WO2022269666A1 - 制御装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

制御装置、制御方法およびプログラム Download PDF

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specific terminal
control device
sight
line
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大輔 村山
章太 中山
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日本電信電話株式会社
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/005—Moving wireless networks

Definitions

  • the present invention relates to a control device, control method and program.
  • Non-Patent Document 1 shows results of outdoor experiments at 28 and 39 GHz.
  • FR2 can use a wide band, and can realize ultra-high-speed communication under good radio wave quality conditions.
  • radio signals in the frequency band called Above-6 such as the 28 GHz band that can be used in 5G and local 5G, have high straightness and large loss due to shielding, so there are many shields and shielding
  • the disclosed technology aims to allow a specific terminal to maintain a good communication state even in environments where shields move.
  • the disclosed technology is a control device for interlocking and controlling the position and direction of a base station and the position of a specific terminal that wirelessly communicates with the base station.
  • a detection information acquisition unit a specific terminal position candidate calculation unit that calculates a position candidate of the specific terminal based on the information that the shielding object is detected; a line-of-sight determining unit for determining whether or not there is line-of-sight to the terminal; and base station mobility control for determining the position of the specific terminal and calculating parameters indicating the position and direction of the base station based on the determination result of the line-of-sight. and a parameter calculator.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of functional configuration of a control device according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the flow of control processing;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method of calculating position candidates of a specific terminal;
  • FIG. 10 is a first diagram for explaining an example of a prospect determination method according to the first embodiment;
  • FIG. 10 is a second diagram for explaining an example of the outlook determination method according to the first embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the functional configuration of each device according to the second embodiment;
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a prospect determination method according to the second embodiment;
  • It is a figure which shows the hardware configuration example of a computer.
  • a wireless communication system determines whether or not there is a line of sight from each base station of a plurality of position candidates of a surveillance camera based on a shielding map based on information on detecting a shielding object.
  • a combination of the position/direction of the base station and the position of the surveillance camera that maximizes the area monitored by the surveillance camera and the coverage area quality of the base station is determined.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration example of a wireless communication system.
  • a wireless communication system 1 includes a control device 10 , a base station 20 , a shielding object detector 30 , a surveillance camera 40 and a terminal 50 .
  • a communication area of the wireless communication system 1 is an area to be monitored by the monitoring camera 40, and includes the shield 60, the wall 70, and the like.
  • the control device 10 is communicably connected to the base station 20 and the shielding object detector 30 by wire or wirelessly.
  • the control device 10 acquires information detected by the shield detector 30 to generate a shield map, determines the position and direction of the base station 20 , and controls the base station 20 .
  • the base station 20 is a wireless communication base station.
  • Base station 20 is a mobile base station that can change position and orientation under the control of controller 10 .
  • the range of motion of the base station 20 may be a slide-type one-dimensional range of motion, or a two-dimensional range of motion of a method in which the base station is mounted on a drone, an AGV (Automated Guided Vehicle), or the like. Also good.
  • the shielding object detector 30 is a camera, a LiDAR (Light Detection And Ranging) system, or the like, and transmits information on detecting a shielding object to the control device 10 .
  • LiDAR Light Detection And Ranging
  • the monitoring camera 40 transmits a high-definition image of the monitored area to the base station 20 by wireless communication.
  • the monitoring camera is an example of a specific terminal that should maintain a good communication state with the base station 20, and other terminals may be used.
  • the specific terminal may be a repeater for relaying wireless communication.
  • the terminal 50 is a terminal that uses wireless communication with the base station 20 .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration example of a control device according to the first embodiment
  • the control device 10 includes a shield detection information acquisition unit 11 , a shield map generation unit 12 , a specific terminal position candidate calculation unit 13 , a line of sight determination unit 14 , and a base station movement control parameter calculation unit 15 .
  • the shielding object detection information acquisition unit 11 acquires the information that the shielding object is detected by receiving it from the shielding object detector 30 .
  • the shielding object map generation unit 12 generates a shielding object map indicating the position and size of the shielding object in the communication area based on the information that the shielding object is detected.
  • the occluder map can be 3D or 2D.
  • the visibility determination unit 14 determines the visibility in consideration of height.
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 calculates position candidates for the monitoring camera 40 .
  • the position candidates of the monitoring camera 40 are position candidates where the monitoring target area can be monitored according to the position and size of the shield. A specific example of the position candidate calculation method will be described later.
  • the line-of-sight determination unit 14 determines whether or not there is line-of-sight to the monitoring camera 40 from the base station 20 for each position candidate of the monitoring camera 40 . When there are a plurality of base stations 20, the line-of-sight determining unit 14 determines that line-of-sight exists if there is line-of-sight to any of the base stations 20. FIG. A specific example of the method of determining whether or not there is a line of sight will be described later.
  • the base station mobility control parameter calculator 15 calculates parameters for mobility control of the base station 20 .
  • the calculated parameters are specifically parameters indicating the position and direction of the base station 20 .
  • the control device 10 controls movement of the base station 20 based on the calculated parameters. Note that the base station 20 does not have to be mobile. In that case, the control device 10 outputs information indicating the calculation result. The user should install the base station 20 based on the calculated result. If there are multiple base stations 20, these controls may be combined. For example, among a plurality of base stations, some may be movable and some may be fixed base stations.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of control processing.
  • the shielding object detection information acquisition unit 11 acquires information (shielding object detection information) that a shielding object has been detected (step S101).
  • the shielding object map generator 12 generates a shielding object map based on the shielding object detection information (step S102).
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 calculates a plurality of position candidates for the monitoring camera 40 (specific terminal) (step S103). Then, the base station mobility control parameter calculator 15 selects a position candidate for the surveillance camera 40 (specific terminal) (step S104).
  • the base station mobility control parameter calculation unit 15 selects a combination of base station position and direction parameters (step S105). Specifically, the base station mobility control parameter calculation unit 15 stores in advance information indicating the range of possible values for the parameters of the position and direction of the base station, and selects one from a plurality of combinations within the range. to select.
  • the line-of-sight determination unit 14 determines whether there is line-of-sight from the base station 20 to the position candidates of the monitoring camera 40 (specific terminal) (step S106).
  • the process returns to step S105, and the base station mobility control parameter calculation unit 15 determines that the position and direction parameters of the base station 20 have already been selected as a combination of parameters. Choose a combination that is different from the combination.
  • the base station movement control parameter calculation unit 15 calculates the monitoring area Ac of the monitoring camera 40 (specific terminal) (step S107).
  • the base station mobility control parameter calculator 15 may calculate Ac as the coverage area of the repeater.
  • the base station mobility control parameter calculator 15 calculates the coverage area quality Qe of the base station 20 (step S108).
  • the controller 10 stores the calculated Ac and Qe.
  • the control device 10 determines whether or not all the parameters of the position and direction of the base station 20 have been selected (step S109). If the control device 10 determines that none of the parameters of the position and direction of the base station 20 has been selected (step S109: No), the process returns to step S105, and the base station mobility control parameter calculation unit 15 A different combination of station 20 position and orientation parameters is selected than those already selected.
  • step S109 When determining that all the parameters of the position and direction of the base station 20 have been selected (step S109: Yes), the control device 10 determines whether or not all the position candidates of the monitoring camera 40 (specific terminal) have been selected. (Step S110).
  • step S110: No the process returns to step S104, and the base station mobility control parameter calculation unit 15 A position candidate different from the position candidates already selected as the position candidates of the monitoring camera 40 (specific terminal) is selected.
  • the base station mobility control parameter calculator 15 selects the monitoring camera 40 (specific terminal) that maximizes Ac. ) and the position/direction parameters of the base station 20 (step S111). Further, the base station mobility control parameter calculator 15 selects the position/direction parameters of the base station 20 that maximize Qe from the combination of the selected position/direction parameters of the base station 20 (step S112).
  • the first calculation method is a method of determining the elements of the monitoring target area that can be seen from the position candidates of each monitoring camera 40 (specific terminal) based on the shield map.
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 calculates position candidates so as to maximize the number of elements of the monitoring target area within line of sight (or all the elements of the monitoring target area are within line of sight).
  • a distance limit may be set for determination of presence/absence of line of sight.
  • the first calculation method it is possible to calculate all the candidate positions of the monitoring camera 40 that maximize the number of elements that can be monitored by determining whether there is line of sight or not. In addition, if the distance limit is taken into account in the line of sight condition, more reliable monitoring can be made possible by taking into account restrictions such as camera resolution. If the specific terminal is a repeater, the number of elements that can be relayed may be used instead of the number of elements that can be monitored.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method of calculating position candidates for a specific terminal.
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 divides the monitoring target area into a plurality of triangles such as triangles 101-1 shown in FIG.
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 selects combinable triangles (triangles sharing two vertices, for example, triangles 101-1 and 101-2, triangles 102-1 and 102-2, triangles 103- 1 and triangle 103-2).
  • the specific terminal position candidate calculation unit 13 takes the area covered by the combined triangles as a position candidate for placing one monitoring camera 40 .
  • the second calculation method it is possible to calculate the position candidate of each surveillance camera 40 (specific terminal) with a simpler calculation method.
  • FIG. 5 is a first diagram for explaining an example of the outlook determination method according to the first embodiment.
  • the line-of-sight determination unit 14 defines an area 111 through which a line segment 110 from the point at the center of the antenna 21 of the base station 20 until it collides with the wall 70 or the shield 60 is the line-of-sight area. do.
  • the first line-of-sight determination method it is possible to easily calculate the line-of-sight area based only on the shape of the area and the position and shape of the obstructing object, regardless of the position of the surveillance camera 40 (specific terminal).
  • FIG. 6 is a second diagram for explaining an example of the outlook determination method according to the first embodiment.
  • the visibility determination unit 14 calculates a Fresnel zone 121 for each point 120 on a predetermined grid from the center position of the antenna 21 of the base station 20 . Then, the line-of-sight determination unit 14 defines a point in the Fresnel zone 121 where a predetermined X% is not shielded as a line-of-sight position, and defines the surrounding area as a line-of-sight area.
  • the line-of-sight area can be easily determined based only on the shape of the area and the position and shape of the obstruction, regardless of the position of the surveillance camera 40 (specific terminal). can be calculated, and a determination result closer to the actual communication state than the first line-of-sight determination method can be obtained.
  • d (m) The shortest distance between the transmitting side and the receiving side is d (m), the radius of the center of the spheroid (Fresnel radius) is r1 (m), the distance between the transmitting side and the center of the spheroid is d1 (m), and the receiving side and Letting d2(m) be the distance to the center of the spheroid, d3(m) be the path difference between the reflected wave reflected at the Fresnel radius and the direct wave, and ⁇ (m) be the wavelength, then d3(m ) and r1(m).
  • Example 2 A second embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the location information of the specific terminal is used to determine the line of sight, and that the specific terminal detects a shielding object. Therefore, in the following description of the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described. Reference numerals are assigned and descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration example of each device according to the second embodiment.
  • a control device 10 according to the present embodiment has a configuration obtained by adding a terminal location information acquisition unit 16 to the control device 10 according to the first embodiment.
  • the terminal location information acquisition unit 16 acquires terminal location information indicating the location of a specific terminal from the base station 20 .
  • the base station 20 includes a base station mobile mechanism 21, a radio transmission/reception section 22, and a signal demodulation section 23.
  • the base station movement mechanism 21 is a mechanism (actuator) that moves the base station under the control of the control device 10 .
  • the wireless transmission/reception unit 22 transmits/receives wireless communication signals to/from the monitoring camera 40 (specific terminal). Specifically, the wireless transmission/reception unit 22 receives the terminal position information and shielding object detection information indicating that the shielding object is detected from the surveillance camera 40 (specific terminal).
  • the base station 20 may estimate the position of the monitoring camera 40 (specific terminal) using camera images or the like instead of receiving the terminal position information.
  • the signal demodulator 23 demodulates the radio signal received by the radio transceiver 22 .
  • Base station 20 transmits the demodulated signal to control device 10 .
  • the monitoring camera 40 (specific terminal) includes a wireless transmission/reception unit 41, a position information acquisition unit 42, and a shield detection unit 43.
  • the wireless transmission/reception unit 41 transmits/receives wireless communication signals to/from the base station 20 . Specifically, the wireless transmission/reception unit 41 transmits terminal position information and shielding object detection information to the base station 20 .
  • the location information acquisition unit 42 acquires location information by specifying its own location using GPS (Global Positioning System), sensing, or the like.
  • GPS Global Positioning System
  • the shield detection unit 43 detects shields using a camera, lidar, or the like, and acquires shield detection information.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the outlook determination method according to the second embodiment.
  • the visibility determining unit 14 calculates the Fresnel zone 130 for each monitoring camera 40 (specific terminal) from the center position of the antenna 21 of the base station 20 . Then, the line-of-sight determining unit 14 determines that the monitor camera 40 (specific terminal) in which a predetermined X% of the Fresnel zone 130 is not shielded has line-of-sight.
  • the area shape, the position and shape of the shield, and the position of the monitoring camera 40 (specific terminal) are can be considered.
  • each terminal 50 transmits position information via the base station 20 , and the control device 10 receives the position information of each terminal 50 .
  • the base station mobility control parameter calculation unit 15 of the control device 10 determines whether there is a line of sight from the base station 20 to each terminal 50 based on the location information of each terminal 50, Calculate the number of elements in the area. Thereby, when each terminal 50 is static to some extent, the coverage area quality Qe according to the position of each terminal 50 can be calculated.
  • the control device 10 can be implemented, for example, by causing a computer to execute a program describing the processing details described in the present embodiment.
  • this "computer” may be a physical machine or a virtual machine on the cloud.
  • the "hardware” described here is virtual hardware.
  • the above program can be recorded on a computer-readable recording medium (portable memory, etc.), saved, or distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 9 is a diagram showing a hardware configuration example of the computer.
  • the computer of FIG. 9 has a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, etc., which are interconnected by a bus B, respectively.
  • a program that implements the processing in the computer is provided by a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card, for example.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000 .
  • the program does not necessarily need to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via the network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores installed programs, as well as necessary files and data.
  • the memory device 1003 reads and stores the program from the auxiliary storage device 1002 when a program activation instruction is received.
  • the CPU 1004 implements functions related to the device according to programs stored in the memory device 1003 .
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to the network.
  • a display device 1006 displays a GUI (Graphical User Interface) or the like by a program.
  • An input device 1007 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, or the like, and is used to input various operational instructions.
  • the output device 1008 outputs the calculation result.
  • the computer may include a GPU (Graphics Processing Unit) or TPU (Tensor Processing Unit) instead of the CPU 1004, or may include a GPU or TPU in addition to the CPU 1004. In that case, the processing may be divided and executed, for example, the GPU or TPU executes processing that requires special computation, and the CPU 1004 executes other processing.
  • the specific terminal is a surveillance camera
  • the base station movement control parameter calculation unit calculates a monitoring area area of the monitoring camera, and determines the position of the specific terminal so as to maximize the calculated monitoring area area.
  • a control device according to claim 1. (Section 3)
  • the base station mobility control parameter calculation unit calculates the coverage area quality of the base station, and calculates parameters indicating the position and direction of the base station so as to maximize the calculated coverage area quality. 3.
  • the line-of-sight determination unit calculates a Fresnel zone from the base station, and determines that there is line-of-sight at a point where a predetermined proportion of the calculated Fresnel zone is not blocked.
  • the control device according to any one of items 1 to 3.
  • (Section 5) Further comprising a terminal location information acquisition unit that acquires terminal location information indicating the location of the specific terminal, The line-of-sight determination unit determines whether or not there is line-of-sight to the specific terminal from the base station based on the terminal location information. 5.
  • the control device according to any one of items 1 to 4.
  • (Section 6) controlling the movement of the base station based on the calculated parameters indicating the position and direction of the base station; 6.
  • the control device according to any one of items 1 to 5.
  • (Section 7) A control method executed by a control device for interlocking and controlling the position and direction of a base station and the position of a specific terminal that wirelessly communicates with the base station, comprising: control method.
  • (Section 8) A program for causing a computer to function as each unit in the control device according to any one of items 1 to 6.

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Abstract

基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置であって、遮蔽物を検知した情報を取得する遮蔽物検知情報取得部と、前記遮蔽物を検知した情報に基づいて、前記特定端末の位置候補を算出する特定端末位置候補算出部と、前記特定端末の位置候補ごとに、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する見通し判定部と、前記見通しの有無の判定結果に基づいて、前記特定端末の位置を決定し、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する基地局移動制御パラメータ算出部と、を備える制御装置である。

Description

制御装置、制御方法およびプログラム
　本発明は、制御装置、制御方法およびプログラムに関する。
　５Ｇ等の無線通信システムであって、特にＡｂｏｖｅ－６ＧＨｚ等の直進性の高い周波数を用いる通信システムが開発されている。例えば、非特許文献１には、２８および３９ＧＨｚの屋外実験結果が示されている。ＦＲ２は広帯域を使用できることもあり、電波品質が良い条件であれば超高速通信を実現可能である。
ミリ波を用いた超高速・長距離伝送の５Ｇ屋外実験、岸山、奥村、他、ドコモテクニカルジャーナル（Vol.26-1, P25-32）
　通信システムを利用して高精細映像をアップロードする監視カメラ等のような特定の端末に常に良好な通信状態を維持させたいという要望がある。しかしながら、従来の技術では、５Ｇやローカル５Ｇなどで利用可能な２８ＧＨｚ帯などのＡｂｏｖｅ－６と呼ばれる周波数帯の無線信号は直進性が高く、遮蔽によるロスが大きいため、遮蔽物が多く、また遮蔽物が移動するような構内環境では良好な通信状態を維持させることが難しいという問題がある。
　開示の技術は、遮蔽物が移動する環境においても特定の端末に良好な通信状態を維持させることを目的とする。
　開示の技術は、基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置であって、遮蔽物を検知した情報を取得する遮蔽物検知情報取得部と、前記遮蔽物を検知した情報に基づいて、前記特定端末の位置候補を算出する特定端末位置候補算出部と、前記特定端末の位置候補ごとに、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する見通し判定部と、前記見通しの有無の判定結果に基づいて、前記特定端末の位置を決定し、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する基地局移動制御パラメータ算出部と、を備える制御装置である。
　遮蔽物が移動する環境においても特定の端末に良好な通信状態を維持させることができる。
無線通信システムのシステム構成例を示す図である。 実施例１に係る制御装置の機能構成例を示す図である。 制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 特定端末の位置候補の算出方法の一例を説明するための図である。 実施例１に係る見通しの判定方法の一例を説明するための第一の図である。 実施例１に係る見通しの判定方法の一例を説明するための第二の図である。 実施例２に係る各装置の機能構成例を示す図である。 実施例２に係る見通しの判定方法の一例を説明するための図である。 コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
　（本実施の形態の概要）
　本実施の形態に係る無線通信システムは、遮蔽物を検知した情報に基づく遮蔽物マップに基づいて、監視カメラの複数の位置候補のそれぞれの基地局からの見通しの有無を判定し、見通しのある基地局の位置・方向と監視カメラの位置のうち、監視カメラによる監視エリア面積と基地局のカバーエリア品質を最大化する組み合わせを決定する。
　（無線通信システムのシステム構成例）
　図１は、無線通信システムのシステム構成例を示す図である。無線通信システム１は、制御装置１０と、基地局２０と、遮蔽物検知器３０と、監視カメラ４０と、端末５０と、を備える。また、無線通信システム１の通信エリアは、監視カメラ４０の監視対象のエリアであって、遮蔽物６０、壁７０等を含む。
　制御装置１０は、基地局２０および遮蔽物検知器３０と、有線または無線により通信可能に接続されている。制御装置１０は、遮蔽物検知器３０により検知された情報を取得して遮蔽物マップを生成し、基地局２０の位置および方向を決定して、基地局２０を制御する。
　基地局２０は、無線通信の基地局である。基地局２０は、制御装置１０による制御を受けて位置および方向を変更することができる可動式の基地局である。基地局２０の可動域は、スライド式の一次元方向の可動域であっても良いし、ドローンやＡＧＶ（Automated guided vehicle）等に基地局を搭載する方式の二次元方向の可動域であっても良い。
　遮蔽物検知器３０は、カメラまたはLiDAR（Light Detection And Ranging）システム等であって、遮蔽物を検知した情報を制御装置１０に送信する。
　監視カメラ４０は、監視対象のエリアを撮影した高精細な映像を、無線通信により基地局２０に送信する。なお、監視カメラは、基地局２０との良好な通信状態を維持すべき特定端末の一例であって、他でも良い。例えば、特定端末は、無線通信を中継するための中継器であっても良い。
　端末５０は、基地局２０との間での無線通信を利用する端末である。
　以下、本実施の形態の実施例として、実施例１および実施例２について説明する。
　（実施例１に係る制御装置の機能構成例）
　図２は、実施例１に係る制御装置の機能構成例を示す図である。制御装置１０は、遮蔽物検知情報取得部１１と、遮蔽物マップ生成部１２と、特定端末位置候補算出部１３と、見通し判定部１４と、基地局移動制御パラメータ算出部１５と、を備える。
　遮蔽物検知情報取得部１１は、遮蔽物を検知した情報を、遮蔽物検知器３０から受信することによって取得する。
　遮蔽物マップ生成部１２は、遮蔽物を検知した情報に基づいて、通信エリアにおける遮蔽物の位置および大きさを示す遮蔽物マップを生成する。遮蔽物マップは、３Ｄでも２Ｄでも良い。遮蔽物マップが３Ｄの場合、見通し判定部１４は、高さも考慮して見通しを判定する。
　特定端末位置候補算出部１３は、監視カメラ４０の位置候補を算出する。監視カメラ４０の位置候補は、遮蔽物の位置および大きさに応じて、監視対象エリアを監視可能な位置の候補である。位置候補の算出方法の具体例については後述する。
　見通し判定部１４は、監視カメラ４０の位置候補ごとに、基地局２０からの監視カメラ４０の見通しの有無を判定する。なお、複数の基地局２０がある場合は、見通し判定部１４は、いずれかの基地局２０への見通しが有れば、見通し有りと判定する。見通しの有無の判定方法の具体例については後述する。
　基地局移動制御パラメータ算出部１５は、基地局２０の移動制御のためのパラメータを算出する。算出されるパラメータは、具体的には、基地局２０の位置および方向を示すパラメータである。
　制御装置１０は、算出されたパラメータに基づいて基地局２０を移動制御する。なお、基地局２０は、可動式でなくても良い。その場合、制御装置１０は算出結果を示す情報を出力する。ユーザは、算出された結果に基づいて基地局２０を設置すれば良い。基地局２０が複数ある場合には、これらの制御を組み合わせても良い。例えば、複数の基地局のうち、一部が可動式で一部が固定の基地局であっても良い。
　（無線通信システムの動作例）
　次に、無線通信システム１の動作例について、図面を参照して説明する。遮蔽物検知器３０によって検知されると、制御装置１０は、制御処理を開始する。
　図３は、制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。遮蔽物検知情報取得部１１は遮蔽物を検知した情報（遮蔽物検知情報）を取得する（ステップＳ１０１）。次に、遮蔽物マップ生成部１２は、遮蔽物検知情報に基づいて遮蔽物マップを生成する（ステップＳ１０２）。
　特定端末位置候補算出部１３は、監視カメラ４０（特定端末）の複数の位置候補を算出する（ステップＳ１０３）。そして、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、監視カメラ４０（特定端末）の位置候補を選択する（ステップＳ１０４）。
　続いて、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、基地局の位置および方向のパラメータの組み合わせを選択する（ステップＳ１０５）。具体的には、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、基地局の位置および方向のパラメータとして取り得る値の範囲を示す情報をあらかじめ記憶していて、当該範囲内となる複数の組み合わせから１つを選択する。
　次に、見通し判定部１４は、選択されたパラメータと位置候補に基づいて、基地局２０から監視カメラ４０（特定端末）の位置候補への見通しがあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。見通し判定部１４が見通し無しと判定すると（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０５の処理に戻り、基地局移動制御パラメータ算出部１５が、基地局２０の位置および方向のパラメータの組み合わせとしてすでに選択された組み合わせとは異なる組み合わせを選択する。
　また、見通し判定部１４が見通し有りと判定すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、監視カメラ４０（特定端末）の監視エリア面積Ａｃを算出する（ステップＳ１０７）。なお、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、特定端末が中継器である場合には、中継器のカバーエリアをＡｃとして算出すれば良い。
　続いて、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、基地局２０のカバーエリア品質Ｑｅを算出する（ステップＳ１０８）。制御装置１０は、算出されたＡｃおよびＱｅを記憶する。そして、制御装置１０は、基地局２０の位置および方向のパラメータをすべて選択したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。制御装置１０が、基地局２０の位置および方向のパラメータのいずれかを選択していないと判定すると（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０５の処理に戻り、基地局移動制御パラメータ算出部１５が、基地局２０の位置および方向のパラメータの組み合わせとしてすでに選択された組み合わせとは異なる組み合わせを選択する。
　また、制御装置１０は、基地局２０の位置および方向のパラメータをすべて選択したと判定すると（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、監視カメラ４０（特定端末）の位置候補をすべて選択したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
　制御装置１０が、監視カメラ４０（特定端末）の位置候補のいずれかを選択していないと判定すると（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に戻り、基地局移動制御パラメータ算出部１５が、監視カメラ４０（特定端末）の位置候補としてすでに選択された位置候補とは異なる位置候補を選択する。
　制御装置１０が、監視カメラ４０（特定端末）の位置候補をすべて選択したと判定すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、Ａｃを最大化する監視カメラ４０（特定端末）の位置候補および基地局２０の位置・方向パラメータの組み合わせを選択する（ステップＳ１１１）。さらに、基地局移動制御パラメータ算出部１５は、選択された基地局２０の位置・方向パラメータの組み合わせの中から、Ｑｅを最大化する基地局２０の位置・方向パラメータを選択する（ステップＳ１１２）。
　（特定端末の位置候補の算出方法）
　次に、制御処理のステップＳ１０３における監視カメラ４０（特定端末）の位置候補の算出方法について説明する。
　第一の算出方法は、遮蔽物マップに基づいて、各監視カメラ４０（特定端末）の位置候補から見通すことができる監視対象エリアの要素を判別する方法である。この方法では、特定端末位置候補算出部１３は、見通し内になる監視対象エリアの要素数を最大にする（または全ての監視対象エリアの要素が見通し内になる）ように位置候補を算出する。ここで、見通しの有無の判定に距離制限を設けても良い。
　第一の算出方法によれば、見通し有無の判別により、監視できる要素数を最大にする監視カメラ４０の候補位置をすべて算出することができる。また、見通し条件に距離制限を考慮すると、カメラ解像度等の制約を考慮して、より確実な監視を可能とすることができる。なお、特定端末が中継器の場合は、監視可能な要素数に代えて、中継可能な要素数とすれば良い。
　図４は、特定端末の位置候補の算出方法の一例を説明するための図である。第二の算出方法では、図４に示す三角形１０１－１等のように、特定端末位置候補算出部１３は、監視対象エリアを複数の三角形に分割する。
　そして、特定端末位置候補算出部１３は、結合可能な三角形同士（２頂点を共有する三角形同士、例えば、三角形１０１－１と三角形１０１－２、三角形１０２－１と三角形１０２－２、三角形１０３－１と三角形１０３－２）を結合させる。
　続いて、特定端末位置候補算出部１３は、結合された三角形で覆われたエリアを１台の監視カメラ４０を置く位置候補とする。
　第二の算出方法によれば、より簡易的な算出方法で、各監視カメラ４０（特定端末）の位置候補を算出することができる。
　（見通しの判定方法）
　次に、制御処理のステップＳ１０６における見通しの判定方法について説明する。
　図５は、実施例１に係る見通しの判定方法の一例を説明するための第一の図である。第一の見通し判定方法では、見通し判定部１４は、基地局２０のアンテナ２１の中心位置の点から壁７０または遮蔽物６０に衝突するまでの線分１１０が通る領域１１１を見通し内のエリアとする。
　第一の見通し判定方法によれば、監視カメラ４０（特定端末）の位置に依らず、エリア形状と遮蔽物の位置および形状のみで簡易に見通し内のエリアを算出可能である。
　図６は、実施例１に係る見通しの判定方法の一例を説明するための第二の図である。第二の見通し判定方法では、見通し判定部１４は、基地局２０のアンテナ２１の中心位置の点から、予め定められたグリッド上の各点１２０に対して、フレネルゾーン１２１を算出する。そして、見通し判定部１４は、フレネルゾーン１２１のうち予め定められたＸ％が遮蔽されないポイントを見通し内の位置とし、その周囲のエリアを見通し内のエリアとする。
　第二の見通し判定方法によれば、第一の見通し判定方法と同様に、監視カメラ４０（特定端末）の位置に依らず、エリア形状と遮蔽物の位置および形状のみで簡易に見通し内のエリアを算出可能であり、第一の見通し判定方法よりも実際の通信状態に近い判定結果を得ることができる。
　なお、フレネルゾーンの算出方法の一例は、以下の通りである。送信と受信側の最短距離をｄ（ｍ）、回転楕円体の中央部の半径（フレネル半径）をｒ１（ｍ）、送信側と回転楕円体中央までの距離をｄ１（ｍ）、受信側と回転楕円体中央までの距離をｄ２（ｍ）、フレネル半径部分で反射する反射波と直接波の経路差をｄ３（ｍ）、波長をλ（ｍ）とすると、以下の式によって、ｄ３（ｍ）およびｒ１（ｍ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　および
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　（実施例２）
　以下に図面を参照して、実施例２について説明する。実施例２は、見通しの判定に特定端末の位置情報を使用する点と遮蔽物の検知を特定端末が行う点が、実施例１と相違する。よって、以下の実施例２の説明では、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の機能構成を有するものには、実施例１の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
　（実施例２に係る各装置の機能構成例）
　図７は、実施例２に係る各装置の機能構成例を示す図である。本実施例に係る制御装置１０は、実施例１に係る制御装置１０に端末位置情報取得部１６を追加した構成である。
　端末位置情報取得部１６は、基地局２０から特定端末の位置を示す端末位置情報を取得する。
　基地局２０は、基地局移動機構２１と、無線送受信部２２と、信号復調部２３と、を備える。基地局移動機構２１は、制御装置１０による制御を受けて、基地局を移動させる機構（アクチュエータ）である。
　無線送受信部２２は、監視カメラ４０（特定端末）との間で無線通信の信号を送受信する。具体的には、無線送受信部２２は、端末位置情報および遮蔽物を検知した遮蔽物検知情報を、監視カメラ４０（特定端末）から受信する。
　なお、基地局２０は、端末位置情報を受信する代わりに、カメラ映像等を使用して監視カメラ４０（特定端末）の位置を推定してもよい。
　信号復調部２３は、無線送受信部２２が受信した無線信号を復調する。基地局２０は、復調された信号を制御装置１０に送信する。
　監視カメラ４０（特定端末）は、無線送受信部４１と、位置情報取得部４２と、遮蔽物検知部４３と、を備える。
　無線送受信部４１は、基地局２０との間で無線通信の信号を送受信する。具体的には、無線送受信部４１は、端末位置情報および遮蔽物検知情報を基地局２０に送信する。
　位置情報取得部４２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）またはセンシング等により自己位置を特定することによって、位置情報を取得する。
　遮蔽物検知部４３は、カメラまたはＬｉｄａｒ等によって遮蔽物を検知し、遮蔽物検知情報を取得する。
　（実施例２に係る見通しの判定方法）
　次に、本実施例に係る見通しの判定方法について説明する。
　図８は、実施例２に係る見通しの判定方法の一例を説明するための図である。本実施例に係る見通し判定方法では、見通し判定部１４は、基地局２０のアンテナ２１の中心位置の点から各監視カメラ４０（特定端末）に対して、フレネルゾーン１３０を算出する。そして、見通し判定部１４は、フレネルゾーン１３０のうち予め定められたＸ％が遮蔽されない監視カメラ４０（特定端末）を見通し有りと判定する。
　本実施例に係る見通し判定方法によれば、監視カメラ４０（特定端末）の位置がある程度静的である場合に、エリア形状、遮蔽物の位置および形状、監視カメラ４０（特定端末）の位置を考慮可能である。
　なお、本実施例と同様に、制御処理のステップＳ１０８のカバーエリア品質Ｑｅの算出処理において、端末５０の位置情報を考慮して算出するようにしても良い。具体的には、各端末５０が基地局２０を介して位置情報を送信し、制御装置１０が各端末５０の位置情報を受信する。
　そして、制御装置１０の基地局移動制御パラメータ算出部１５は、カバーエリア品質Ｑｅの算出において、各端末５０の位置情報に基づいて、基地局２０から各端末５０への見通しの有無を判定し、エリア内の要素数を算出する。これによって、各端末５０がある程度静的である場合に、各端末５０の位置に応じたカバーエリア品質Ｑｅを算出することができる。
　（本実施の形態に係るハードウェア構成例）
　制御装置１０は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。なお、この「コンピュータ」は、物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。仮想マシンを使用する場合、ここで説明する「ハードウェア」は仮想的なハードウェアである。
　上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図９は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図９のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。
　当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
　メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。なお、上記コンピュータは、ＣＰＵ１００４の代わりにＧＰＵ（Graphics Processing Unit）またはＴＰＵ（Tensor processing unit）を備えていても良く、ＣＰＵ１００４に加えて、ＧＰＵまたはＴＰＵを備えていても良い。その場合、例えば特殊な演算が必要な処理をＧＰＵまたはＴＰＵが実行し、その他の処理をＣＰＵ１００４が実行する、というように処理を分担して実行しても良い。
　（本実施の形態の効果）
　本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、遮蔽物を検知した情報に基づく遮蔽物マップに基づいて、特定端末の複数の位置候補のそれぞれの基地局からの見通しの有無を判定し、見通しのある基地局の位置・方向と特定端末の位置のうち、特定端末による監視エリア面積と基地局のカバーエリア品質を最大化する組み合わせを決定する。これによって、監視カメラ、中継器等の特定端末の位置と基地局の位置および方向を連動して制御することができ、カバーエリア品質を最大化しつつ、適切な特定端末の位置を決定し、効率的に配置できる。
　（実施の形態のまとめ）
　本明細書には、少なくとも下記の各項に記載した制御装置、制御方法およびプログラムが記載されている。
（第１項）
　基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置であって、
　遮蔽物を検知した情報を取得する遮蔽物検知情報取得部と、
　前記遮蔽物を検知した情報に基づいて、前記特定端末の位置候補を算出する特定端末位置候補算出部と、
　前記特定端末の位置候補ごとに、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する見通し判定部と、
　前記見通しの有無の判定結果に基づいて、前記特定端末の位置を決定し、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する基地局移動制御パラメータ算出部と、を備える、
　制御装置。
（第２項）
　前記特定端末は監視カメラであって、
　前記基地局移動制御パラメータ算出部は、前記監視カメラの監視エリア面積を算出し、算出された前記監視エリア面積を最大化するように、前記特定端末の位置を決定する、
　第１項に記載の制御装置。
（第３項）
　前記基地局移動制御パラメータ算出部は、前記基地局のカバーエリア品質を算出し、算出された前記カバーエリア品質を最大化するように、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する、
　第１項または第２項に記載の制御装置。
（第４項）
　前記見通し判定部は、前記基地局からのフレネルゾーンを算出して、算出されたフレネルゾーンのうち、予め定められた割合の領域が遮断されないポイントを見通し有りと判定する、
　第１項から第３項のいずれか１項に記載の制御装置。
（第５項）
　前記特定端末の位置を示す端末位置情報を取得する端末位置情報取得部をさらに備え、
　前記見通し判定部は、前記端末位置情報に基づいて、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する、
　第１項から第４項のいずれか１項に記載の制御装置。
（第６項）
　算出された前記基地局の位置および方向を示す前記パラメータに基づいて、前記基地局の移動を制御する、
　第１項から第５項のいずれか１項に記載の制御装置。
（第７項）
　基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置が実行する制御方法であって、
　制御方法。
（第８項）
　コンピュータを、第１項から第６項のいずれか１項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。
　以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１　無線通信システム
１０　制御装置
１１　遮蔽物検知情報取得部
１２　遮蔽物マップ生成部
１３　特定端末位置候補算出部
１４　見通し判定部
１５　基地局移動制御パラメータ算出部
１６　端末位置情報取得部
２０　基地局
２１　基地局移動機構
２２　無線送受信部
２３　信号復調部
３０　遮蔽物検知器
４０　監視カメラ
４１　無線送受信部
４２　位置情報取得部
４３　遮蔽物検知部
５０　端末
６０　遮蔽物
７０　壁
１００　特徴点変化量データ
１０００　ドライブ装置
１００１　記録媒体
１００２　補助記憶装置
１００３　メモリ装置
１００４　ＣＰＵ
１００５　インタフェース装置
１００６　表示装置
１００７　入力装置
１００８　出力装置

Claims (8)

  1. 　基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置であって、
    　遮蔽物を検知した情報を取得する遮蔽物検知情報取得部と、
    　前記遮蔽物を検知した情報に基づいて、前記特定端末の位置候補を算出する特定端末位置候補算出部と、
    　前記特定端末の位置候補ごとに、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する見通し判定部と、
    　前記見通しの有無の判定結果に基づいて、前記特定端末の位置を決定し、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する基地局移動制御パラメータ算出部と、を備える、
    　制御装置。
  2. 　前記特定端末は監視カメラであって、
    　前記基地局移動制御パラメータ算出部は、前記監視カメラの監視エリア面積を算出し、算出された前記監視エリア面積を最大化するように、前記特定端末の位置を決定する、
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記基地局移動制御パラメータ算出部は、前記基地局のカバーエリア品質を算出し、算出された前記カバーエリア品質を最大化するように、前記基地局の位置および方向を示すパラメータを算出する、
    　請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 　前記見通し判定部は、前記基地局からのフレネルゾーンを算出して、算出されたフレネルゾーンのうち、予め定められた割合の領域が遮断されないポイントを見通し有りと判定する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 　前記特定端末の位置を示す端末位置情報を取得する端末位置情報取得部をさらに備え、
    　前記見通し判定部は、前記端末位置情報に基づいて、前記基地局からの前記特定端末の見通しの有無を判定する、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 　算出された前記基地局の位置および方向を示す前記パラメータに基づいて、前記基地局の移動を制御する、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 　基地局の位置および方向と、前記基地局と無線通信する特定端末の位置とを連動して制御するための制御装置が実行する制御方法であって、
    　制御方法。
  8. 　コンピュータを、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。
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