を解析することと
   を含む通信品質評価方法。

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