JPWO2019239697A1 - 制御対象装置、制御方法、制御プログラム、及び、遠隔制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る制御対象装置40の一例を示すブロック図である。図1に示すように、制御対象装置40は、遅延測定部403、電波指標値測定部404、学習部406、通信遅延推定部407、制御部408を備える。また、学習部406は、対数変換部406A、平滑化部406B、モデル学習部406Cを備える。また、制御部408は、操作量算出部としての速度決定部408A、駆動部408Bを備える。
また、制御対象装置40は、通信ネットワーク20(後述)を介して遠隔制御装置10(後述)と通信可能に接続されている。また、制御対象装置40は、通信ネットワーク20と無線接続している。そして、制御対象装置40は、通信ネットワーク20を介して遠隔制御装置10によって遠隔制御される。
電波指標値測定部404は、電波指標値を測定する。また、電波指標値測定部404は、測定した電波指標値をモデル学習部406Cに入力する。
対数変換部406Aは、遅延測定部403が測定した通信遅延を対数変換する。また、対数変換部406Aは、対数変換した通信遅延を平滑化部406Bに入力する。
平滑化部406Bは、対数変換部406Aが対数変換した通信遅延を平滑化する。また、平滑化部406Bは、平滑化した通知遅延をモデル学習部406Cに入力する。
モデル学習部406Cは、電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する。
通信遅延推定部407は、モデル学習部406Cによって生成された学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する。また、通信遅延推定部407は、推定した通信遅延推定値を速度決定部408Aに入力する。
速度決定部408Aは、通信遅延推定部407によって推定された通信遅延推定値と、遠隔制御装置10から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部408Bに入力する第2の操作量を算出する。具体的には、速度決定部408Aは、通信遅延推定値が所定値を超える場合に、駆動部408Bに入力する操作量として、遠隔制御装置10から入力される第1の操作量よりも小さい第2の操作量を算出する。
本発明の実施の形態1に係る遠隔制御システム100について説明する。図2は、実施の形態1に係る遠隔制御システム100の一例を示す図である。図2に示すように、遠隔制御システム100は、遠隔制御装置としてのコントローラ10、通信ネットワーク20、無線アクセスポイント30、制御対象装置40等を備える。
コントローラ10は、通信ネットワーク20を介して、制御対象装置40と通信可能に接続されている。また、制御対象装置40は、通信ネットワーク20と無線アクセスポイント30を介して無線通信可能に接続されている。すなわち、制御対象装置40は、無線アクセスポイント30及び通信ネットワーク20を介して、コントローラ10と通信可能に接続されている。
そして、コントローラ10が制御対象装置40を遠隔制御する際に、制御対象装置40は、コントローラ10と制御対象装置40との間の通信遅延を推定し、推定した通信遅延が長い場合には、オーバーシュート量を抑えるため、制御対象装置40自身の動作速度を調整する。以下、制御対象装置40における制御について、説明する。
具体的には、学習部406は、学習部406は、対数変換部406Aと、平滑化部406Bと、モデル学習部406Cと、学習モデル記憶部406Dと、を備える。また、学習部406は、CPU(Central Processing Unit)501、記憶部502、通信インターフェース503等を備える。そして、CPU501が記憶部502に格納されたプログラムを実行することにより、学習部406における全ての処理が実現する。
また、学習部406のそれぞれの記憶部502に格納されるプログラムは、CPU501に実行されることにより、学習部406のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部502は、例えば、このプログラムや、学習部406における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
また、制御部408のそれぞれの記憶部502に格納されるプログラムは、CPU501に実行されることにより、制御部408のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部502は、例えば、このプログラムや、制御部408における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
まず、遅延測定部403は、サンプリングレート決定部402によって決定されたサンプリングレートに従って、コントローラ10と制御対象装置40との間の通信遅延を測定する(ステップS101)。具体的には、遅延測定部403は、コントローラ10に対してパケットを送信し、送信時刻を記憶する。コントローラ10は、制御対象装置40から送信されたパケットを受信し、当該パケットに対する応答のパケットを制御対象装置40に送信する。制御対象装置40は、コントローラ10から送信されたパケットを受信する。遅延測定部403は、当該受信時刻と記憶した送信時刻との差分から往復の通信遅延を算出する。また、遅延測定部403は、算出した往復の通信遅延を2で割ることにより、片道の通信遅延を算出する。そして遅延測定部403は、対数変換部406Aに対し、算出した片道の通信遅延を入力する。
ステップS106において、ステップS105における学習のサンプル数が所定の数未満の場合(ステップS106;No)、ステップS101に戻る。
ステップS106において、ステップS105における学習のサンプル数が所定の数以上の場合(ステップS106;Yes)、モデル学習部406Cが生成した学習モデルを学習モデル記憶部406Dに入力し、学習モデル記憶部406Dが当該学習モデルを記憶し(ステップS107)、当該学習モデルの生成方法の処理が終了する。
まず、制御対象装置40の通信部401は、コントローラ10から送信された制御信号を受信する(ステップS201)。また、通信部401は、当該制御信号を制御信号受信部405に入力する。また、制御信号受信部405は、当該制御信号を、例えばモータの回転数等の第1の操作量xに変換する。また、制御信号受信部405は、速度決定部408Aに、当該第1の操作量xを入力する。
(付記1)
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置であって、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、制御対象装置。
(付記2)
前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記1に記載の制御対象装置。
(付記3)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、付記1又は2に記載の制御対象装置。
(付記4)
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置において実施される制御方法であって、
前記制御対象装置が、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定し、
測定した通信遅延を対数変換し、
前記対数変換した通信遅延を平滑化し、
電波指標値を測定し、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成し、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出し、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する、制御方法。
(付記5)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する際に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記4に記載の制御方法。
(付記6)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する際に、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、付記4又は5に記載の制御方法。
(付記7)
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置のための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御対象装置に、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する処理と、
測定した通信遅延を対数変換する処理と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する処理と、
電波指標値を測定する処理と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する処理と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する処理と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する処理と、
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記8)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する処理において、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記7に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記9)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する処理において、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、付記7又は8に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記10)
遠隔制御装置と、前記遠隔制御装置と通信ネットワークを介して接続される制御対象装置と、を備える遠隔制御システムであって、
前記制御対象装置は、
前記通信ネットワークと無線接続しており、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、遠隔制御システム。
(付記11)
前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記10に記載の遠隔制御システム。
(付記12)
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、付記10又は11に記載の遠隔制御システム。
10 コントローラ(遠隔制御装置)
20 通信ネットワーク
30 無線アクセスポイント
40 制御対象装置
401 通信部
402 サンプリングレート決定部
403 遅延測定部
404 電波指標値測定部
405 制御信号受信部
406 学習部
406A 対数変換部
406B 平滑化部
406C モデル学習部
406D 学習モデル記憶部
407 通信遅延推定部
408 制御部
408A 速度決定部(操作量算出部)
408B 駆動部
Claims (12)
- 通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置であって、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、制御対象装置。 - 前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項1に記載の制御対象装置。
- 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、請求項1又は2に記載の制御対象装置。 - 通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置において実施される制御方法であって、
前記制御対象装置が、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定し、
測定した通信遅延を対数変換し、
前記対数変換した通信遅延を平滑化し、
電波指標値を測定し、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成し、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出し、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する、制御方法。 - 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する際に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項4に記載の制御方法。 - 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する際に、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、請求項4又は5に記載の制御方法。 - 通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置のための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御対象装置に、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する処理と、
測定した通信遅延を対数変換する処理と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する処理と、
電波指標値を測定する処理と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する処理と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する処理と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する処理と、
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する処理において、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項7に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第2の操作量を算出する処理において、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、請求項7又は8に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 遠隔制御装置と、前記遠隔制御装置と通信ネットワークを介して接続される制御対象装置と、を備える遠隔制御システムであって、
前記制御対象装置は、
前記通信ネットワークと無線接続しており、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第2の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、遠隔制御システム。 - 前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第2の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第1の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項10に記載の遠隔制御システム。
- 前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第2の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第1の操作量以下の値である、請求項10又は11に記載の遠隔制御システム。
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