JP2023077925A - Communication device and control method of the same as well as program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナの指向性を制御して無線通信を行う通信装置及びその制御方法、並びにプログラムに関するものである。 The present invention relates to a communication device that performs wireless communication by controlling the directivity of an antenna, a control method therefor, and a program.
近年、無線通信規格である5G及びローカル5Gにおいて、低遅延通信技術の研究開発が行われている。低遅延通信技術は、自動車の自動運転、工場でのロボット制御、及び港湾での無人作業等への活用が検討されている。 In recent years, research and development of low-delay communication technology has been conducted in 5G and local 5G, which are wireless communication standards. Low-latency communication technology is being considered for use in automatic driving of automobiles, robot control in factories, and unmanned work in harbors.
5G規格では、6GHz以下の周波数帯域を用いるFR(Frequency Range)1に加えて、28GHz以上の周波数帯域であるミリ波帯域を用いるFR2において無線通信が行われる。ミリ波帯の電磁波(電波)は、マイクロ波帯の電波に比べて空間における伝搬損失が大きい。このような伝搬損失による電波の減衰を補償するために、基地局において、送信される電波のビームを通信相手の装置に対して向けるように、例えば、指向性アンテナが使用されうるか又はビームフォーミングが行われうる。特許文献1では、無線通信装置の周辺状況を画像情報として取得し、取得した画像情報から通信相手の無線通信装置の方向を特定し、当該方向に対してビームが向くように、アンテナのビームパターンを制御する技術が提案されている。 In the 5G standard, in addition to FR (Frequency Range) 1 that uses a frequency band of 6 GHz or less, wireless communication is performed in FR2 that uses a millimeter wave band that is a frequency band of 28 GHz or more. Electromagnetic waves (radio waves) in the millimeter wave band have a larger propagation loss in space than radio waves in the microwave band. To compensate for the attenuation of radio waves due to such propagation losses, for example, directional antennas may be used or beamforming may be used at the base station to direct the beam of the transmitted radio waves toward the device with which it communicates. can be done. In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000, the surrounding situation of a wireless communication device is acquired as image information, the direction of the wireless communication device of the communication partner is specified from the acquired image information, and the beam pattern of the antenna is adjusted so that the beam is directed in the direction. has been proposed.
しかし、ミリ波帯における電波の減衰を補償するためには、例えば、鋭い指向性を有するアンテナを使用して直進性の高い電波の送信が行われる。この場合、送信側及び受信側の装置の周囲における環境変化により、装置間の送信経路上で電波が遮蔽されると、装置間の通信が不安定になるか又は瞬断されることが起こりうる。しかし、上述のように低遅延を要求する通信が行われる場合、通信をより安定的にかつ継続的に行える必要がある。 However, in order to compensate for the attenuation of radio waves in the millimeter wave band, for example, an antenna having sharp directivity is used to transmit highly straight radio waves. In this case, if radio waves are blocked on the transmission path between the devices due to changes in the environment around the devices on the sending and receiving sides, the communication between the devices may become unstable or momentarily interrupted. . However, when communication requiring low delay is performed as described above, it is necessary to perform communication more stably and continuously.
そこで、本発明は、装置間の送信経路上での電波の遮蔽状態によらず無線通信を継続できるようにする技術を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a technology that allows wireless communication to continue regardless of the state of radio wave shielding on a transmission path between devices.
本発明の一態様に係る通信装置は、指向性を制御可能なアンテナと、前記アンテナの指向方向を前記アンテナと特定領域との間の直接経路の方向とするよう、前記アンテナの指向性を制御する制御手段と、前記通信装置の周辺の画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段による撮影で得られる撮影画像に基づいて、前記直接経路を遮る遮蔽物体を認識する処理を行う処理手段と、を備え、前記制御手段は、前記処理手段により前記遮蔽物体が認識されると、前記指向方向を、前記遮蔽物体を避けて前記アンテナから前記特定領域に電波を送信する送信経路の方向に切り替えるよう、前記アンテナの指向性を制御することを特徴とする。 A communication device according to an aspect of the present invention includes an antenna whose directivity is controllable, and controls the directivity of the antenna so that the directivity direction of the antenna is the direction of a direct path between the antenna and a specific area. a control means for capturing an image around the communication device; a processing means for recognizing a shielding object that blocks the direct path based on the captured image obtained by the capturing by the capturing means; wherein, when the blocking object is recognized by the processing means, the control means switches the pointing direction to a direction of a transmission path that avoids the blocking object and transmits radio waves from the antenna to the specific area. and controlling the directivity of the antenna.
本発明によれば、装置間の送信経路上での電波の遮蔽状態によらず無線通信を継続できるようになる。 According to the present invention, wireless communication can be continued regardless of the state of radio wave shielding on the transmission path between devices.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一又は同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims. Although multiple features are described in the embodiments, not all of these multiple features are essential to the invention, and multiple features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
<概要>
図1は、本開示の実施形態に係る通信装置の一例である基地局装置101におけるアンテナの指向性制御の適用例を示す概念図である。図1(A)に示すように、基地局装置101は、当該装置の周辺の画像を撮影するカメラ(撮像部)102を備えている。本例において、カメラ102は、特定領域104を含む領域の画像(時間的に連続した静止画像又は動画像)を撮影するように構成される。基地局装置101は更に、指向性を制御可能なアンテナ(図2のアンテナ206)を備えている。本例では、基地局装置101は、特定領域104において十分な強度の電波を受信できるように、アンテナの指向方向(アンテナから放射される電波のメインローブ(メインビーム)103の方向)を特定領域104に向けるように構成される。即ち、基地局装置101は、アンテナの指向方向を、当該アンテナと特定領域104との間の直接経路105の方向とするよう、当該アンテナの指向性を制御する。なお、直接経路105は、アンテナから放射(送信)されて特定領域104へ向かう直接波が伝搬する経路である。
[First embodiment]
<Overview>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an application example of antenna directivity control in a
本実施形態の基地局装置101は、カメラ102による撮影で得られる撮影画像に基づいて、基地局装置101と特定領域104との間の直接経路105を遮る遮蔽物体を認識する処理を行う。図1(B)の例では、基地局装置101と特定領域104との間の直接経路105を遮る(即ち、基地局装置101から特定領域104へ向かう直接波を遮る)物体である遮蔽物体106の存在が認識される。
The
遮蔽物体106の存在を認識すると、基地局装置101は、アンテナの指向方向を、遮蔽物体106を避けて当該アンテナから特定領域104に電波を送信する(電波が到達できる)送信経路の方向に切り替えるよう、当該アンテナの指向性を制御する。基地局装置101は、そのような送信経路として、例えば、カメラ102による撮影画像に基づく所定の演算により、周辺の建物又は物体を反射物として利用する送信経路(周辺の建物又は物体で反射した反射波が特定領域104に到達する経路)を特定する。図1(C)は、基地局装置101が、建物107での電波の反射を利用する送信経路108(基地局装置101のアンテナから送信された電波が建物107に到達し、建物107で反射した反射波が特定領域104に到達する経路)を特定する例を示している。
Upon recognizing the existence of the
基地局装置101は、アンテナの指向方向を送信経路108の方向に切り替えるよう、当該アンテナの指向性を制御する。これにより、特定領域104において基地局装置101との無線通信を行うことが可能な強度の電波を基地局装置101から受信できるようにする。このようにして、基地局装置101と特定領域104との間の直接経路105上での電波の遮蔽状態によらず、基地局装置101と特定領域104に位置する端末装置との間で無線通信を安定的かつ継続的に行えるようにする。
The
<基地局装置の構成>
図2は、本実施形態に係る基地局装置101のハードウェア構成例を示すブロック図である。基地局装置101は、制御部202、記憶部203、無線通信部204、アンテナ制御装置205、アンテナ206、及び撮像部(カメラ)102を備える。制御部202は、1つ以上のプロセッサ(CPU又は処理回路等)で構成されうる。記憶部203は、1つ以上の不揮発性の記憶媒体で構成されうる。図2に示すように、アンテナ206は、複数のアンテナ素子で構成されてもよい。
<Configuration of base station device>
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration example of the
制御部202は、記憶部203に格納されている制御プログラムをRAM(図示せず)に読み出して実行することにより、装置全体を制御する。記憶部203には、制御部202が実行する制御プログラム等の各種プログラム及び制御部202が使用する各種データが格納される。基地局装置101における後述する処理及び動作は、記憶部203に格納されている制御プログラムを制御部202が実行することによって実現されうる。
The
無線通信部204は、LTE(ロングタームエボリューション)規格、5G(又はローカル5G)規格、又は無線LAN規格(Wi-Fi規格)等の無線通信規格に準拠した無線通信を行う。本実施形態において無線通信部204は、特定領域104に位置する端末装置と無線通信を行うように構成される。アンテナ制御装置205は、無線通信部204によって行われる無線通信に用いられるアンテナ206を制御する(例えば、アンテナ206の指向性を制御する)。カメラ102は、基地局装置101の周辺の画像を撮影して撮影画像を出力する。本実施形態では、カメラ102は、特定領域104を含む領域の画像(時間的に連続した静止画像又は動画像)を撮影するように構成される。
The
アンテナ制御装置205によりアンテナ206の指向性を制御する方法は、アンテナ206の構成に依存しうる。例えば、アンテナ206自体の向きの制御、又は、それぞれ異なる向きに電波を放射するように構成された複数のアンテナ素子のうちで使用するアンテナ素子を切り替える制御によって、アンテナ206の指向性の制御が実現されてもよい。あるいは、アンテナ206が、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナで構成されている場合、各アンテナ素子に対するウェイトを制御することによって、アンテナ206の指向性の制御が実現されてもよい。
The method by which
図3は、本実施形態に係る基地局装置101の機能構成例を示すブロック図である。基地局装置101は、信号送信部302、信号受信部303、データ記憶部304、接続制御部305、画像処理部306、及びアンテナ制御部307を備える。図3に示す各ブロックが有する機能は、記憶部203に格納されている制御プログラムを制御部202が実行することにより実現されうる。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration example of the
信号送信部302及び信号受信部303は、端末装置との間で、LTE規格、5G規格、又はWi-Fi規格等の無線通信規格に準拠した無線信号の送受信を行う。データ記憶部304は、各種プログラム及び各種データ(各種情報)を記憶部203に格納することで保持する。接続制御部305は、端末装置又はコアネットワーク機能との間で行われる、RRC(Radio Resource Control、無線リソース制御)メッセージの送受信等の、端末装置の接続及び切断に関連する処理を行う。接続制御部305は更に、コアネットワーク機能との接続に関連する処理を行う。画像処理部306は、カメラ102による撮影で得られる撮影画像に対して、遮蔽物体の認識及び遮蔽物体の移動速度の推定等のための画像処理を行う。アンテナ制御部307は、アンテナ制御装置205を制御することで、アンテナ206の指向性を制御する。
A
<処理手順>
図4は、本実施形態の基地局装置101によって実行される、特定領域104に位置する端末装置との無線通信を維持するための処理の手順を示すフローチャートである。図4の各ステップの処理は、記憶部203に格納されている制御プログラムを制御部202が実行することにより実現されうる。
<Processing procedure>
FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of processing for maintaining wireless communication with terminal devices located in the
図4の手順による処理を開始すると、S401で、制御部202は、カメラ102による撮影で得られた画像(撮影画像)を取得する。次にS402で、制御部202は、取得された撮影画像に基づいて、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路上に遮蔽物体が存在するか否かを判定する。なお、遮蔽物体は、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間を伝搬する直接波を遮る物体であり、アンテナ206から放射される直接波から特定領域104を遮蔽する。
4, the
制御部202は、画像処理部306による撮影で得られた撮影画像に対して行われる画像処理により遮蔽物体が認識された場合、遮蔽物体が存在すると判定し(S402で「Yes」)、S403へ処理を進める。一方、制御部202は、当該画像処理により遮蔽物体が認識されない場合、遮蔽物体が存在しないと判定し(S403の「No」)、S401へ処理を戻す。このようにして、制御部202は、遮蔽物体が存在しない限り、S401及びS402の処理を繰り返し実行し、遮蔽物体が存在すると判定するとS403へ処理を進める。
When a shielding object is recognized by the image processing performed on the captured image obtained by the
ここで、図5を用いて、基地局装置101におけるカメラ102による撮影画像に基づく遮蔽物体の認識の例について説明する。図5(A)及び図5(B)は、カメラ102による撮影画像の例を示しており、図5(B)撮影画像は、図5(A)の撮影画像の撮影タイミングからある時間の経過後に取得されたものである。
Here, an example of recognizing a shielding object based on an image captured by the
図5(A)の撮影画像では、特定領域104全体が見えている。この場合、画像処理部306は、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路を遮る遮蔽物体を認識していないことを示す処理結果を出力する。一方、図5(B)の撮影画像では、物体500が移動することで、特定領域104の一部が物体500によって遮蔽されている。画像処理部306は、例えば、図5(B)に示すように特定領域104全体のうちの所定の割合以上の領域が物体500によって遮蔽された場合に、物体500を遮蔽物体として認識する。この場合、画像処理部306は、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路を遮る遮蔽物体を認識したことを示す処理結果を出力する。
In the photographed image of FIG. 5A, the entire
なお、画像処理部306は、撮影画像において特定領域104全体が物体によって遮蔽された場合に、当該物体を遮蔽物体として認識してもよい。あるいは、画像処理部306は、撮影画像において特定領域104全体のうちの少なくとも一部を遮蔽する物体を検出すると、当該物体を遮蔽物体として認識してもよい。
Note that the
S402からS403へ処理を進めると、S403で、制御部202は、遮蔽物体を避けて基地局装置101(アンテナ206)から特定領域104に電波を送信する送信経路を特定する処理を行う。ここで、図6は、本実施形態におけるアンテナ206の指向性制御の例を示す平面図である。図6(A)は、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路601に遮蔽物体600が存在する例を示している。S403の処理により、例えば、図6(B)に示すように、反射物610を利用した送信経路602(アンテナ206から送信された電波が、反射物610で反射した後、特定領域104に至る経路)が特定されうる。
When the process proceeds from S402 to S403, in S403, the
S403における送信経路の特定は、カメラ102による撮影画像に基づく所定の演算により行われてもよい。この場合、予め行われた演算により得られた複数の送信経路を示す情報を記憶部203に保持しておき、記憶部203に保持された情報に基づいて送信経路の選択が行われてもよい。他の例では、アンテナ206に対して設定可能な複数の指向性パターンを用意し、当該複数の指向性パターンと、当該複数の指向性パターンにそれぞれ対応する複数の送信経路とを示す情報を記憶部203に保持しておく。この場合に、記憶部203に保持された情報に基づいて、送信経路の選択が行われてもよい。制御部202は、選択した送信経路に対応する指向性パターンを用いて、アンテナ206の指向性を制御する。また、複数の指向性パターンのそれぞれを使用した場合に特定領域104において受信される電波の強度を予め測定し、その測定結果を記憶部203に保持しておき、送信経路の選択のために使用してもよい。例えば、遮蔽物体600を避けられる1つ以上の送信経路のうち、特定領域104において受信される電波の強度が最大となる指向性パターンに対応する送信経路が選択されてもよい。
The identification of the transmission path in S403 may be performed by a predetermined calculation based on the image captured by the
次にS404で、制御部202は、アンテナ制御装置205を用いて、アンテナ206の指向方向(電波のメインローブ103の方向)を、S403において特定した送信経路(図6(B)の例では送信経路602)の方向に切り替える処理を行う。即ち、制御部202は、アンテナ206の指向性パターンが、S403において特定した送信経路に対応する指向性パターンとなるよう、アンテナ206の指向性を制御する。
Next, in S404, the
アンテナ206の指向方向の切り替えが完了すると、S405で、制御部202は、S401と同様、カメラ102による撮影で得られた撮影画像を取得する。更にS406で、制御部202は、S402と同様、取得した撮影画像に対する画像処理部306による画像処理により、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路601を遮る遮蔽物体が存在するか否かを判定する。制御部202は、遮蔽物体が存在すると判定した場合(S406の「Yes」)、S405へ処理を戻し、S405における撮影画像の取得とS406における判定処理とを繰り返す。一方、制御部202は、遮蔽物体が存在しない(即ち、直接経路601を遮る遮蔽物体が無くなった)と判定した場合(S406の「No」)、S407へ処理を進める。
When the switching of the pointing direction of the
S407で、制御部202は、アンテナ206の指向方向を、S403において特定した送信経路の方向から元の直接経路の方向に戻すよう、アンテナ206の指向性を制御する。例えば、図6(C)に示すように、直接経路601を遮る遮蔽物体が無くなった場合、制御部202は、アンテナ206から送信される電波のメインローブ103を直接経路601の方向に向けるよう、アンテナ206の指向性を制御する。このように、制御部202は、S404におけるアンテナ206の指向方向の切り替え後に、画像処理部306により遮蔽物体が認識されなくなると、当該指向方向を直接経路601の方向に戻すよう、アンテナ206の指向性を制御する。
In S407, the
その後、制御部202は、S401へ処理を戻す。これにより、制御部202は、直接経路601上に再び遮蔽物体が生じるごとに、上述のように遮蔽物体を避けるためのアンテナ206の指向性制御を行う。
After that, the
以上説明したように、本実施形態の通信装置(基地局装置101)は、指向性を制御可能なアンテナ206と、基地局装置101の周辺の画像を撮影するカメラ102とを備える。制御部202は、アンテナ206の指向方向を、当該アンテナと特定領域104との間の直接経路の方向とするよう、アンテナ206の指向性を制御する。画像処理部306は、カメラ102による撮影で得られる撮影画像に基づいて、アンテナ206と特定領域104との間の直接経路を遮る遮蔽物体を認識する処理を行う。制御部202は、画像処理部306により遮蔽物体が認識されると、アンテナ206の指向方向を、遮蔽物体を避けてアンテナ206から特定領域104に電波を送信する送信経路の方向に切り替えるよう、アンテナ206の指向性を制御する。
As described above, the communication apparatus (base station apparatus 101) of this embodiment includes the
これにより、アンテナ206と特定領域104との間の直接経路が遮蔽物体によって遮られたとしても、基地局装置101は、特定領域104に位置する端末装置との無線通信が不安定になる又は瞬断されることを防止でき、無線通信を継続できる。このように、本実施形態によれば、アンテナ206からの送信経路上での電波の遮蔽状態によらず無線通信を継続できるようになる。
As a result, even if the direct path between the
なお、本実施形態は種々の変更が可能である。例えば、カメラ102は、基地局装置101と一体でなくてもよく、基地局装置101と通信可能に接続されてもよい。また、基地局装置101のアンテナ206は、例えば、アレーアンテナ、反射鏡アンテナ、又はレンズアンテナ等により構成されてもよい。本実施形態の構成及び処理は、基地局装置に限らず、例えば端末装置に適用されてもよい。
It should be noted that this embodiment can be modified in various ways. For example, the
[第2実施形態]
第2実施形態では、基地局装置101のアンテナ206と特定領域104との間の直接経路が遮蔽物体によって遮られる前に、直接経路を遮る位置に向けて移動中の遮蔽物体を認識し、アンテナ206の指向方向を切り替える例について説明する。以下では、主に第1実施形態と異なる部分について説明する。
[Second embodiment]
In the second embodiment, before the direct path between the
図7は、本実施形態の基地局装置101によって実行される、特定領域104に位置する端末装置との無線通信を維持するための処理の手順を示すフローチャートである。図7の各ステップの処理は、記憶部203に格納されている制御プログラムを制御部202が実行することにより実現されうる。また、図8は、本実施形態におけるアンテナ206の指向性制御の例を示す平面図である。図8(B)~図8(D)は、時間の経過に従って物体800が矢印の方向に移動して、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路801を横切る様子を示している。
FIG. 7 is a flow chart showing the procedure of processing for maintaining wireless communication with terminal devices located in the
図7の手順による処理を開始すると、S701で、制御部202(画像処理部306)は、カメラ102によって時間的に連続して撮影される静止画像又は動画像を撮影画像として取得する。次にS702で、制御部202(画像処理部306)は、取得された撮影画像から、当該撮影画像内の物体(対象物体)の移動ベクトルを取得する。制御部202は、例えば、図8(A)に示す状態に対応する撮影画像と、図8(B)に示す状態に対応する撮影画像とから、物体800の移動状態を示す移動ベクトルを取得する。
7 is started, in step S701, the control unit 202 (image processing unit 306) acquires still images or moving images continuously captured by the
移動ベクトルの取得後、S703で、制御部202は、撮影画像及び移動ベクトルに基づいて、移動中の対象物体が、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路上に移動する(特定領域104を遮蔽する)か否かを判定する。制御部202は、対象物体が直接経路上に移動しないと判定した場合、S701へ処理を戻してS701~S703の処理を再び実行する。一方、制御部202は、対象物体が直接経路上に移動すると判定した場合、S704へ処理を進める。このようにして、制御部202は、カメラ102による撮影画像に基づいて、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路を遮る位置に向かって移動している対象物体を遮蔽物体として認識する。
After acquiring the motion vector, in S703, the
S704で、制御部202(画像処理部306)は、時間的に連続する撮影画像に基づいて、対象物体(物体800)の移動速度及び加速度を取得する。次にS705で、制御部202は、取得した移動速度及び加速度に基づいて、対象物体(物体800)が特定領域104を遮蔽する(即ち、直接経路801上に移動する)遮蔽タイミングを特定する。
In S704, the control unit 202 (image processing unit 306) acquires the moving speed and acceleration of the target object (object 800) based on the temporally continuous captured images. Next, in S705, the
その後S706で、制御部202は、特定領域104を遮蔽することになる対象物体(物体800)を避けて基地局装置101から特定領域104に電波を送信する送信経路を特定する処理を、S403と同様に行う。例えば、図8(C)に示すように、反射物810を利用した送信経路802(アンテナ206から送信された電波が、反射物810で反射した後、特定領域104に至る経路)が特定されうる。
After that, in S706, the
その後、制御部202は、特定した遮蔽タイミングに従ってアンテナ206の指向方向の切り替えを行う。具体的には、S707で、制御部202は、アンテナ206の指向方向を切り替えるタイミングを設定する。例えば、制御部202は、アンテナ206の指向方向の切り替えタイミングを、対象物体(物体800)が特定領域104を遮蔽する遮蔽タイミングより所定時間前のタイミング、又は遮蔽タイミングの直前のタイミングに設定してもよい。あるいは、制御部202は、切り替えタイミングを、対象物体(物体800)が、特定領域104から所定の距離手前の位置を通過するタイミングに設定してもよい。
After that, the
その後、S708で、制御部202は、S707で設定した切り替えタイミングに至っていなければ(S708で「No」)、S701へ処理を戻す。これにより、例えば、アンテナ206の指向方向の切り替え前に対象物体(物体800)が停止する又は移動方向を変えることで、指向方向の切り替えが不要になった場合に、指向方向の不必要な切り替えを避けることが可能になる。
After that, in S708, if the switching timing set in S707 has not been reached ("No" in S708), the
一方、制御部202は、S707で設定した切り替えタイミングに至ると(S708で「Yes」)、S709へ処理を進める。S709で、制御部202は、アンテナ制御装置205を用いて、アンテナ206の指向方向を、S706において特定した送信経路(図8(C)の例では送信経路802)の方向に切り替える処理を行う。即ち、制御部202は、アンテナ206の指向性パターンが、S706において特定した送信経路に対応する指向性パターンとなるよう、アンテナ206の指向性を制御する。
On the other hand, when the switching timing set in S707 is reached ("Yes" in S708), the
アンテナ206の指向性の切り替えが完了すると、S710で、制御部202は、S701と同様、カメラ102による撮影画像を取得する。更にS711で、制御部202は、取得した撮影画像に対する画像処理部306による画像処理により、基地局装置101(アンテナ206)と特定領域104との間の直接経路801を遮る遮蔽物体(物体800)が存在するか否かを判定する。制御部202は、遮蔽物体が存在すると判定した場合(S711の「Yes」)、S710へ処理を戻し、S710における撮影画像の取得とS711における判定処理とを繰り返す。一方、制御部202は、遮蔽物体が存在しない(即ち、直接経路801を遮る遮蔽物体が無くなった)と判定した場合(S711の「No」)、S712へ処理を進める。
When the directivity switching of the
S712で、制御部202は、アンテナ206の指向方向を、S706において特定した送信経路の方向から元の直接経路の方向に戻すように、アンテナ206の指向性を制御する。例えば、図8(D)に示すように、直接経路801を遮る遮蔽物体が無くなった場合、制御部202は、アンテナ206から送信される電波のメインローブ103を直接経路801の方向に向けるよう、アンテナ206の指向性を制御する。その後、制御部202は、S701へ処理を戻す。
In S712, the
以上説明したように、本実施形態の基地局装置101は、基地局装置101のアンテナ206と特定領域104との間の直接経路上の位置に向かって移動する遮蔽物体を認識し、アンテナ206の指向方向を切り替えるタイミングを制御する。これにより、より適切なタイミングにアンテナ206の指向方向を切り替えることが可能になる。このため、特定領域104に位置する端末装置との無線通信が不安定になる又は瞬断されることをより確実に防止できる。このように、本実施形態によれば、アンテナ206からの送信経路上での電波の遮蔽状態によらず無線通信を継続できるようになる。
As described above, the
[その他の実施形態]
上述の各実施形態は種々の変更が可能である。
[Other embodiments]
Various modifications are possible for each of the above-described embodiments.
図9は、その他の実施形態に係る基地局装置101のハードウェア構成例を示す。図10は、その他の実施形態に係る基地局装置101の機能構成例を示す。基地局装置101は、第1及び第2実施形態のハードウェア構成(図2)において、速度測定装置901及び反射装置902の少なくともいずれかを更に備える。
FIG. 9 shows a hardware configuration example of the
基地局装置101は、速度測定装置901を備える場合、図10に示すように、第1及び第2実施形態の機能構成(図3)において測定制御部1001を更に備える。測定制御部1001は、速度測定装置901を制御する。図11(A)に示すように、速度測定装置901は、基地局装置101の周囲で移動する物体1100の移動速度を測定するように構成される。制御部202は、S704において、撮像画像に代えて、速度測定装置901を用いて対象物体の移動速度及び加速度を取得する処理を行ってもよい。あるいは、制御部202は、撮像画像に基づいて対象物体の移動速度及び加速度を取得する処理と、速度測定装置901を用いて撮像画像に基づいて対象物体の移動速度及び加速度を取得する処理とを併用してもよい。
When the
また、基地局装置101は、反射装置902を備える場合、第1及び第2実施形態の機能構成(図3)において反射制御部1002を更に備える。反射制御部1002は、反射装置902を制御する。図11(B)に示すように、反射装置902は、電波の反射方向を制御可能に構成されており、アンテナ206から送信された電波を反射する。反射制御部1002は、反射装置902の移動及び回転を制御することで、アンテナ206から送信された電波の反射方向を制御するように構成される。反射制御部1002は、反射装置902がメタマテリアルを用いたものであれば、電気制御により反射装置902を制御する。
In addition, when the
例えば図11(A)に示すように、制御部202は、反射制御部1002により反射装置902の電波の反射方向を制御して、遮蔽物体を避けてアンテナ206から特定領域104に電波を送信する送信経路1101を設定する。このように、反射装置902の向きを制御することで、S403又はS706においてアンテナ206からの送信経路の選択(アンテナ206の指向性の切り替え)をよりフレキシブルに行うことが可能になる。例えば工場又は港湾におけるローカル5Gの使用例においては、このような反射装置を比較的容易に設定できる。
For example, as shown in FIG. 11A, the
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.
101:基地局装置、102:カメラ(撮像部)、202:制御部、203:記憶部、204:無線通信部、205:アンテナ制御装置、206:アンテナ 101: base station device, 102: camera (imaging unit), 202: control unit, 203: storage unit, 204: wireless communication unit, 205: antenna control device, 206: antenna
Claims (12)
指向性を制御可能なアンテナと、
前記アンテナの指向方向を前記アンテナと特定領域との間の直接経路の方向とするよう、前記アンテナの指向性を制御する制御手段と、
前記通信装置の周辺の画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段による撮影で得られる撮影画像に基づいて、前記直接経路を遮る遮蔽物体を認識する処理を行う処理手段と、を備え、
前記制御手段は、前記処理手段により前記遮蔽物体が認識されると、前記指向方向を、前記遮蔽物体を避けて前記アンテナから前記特定領域に電波を送信する送信経路の方向に切り替えるよう、前記アンテナの指向性を制御する
ことを特徴とする通信装置。 A communication device,
an antenna whose directivity can be controlled;
Control means for controlling the directivity of the antenna so that the directivity direction of the antenna is the direction of a direct path between the antenna and a specific area;
a photographing means for photographing an image around the communication device;
a processing means for recognizing a shielding object that blocks the direct path based on a photographed image obtained by photographing by the photographing means;
When the processing means recognizes the blocking object, the control means controls the antenna so as to switch the pointing direction to a direction of a transmission path for transmitting radio waves from the antenna to the specific area while avoiding the blocking object. A communication device characterized by controlling the directivity of the
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The control means controls the directivity of the antenna so as to return the directivity direction to the direction of the direct path when the blocking object is no longer recognized by the processing means after the directivity direction is switched. The communication device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。 The control means identifies a transmission path for transmitting radio waves from the antenna to the specific area while avoiding the shielding object based on the captured image, and switches the directivity direction to the direction of the identified transmission path, 3. The communication device according to claim 1, wherein the directivity of said antenna is controlled.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信装置。 The control means controls a route in which radio waves transmitted from the antenna reach a reflecting object around the communication device and a reflected wave reflected by the reflecting object reaches the specific area while avoiding the shielding object. 4. The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein a transmission path for transmitting radio waves from an antenna to the specific area is specified.
前記制御手段は、前記記憶手段に保持された前記複数の送信経路のうちで選択した送信経路に対応する指向性パターンを用いて、前記アンテナの指向性を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の通信装置。 further comprising storage means for holding information indicating a plurality of directivity patterns that can be set for the antenna and a plurality of transmission paths respectively corresponding to the plurality of directivity patterns;
2. The control means controls the directivity of the antenna using a directivity pattern corresponding to a transmission path selected from among the plurality of transmission paths held in the storage means. 5. The communication device according to any one of items 1 through 4.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の通信装置。 6. The processing unit according to any one of claims 1 to 5, wherein, when an object that shields at least part of the specific area is detected in the captured image, the processing unit recognizes the object as the shielding object. The communication device according to .
前記制御手段は、前記処理手段によって認識された前記遮蔽物体が前記直接経路を遮るタイミングを前記移動速度に基づいて特定し、当該特定したタイミングに従って前記指向方向の切り替えを行う
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の通信装置。 the processing means, based on the captured image, recognizes an object moving toward a position blocking the direct path as the blocking object, and obtains a moving speed of the object;
The control means specifies a timing at which the shielding object recognized by the processing means blocks the direct path based on the moving speed, and switches the pointing direction according to the specified timing. Item 7. The communication device according to any one of Items 1 to 6.
ことを特徴とする請求項7に記載の通信装置。 8. The communication device according to claim 7, wherein the control means switches the pointing direction at a timing a predetermined time before the specified timing.
前記制御手段は、前記反射手段の前記反射方向を制御して、前記遮蔽物体を避けて前記アンテナから前記特定領域に電波を送信する送信経路を設定する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の通信装置。 further comprising reflecting means configured to be able to control the direction of reflection of radio waves and reflecting the radio waves transmitted from the antenna;
9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the control means controls the reflection direction of the reflection means to set a transmission route for transmitting radio waves from the antenna to the specific area while avoiding the shielding object. A communication device according to any one of the preceding claims.
前記アンテナを介して、前記特定領域に位置する端末装置と無線通信を行う無線通信手段を更に備える
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の通信装置。 The communication device is a base station device,
10. The communication device according to any one of claims 1 to 9, further comprising wireless communication means for performing wireless communication with a terminal device located in said specific area via said antenna.
前記アンテナの指向方向を前記アンテナと特定領域との間の直接経路の方向とするよう、前記アンテナの指向性を制御する第1制御工程と、
前記通信装置の周辺の画像を撮影する撮影工程と、
前記撮影工程における撮影で得られる撮影画像に基づいて、前記直接経路を遮る遮蔽物体を認識する処理を行う処理工程と、
前記処理工程において前記遮蔽物体が認識されると、前記指向方向を、前記遮蔽物体を避けて前記アンテナから前記特定領域に電波を送信する送信経路の方向に切り替えるよう、前記アンテナの指向性を制御する第2制御工程と、
を含むことを特徴とする通信装置の制御方法。 A control method for a communication device having an antenna whose directivity can be controlled,
a first control step of controlling the directivity of the antenna so that the directivity direction of the antenna is the direction of a direct path between the antenna and a specific area;
a photographing step of photographing an image around the communication device;
a processing step of recognizing a shielding object that blocks the direct path based on the photographed image obtained by photographing in the photographing step;
When the shielding object is recognized in the processing step, the directivity of the antenna is controlled so as to switch the directivity direction to the direction of a transmission path that avoids the shielding object and transmits radio waves from the antenna to the specific area. a second control step to
A method of controlling a communication device, comprising:
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