JP7212185B1 - 移動体、プログラム、及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信が切断された場合に、通信相手との再接続を実現しやすくするための処理を実行する移動体を提供する。【解決手段】移動体であって、前記移動体の位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定部と、他移動体と指向性無線通信を実行する無線通信部と、予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行する再接続処理部とを備える、移動体を提供する。【選択図】図1
Description
本発明は、移動体、プログラム、及び制御方法に関する。
特許文献1には、光無線通信機能を搭載した移動体について記載されている。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2021-048568号公報
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2021-048568号公報
本発明の一実施態様によれば、移動体が提供される。前記移動体は、前記移動体の位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定部を備えてよい。前記移動体は、他移動体と指向性無線通信を実行する無線通信部を備えてよい。前記移動体は、予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御部を備えてよい。前記移動体は、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理部を備えてよい。
前記移動体は、水中を移動可能な水中移動体であってよく、前記位置姿勢推定部は、水中における前記移動体の位置及び姿勢を推定してよい。前記無線通信部は、ビームによって前記他移動体と光無線通信を実行してよく、前記記憶制御部は、前記予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部によるビームの照射方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶してよく、前記再接続処理部は、前記他移動体との前記光無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部によるビームの照射方向とを調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。
前記記憶制御部は、前記無線通信部が前記他移動体と指向性無線通信を実行できている状態において、前記予め定められた条件が満たされた場合に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶してよい。前記記憶制御部は、予め定められたタイミング毎に、前記他移動体との指向性無線通信の通信状態と、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶してよく、前記再接続処理部は、前記他移動体との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記記憶部に記憶されている複数の前記ポイント情報のうち、前記他移動体と指向性無線通信を実行できていたことを示す前記通信状態を含む前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向とを調整することにより前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。
前記記憶制御部は、前記無線通信部を介して前記他移動体と通信することによって、前記他移動体とタイミングを合わせて生成した前記ポイント情報を記憶するよう制御してよい。前記記憶制御部は、前記無線通信部を介して前記他移動体と通信することによって、前記指向性無線通信が途切れた場合に前記ポイント情報に含まれる位置に戻る時間条件を設定してよい。前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記時間条件に従って、前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記時間条件に従って、前記記憶部に記憶されている複数の前記ポイント情報のうち、最新の前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。前記再接続処理部は、前記最新のポイント情報に含まれる位置において前記他移動体との再接続ができない場合に、前記記憶部に記憶されている前記複数のポイント情報のうちの、前記最新のポイント情報よりも前に記憶された前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。
前記記憶制御部は、前記記憶部に記憶した前記ポイント情報を、前記無線通信部を介して前記他移動体に送信し、当該ポイント情報と、前記無線通信部を介して前記他移動体から受信した前記他移動体のポイント情報とを対応付けて前記記憶部に記憶してよい。前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記移動体の前記ポイント情報と、当該ポイント情報に対応する前記他移動体のポイント情報とに基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部の指向性無線通信の通信方向とを調整して、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。前記位置姿勢推定部は、前記移動体のセンサ部によって測定された測定結果、及び前記無線通信部が前記他移動体から受信した情報を蓄積し、蓄積した情報を用いた機械学習を実行することによって生成した学習モデルを用いて、前記移動体の位置及び姿勢を推定してもよい。
本発明の一実施態様によれば、プログラムが提供される。前記プログラムは、指向性無線通信を実行する無線通信部を備える移動体に、他移動体と指向性無線通信接続を確立する通信確立段階を実行させるためのものであってよい。前記プログラムは前記移動体に、予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御段階を実行させるためのものであってよい。前記プログラムは前記移動体に、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理段階を実行させるためのものであってよい。
本発明の一実施態様によれば、指向性無線通信を実行する無線通信部を備える移動体によって実行される制御方法が提供される。前記制御方法は、他移動体と指向性無線通信接続を確立する通信確立段階を備えてよい。前記制御方法は、予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御段階を備えてよい。前記制御方法は、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理段階を備えてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
移動体が、他移動体と指向性無線通信を行いながら移動する環境において、通信が切断された場合、通信に指向性が有るがゆえに、通信を復旧させることが難しい。特に、移動体が水中を移動する水中移動体である場合、水中では電波による測位やカメラ等による光学的な捕捉が困難なため、通信が途切れてしまった場合の復帰(通信相手の再捕捉)が困難であるといえる。本実施形態に係る移動体100は、通信が切断された場合に、通信相手との再接続を実現しやすくするための処理を実行する。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、移動体100と移動体200との通信状況の一例を概略的に示す。移動体100は、移動体200と指向性無線通信20を実行する。
移動体100は、例えば、水中を移動する水中移動体である。移動体100は、例えば、潜水艇である。移動体100は、例えば、潜水艦である。
移動体100は、例えば、空中を移動する空中移動体である。移動体100は、例えば、ドローン等の無線航空機である。
移動体100は、例えば、地上を移動する地上移動体である。移動体100は、例えば、自動車等の車両である。移動体100は、例えば、ロボットである。
本実施形態においては、移動体100が水中移動体である場合を主に例に挙げる。
移動体100は、例えば、光無線通信を実行する。移動体100は、例えば、ビームによって他移動体と光無線通信を実行する。
移動体100は、例えば、指向性電波通信を実行する。移動体100は、例えば、指向性アンテナを用いて他移動体と指向性電波通信を実行する。
移動体200は、移動体100と同一の構成を備えてよい。移動体100と移動体200とは、指向性無線通信の通信接続を確立して、互いに移動しながら通信を行う。移動体100と移動体200とは、位置変化や姿勢変化を共有することによって、互いを追尾しながら、通信を行ってよい。
移動体100は、慣性計測情報及び機体制御情報を含む移動体情報を移動体200と共有し、移動体情報に基づいて、指向性無線通信の通信方向を維持するように、自機の指向性無線通信の通信方向を制御してよい。慣性計測情報は、移動体100の3次元の角速度及び加速度の計測結果を示してよい。機体制御情報は、移動体100が有する推進装置によって用いられる情報であってよい。推進装置は、機体制御情報に従って移動体100を推進させる。移動体100は、推進装置によって用いられる機体制御情報を移動体情報に含めてよい。
本実施形態に係る移動体100は、例えば、移動体200と通信できているか否かを示す通信状態、移動体100の位置及び姿勢、並びに、移動体200との指向性無線通信20の通信方向のログを記録する。移動体100は、タイムスタンプと共にログを記録する。
移動体100は、例えば、移動体200と、もし通信が切れてお互いを見失い、復旧できないと判断した場合の接続再現ポイント(例えば、通信できており、かつ、後からその状況を再現可能な地点)及び待ち合わせ時間を適宜共有、更新する。移動体100は、移動体200との通信が途切れて復旧が困難と判断された場合(例えば、通信接続が切れ、相手も見失った状態で、予め定められた時間が経過した場合)に、予め示し合わせた待ち合わせ時間に、接続再現ポイントに戻り、通信が接続できていた姿勢と指向性無線通信の通信方向を再現することで再接続を試みる。もしも再接続ができなかった場合、さらに前の接続再現ポイントに戻って再接続を試みることを繰り返す。これにより、通信が途切れて、復旧が困難な状況になった場合でも、通信を復帰させることが可能となる。
図2及び図3は、移動体100及び移動体200による処理内容について説明するための説明図である。ここでは、移動体100と移動体200とが、光無線通信を実行しながらそれぞれ移動する場合を例に挙げて、処理内容を説明する。
移動体100と移動体200とは、光無線通信を実行している間に、任意のタイミングで、接続再現ポイントを記憶し、相手と共有する。接続再現ポイントを、セーブポイントと記載する場合がある。セーブポイントは、位置及び姿勢と、光無線通信のビームの照射方向と、タイムスタンプとを含んでよい。セーブポイントは、ポイント情報の一例であってよい。なお、説明の便宜のために、セーブポイントに含まれる位置のことを単にセーブポイントと称する場合がある。
図2及び図3に示す例においては、移動体100のセーブポイントとして、セーブポイント101、セーブポイント102、セーブポイント103、セーブポイント104、及びセーブポイント105を例示しており、移動体200のセーブポイントとして、セーブポイント201、セーブポイント202、セーブポイント203、セーブポイント204、及びセーブポイント205を例示している。移動体100がセーブポイント101に位置し、移動体200がセーブポイント201に位置していたときに、移動体100と移動体200とが光無線通信を実行できていたことになる。
移動体100及び移動体200はそれぞれ、光無線通信接続が切断された場合に、複数のセーブポイントのうち、いずれかのセーブポイントに移動する。例えば、移動体100及び移動体200はそれぞれ、光無線通信接続が切断された場合に、ビーム走査等によって復旧を試みるが、切断された状態が予め定められた時間継続したことに応じて、複数のセーブポイントのいずれかに移動する。移動体100及び移動体200のそれぞれは、例えば、直前のセーブポイントに移動する。図3に示す例において、移動体100は、セーブポイント105に移動し、移動体200は、セーブポイント205に移動する。
移動体100は、セーブポイント105に移動した後、セーブポイント105に含まれる姿勢とビーム照射方向とを再現する。移動体200は、セーブポイント205に移動した後、セーブポイント205に含まれる姿勢とビーム照射方向とを再現する。これにより、移動体100と移動体200との間の通信が復旧する可能性を向上することができる。
セーブポイント105及びセーブポイント205において通信を復旧できない場合、移動体100及び移動体200は、セーブポイント105及びセーブポイント205の前に記憶したセーブポイントに移動してよい。例えば、移動体100は、セーブポイント104に移動し、移動体200は、セーブポイント204に移動する。移動体100及び移動体200は、通信が復旧するまで、過去にさかのぼることを繰り返してよい。これにより、移動体100と移動体200との間の通信が復旧する可能性を更に向上することができる。
図4は、システム10の一例を概略的に示す。システム10は、補助装置300を備えてもよい。
補助装置300は、少なくとも一部が水上に露出するように構成され、GNSS(Global Navigation Satellite System)測位と、水中への音響通信30を実行可能な装置であってよい。
補助装置300は、GNSS測位によって補助装置300の位置を測定し、音響通信30によって、移動体100及び移動体200に対して、補助装置300の位置を示す位置情報を送信してよい。移動体100及び移動体200のそれぞれは、補助装置300の位置情報を、自己位置推定に利用してよい。
補助装置300は、移動体100との音響通信によって、補助装置300と移動体100との相対位置関係を把握してよい。補助装置300は、補助装置300の位置情報と、補助装置300と移動体100との相対位置関係とによって、移動体100の位置を示す位置情報を生成してよい。補助装置300は、生成した移動体100の位置情報を音響通信30によって移動体100に送信してよい。移動体100は、補助装置300から受信した移動体100の位置情報を、自己位置推定に用いてよい。補助装置300は、生成した移動体100の位置情報を音響通信30によって移動体200に送信してよい。
補助装置300は、移動体200との音響通信によって、補助装置300と移動体200との相対位置関係を把握してよい。補助装置300は、補助装置300の位置情報と、補助装置300と移動体200との相対位置関係とによって、移動体200の位置を示す位置情報を生成してよい。補助装置300は、生成した移動体200の位置情報を音響通信30によって移動体200に送信してよい。移動体200は、補助装置300から受信した移動体200の位置情報を、自己位置推定に用いてよい。補助装置300は、生成した移動体200の位置情報を音響通信30によって移動体100に送信してよい。
図5は、移動体100の構成の一例を概略的に示す。移動体100は、駆動部110、通信モジュール112、センサ部114、及び制御装置130を備える。
駆動部110は、移動体100を移動させるための部材である。移動体100が水中移動体である場合、駆動部110は、エンジン及びモータ等、スクリュープロペラ、及び舵等によって、自艇を推進させる推進装置であってよい。移動体100が空中移動体である場合、駆動部110は、プロペラ等であってよい。移動体100が地上移動体である場合、駆動部110は車輪等であってよい。
通信モジュール112は、指向性無線通信を実行するための部材である。移動体100が光無線通信を実行する場合、通信モジュール112は、ビームを照射する発光ポート及びビームを受光する受光ポートを有してよい。通信モジュール112は、発光ポート及び受光ポートを保持するジンバルを有してよい。通信モジュール112による光無線通信に用いられる光の種類は任意の種類であってよく、例えば、赤外線から可視光線までの間の波長の光が用いられる。
移動体100が指向性電波通信を実行する場合、通信モジュール112は、指向性アンテナを有してよい。通信モジュール112は、指向性アンテナを保持するジンバルを有してよい。
なお、通信モジュール112は、撮像部を有してもよい。撮像部は、指向性無線通信の通信方向を撮像してよい。撮像部による撮像主方向のベクトルは、指向性無線通信の方向のベクトルと同一であってよい。撮像部による撮像主方向とは、例えば、撮像部が備えるレンズの光軸の方向である。
移動体100が光無線通信を実行する場合、撮像部は、発光ポート及び受光ポートとともにジンバルに保持されてよい。撮像部は、発光ポートのビーム照射方向を撮像してよい。移動体100が指向性電波通信を実行する場合、撮像部は、指向性アンテナとともにジンバルに保持されてよい。
センサ部114は、移動体100の位置及び姿勢を推定するために用いられる。センサ部114は、慣性計測装置(Inertial Measurement Unit(IMU))を含んでよい。センサ部114は、姿勢方位基準装置(Attitude Heading Reference System(AHRS))を含んでよい。センサ部114は、GNSSユニットを含んでもよい。
制御装置130は、移動体100の移動及び通信を制御する。制御装置130は、駆動制御部132、位置姿勢推定部134、無線通信部136、記憶制御部138、記憶部140、及び再接続処理部142を備える。
駆動制御部132は、移動体100の移動を制御する。駆動制御部132は、駆動部110を制御することによって、移動体100の移動を制御してよい。
位置姿勢推定部134は、移動体100の位置及び姿勢を推定する。位置姿勢推定部134は、移動体100が水中移動体である場合、水中における移動体100の位置及び姿勢を推定してよい。位置姿勢推定部134は、移動体100が空中移動体である場合、空中における移動体100の位置及び姿勢を推定してよい。位置姿勢推定部134は、移動体100が地上移動体である場合、地上における移動体100の位置及び姿勢を推定してよい。
位置姿勢推定部134は、センサ部114によって測定された測定情報を用いて、移動体100の位置及び姿勢を推定してよい。例えば、位置姿勢推定部134は、センサ部114によって測定された慣性計測情報を用いて、移動体100の位置及び姿勢を推定する。慣性計測情報は、IMUによって生成されてよい。慣性計測情報は、AHRSによって生成されてよい。
位置姿勢推定部134は、慣性航法装置(Inertial Navigation System(INS(登録商標)))を有してよい。INSは、センサ部114によって測定される角速度及び加速度等に基づいて、移動体100の位置及び姿勢を推定してよい。位置姿勢推定部134は、移動体100が水中に位置していないときに、センサ部114のGNSSユニットによる測位結果によって、移動体100の位置を推定してよい。
無線通信部136は、他の移動体100と指向性無線通信を実行する。無線通信部136は、通信モジュール112を用いて、指向性無線通信を実行してよい。無線通信部136は、ビームによって、他の移動体100と光無線通信を実行してよい。無線通信部136は、通信モジュール112に含まれる発光ポート及び受光ポートを用いて、他の移動体100との間で光無線通信を実行してよい。無線通信部136は、通信モジュール112に含まれる指向性アンテナを用いて、他の移動体100との間で指向性電波通信を実行してよい。
システム10が補助装置300を備える場合、無線通信部136は、補助装置300との間で音響通信を実行してよい。この場合、通信モジュール112は、音響通信用の送受波器を有してよい。位置姿勢推定部134は、音響通信によって補助装置300から取得した情報をさらに用いて、移動体100の位置を推定してよい。例えば、位置姿勢推定部134は、補助装置300から受信した補助装置300の位置情報を用いて、INSによって推定した移動体100の位置情報を補正する。例えば、位置姿勢推定部134は、補助装置300から受信した移動体100の位置情報を用いて、INSによって推定した移動体100の位置情報を補正する。
移動体100は、無線通信部136による指向性無線通信によって、推進装置によって用いられる機体制御情報と、センサ部114によって測定された慣性計測情報とを、通信相手の他の移動体100と共有してもよい。無線通信部136は、通信相手の他の移動体100から受信した、当該他の移動体100の機体制御情報及び慣性計測情報に基づいて、移動体100の指向性無線通信の通信方向と、他の移動体100の指向性無線通信の通信方向との一致を維持するように、通信モジュール112による指向性通信方向を制御してよい。
移動体100が光無線通信を実行する場合、移動体100は、例えばまず、任意の方法で他の移動体100との間で、光無線通信における光軸を一致させて、通信接続を確立する。光軸を一致させる方法は、どのような方法であってもよい。例えば、第1の移動体100の使用者と第2の移動体100の使用者とが、光軸が一致するように第1の移動体100と第2の移動体100とを配置する。また、例えば、第1の移動体100と第2の移動体100とが、水中で音響通信によって互いの位置等を共有することによって、自動的に光軸を一致させる。移動体100が指向性電波通信を実行する場合も、同様にして、任意の方法で他の移動体100との間で、指向性電波通信における通信方向を一致させて、通信接続を確立する。
位置姿勢推定部134は、センサ部114によって測定された測定結果、無線通信部136が通信相手の他の移動体100から受信した情報、及び無線通信部136が補助装置300から受信した情報を蓄積し、これらの情報を用いた機械学習を実行することによって生成した学習モデルを用いて、移動体100の位置及び姿勢を推定してもよい。
記憶制御部138は、予め定められた条件が満たされる毎に、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部140に記憶する。記憶制御部138は、例えば、予め定められたタイミング毎に、ポイント情報を記憶部140に記憶する。予め定められたタイミング毎とは、例えば、予め定められた時間が経過する毎であってよい。
例えば、記憶制御部138は、無線通信部136が他の移動体100と指向性無線通信を実行できている状態において、予め定められた条件が満たされた場合に、ポイント情報を記憶部140に記憶する。記憶制御部138は、例えば、予め定められたタイミング毎に、他の移動体100と指向性無線通信を実行できているか否かを判定し、実行できていると判定した場合に、ポイント情報を記憶部140に記憶する。
例えば、記憶制御部138は、予め定められたタイミング毎に、他の移動体100との指向性無線通信の通信状態と、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部140に記憶する。
記憶制御部138は、無線通信部136を介して他の移動体100と通信することによって、他の移動体100と同じタイミングでポイント情報を記憶するよう制御してよい。
記憶制御部138は、無線通信部136を介して他の移動体100と通信することによって、指向性無線通信が途切れた場合にポイント情報に含まれる位置に戻る時間条件を設定してよい。記憶制御部138は、時間条件をポイント情報に対応付けて記憶部140に記憶してよい。記憶制御部138は、無線通信部136を介して他の移動体100と通信することによって、設定した時間条件を他の移動体100と共有してよい。
時間条件は、例えば、指向性無線通信が途切れてからの経過時間を示してよい。例えば、当該経過時間として5分が設定された場合、駆動制御部132は、指向性無線通信が途切れてから5分後にポイント情報が示す位置に到着するように、駆動部110を制御する。
時間条件は、例えば、時刻を示してよい。駆動制御部132は、指向性無線通信が途切れた場合に、時間条件によって示される時刻にポイント情報が示す位置に到着するように、駆動部110を制御する。
再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されているポイント情報に基づいて、移動体100の無線通信部136による指向性無線通信の通信方向を調整し、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御する。再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されているポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整し、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してもよい。
他の移動体100との指向性無線通信が切断された場合に、移動体100は、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向を調整したり、移動体100の位置及び姿勢を調整したりすることによって、再接続を試みてよい。再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140に記憶されているポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整して、移動体100との再接続処理を実行してよい。
再接続処理部142は、例えば、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、最新のポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整して、移動体100との再接続処理を実行してよい。再接続処理部142は、例えば、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、最新のポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整して、移動体100との再接続処理を実行してよい。
再接続処理部142は、例えば、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、他の移動体100と指向性無線通信を実行できていたことを示す通知情報を含む最新のポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整して、移動体100との再接続処理を実行してよい。再接続処理部142は、例えば、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、他の移動体100と指向性無線通信を実行できていたことを示す通知情報を含む最新のポイント情報に基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向とを調整して、移動体100との再接続処理を実行してよい。
再接続処理部142は、記憶部140に記憶されている時間条件に従って、ポイント情報が示す位置に移動するよう制御してよい。再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140からポイント情報を選択し、選択したポイント情報に対応する時間条件に従って、ポイント情報に含まれる位置に移動し、ポイント情報に含まれる姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の方向とを再現することによって、他の移動体との再接続処理を実行するよう制御してよい。
再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、最新のポイント情報に含まれる位置に移動し、ポイント情報に含まれる姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の方向とを再現することによって、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、最新のポイント情報に含まれる位置に移動し、ポイント情報に含まれる姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の方向とを再現することによって、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。
再接続処理部142は、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうちの最新のポイント情報に含まれる位置において、他の移動体100との再接続ができない場合に、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうちの、最新のポイント情報よりも前に記憶されたポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の方向とを再現することによって、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。再接続処理部142は、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうち、最新のポイント情報の1つ前に記憶されたポイント情報を用いてよい。再接続処理部142は、他の移動体100との再接続が実現されるまで、過去のポイント情報にさかのぼって再接続処理を実行するよう制御してよい。
記憶制御部138は、記憶部140に記憶したポイント情報を、無線通信部136を介して他の移動体100に送信し、当該ポイント情報と、無線通信部136を介して他の移動体100から受信した他の移動体100のポイント情報とを対応付けて記憶部140に記憶してよい。このように、移動体100は、他の移動体100と、ポイント情報を共有してよい。
再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信の切断に応じて、記憶部140に記憶されている移動体100のポイント情報と、当該ポイント情報に対応する他の移動体100のポイント情報とに基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136の指向性無線通信の通信方向とを調整して、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。再接続処理部142は、他の移動体100との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、記憶部140に記憶されている移動体100のポイント情報と、当該ポイント情報に対応する他の移動体100のポイント情報とに基づいて、移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136の指向性無線通信の通信方向とを調整して、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。再接続処理部142は、移動体100のポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と、無線通信部136の指向性無線通信の通信方向とを再現し、他の移動体100のポイント情報に含まれる位置を基準として無線通信部136の指向性無線通信の通信方向を調整することによって、他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御してよい。
図6は、移動体100による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、移動体100と、通信相手の他の移動体100とが水中に配置された状態を開始状態として説明する。
ステップ(ステップをSと省略して記載する場合がある。)102では、移動体100と他の移動体100とが、指向性無線通信の通信接続を確立する。
S104では、記憶制御部138が、ポイント情報を記憶する条件が成立したか否かを判定する。成立したと判定した場合、S106に進み、成立していないと判定した場合、S110に進む。
S106では、記憶制御部138は、位置姿勢推定部134によって推定された移動体100の位置及び姿勢と、無線通信部136による指向性無線通信の通信方向と、タイムスタンプとを含むポイント情報を記憶部140に記憶する。S108では、記憶制御部138が、無線通信部136を介して、S106において記憶部140に記憶したポイント情報を他の移動体100に送信する。また、記憶制御部138は、他の移動体100から無線通信部136を介して受信した他の移動体100のポイント情報を、記憶部140に記憶した移動体100のポイント情報に対応付けて記憶する。移動体100と移動体200とは、時間条件を設定して共有してよい。
通信接続が切断されていない場合(S110でNO)、S104に戻る。通信接続が切断された場合(S110でYES)、移動体100と移動体200とは、再接続を試みる。予め定められた時間内に再接続できた場合(S112でYES)、S104に戻り、再接続できなかった場合(S112でNO)、S114に進む。
S114では、再接続処理部142が、記憶部140に記憶されている複数のポイント情報のうちの最新のポイント情報に含まれる位置に、S108において設定した時間条件に従って、移動し、当該ポイント情報に含まれる、姿勢と指向性無線通信の通信方向とを再現することによって他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御する。
予め定められた時間内に再接続できた場合(S116でYES)、S104に戻り、再接続できなかった場合(S116でNO)、S114に戻り、再接続処理部142が、次のポイント情報に含まれる位置に、S108において設定した時間条件に従って、移動し、当該ポイント情報に含まれる、姿勢と指向性無線通信の通信方向とを再現することによって他の移動体100との再接続処理を実行するよう制御する。
図6に示す処理は、移動体100と移動体200との通信が終了した場合に、終了してよい。
図7は、制御装置130として機能するコンピュータ1200のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200を、本実施形態に係る装置の1又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ1200に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。
本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、及びグラフィックコントローラ1216を含み、それらはホストコントローラ1210によって相互に接続されている。コンピュータ1200はまた、通信インタフェース1222、記憶装置1224、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続されている。記憶装置1224は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ1200はまた、ROM1230及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続されている。
CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示されるようにする。
通信インタフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。
ROM1230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをUSBポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。
プログラムは、ICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、記憶装置1224、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
また、CPU1212は、記憶装置1224、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ1200に提供する。
本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び/又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び/又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)及び/又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(登録商標)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はSmalltalk(登録商標)、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「C」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10 システム、20 指向性無線通信、30 音響通信、100 移動体、101、102、103、104、105 セーブポイント、110 駆動部、112 通信モジュール、114 センサ部、130 制御装置、132 駆動制御部、134 位置姿勢推定部、136 無線通信部、138 記憶制御部、140 記憶部、142 再接続処理部、200 移動体、201、202、203、204、205 セーブポイント、300 補助装置、1200 コンピュータ、1210 ホストコントローラ、1212 CPU、1214 RAM、1216 グラフィックコントローラ、1218 ディスプレイデバイス、1220 入出力コントローラ、1222 通信インタフェース、1224 記憶装置、1230 ROM、1240 入出力チップ
Claims (14)
- 移動体であって、
前記移動体の位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定部と、
他移動体と指向性無線通信を実行する無線通信部と、
予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、
前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理部と
を備える、移動体。 - 前記移動体は、水中を移動可能な水中移動体であり、
前記位置姿勢推定部は、水中における前記移動体の位置及び姿勢を推定する、請求項1に記載の移動体。 - 前記無線通信部は、ビームによって前記他移動体と光無線通信を実行し、
前記記憶制御部は、前記予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部によるビームの照射方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶し、
前記再接続処理部は、前記他移動体との前記光無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部によるビームの照射方向とを調整することにより前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項1又は2に記載の移動体。 - 前記記憶制御部は、前記無線通信部が前記他移動体と指向性無線通信を実行できている状態において、前記予め定められた条件が満たされた場合に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶する、請求項1から3のいずれか一項に記載の移動体。
- 前記記憶制御部は、予め定められたタイミング毎に、前記他移動体との指向性無線通信の通信状態と、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向と、前記タイムスタンプとを対応付けた前記ポイント情報を前記記憶部に記憶し、
前記再接続処理部は、前記他移動体との指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記記憶部に記憶されている複数の前記ポイント情報のうち、前記他移動体と指向性無線通信を実行できていたことを示す前記通信状態を含む前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向とを調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項1から3のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記記憶制御部は、前記無線通信部を介して前記他移動体と通信することによって、前記他移動体とタイミングを合わせて生成した前記ポイント情報を記憶するよう制御する、請求項1から5のいずれか一項に記載の移動体。
- 前記記憶制御部は、前記無線通信部を介して前記他移動体と通信することによって、前記指向性無線通信が途切れた場合に前記ポイント情報に含まれる位置に戻る時間条件を設定する、請求項6に記載の移動体。
- 前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記時間条件に従って、前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項7に記載の移動体。
- 前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信が切断された状態が予め定められた時間継続した場合に、前記時間条件に従って、前記記憶部に記憶されている複数の前記ポイント情報のうち、最新の前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項8に記載の移動体。
- 前記再接続処理部は、前記最新のポイント情報に含まれる位置において前記他移動体との再接続ができない場合に、前記記憶部に記憶されている前記複数のポイント情報のうちの、前記最新のポイント情報よりも前に記憶された前記ポイント情報に含まれる位置に移動し、当該ポイント情報に含まれる姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向とを再現し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項9に記載の移動体。
- 前記記憶制御部は、前記記憶部に記憶した前記ポイント情報を、前記無線通信部を介して前記他移動体に送信し、当該ポイント情報と、前記無線通信部を介して前記他移動体から受信した前記他移動体のポイント情報とを対応付けて前記記憶部に記憶する、請求項6から10のいずれか一項に記載の移動体。
- 前記再接続処理部は、前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記移動体の前記ポイント情報と、当該ポイント情報に対応する前記他移動体のポイント情報とに基づいて、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部の指向性無線通信の通信方向とを調整して、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する、請求項11に記載の移動体。
- 指向性無線通信を実行する無線通信部を備える移動体に、
他移動体と指向性無線通信接続を確立する通信確立段階と、
予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御段階と、
前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理段階と
を実行させるためのプログラム。 - 指向性無線通信を実行する無線通信部を備える移動体によって実行される制御方法であって、
他移動体と指向性無線通信接続を確立する通信確立段階と、
予め定められた条件が満たされる毎に、前記移動体の位置及び姿勢と、前記無線通信部による指向性無線通信の方向と、タイムスタンプとを対応付けたポイント情報を記憶部に記憶する記憶制御段階と、
前記他移動体との前記指向性無線通信の切断に応じて、前記記憶部に記憶されている前記ポイント情報に基づいて、前記移動体の前記無線通信部による指向性無線通信の通信方向を調整し、前記他移動体との再接続処理を実行するよう制御する再接続処理段階と
を備える制御方法。
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