JP6673507B1

JP6673507B1 - 通信制御装置、通信制御方法及びプログラム

Info

Publication number: JP6673507B1
Application number: JP2019031473A
Authority: JP
Inventors: 五十棲　淳考; 淳考五十棲
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: US20200275238A1; JP2020137039A

Abstract

【課題】安定した通信を維持できること。【解決手段】通信制御装置は、移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、所定時間後の移動体の移動位置を推定する位置推定手段と、移動体の位置と、移動体の無線手段と、移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する情報取得手段と、現在位置検出手段により検出された移動体の現在位置と、位置推定手段により推定された移動体の移動位置と、情報取得手段に取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、移動体の現在位置及び移動位置の無線手段に対する良否情報を比較して、移動体の無線手段を変更するか否かを判定する無線判定手段と、無線判定手段の判定結果に応じて、移動体の無線手段を切替える無線切替手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体の通信制御装置、通信制御方法及びプログラムに関する。

関連する方式において、通信品質が悪化した後に無線の切替えを行っている。このため、一度通信が遮断される、あるいは、時間的に無線環境が変化する場所に適応できない、という課題が生じている。

特開２００７‐１９４６９２号公報特開２００４‐２２８８５１号公報特開２０１３‐１９７８３１号公報特開２０１１‐１４２５６２号公報

これに対し、例えば、無線携帯端末が移動することで、エリア毎の無線状況を取得する技術が知られている（特許文献１参照）。しかし、無人搬送車の新規ルートを設定した場合、1度、ルートを走行しないと無線状況を取得できない。

移動通信装置が単独の通信方法を有する技術が知られている（特許文献２参照）。しかし、その通信方法が使用できない場合に他の通信方法に切り替えて通信を維持することができない。

すれ違う車からの通信状況を取得する技術が知られている（特許文献３参照）。しかし、すれ違いが発生しない場合に無線状況を予測できない。

アクセスポイントの位置情報と自装置の位置から干渉を受けるかを検出する技術が知られている（特許文献４参照）。しかし、工場のようにノイズ源がある、あるいは、反射がある環境では適切な判定ができない。

本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する通信制御装置、通信制御方法及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定する位置推定手段と、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する情報取得手段と、
前記現在位置検出手段により検出された移動体の現在位置と、前記位置推定手段により推定された移動体の移動位置と、前記情報取得手段に取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定する無線判定手段と、
前記無線判定手段の判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替える無線切替手段と、
を備える、ことを特徴とする通信制御装置
である。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
移動体の現在位置を検出するステップと、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定するステップと、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得するステップと、
前記検出された移動体の現在位置と、前記推定された移動体の移動位置と、前記取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定するステップと、
前記判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替えるステップと、
を含む、ことを特徴とする通信制御方法
であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
移動体の現在位置を検出する処理と、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定する処理と、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する処理と、
前記検出された移動体の現在位置と、前記推定された移動体の移動位置と、前記取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定する処理と、
前記判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替える処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするプログラム
であってもよい。

本発明によれば、上述した課題のいずれかを解決する通信制御装置、通信制御方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る通信制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。移動ルート情報の一例である。無線状態情報の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る通信制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る通信制御方法のフローを示すフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る通信制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る通信制御装置は、例えば、工場の無人搬送車などの移動体に搭載され、移動体の通信制御を行うものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る通信制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る通信制御装置１は、移動体の現在位置を検出する現在位置検出部２と、所定時間後の移動体の移動位置を推定する位置推定部３と、無線状態情報を取得する情報取得部４と、無線スコアを算出するスコア算出部５と、移動体の無線態様を変更するか否かを判定する無線判定部６と、移動体の無線態様を切替える無線切替部７と、記憶部８と、を備えている。

なお、通信制御装置１は、例えば、制御処理、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。

現在位置検出部２は、現在位置検出手段の一具体例である。現在位置検出部２は、距離センサにより取得された距離情報、記憶部８に予め記憶された地図情報、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号などに基づいて、移動体の現在位置を検出する。距離センサは、例えば、移動体に設けられた超音波センサ、レーダセンサ、カメラなどである。記憶部８は、上記メモリなどにより構成されている。

位置推定部３は、位置推定手段の一具体例である。位置推定部３は、現在位置検出部２により検出された移動体の現在位置と、記憶部８に記憶された移動ルート情報と、に基づいて、移動体の移動方向と速度を算出する。位置推定部３は、算出した移動方向、及び速度に基づいて、一定時間後(例えば３秒後)の移動体の移動位置を算出する。移動体は、移動ルート情報に従って移動を行う。図２は、移動ルート情報の一例である。移動ルートは、例えば、２次元座標系の座標などによって設定されている。

情報取得部４は、情報取得手段の一具体例である。情報取得部４は、移動体の位置と、移動体の無線態様と、移動体の位置及び無線態様における無線状態の良否を示す無線スコアと、を対応付けた無線状態情報を取得する。図３は、無線状態情報の一例を示す図である。移動体の位置は、２次元座標系の座標として設定されている。無線スコアが高いほど、無線状態が良好となっている。無線態様（無線手段）は、通信方式、無線周波数、及び、無線のアクセスポイント（ＡＰ）を含む。

なお、移動体の移動位置毎の電波状況を取得するには、測定器またはアクセスポイントで各移動位置の電波状況を測定する必要がある。測定器の測定方法は、例えば、特開２０１５−２０７８１３号公報に開示されており、これを援用できる。情報取得部４は、事前に各移動位置の測定値を取得してもよく、設置済みのアクセスポイントから現在の移動位置の電波状況を推定してもよい。

例えば、電波環境が時間的に安定している場所（オフィスなど）において、無線状態情報は、固定的に記憶部８などに記憶されていてもよい。一方、電波環境が変化する場所では、情報取得部４は、無線通信により、無線状態情報を適宜取得してもよい。

スコア算出部５は、スコア算出手段の一具体例である。スコア算出部５は、現在位置検出部２により検出された移動体の現在位置と、位置推定部３により推定された移動体の移動位置と、情報取得部４に取得された無線状態情報と、に基づいて、移動体の現在位置及び移動位置の無線態様（通信方式、無線周波数、及び、無線のアクセスポイント）に対する無線スコアを夫々算出する。

例えば、スコア算出部５は、情報取得部４に取得された無線状態情報（図３）に基づいて、移動体の現在位置（１、０）の無線のアクセスポイントＡＰ２（１ｃｈ）に対する無線スコア４５を算出する。スコア算出部５は、情報取得部４に取得された無線状態情報（図３）に基づいて、移動体の移動位置（２、１）の無線のアクセスポイントＡＰ３（１３ｃｈ）に対する無線スコア６０を算出する。

無線判定部６は、無線判定手段の一具体例である。無線判定部６は、スコア算出部５により算出された移動体の現在位置及び移動位置の無線態様に対する無線スコアに基づいて、移動体の無線態様を変更するか否かを判定する。

無線判定部６は、情報取得部４に取得された無線状態情報に基づいて、移動体の現在位置の無線態様に対する無線スコアと、移動位置の無線態様に対する無線スコアと、を夫々加算する。

例えば、無線判定部６は、情報取得部４に取得された無線状態情報（図３）に基づいて、移動体の現在位置（１、０）の無線態様（ＡＰ１）に対する無線スコア８０と、移動位置（２、１）の無線態様（ＡＰ１）に対する無線スコア５０と、を加算することで、加算した無線スコア（以下、加算無線スコア）１３０を算出する。

同様に、無線判定部６は、移動体の現在位置（１，０）の無線態様（ＡＰ２）に対する無線スコア４５と、移動位置（２，１）の無線態様（ＡＰ２）に対する無線スコア７０と、を加算し、加算無線スコア１１５を算出する。このようにして、無線判定部６は、各無線態様に対する無線スコアを加算し、加算無線スコアを夫々算出する。

無線判定部６は、該加算無線スコアが最大となる無線態様を選択し、該選択した無線態様（以下、選択無線態様）が現在の無線態様（以下、現在無線態様）と異なる場合に、移動体の無線態様を変更すると判定する。

なお、無線判定部６は、各加算無線スコアに対し、重付け係数を乗算することで、重み付けを行ってもよい。無線判定部６は、重付けした加算無線スコアが最大となる無線態様を選択してもよい。

さらに、無線判定部６は、情報取得部４に取得された無線状態情報に基づいて、移動体の現在位置の無線態様に対する無線スコアと、移動位置の無線態様に対する無線スコアと、の平均値をそれぞれ算出してもよい。無線判定部６は、平均値の無線スコアが最大となる無線態様を選択し、その選択無線態様が現在無線態様と異なる場合に、移動体の無線態様を変更すると判定してもよい。無線判定部６は、移動体の無線態様を変更するとの判定結果を無線切替部７に出力する。

無線切替部７は、無線切替手段の一具体例である。無線切替部７は、無線判定部６の判定結果に応じて、現在無線態様を切替える。無線切替部７は、無線判定部６からの、移動体の無線態様を変更するとの判定結果に応じて、現在無線態様を、選択無線態様に切替える。

ところで、例えば、工場では放電加工機等からのノイズや、クレーン等大きな金属が移動することで電波環境は刻々と変化する。一方で、無人搬送車などの移動体は、このような電波状況の悪いエリアも移動する必要があり、通信が遮断されることがある。工場全体で移動体の電波状況を最適化するには、リアルタイムで移動体の電波状況を把握、制御する必要があり、安定した無線通信が求められている。

これに対し、本実施形態に係る通信制御装置１は、図４に示す如く、移動体の現在位置を検出する現在位置検出部２と、所定時間後の移動体の移動位置を推定する位置推定部３と、移動体の位置と、移動体の無線態様と、移動体の位置及び無線態様に対する無線状態の良否を示す無線スコアと、を対応付けた無線状態情報を取得する情報取得部４と、現在位置検出部２により検出された移動体の現在位置と、位置推定部３により推定された移動体の移動位置と、情報取得部４に取得された無線状態情報と、に基づいて、移動体の現在位置及び移動位置の無線態様に対する無線スコアを夫々算出するスコア算出部５と、スコア算出部５により算出された移動体の現在位置及び移動位置の無線態様に対する無線スコアに基づいて、移動体の無線態様を変更するか否かを判定する無線判定部６と、無線判定部６の判定結果に応じて、移動体の無線態様を切替える無線切替部７と、を備える。

これにより、無人搬送車など工場内で移動する移動体で安定した通信を維持できる。安定した通信が可能になることで工場全体の移動体をリアルタイム制御し、全体の動作及び移動の最適化を行うことができる。

上述の如く、移動体の現在位置および所定時間後の移動位置と、通信品質の情報と、を対応させることで、移動前に最適な無線態様に切り替えることができる。また、リアルタイムで移動位置に応じた通信品質を可視化できる。このため、本実施形態に係る通信制御装置１は、工場のように生産設備の稼働率に応じてノイズが変動したり、時間的に電波状況が変化する環境にも対応できる。すなわち、本実施形態に係る通信制御装置１は、電波環境が時間的に安定した環境だけでなく、時間的に変化する環境にも適用することができる。

図５は、本実施形態に係る通信制御方法のフローを示すフローチャートである。なお、図５に示す処理は、例えば、所定時間毎に繰返し実行される。

現在位置検出部２は、距離センサにより取得された距離情報などに基づいて、移動体の現在位置を検出し、検出した移動体の現在位置をスコア算出部５に出力する（ステップＳ１０１）。

位置推定部３は、現在位置検出部２により検出された移動体の現在位置と、記憶部８に記憶された移動ルート情報と、に基づいて、所定時間後の移動体の移動位置を算出し、算出した移動体の移動位置をスコア算出部５に出力する（ステップＳ１０２）

スコア算出部５は、現在位置検出部２により検出された移動体の現在位置と、位置推定部３により推定された移動体の移動位置と、情報取得部４に取得された無線状態情報と、に基づいて、移動体の現在位置及び移動位置の無線態様（通信方式、無線周波数、及び、無線のアクセスポイント）に対する無線スコアを夫々算出し、算出した無線スコアを無線判定部６に出力する（ステップＳ１０３）。

無線判定部６は、スコア算出部５により算出された移動体の現在位置及び移動位置の無線態様に対する無線スコアに基づいて、移動体の無線態様を変更するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

無線判定部６は、移動体の無線態様を変更すると判定した場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、無線切替部７は、無線判定部６からのその判定結果に応じて、現在無線態様を、選択無線態様に切替える（ステップＳ１０５）。一方、無線判定部６は、移動体の無線態様を変更しないと判定した場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、無線切替部７は、無線判定部６からのその判定結果に応じて、現在無線態様を維持する（ステップＳ１０６）。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上記実施形態において、通信制御装置１０は、図６に示す如く、上記スコア算出部５を備えない構成であってもよい。情報取得部４は、移動体の位置と、移動体の無線態様と、移動体の位置及び無線態様における無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する。無線判定部６は、移動体の現在位置と、移動体の移動位置と、無線状態情報と、に基づいて算出された、移動体の現在位置及び移動位置の無線態様に対する良否情報を比較して、移動体の無線態様を変更するか否かを判定する。無線態様の選択肢が少ない場合、無線スコアを算出することなく、簡易に無線状態の良否を判定し、移動体の無線態様を変更できる。

本発明は、例えば、図４に示す処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１通信制御装置、２現在位置検出部、３位置推定部、４情報取得部、５スコア算出部、６無線判定部、７無線切替部、８記憶部

Claims

移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定する位置推定手段と、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する情報取得手段と、
前記現在位置検出手段により検出された移動体の現在位置と、前記位置推定手段により推定された移動体の移動位置と、前記情報取得手段に取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定する無線判定手段と、
前記無線判定手段の判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替える無線切替手段と、
を備える、ことを特徴とする通信制御装置。
請求項１記載の通信制御装置であって、
前記現在位置検出手段により検出された移動体の現在位置と、前記位置推定手段により推定された移動体の移動位置と、前記情報取得手段に取得された無線状態情報と、に基づいて、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報として、無線スコアを夫々算出するスコア算出手段を更に備える、
ことを特徴とする通信制御装置。
請求項２記載の通信制御装置であって、
前記無線判定手段は、前記情報取得手段に取得された無線状態情報に基づいて、前記移動体の現在位置の無線手段に対する無線スコアと、前記移動位置の無線手段に対する無線スコアと、を夫々加算し、該加算した無線スコアが最大となる前記無線手段を選択し、該選択した無線手段が現在の無線手段と異なる場合に、前記移動体の無線手段を変更すると判定し、
前記無線切替手段は、前記無線判定手段の判定結果に応じて、前記現在の無線手段を、前記無線判定手段により選択された無線手段に切替える、
ことを特徴とする通信制御装置。
請求項２又は３記載の通信制御装置であって、
前記無線手段は、通信方式、無線周波数、及び、無線のアクセスポイントを含み、
前記無線状態情報は、前記移動体の位置と、前記通信方式、無線周波数、及び、無線のアクセスポイントと、前記無線スコアと、が対応付けられている、
ことを特徴とする通信制御装置。
移動体の現在位置を検出するステップと、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定するステップと、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得するステップと、
前記検出された移動体の現在位置と、前記推定された移動体の移動位置と、前記取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定するステップと、
前記判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替えるステップと、
を含む、ことを特徴とする通信制御方法。
移動体の現在位置を検出する処理と、
所定時間後の前記移動体の移動位置を推定する処理と、
前記移動体の位置と、該移動体の無線手段と、前記移動体の位置及び無線手段に対する無線状態の良否を示す良否情報と、を対応付けた無線状態情報を取得する処理と、
前記検出された移動体の現在位置と、前記推定された移動体の移動位置と、前記取得された無線状態情報と、に基づいて算出された、前記移動体の現在位置及び前記移動位置の無線手段に対する前記良否情報を比較して、前記移動体の無線手段を変更するか否かを判定する処理と、
前記判定結果に応じて、前記移動体の無線手段を切替える処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするプログラム。