JP2022073125A - 制御装置、制御システム、方法及びプログラム - Google Patents

制御装置、制御システム、方法及びプログラム Download PDF

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綾子 松尾
Ayako Matsuo
浩平 鬼塚
Kohei Onizuka
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Abstract

【課題】制御対象装置の操作による損害を低減することができる制御装置、制御システム、方法、及びプログラムを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、制御装置は、無線通信を介して制御対象装置の少なくとも一部の操作を指令する。制御装置は、処理部を備える。処理部は、制御装置と制御対象装置との間の無線通信の通信品質情報を取得し、操作によって生じ得るリスクの程度を示す第1情報を取得し、通信品質情報と第1情報に基づいて、操作を示す制御信号を生成する。【選択図】図11

Description

本発明の実施形態は、制御装置、制御システム、方法及びプログラムに関する。
無線通信を介して制御対象装置の操作を指令する制御装置がある。制御対象装置の例は、Automated(又はAutomatic) Guided Vehicle(以下、AGVと称する)、Autonomous Mobile Robot(以下、AMRと称する)、ロボット、ドローン等である。
無線通信を介して制御装置から制御対象装置に制御信号を伝送する際、制御信号が正しく伝送できない場合がある。制御対象装置の操作が正常に行われないと、制御対象装置自身、制御対象装置が搬送する荷物、制御対象装置の周辺、又は他の制御対象装置に損害が生じるリスクが増加する可能性がある。
特開2019-22089号公報 特開2016-175145号公報 特表2007-509638号公報
本発明の目的は、制御対象装置の操作によって生じるリスクを低減することができる制御装置、制御システム、方法、及びプログラムを提供することである。
実施形態によれば、制御装置は、無線通信を介して制御対象装置の少なくとも一部の操作を指令する。制御装置は、処理部を備える。処理部は、制御装置と制御対象装置との間の無線通信の通信品質情報を取得し、操作によって生じ得るリスクの程度を示す第1情報を取得し、通信品質情報と第1情報に基づいて、操作を示す制御信号を生成する。
第1実施形態における制御システム300の一例の概念図。 第1実施形態における制御装置100の一例の構成図。 第1実施形態における制御対象装置150の一例の構成図。 制御対象装置150の制御計画を説明する図。 リスク評価値記憶部114が記憶する情報の一例を示す図。 リスク評価値記憶部114が記憶する情報の一例を示す図。 制御システム300の一例としての荷物搬送システムの一例を示す図。 制御対象装置150が通信品質を測定する動作の一例を示すフローチャート。 通信品質取得部112が取得した通信品質情報の一例を示す図。 制御装置100が通信品質を測定する動作の一例を示すフローチャート。 通信品質記憶部120が記憶した通信品質情報の一例を示す図。 制御信号生成部116における第1の動作例のフローチャート。 リスク評価値と通信品質と第1、第2の制御信号との関係例を示す図。 リスク評価値と通信品質と第1、第2の制御信号との他の関係例を示す図。 制御信号生成部116の第2の動作例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第2の動作例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第2の動作の具体例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第2の動作の具体例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第2の動作の具体例で生成された制御信号の例を示す図。 制御信号生成部116の第3の動作例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第3の動作の具体例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第3の動作の具体例を示すフローチャート。 制御信号生成部116の第4の動作例におけるリスク評価値記憶部114が記憶する情報の一例を示す図。 一変形例におけるリスク評価値と通信品質と第1、第2の制御信号との関係例を示す図。 他の変形例におけるリスク評価値と通信品質と第1、第2の制御信号との関係例を示す図。
以下、発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態における制御システム300の概念の一例を表している。制御システム300は、制御装置100と制御対象装置150を含む。制御対象装置150は、例えばAGV、AMR、ロボット、ドローン、ロボットアーム等、あるいはこれらの装置に含まれるモータである。AMRとAGVは無人搬送車とも称する。図1は一つの制御対象装置150を示すが、制御システム300は、複数の制御対象装置150を含んでもよい。すなわち、制御システム300は、少なくとも一つの制御対象装置150を含む。
制御装置100は、無線通信を介して、制御対象装置150の少なくとも一部の操作を制御する。制御対象装置150が複数の部位を含む場合、制御対象装置150の少なくとも一部とは、少なくとも1つの部位である。制御対象装置150がAGV、AMR、ロボット、ドローン等の場合、制御装置100は、少なくともそれらのモータや操舵部の操作を制御する。制御装置100は、操作を指令する制御信号を制御対象装置150へ送信する。制御対象装置150は、受信した制御信号に従って、少なくとも一部の位置を変化させるように駆動する。例えば、制御対象装置150は、制御対象装置150の全体の位置を変化させる。あるいは、制御対象装置150に含まれる部位の一部の部位の位置を変化させてもよい。
一部の部位は、例えばロボットやロボットアームにおける一部の関節等である。位置は二次元空間内の位置でもよいし、三次元空間内の位置でもよい。なお、位置変化は、見かけ上の位置が変化しない変化も含む。例えば、制御対象装置150は、同じ位置にて回転や姿勢を変化可能な部位や、圧力、光もしくは音などを生成可能な部位を制御してもよい。
制御装置100の制御対象装置150への操作の指令は、一定間隔の時刻ごとに制御対象装置150の少なくとも一部の操作に関する、物理量の目標値や所定の行為を行うか否かなどを指令することで行われる。制御対象装置150の操作とは、制御対象装置150の少なくとも一部の位置の変化や、所定の行為の実行の少なくとも一方を表す。目標値は、指令する時刻における目標値でもよいし、将来の或る時刻における目標値でもよい。同様に、所定の行為についても、指令する時刻に行う行為でもよいし、将来の或る時刻に行う予定の行為でもよい。以降、或る操作を実現するために、所定の期間における時刻ごとの物理量の目標値及び所定の行為の有無の少なくとも一方を指令する情報を、制御計画とも称する。物理量とは、例えば、制御対象装置150の操作に関連する位置、速度、加速度などを表す。この制御計画を示す制御信号が制御対象装置150に送信される。
目標値は、位置、速度、加速度のうち少なくとも1つを含む。なお、この位置、速度、加速度は三次元空間における値だけでなく、回転における位置、速度、加速度をも含むものとする。例えば、位置は角度、回転角、回転数を含むものとし、速度は回転速度、角速度を含むものとし、加速度は回転加速度を含むものとする。角度及び回転角は制御対象装置150の向きを表現することもある。制御対象装置150は制御信号を受信し、制御信号が示す制御計画の内容を実現するように操作を実行する。
制御計画のいくつかの例を説明する。制御対象装置150の全体の位置を変化させる場合、制御計画は、時刻ごとの制御対象装置150の位置(座標)の目標値を含む。例えば、時刻tにおけるx座標、y座標、z座標を(t,x,y,z)と表すとすると、時刻t1~t5における制御計画は、(t1,x1,y1,z1)、(t2,x2,y2,z2)、(t3,x3,y3,z3)、(t4,x4,y4,z4)、(t5,x5,y5,z5)のように表される。
制御対象装置150がロボットやロボットアームなどの場合、制御対象装置150の一部の部位(例えば関節)の位置を変化させることも考えられる。この場合、制御計画は、時刻ごとの制御対象装置150の位置(角度)の目標値を含む。制御計画は、制御対象装置150の複数の部位におけるそれぞれの位置の変化に関する目標値を含む場合もある。例えば、時刻tにおける第1関節の角度θ、第2関節の角度φ、第3関節の角度ωを(t,θ,φ,ω)と表すとすると、時刻t1~t5における制御計画は、(t1,θ1,φ1,ω1)、(t2,θ2,φ1,ω1)、(t3,のθ2,φ2,ω1)、(t4,θ2,φ2,ω3)、(t5,θ3,φ3,ω3)のように表される。
制御対象装置150は、所定の時刻において所定の行為を行う場合がある。所定の行為として例えば、制御対象装置150は所定の時刻において光、音、モニタなどへの表示による通知(警報)や、把持行為(把持操作)などを行う場合がある。この場合、時刻ごとにこの所定の行為を行うか否かを制御計画に含めてもよい。例えば、時刻tにおける所定の行為の有無を(t,有)又は(t,無)と表すとする。一例として、先に説明した時刻ごとの制御対象装置150の位置(角度)を設定する場合、制御計画は、(t1,θ1,φ1,ω1,無)、(t2,θ2,φ1,ω1,無)、(t3,θ2,φ2,ω1,有)、(t4,θ2,φ2,ω3,無)、(t5,θ3,φ3,ω3,無)のように表される。
制御システム300が複数の制御対象装置150を含む場合、制御装置100は、複数の無線リソースを用いて複数の制御装置を制御対象装置150にそれぞれ送信する。複数の無線リソースは、それぞれ少なくとも時間、周波数、空間、符号のいずれかが異なる。すなわち、制御装置100は制御信号を少なくとも時間分割、周波数分割、空間分割、符号分割のいずれかを用いて送信する。空間分割とは、制御信号の送信に用いるアンテナが異なる、又は同じアンテナでも制御信号の送信におけるビームが異なることであり、例えば、MIMOを用いて送信する場合を想定する。
制御装置100及び制御対象装置150の間の無線通信には、任意の無線通信規格を適用可能である。適用可能な無線通信規格は、例えば無線LAN、3G、4G、LTE、5G、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)などがある。本実施形態では一例として、制御装置100及び制御対象装置150の間の無線通信に5Gの無線通信規格が適用された場合を説明する。
制御装置100の一構成図を図2に表す。制御対象装置150の一構成図を図3に示す。制御装置100は、処理部102、無線伝送部104、及び少なくとも一つのアンテナ106を備える。処理部102は、通信品質取得部112、リスク評価値記憶部114、制御信号生成部116、無線伝送制御部118、通信品質記憶部120、及び通信品質推定部122を含む。無線伝送部104は、通信品質測定部124を含む。図2の各部の間の接続は、有線による接続でも、無線による接続でもよい。
制御対象装置150は、アンテナ152、無線伝送部154、制御部156、駆動部158、計測部166、信号生成部168を含む。無線伝送部154は、通信品質測定部162を含む。制御対象装置150は、制御装置100からの制御信号を受けて操作する装置であって、例えば、車輪により移動するロボットや、複数の脚により歩行するロボットなどであり、ロボットアームや先端可動式の内視鏡などを含む。制御対象装置150は他にも、車両、台車、飛行可能な物体(有人飛行機、ドローン等の無人飛行機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)、などが含まれる。
制御装置100では、制御信号生成部116は、制御対象装置150の少なくとも一部の操作に応じた制御計画を決定し、制御計画を示す制御信号を生成する。また、制御信号生成部116は、通信品質取得部112から送られた通信品質情報とリスク評価値記憶部114から読み出したリスク評価値情報を参照して制御計画を変更し、変更後の制御計画を示す制御信号を生成することもある。制御信号生成部116は、生成した制御信号を無線伝送制御部118へ送る。無線伝送制御部118は、制御信号生成部116から送られた制御信号を無線伝送に適したパケット信号とし、パケット信号を無線伝送部104に送る。無線伝送部140は、パケット信号を変調し、変調後のパケット信号を無線周波数のパケット信号にアップコンバートし、無線周波数の制御信号パケットをアンテナ106を介して制御対象装置150に送信する。
制御システム300が複数(例えば、二つ)の制御対象装置150を含む場合、無線伝送部104は、アンテナ106を介して第1の制御対象装置150への制御信号を示すパケット信号を第1無線リソースで第1の制御対象装置150に送信し、第2の制御対象装置150への制御信号を示すパケット信号を第2無線リソースで第2の制御対象装置150に送信する。第1無線リソース及び第2無線リソースは、1つの無線通信規格の中に論理的に構成されたネットワークスライスである。例えば制御信号及び部分制御信号の伝送にLTE、4G、5Gなどのセルラネットワークを用いる場合、第1無線リソース及び第2無線リソースは、少なくともMACレイヤとPHYレイヤの一方又はその両方にて分離したネットワークスライスである。このようなネットワークスライスを用いることで、時間、周波数、空間の少なくともいずれかが異なる無線リソースとすることができる。
制御対象装置150では、無線伝送部154は、アンテナ152を介して制御信号パケットを受信し、無線周波数の制御信号パケットをダウンコンバートし、復調し、復調後の制御信号を制御部156へ送る。制御部156は、制御信号に示される時刻ごとの制御対象装置150の操作を実現するように、駆動部158を駆動する。
駆動部158は、制御対象装置150に搭載された駆動デバイスである。駆動部158は例えば、モータ、車輪(操舵機構を含む)、エンジン、プロペラなどである。本実施形態では一例として、モータや車輪として説明する。駆動部158は、制御部156の指令によって駆動し、制御対象装置150の少なくとも一部を駆動させる。例えば、制御部156によって駆動部158のモータの回転数や車輪の向きなどが指令された場合、駆動部158は、指令された回転値及び向きで駆動する。駆動部158の駆動により、制御対象装置150の少なくとも一部の位置の変化が実現される。
制御対象装置150は、制御信号が示す操作を実行し、少なくとも一部の位置を変化させる装置である。計測部166は、所定の時間ごとに、少なくとも一部の操作に伴う制御対象装置150の物理量を計測する。信号生成部168は、計測部166が計測した物理量を物理量情報として含む物理量信号を生成し、所定の時間ごとに無線伝送部154に送る。無線伝送部154は、制御対象装置150の動作と並行して、物理量信号を制御装置100に送信する。物理量信号は、制御対象装置150の少なくとも一部の位置、速度、加速度や制御対象装置150の向き(進行方向)等の物理量や、所定の行為の実行結果の少なくとも一方を含む。計測部166は、制御対象装置150の物理量を計測できる任意の装置を適用可能であるが、例えば回転における位置を計測するエンコーダ、制御対象装置150の二次元、三次元位置を取得するGNSS(Global Navigation Satellite System)受信機、速度を計測する速度計などである。
図4は、本実施形態の一例として、制御対象装置150の制御計画を説明する図である。制御信号生成部116は、ある操作に関する一定時間(例えば1秒)ごとの物理量の目標値及び所定の行為の有無の少なくとも一方を指令する制御計画を決定し、制御計画を示す制御信号を生成する。ここでは、制御対象装置150が破線で表された十字路を右折する操作に関する制御信号を生成する場合を説明する。十字路以外には何らかの物体(壁など)が存在するとする。
制御信号生成部116は、時刻と、その時刻における制御対象装置150の目標位置(座標)及び方向転換に伴う通知(例えば、制御対象装置150に備えられたランプ170の点滅)の有無を含む制御計画を決定する。一定時間間隔の時刻tA、tB,tC,tD、tE,tFごとの制御計画を制御計画A,B,C,D,E,Fとする。制御計画Aは(tA,xA,yA,通知無)と表される。制御計画Bは(tB,xB,yB,通知有)と表される。制御計画Cは(tC,xC,yC,通知有)と表される。制御計画Dは(tD,xD,yD,通知有)と表される。制御計画Eは(tE,xE,yE,通知有)と表される。制御計画Fは(tF,xF,yF,通知無)と表される。
制御信号生成部116は、時刻tAより以前の時刻t0で、制御計画Aを示す(すなわち、時刻tAに地点(xA,yA)に位置するように移動し、その地点でランプを点滅しないことを指令する)制御信号を生成する。制御信号は、制御対象装置150を、時刻t0の制御対象装置150の位置(x0,y0)と目標位置(xA,yA)との差に応じた速度で、差に応じた向きに移動させる指令を含む。時刻t0とtAの間隔は、時刻tA、tB,tC,tD、tE,tF間の一定時間である。以下、同様に、制御信号生成部116は、時刻tA,tB,tC,tD,tEで制御計画B~Fを示す制御信号を生成する。
なお、制御信号生成部116は、制御対象装置150からの物理量信号に基づいて制御計画を微調整してもよい。例えば、制御信号に含まれる時刻までに制御対象装置150が目標位置まで到達していない場合、各制御計画の目標位置の調整や、制御計画を生成する時刻の増加(すなわち、微細な操作を行う)をしてもよい。
制御計画A,B,Fは制御対象装置150を直進させる操作、制御計画C、D、Eは制御対象装置150を右折させる操作を含む。右折させる操作においては、制御対象装置150が制御信号に応じることができず、右折しきれず、壁に衝突する可能性がある。壁に衝突すると、制御対象装置150の破損や壁の破損が考えられる。一方、直進させる操作においては、制御対象装置150が制御信号に応じることができなくても壁に衝突する可能性は低い。このように、操作の種類によって、操作が正常になされなかった場合の影響が異なる。
このため、実施形態では、制御信号生成装置160が制御信号を生成する際、制御対象装置150の少なくとも一部の操作がなされなかった場合の影響を考慮して制御計画を決定する。以下の説明では、この影響をリスクと称する。リスクの一例は、周辺への衝突、他装置との衝突、移動させている荷物破損、目標とする時刻に所定の作業を終了できない、停止して制御不能となる、等がある。
リスクの程度は、制御対象装置150が、制御計画に示す時刻ごとの目標位置まで到達しなかった場合、及び/又は所定の行為が達成されなかった場合における、制御対象装置150への影響、又は制御対象装置150の周辺への影響の程度を表す。例えば、リスクの程度は、制御対象装置150自身が破損する可能性の大きさ、制御対象装置150が周辺のものや他の装置等に接触する可能性の大きさ、又は接触により周辺のものを破損させる可能性の大きさを示す。これらの可能性の大きさは、制御対象装置150の移動速度や、制御対象装置150が存在する空間の特性(狭い又は広い)、制御対象装置150と他の装置や周辺の位置関係などに応じて定められる。
リスク(又は影響)の程度は、制御対象装置150の周辺、他の制御対象装置150、制御対象装置150自身、又は制御対象装置150が搬送する荷物等に与える損害の金額により表されうる。損害金額が高い程、リスクの程度が大きい又は高いとする。
例えば、AGVが高価な商品を搬送する操作によって生じるリスクは高額であり、安価な商品を搬送する操作によって生じるリスクは低額である。また、AGVが移動方向を変えつつ高速で移動する操作は、AGVが人に接触することにより人が怪我をする可能性とAGVが横転することにより商品又はAGV自身が破損する可能性が高く、その操作によって生じるリスクは高額である。反対に、AGVが低速で直進する操作は、AGVが人に接触する可能性とAGVが横転する可能性が低く、その操作によって生じるリスクは低額である。操作によって生じるリスクの損害金額を表す情報をリスク情報と称する。
図4に示す制御計画の例では、右折操作によって生じるリスクは高額であり、直進操作によって生じるリスクは低額である。
上記の損害金額は、1回の操作が正常になされない場合の金額である。或る期間において複数回の操作が正常になされない場合のトータルの損害金額は、リスクの発生頻度、すなわち発生確率にも依存する。1回の操作によって生じるリスクの損害金額は高いが、発生確率が低いリスクについての或る期間のトータルの損害金額は、1回の操作によって生じる損害金額は低いが、発生確率が高いリスクについての或る期間のトータルの損害金額より低いかもしれない。このため、発生確率を考慮してリスクに関する情報を定義してもよい。リスク情報に発生確率を掛けたものをリスク評価値と称する。
リスク評価値記憶部114は、リスクの種類ごとにリスク情報と発生確率を記憶する。発生確率もリスクに応じて定められる。リスク評価値記憶部114は、リスクの種類ごとにリスク情報と発生確率を記憶する代わりに、リスクの種類ごとにリスク評価値を記憶してもよい。さらに、リスク評価値記憶部114は、リスクの種類ごとにリスク情報のみを記憶してもよい。すなわち、リスク情報をリスク評価値としてもよい。例えば、リスク情報の値が非常に大きいリスク(例えば、損害金額が数億円)は、発生確率は低くても、1回でもそのよう生じると、影響が非常に大きい。
制御信号生成部116は、リスク評価値を参照して、制御計画を変更する/しないを決定する。
図5A、図5Bは、リスク評価値記憶部114が記憶する情報の一例を示す。図5A、図5Bは物流倉庫内の荷物搬送作業を行うAGVとロボットアーム(又はロボット)の操作に関するリスク評価値を示す。
操作種類としては、荷物の積み込み場所でロボット又はロボットアームが荷物をAGVに積む「荷積み」操作、荷物の荷下ろし場所でロボット又はロボットアームが荷物をAGVから下ろす「荷下ろし」操作、A地点からB地点までの広い通路を通ってAGVが荷物を搬送する操作、A地点からB地点までの狭い通路を通ってAGVが荷物を搬送する操作、AGVが倉庫内を巡回し、A地点、B地点、C地点で一時停止する操作、AGVが2m直進する操作、AGVが右に曲がる右折操作、AGVが3m直進して停止する操作、AGVが物陰を通過する操作、ロボットアームが荷物を把持する操作、AGVが他のAGVと連携して荷物を搬送する操作、AGVが充電ステーションに向かう操作、AGV又はロボットの少なくとも一部が回転する操作等がある。
「荷積み」、「荷下ろし」はロボット又はロボットアームが行うのではなく、作業員が行ってもよい。その場合、AGVは、荷物が置かれるテーブル又はコンテナを備え、「荷積み」、「荷下ろし」に伴いテーブル又はコンテナが上下動してもよい。
ロボット又はロボットアームは荷物の積み込み場所と荷物の荷下ろし場所に固定されているとする。しかし、ロボット又はロボットアームはAGVのように移動自在であり、AGVとともに荷物の積み込み場所と荷物の荷下ろし場所まで移動してもよい。
リスクの種類としては、制御対象装置150が周辺に衝突するリスク、制御対象装置150が他の制御対象装置150に衝突するリスク、搬送する荷物が破損するリスク、制御対象装置150が横転するリスク、指令された操作を完了できないリスク、制御対象装置150が制御不能となり孤立するリスク等がある。
リスク評価値記憶部114は、操作種類とリスク種類ごとのリスク情報と発生確率を記憶する。N/Aは、リスクが発生しないか、発生確率が所定の確率より低いことを示す。ロボット又はロボットアームは荷物の積み込み場所と荷物の荷下ろし場所に固定され、移動しないとされているので、荷積み操作と荷下ろし操作は衝突リスクと横転リスクは発生しない。
リスク評価値記憶部114は、例えば、RAM(Random Access Memory)、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、EEPROM(Electrically EPROM)、フラッシュメモリ、レジスタ等のメモリを含む。なお、リスク評価値記憶部114は、処理部102の内部に限らず、処理部102又は制御装置100の外部に設けられるようにしてもよい。リスク評価値記憶部114が処理部102又は制御装置100の外部に設けられる場合、リスク評価値記憶部114は、インターネットを経由して情報を保持するクラウドでもよい。
次に、通信品質とリスクの関係を説明する。図6は制御システム300の一例としての物流倉庫内の荷物搬送システムの一例を示す。倉庫202内に制御装置100と制御対象装置としてのAGV150が配置される。制御装置100は、AGV150を荷積みエリア206から荷下ろしエリア208へ移動させる。AGV150は時間の経過とともに位置150-1から位置150-5へ移動する。倉庫202内に壁204があると、制御装置100から見て壁204の後ろ側(斜線領域)は制御装置100からの電波が届きにくく、通信品質は低い(又は悪い)エリアである。そのため、AGV150は、位置150-3から位置150-4までの移動中は、制御信号を受信しづらく、制御装置100が指令する操作を実行できない可能性がある。
このように、制御装置100と制御対象装置150との間の無線通信の通信品質も制御対象装置150の少なくとも一部の操作に影響を与える。
制御信号生成部116は、リスク評価値に加えて、通信品質も参照して、制御計画を変更する/しないを決定する。
通信品質は、制御装置100で測定してもよいし、制御対象装置150で測定してもよい。
通信品質の例は、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比、通信距離、パケット誤り率、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値、通信切断確率等がある。通信品質は、これらの値を用いて算出される値であってもよい。
先ず、制御対象装置150が通信品質を測定する例を説明する。制御信号パケットは、制御装置100から制御対象装置150に対して伝送されるものであり、これを受信した際の通信品質は操作に影響を与える通信品質を表したものであるといえる。
制御対象装置150の通信品質測定部162は、例えば受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比、パケット誤り率、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値、通信距離等の通信品質を、無線受信した際の受信特性から算出可能である。通信品質は、これらの測定値を用いて算出される値を含んでもよい。
無線伝送部154は、通信品質測定部162が測定した通信品質を示す通信品質情報をアンテナ152を介して制御装置100へ送信する。
図7は、制御対象装置150が通信品質を測定する動作のフローチャートである。図7を用いて、制御対象装置150の通信品質測定動作を説明する。
無線伝送部154は、制御装置100から送信された制御信号を受信する(ステップS122)。
通信品質測定部162は、信号電力、ノイズ電力、干渉電力を測定し、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比を求め、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比を通信品質情報として制御装置100へ送信する(ステップS124)。
通信品質測定部162は、パケット誤り率、通信切断確率を測定し、測定結果を通信品質情報として制御装置100へ送信する(ステップS126)。
通信品質測定部162は、通信遅延時間を測定し、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値を求め、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値を通信品質情報として制御装置100へ送信する(ステップS128)。
通信品質測定部162は、通信距離を測定し、通信距離を通信品質情報として制御装置100へ送信する(ステップS132)。
通信品質は制御対象装置150の移動等に基づき変化するので、通信品質測定部162は、一定時間間隔、例えば1秒間隔で通信品質を測定し、測定した通信品質情報を制御装置100へ送信する。ステップS124、S126、S128、S132で測定された通信品質、及び送信された通信品質情報の少なくとも一部は省略されてもよい。また、ステップS124、S126、S128、S132の順序は一部入れ替え等がなされてもよい。
制御装置100では、無線伝送部104は、アンテナ106を介して通信品質情報を受信し、通信品質情報を通信品質取得部112と通信品質記憶部120に送る。
通信品質取得部112は、無線伝送部104から送られた通信品質情報を取得し、取得した通信品質情報を制御信号生成部116に送る。なお、通信品質取得部112は、通信品質情報を取得すると、過去に取得した通信品質情報を破棄し、最新の通信品質情報を制御信号生成部116に送ってもよい。
図8は、通信品質取得部112が取得した通信品質情報の一例を示す。制御対象装置150が複数ある場合は、制御対象装置150ごとの通信品質情報が取得される。
制御信号生成部116が制御計画を変更し、制御信号を生成する際、通信品質情報として、制御対象装置150側で測定され、制御装置100に通知された通信品質情報を参照することにより、より精度の高い通信品質を参照することができ、操作によるリスクを低減しながら制御をより効率的に行うことが可能となる。
次に、制御装置100が通信品質を測定する例を説明する。一般的に二つの装置間で無線通信を行う場合、一方向の通信品質と逆方向の通信品質との間には相関があることが知られている。特に、時分割多重方式を用いる無線通信においてはこの相関が特に高いことが知られている。これらのことから、無線伝送部104が通信品質測定部124が測定した通信品質情報は、制御対象装置150から制御装置100へ送信され、無線伝送部104で受信される通信品質情報に相当する情報といえる。
通信品質測定部124は、制御対象装置150から送信される物理量信号を受信し、受信信号に基づいて制御装置100と制御対象装置150との間の通信品質を測定する。通信品質測定部124は、測定した通信品質を表す通信品質情報を通信品質取得部112と通信品質記憶部120に送る。
図9は、制御装置100が通信品質を測定する動作のフローチャートである。図9を用いて、制御装置100の通信品質測定動作を説明する。
無線伝送部154は、制御対象装置150から送信された物理量信号を受信する(ステップS142)。
通信品質測定部124は、信号電力、ノイズ電力、干渉電力を測定し、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比を求め、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比を通信品質情報として処理部102へ送る(ステップS144)。
通信品質測定部124は、パケット誤り率、通信切断確率を測定し、測定結果を通信品質情報として処理部102へ送る(ステップS146)。
通信品質測定部124は、通信遅延時間を測定し、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値を求め、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値を通信品質情報として処理部102へ送る(ステップS148)。
通信品質測定部124は、通信距離を測定し、通信距離を通信品質情報として処理部102へ送る(ステップS152)。
通信品質取得部112は、無線伝送部104から送られた通信品質情報を取得し、取得した通信品質情報を制御信号生成部116に送る。
通信品質は制御対象装置150の移動等に基づき変化するので、通信品質測定部124は、一定時間間隔、例えば1秒間隔で通信品質を測定し、測定した通信品質情報を処理部102へ送る。ステップS144、S146、S148、S152で測定通信品質、及び送信された通信品質情報の少なくとも一部は省略されてもよい。また、ステップS144、S146、S148、S152の順序は一部入れ替え等がなされてもよい。
なお、通信品質の測定精度も通信品質の影響を受ける。例えば、通信品質が悪い場合は、通信品質の測定精度も悪いことが予想される。例えば、複数回測定して平均値を求める、又は測定時間を長くするように測定方法を変更すると、測定精度が向上する可能性がある。そのため、通信品質が悪い場合、測定精度を向上できる測定方法に変えて測定してもよい。
制御信号生成部116は、通信品質情報とリスク評価値情報とに基づいて、必要な場合は、制御計画を変更し、制御計画を示す制御信号を生成する。
制御信号生成部116が制御信号を生成する際、通信品質情報として、通信品質測定部124が測定した通信品質情報を参照することにより、制御対象装置150に対して通信品質を測定させたり、それを通知させたりするのに必要な制御を省略でき、制御を簡略化できるという効果が得られる。また、処理部102に対して制御対象装置150よりもより近い接続関係にある無線伝送部104が通信品質測定部124を備えることで、処理部102は、より早く通信品質を取得できることとなり、より最新の通信品質を参照することができることから、通信品質の変化がより速い状況において、その変動に追従しやすくなるという効果も得られる。
制御システム300は、通信品質測定部としては、通信品質測定部124と通信品質測定部162のいずれか一方を備えていればよいし、両者を備えてもよい。両測定部124、162を備え、両者で連携して測定してもよい。両者で連携して測定することで、一方だけで測定するよりも高い精度で通信品質を測定することができる。例えば、通信切断確率は、現時点での通信品質に加えて、通信する双方で通信品質を向上するためにできる調整を考慮したうえで算出することにより、より高い精度で算出することが可能となる。
処理部102は、通信品質推定部122も備える。通信品質推定部122は、通信品質記憶部120の記憶情報に基づいて通信品質を推定する。
図10は、通信品質記憶部120が記憶した通信品質情報の一例を示す。制御システム300が複数の制御対象装置150を含む場合、通信品質記憶部120は、制御対象装置150ごとの過去の所定時間に測定された通信品質情報を記憶する。通信品質記憶部120は、通信品質情報に時刻、位置、及び向きを関連付けて記憶する。時刻t1、t2、t3、…は、通信品質の測定時刻である。
位置と向きは、制御対象装置150から送信される物理量信号により求められる。物理量信号は、制御対象装置150の特定の部位の位置の座標(緯度、経度)を示す。通信品質記憶部120は、通信品質情報にアンテナ152の位置と、アンテナ152の主ローブの向きを関連付ける。アンテナ152の位置と、物理量信号により位置が示される特定の部位との関係は既知であるので、特定の部位の座標からアンテナ153の位置の座標が求められる。位置は緯度、経度で表してもよいが、図10の例では、緯度、経度は制御対象装置150の移動範囲のローカルなxy空間内の(x,y)座標に変換されている。
物理量信号は、制御対象装置150の向き(東西南北の方角)を示す。通信品質記憶部120は、通信品質情報にアンテナ152の向きを関連付ける。アンテナ152は指向性アンテナにより構成されても、無指向性アンテナにより構成されてもよい。無指向性アンテナにより構成される場合でも、アンテナ152は主ローブを有する。アンテナ152は、主ローブの向きが制御対象装置150の進行方向と一致するように、制御対象装置150に配置されている場合もあるし、制御対象装置150の任意の方向に向いて制御対象装置150に配置されている場合もある。アンテナ152の主ローブの向きと、物理量信号により示される測定対象装置150の向きとの関係は既知であるので、測定対象装置150の向きからアンテナ153の主ローブの向きが求められる。向きは、東西南北の方角で表してもよいが、図10の例では、制御対象装置150の移動範囲のローカルなxy空間内のx軸を0度とし、y軸を90度とした0度~360度の角度に変換されている。
速度、加速度は、物理量信号に含まれていてもよいが、速度は、制御対象装置150の位置の変化量とその変化に要する時間とから演算により求めてもよく、加速度は、速度の変化から演算により求めてもよい。
なお、通信品質情報に位置、及び向きを関連付けることは必須ではなく、通信品質記憶部120は、通信品質情報に時刻のみを関連付けて記憶してもよい。
通信品質記憶部120は、例えば、RAM(Random Access Memory)、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、EEPROM(Electrically EPROM)、フラッシュメモリ、レジスタ等のメモリを含む。なお、通信品質記憶部120は、処理部102の内部に限らず、処理部102又は制御装置100の外部に設けられるようにしてもよい。通信品質記憶部120が処理部102又は制御装置100の外部に設けられる場合、通信品質記憶部120は、インターネットを経由して情報を保持するクラウドでもよい。
制御信号生成部116が制御信号を生成する際に参照する通信品質は、生成された制御信号に対しては過去の通信品質になる。通信品質推定部122は、通信品質記憶部120から読み出した過去の通信品質情報の変化と制御信号生成部116からの信号に基づいて現在又は未来の通信品質を推定することができる。例えば、通信品質が時間経過とともに低下(又は悪化)している場合、通信品質推定部122は、現在又は未来の通信品質を直近の通信品質と同等かそれより低い(又は悪い)と推定する。
通信品質推定部122により推定された通信品質を示す通信品質情報は、通信品質取得部112に送られる。通信品質取得部112は、通信品質推定部122から送られた通信品質情報又は無線伝送部104から送られた通信品質情報のいずれかを取得し、取得した通信品質情報を制御信号生成部に116に送る。
通信品質記憶部120と通信品質推定部122は省略可能である。
通信品質推定部122の推定方法の他の二例を説明する。
図10に示すように、通信品質記憶部120は、通信品質を制御対象装置150(のアンテナ152)の位置や向きなどの座標情報と関連付けて記憶している。そのため、通信品質推定部122は、現在又は将来の制御対象装置150の座標情報と一致する、あるいは最も近い座標情報と関連付けられている通信品質を現在又は将来の通信品質として推定してもよい。例えば、例えばあるエリアの座標と関連付けて記憶された通信品質が低い場合、通信品質推定部122はそのエリア(あるいはその近傍まで)に位置する制御対象装置150の通信品質も同様に低いと推定する。
さらに、無線通信の通信品質は、一般に、通信路中に壁等の電波を遮蔽する物体の位置が存在すると低下する。そのため、通信品質推定部122は、通信路中の物体等の位置を知ることができる地理的情報と現在又は将来の制御対象装置150の座標情報とを用いて、現在又は将来の制御対象装置150の通信品質を推定することもできる。
以上、制御装置100と制御対象装置150の構成を説明した。
制御装置100では、処理部102の少なくとも一部は、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路で実装されるようにしてもよい。また、処理部102は、制御装置と演算装置を含む1つ以上の電子回路であってもよい。
制御対象装置150でも、制御部156、駆動部158、計測部166、信号生成部168の少なくとも一部は、IC、LSIなどの集積回路で実装されるようにしてもよい。制御部156及び/又は信号生成部168は、制御装置と演算装置を含む1つ以上の電子回路であってもよい。
電子回路は、アナログ又はディジタル回路等で実現される。例えば、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC、FPGA、及びその組合せが可能である。
次に、制御信号生成部116の動作例を説明する。
図11は、制御信号生成部116における第1の動作例のフローチャートである。図11を用いて、制御信号生成部116が或る操作を指令する制御信号を生成する第1の処理を説明する。
制御信号生成部116は、制御対象装置150に実行させたい操作に応じた制御計画を決定する(ステップS100)。
制御信号生成部116は、操作に関するリスク評価値をリスク評価値記憶部114から読み出す(ステップS104)。
制御信号生成部116は、リスク評価値が第1評価値(例えば、10,000円)以上であるか否かを確認する(ステップS106)。リスク評価値が第1評価値以上である場合(ステップS106:Yes)、処理はステップS108に移行する。リスク評価値が第1評価値以上ではない場合(ステップS106:No)、処理はステップS116に移行する。
制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得した通信品質が第1品質より高い(又は良い)か否かを確認する(ステップS108)。例えば、通信品質がパケット誤り率である場合、制御信号生成部116は、パケット誤り率が1%(第1品質)未満である(1%より高品質である)か否かを確認する。通信品質が第1品質より高い場合(例えば、パケット誤り率が1%未満である場合)(ステップS108:Yes)、処理はステップS112に移行する。通信品質が第1品質より高くない場合(例えば、パケット誤り率が1%以上である場合)(ステップS108:No)、処理はステップS114に移行する。
ステップS106の確認結果がNoの場合、制御信号生成部116は、通信品質が第2品質より高いか否かを確認する(ステップS116)。第2品質は、ステップS108で通信品質の高低確認の基準に使用された第1品質より低い(又は悪い)。例えば、通信品質がパケット誤り率である場合、制御信号生成部116は、パケット誤り率が10%(第2品質)未満であるか否かを確認する。通信品質が第2品質より高い場合(例えば、パケット誤り率が10%未満である場合)(ステップS116:Yes)、処理はステップS112に移行する。通信品質が第2品質より高くない場合(例えば、パケット誤り率が10%以上である場合)(ステップS108:No)、処理はステップS114に移行する。
制御信号生成部116は、制御計画を示す第1の制御信号を生成する(ステップS112)。
制御信号生成部116は、リスク評価値を下げるように制御計画を変更し、変更した制御計画を示す第2の制御信号を生成する(ステップS114)。
このように制御信号生成部116は、操作に応じて決定された制御計画を示す第1の制御信号、又はリスク評価値を下げるように変更された制御計画を示す第2の制御信号を、リスク評価値と通信品質に応じて、生成する。
図12は、図11の処理により生成される2種類の制御信号とリスク評価値と通信品質との関係を示す。横軸はリスク評価値を示す。縦軸は通信品質の高さを示す。縦軸は、上になるにつれて高品質(品質が良い)を示す。例えば、通信品質がパケット誤り率である場合、誤り率を示す数値が小さい(例えば、1%)程高品質であり、誤り率を示す数値が大きい(例えば、10%)程低品質である。すなわち、パケット誤り率の場合は、縦軸の上になるにつれて数値自体は小さくなる。
制御信号生成部116は、リスク評価値が第1評価値(例えば、10,000円)以上である場合、通信品質が第1品質より高ければ(例えば、パケット誤り率が1%未満であれば)、操作に応じて当初に決定した制御計画を示す第1の制御信号を生成し、通信品質が第1品質より高くなければ(例えば、パケット誤り率が1%以上であれば)、リスク評価値を低下するように制御計画を変更し、変更した制御計画を示す第2の制御信号を生成する。
制御信号生成部116は、リスク評価値が第1評価値(例えば、10,000円)未満である場合、通信品質が第1品質より低い第2品質より高ければ(例えば、パケット誤り率が10%未満であれば)、第1の制御信号を生成し、通信品質が第2品質より高くなければ(例えば、パケット誤り率が10%以上であれば)、第2の制御信号を生成する。
すなわち、リスク評価値を下げるような第2の制御信号を生成するか、あるいは通常の第1の制御信号を生成するかを切り替える基準となる通信品質は、リスク評価値が大きい操作とリスク評価値が小さい操作とで異なる。制御信号生成部116は、リスク評価値が小さい操作の制御信号を生成する場合は、通信品質がかなり悪くならないと、第2の制御信号を生成しないが、リスク評価値が大きい操作の制御信号を生成する場合は、通信品質が少しでも悪くなると、リスク評価値を下げるような第2の制御信号を生成する。
このため、通信品質とリスク評価値を用いて、操作のリスクに応じた適切な通信品質を考慮した制御信号を生成することが可能となるため、制御対象装置150の操作をより効率的に制御することが可能となる。
上述の説明では、第2の制御信号は、第1の制御信号に対いてリスク評価値を一定値だけ下げる一種類の信号である。しかし、リスク評価値に応じて、リスク評価値を下げる程度を変えて、複数種類の第2の制御信号を発生してもよい。例えば、図13に示すように、制御信号生成部116は、リスク評価値が第1評価値(例えば、10,000円)以上である場合、通信品質が第1品質より高ければ(例えば、パケット誤り率が1%未満であれば)、操作に応じて当初に決定した制御計画を示す第1の制御信号を生成し、通信品質が第1品質より高くなければ(例えば、パケット誤り率が1%以上であれば)、リスク評価値を第2所定値だけ下げるように制御計画を変更し、変更した制御計画を示す第2Bの制御信号を生成してもよい。
制御信号生成部116は、リスク評価値が第1評価値(例えば、10,000円)未満である場合、通信品質が第1品質より低い第2品質より高ければ(例えば、パケット誤り率が10%未満であれば)、第1の制御信号を生成し、通信品質が第2品質より高くなければ(例えば、パケット誤り率が10%以上であれば)、リスク評価値を第1所定値だけ下げるように制御計画を変更し、変更した制御計画を示す第2Aの制御信号を生成してもよい。
第1所定値は第2所定値より大きい。すなわち、第2Aの制御信号が指令する操作は、第2Bの制御信号が指令する操作よりリスク評価値が小さい。
ステップS114で参照したリスク評価値を下げるような制御計画とは、制御対象装置150に対して、リスク情報の値、又はリスクの発生確率を一定値以下に抑えるような操作を行わせるような制御計画であってもよい。なお、リスク評価値は、通信品質によって発生するリスクの程度、又はそのようなリスクの発生確率を直接的に含んでいてもよいし、リスク評価値からそれらを算出してもよい。これらの情報と通信品質を参照することで、発生するリスクの程度又は発生確率を一定以下に抑えるように制御対象装置150の操作を調整することが可能となる。
制御対象装置150に対してリスク情報の値、又はリスクの発生確率を一定値以下に抑えるような操作を行わせるような制御計画の変更例を以下に示す。
移動するという操作においては、周辺や他の制御対象装置と接触して他を破損させる、又は自らが破損する破損リスクがリスク評価値に含まれる。破損リスクのリスク評価値を通信品質に応じてある一定値以下に抑えるためには、例えば、通信品質が或る一定品質より低い場合、移動速度を落とすように制御計画を変更してもよい。制御計画に移動速度が含まれている場合は、簡単に移動速度を変えることができる。制御計画に移動速度が含まれていなくても、目標位置が含まれている場合は、一定時間間隔の制御計画間における目標位置の変化を小さくすることにより、移動速度を落とすことができる。
狭い通路を通過させるという操作においては、通路への接触や他装置と接触による破損リスクがより高いことを示すリスク情報がリスク評価値に含まれる。通信品質に応じて接触リスクのリスク評価値をある一定値以下に抑えるためには、通信品質が、例えば或る品質より低い場合、遠回りであっても、狭い通路を通らなくてもよい他の経路を選択させる等に制御計画を変更してもよい。これにより、リスク情報の値、又はリスクの発生確率を一定値以下に抑えることが可能となる。
対象制御装置150が大型の搬送装置であり、制御対象装置150が荷物を搬送するという操作においては、荷物搬送中に制御対象装置150が何かに接触して搬送中の荷物を破損させてしまう破損リスクがリスク評価値に含まれる。このような場合、同様の操作をより小型の搬送装置で実施する場合、リスクの程度がより小さいことを示すリスク情報がリスク評価値に含まれる。大型の搬送装置での荷物搬送中にリスク評価値が一定値を超えてしまう場合、たとえば大型の搬送装置の代わりに小型の搬送装置で荷物搬送を代替させるという制御計画に変更してもよい。
同様の操作において、目的とする場所まで荷物を搬送する途中でリスク評価値が一定値以上となるリスクが生じる場合、荷物の搬送を中断するメッセージを倉庫管理者や荷積み/荷下ろし担当者に音声や光で通知させるように制御計画を変更してもよい。また、目的地に人間が待機しているような操作では、人間に対して荷物の受け取りを促すメッセージを音声や光などで通知させるように制御計画を変更してもよい。
制御計画の変更は、例えばその操作を一時的に停止させるように変更するものであってもよい。通信品質は時間的に変化することが知られており、ある時間で通信品質が一時的に低下した場合でも、生成する制御信号を第1の制御信号から第2の制御信号に直ちに切り替えるのではなく、時間経過により通信品質が回復し、第2の制御信号ではなく第1の制御信号を生成すればよいことになる場合もある。このような場合、通信品質が回復するまで一時的に制御信号の生成を停止し、制御対象装置150に操作を待機させることが効果的である。
図14、図15は、制御信号生成部116における第2の動作例のフローチャートである。図14、図15を用いて、制御信号生成部116が二つの操作を指令する制御信号を生成する第2の処理を説明する。
図11に示す第1の動作例では、制御装置100は、制御対象装置150に単一の操作を指令し、制御信号生成部116は、単一の操作に関するリスク情報が第1評価値以上か未満であるかに応じて、第1の制御信号を生成するか、又は第2の制御信号を生成するかの判断基準である通信品質を変えている。
第2の動作例では、制御装置100は、制御対象装置150に二つの操作を時系列的に指令する。二つの操作は、或るリスク種類のリスクを生じ得る操作であり、或るリスク種類についての二つの操作に関するリスク評価値は異なる。
制御信号生成部116は、制御対象装置150に実行させたい第1操作と第2操作に応じた第1制御計画と第2制御計画を決定する(ステップS160)。
制御信号生成部116は、第1リスク種類についての第1操作に関する第1リスク評価値と第2操作に関する第2リスク評価値をリスク評価値記憶部114から読み出す(ステップS164)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値が第2リスク評価値未満であるか否かを確認する(ステップS166)。第1リスク評価値が第2リスク評価値未満である場合(ステップS166:Yes)、処理はステップS168に移行する。第1リスク評価値が第2リスク評価値以上である場合(ステップS166:No)、処理はステップS184に移行する。
制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得した通信品質が第2品質より高い(又は良い)か否かを確認する(ステップS168)。通信品質が第2品質より高い場合(ステップS168:Yes)、処理はステップS172に移行する。通信品質が第2品質より高くない場合(ステップS168:No)、処理はステップS174に移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画を示す第1の制御信号を生成する(ステップS172)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値を下げるように第1制御計画を変更し、変更した第1制御計画を示す第2の制御信号を生成する(ステップS174)。
制御装置100は、ステップS172又はステップS174で生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS176に移行する。
制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得した通信品質が第1品質より高いか否かを確認する(ステップS176)。第1品質は、ステップS168で通信品質の高低確認の基準に使用された第2品質より高い(又は良い)。通信品質が第1品質より高い場合(ステップS176:Yes)、処理はステップS178に移行する。通信品質が第1品質より高くない場合(ステップS176:No)、処理はステップS182に移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画を示す第1の制御信号を生成する(ステップS178)。
制御信号生成部116は、第2リスク評価値を下げるように第2制御計画を変更し、変更した第2制御計画を示す第2の制御信号を生成する(ステップS182)。
ステップS166の確認結果がNoの場合、制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得した通信品質が第3品質より高い(又は良い)か否かを確認する(ステップS184)。第3品質は第1品質と等しくしてもよいし、任意の品質としてもよい。通信品質が第3品質より高い場合(ステップS184:Yes)、処理はステップS186に移行する。通信品質が第3品質より高くない場合(ステップS184:No)、処理はステップS188に移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画を示す第1の制御信号を生成する(ステップS186)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値を下げるように第1制御計画を変更し、変更した第1制御計画を示す第2の制御信号を生成する(ステップS188)。
ステップS186又はステップS188の処理の後、処理はステップS192に移行する。
制御装置100は、ステップS186又はステップS188で生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS192に移行する。
御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得した通信品質が第4品質より高いか否かを確認する(ステップS192)。第4品質は、ステップS184で通信品質の高低確認の基準に使用された第3品質より低い(又は悪い)。第4品質は第2品質と等しくしてもよいし、第3品質より低い任意の品質でもよい。通信品質が第4品質より高い場合(ステップS192:Yes)、処理はステップS194に移行する。通信品質が第4品質より高くない場合(ステップS192:No)、処理はステップS196に移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画を示す第1の制御信号を生成する(ステップS194)。
制御信号生成部116は、第2リスク評価値を下げるように第2制御計画を変更し、変更した第2制御計画を示す第2の制御信号を生成する(ステップS196)。
このように、制御信号生成部116は、第1操作に応じて決定された第1制御計画を示す第1の制御信号、又はリスク評価値を下げるように変更された第1制御計画を示す第2の制御信号を、リスク評価値と通信品質に応じて、生成する。また、制御信号生成部116は、第2操作に応じて決定された第2制御計画を示す第1の制御信号、又はリスク評価値を下げるように変更された第2制御計画を示す第2の制御信号を、リスク評価値と通信品質に応じて、生成する。
制御信号生成部116は、リスク評価値が大きい操作の制御信号を生成する際は、通信品質が第3品質又は第4品質より高くない場合、リスク評価値を下げる第2の制御信号を生成する。制御信号生成部116は、リスク評価値が大きくない操作の制御信号を生成する際は、通信品質が第1品質又は第2品質より高くない場合、第2の制御信号を生成する。
次に、第2の動作例の具体例を説明する。具体例として、第1操作が広い幅の通路を移動する操作であり、第2操作が狭い幅の通路を移動する操作であり、通信品質としてパケット誤り率を用いる例を説明する。第1操作と第2操作とも周辺衝突リスクを生じ得る。周辺衝突リスクについてのリスク評価値は第1操作と第2操作で異なる。
図16、図17は、制御信号生成部116における第2の具体的な動作例のフローチャートである。図16、図17を用いて、制御信号生成部116が二つの操作を指令する制御信号を生成する具体的な第2の処理を説明する。
制御信号生成部116は、制御対象装置150に実行させたい広幅通路移動(第1操作)に応じた第1制御計画と狭幅通路移動(第2操作)に応じた第2制御計画を決定する(ステップS160a)。第1制御計画と第2制御計画における制御対象装置150の移動速度は5KM/Hとする。
制御信号生成部116は、周辺衝突リスクについての広幅通路移動に関する第1リスク評価値と狭幅通路移動に関する第2リスク評価値をリスク評価値記憶部114から読み出す(ステップS164a)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値が第2リスク評価値未満であるか否かを確認する(ステップS166a)。第1リスク評価値が第2リスク評価値未満である場合(ステップS166a:Yes)、処理はステップS168aに移行する。第1リスク評価値が第2リスク評価値以上である場合(ステップS166a:No)、処理はステップS184aに移行する。
ここでは、周辺衝突リスクについての広幅通路移動に関する第1リスク評価値が狭幅通路移動に関する第2リスク評価値未満であるとする。制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が10%未満であるか否かを確認する(ステップS168a)。パケット誤り率が10%未満である場合(ステップS168a:Yes)、処理はステップS172aに移行する。パケット誤り率が10%以上である場合(ステップS168a:No)、処理はステップS174aに移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画のままの速度5KM/Hの広幅通路移動を示す第1の制御信号を生成する(ステップS172a)。
制御信号生成部116は、第1制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの広幅通路移動を示す第2の制御信号を生成する(ステップS174a)。
制御装置100は、ステップS172a又はステップS174aで生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS176aに移行する。
制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が1%未満であるか否かを確認する(ステップS176a)。1%のパケット誤り率は、ステップS168aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使用されたパケット誤り率(10%)より良い品質であることを示す。パケット誤り率が1%未満である場合(ステップS176a:Yes)、処理はステップS178aに移行する。パケット誤り率が1%以上である場合(ステップS176a:No)、処理はステップS182aに移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画のままの速度5KM/Hの狭幅通路移動を示す第1の制御信号を生成する(ステップS178a)。
制御信号生成部116は、第2制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの狭幅通路移動を示す第2の制御信号を生成する(ステップS182a)。
次に、第1リスク評価値が第2リスク評価値未満ではない場合を説明する。すなわち、ステップS166aの確認結果がNoの場合、制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が1%未満であるか否かを確認する(ステップS184a)。なお、ステップS184aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使うパケット誤り率(1%)はステップS176aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使ったパケット誤り率(1%)と等しいとしたが、任意の誤り率としてもよい。パケット誤り率が1%未満である場合(ステップS184a:Yes)、処理はステップS186aに移行する。パケット誤り率が1%以上である場合(ステップS184a:No)、処理はステップS188aに移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画のままの移動速度5KM/Hの広幅通路移動を示す第1の制御信号を生成する(ステップS186a)。
制御信号生成部116は、第1制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの広幅通路移動を示す第2の制御信号を生成する(ステップS188a)。
制御装置100は、ステップS186a又はステップS188aで生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS192aに移行する。
御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が10%未満であるか否かを確認する(ステップS192a)。なお、ステップS192aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使うパケット誤り率(10%)はステップS168aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使ったパケット誤り率(10%)と等しいとしたが、ステップS184aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使ったパケット誤り率(1%)より悪い任意の誤り率としてもよい。パケット誤り率が10%未満である場合(ステップS192a:Yes)、処理はステップS194aに移行する。パケット誤り率が10%以上である場合(ステップS192a:No)、処理はステップS196aに移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画のままの移動速度5KM/Hの狭幅通路移動を示す第1の制御信号を生成する(ステップS194a)。
制御信号生成部116は、第2制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの狭幅通路移動を示す第2の制御信号を生成する(ステップS196a)。
図18は、図16、図17に示す第2の具体例で生成される制御信号を示す。
制御信号生成部116は、周辺衝突リスクのリスク評価値が狭幅通路移動操作よりも小さい広幅通路移動(第1操作)の制御信号を生成する際、図18(a)に示すように、パケット誤り率が10%より悪くない場合、第1制御計画を示す第1の制御信号を生成し、パケット誤り率が10%より悪い場合、第1制御計画の移動速度を低下させた制御計画を示す第2の制御信号を生成する。
制御信号生成部116は、周辺衝突リスクのリスク評価値が広幅通路移動操作よりも大きい狭幅通路移動(第2操作)の制御信号を生成する際、図18(b)に示すように、パケット誤り率が1%より悪くない場合、第2制御計画を示す第1の制御信号を生成し、パケット誤り率が1%より悪い場合、第2制御計画の移動速度を低下させた制御計画を示す第2の制御信号を生成する。
図19は、制御信号生成部116における第3の動作例のフローチャートである。図19を用いて、制御信号生成部116が二つの操作を指令する制御信号を生成する第3の処理を説明する。
図14、図15に示す第2の動作例では、制御装置100は、制御対象装置150に二つの操作を時系列的に指令する。二つの操作は、或るリスク種類のリスク評価値が異なる操作である。
第3の動作例では、制御装置100は、制御対象装置150に二つの操作を時系列的に指令する。二つの操作は、それぞれ異なる種類のリスクを生じ得る操作である。
制御信号生成部116は、制御対象装置150に実行させたい第1操作と第2操作に応じた第1制御計画と第2制御計画を決定する(ステップS200)。
制御信号生成部116は、第1リスク種類についての第1操作に関する第1リスク評価値と第2リスク種類についての第2操作に関する第2リスク評価値をリスク評価値記憶部114から読み出す(ステップS204)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値が第2リスク評価値未満であるか否かを確認する(ステップS206)。第1リスク評価値が第2リスク評価値未満である場合(ステップS206:Yes)、処理はステップS168(図14)に移行する。第1リスク評価値が第2リスク評価値以上である場合(ステップS206:No)、処理はステップS184(図15)に移行する。
これ以降の処理は、図14、図15に示す第3の処理と同じである。
このように、制御信号生成部116が操作に応じて決定された制御計画を示す第1の制御信号、又はリスク評価値を下げるように変更された制御計画を示す第2の制御信号を生成するかを判断する基準としての通信品質はリスク評価値に応じて変更される。すなわち、第1操作は第1種類のリスクを生じ得て、第2操作は第2種類のリスクを生じ得て、第1種類のリスクのリスク評価値は第2種類のリスクのリスク評価値より大きい場合、制御信号生成部116は第1操作のための制御信号を生成する場合、通信品質が第1品質より高いか否かに応じて、第1の制御信号、又は第2の制御信号を生成する。制御信号生成部116は第2操作のための制御信号を生成する場合、通信品質が第2品質より高いか否かに応じて、第1の制御信号、又は第2の制御信号を生成する。第2品質は、第1品質より高品質である。
具体例として、第1操作は荷物を搬送する操作であり、第2操作は荷物を降ろして目的地に置く操作であり、通信品質としてパケット誤り率を用いる例を説明する。第1操作と第2操作はそれぞれ複数のリスク(図5A、図5B参照)を生じ得て、第1操作のリスク種類ごとのリスク評価値では周辺衝突リスクのリスク評価値が一番大きく、第2操作のリスク種類ごとのリスク評価値では荷物破損リスクのリスク評価値が一番大きいとする。
この場合、リスク評価値が小さい操作の制御信号を生成する際は、パケット誤り率が10%を超えた場合、移動速度を低下させるように制御計画を変更し、リスク評価値が大きい操作の制御信号を生成する際は、パケット誤り率が1%を超えた場合、荷下ろしの速度を低下させるように制御計画を変更してもよい。
図20、図21は、制御信号生成部116における第3の具体的な動作例のフローチャートである。図20、図21を用いて、制御信号生成部116が二つの操作を指令する制御信号を生成する具体的な第2の処理を説明する。
制御信号生成部116は、制御対象装置150に実行させたい荷物搬送(第1操作)に応じた第1制御計画と荷下ろし(第2操作)に応じた第2制御計画を決定する(ステップS200a)。第1制御計画における制御対象装置150の移動速度は5KM/Hとし、第2制御計画における制御対象装置150の荷下ろし速度は毎分1個(1個/M)とする。
制御信号生成部116は、荷物搬送のリスク評価値の中の最大値である周辺衝突リスクについての荷物搬送に関する第1リスク評価値と荷下ろしのリスク評価値の中の最大値である荷物破損リスクについての荷下ろしに関する第2リスク評価値をリスク評価値記憶部114から読み出す(ステップS204a)。
制御信号生成部116は、第1リスク評価値が第2リスク評価値未満であるか否かを確認する(ステップS206a)。第1リスク評価値が第2リスク評価値未満である場合(ステップS206a:Yes)、処理はステップS208aに移行する。第1リスク評価値が第2リスク評価値以上である場合(ステップS206a:No)、処理はステップS224aに移行する。
ここでは、周辺衝突リスクについての荷物搬送に関する第1リスク評価値が荷物破損リスクについての荷下ろしに関する第2リスク評価値未満であるとする。制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が10%未満であるか否かを確認する(ステップS208a)。パケット誤り率が10%未満である場合(ステップS208a:Yes)、処理はステップS212aに移行する。パケット誤り率が10%以上である場合(ステップS208a:No)、処理はステップS214aに移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画のままの移動速度5KM/Hの荷物搬送を示す第1の制御信号を生成する(ステップS212a)。
制御信号生成部116は、第1制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの荷物搬送を示す第2の制御信号を生成する(ステップS214a)。
制御装置100は、ステップS212a又はステップS214aで生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS216aに移行する。
制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が1%未満であるか否かを確認する(ステップS216a)。1%のパケット誤り率は、ステップS208aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使用されたパケット誤り率(10%)より良い品質である。パケット誤り率が1%未満である場合(ステップS216a:Yes)、処理はステップS218aに移行する。パケット誤り率が1%以上である場合(ステップS216a:No)、処理はステップS222aに移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画のままの毎分1個の速度(1個/M)の荷下ろしを示す第1の制御信号を生成する(ステップS218a)。
制御信号生成部116は、第2制御計画の速度を低下させた毎分0.1個の速度(0.1個/M)の荷下ろしを示す第2の制御信号を生成する(ステップS222a)。
次に、周辺衝突リスクについての荷物搬送に関する第1リスク評価値が荷物破損リスクについての荷下ろしに関する第2リスク評価値未満でない場合を説明する。すなわち、ステップS206aの確認結果がNoの場合、制御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が1%未満であるか否かを確認する(ステップS224a)。1%のパケット誤り率はステップS216aでパケット誤り率の良し悪し確認の基準に使ったパケット誤り率(1%)と等しいとしたが、任意の誤り率としてもよい。パケット誤り率が1%未満である場合(ステップS224a:Yes)、処理はステップS226aに移行する。パケット誤り率が1%以上である場合(ステップS224a:No)、処理はステップS228aに移行する。
制御信号生成部116は、第1制御計画のままの移動速度5KM/Hの荷物搬送を示す第1の制御信号を生成する(ステップS226a)。
制御信号生成部116は、第1制御計画の移動速度を低下させた速度1KM/Hの荷物搬送を示す第2の制御信号を生成する(ステップS228a)。
制御装置100は、ステップS226a又はステップS228aで生成された制御信号を制御対象装置150に送信する。制御装置100が制御対象装置150の制御信号に応じた操作の実行完了を検出すると、処理はステップS232aに移行する。
御信号生成部116は、通信品質取得部112が取得したパケット誤り率が10%未満であるか否かを確認する(ステップS232a)。なお、10%の高低確認パケット誤り率はステップS208aでパケット誤り率の良/悪高低確認の基準に使ったパケット誤り率(10%)と等しいとしたが、ステップS224aでパケット誤り率の良/悪高低確認の基準に使ったパケット誤り率(1%)より悪い任意の誤り率としてもよい。パケット誤り率が10%未満である場合(ステップS232a:Yes)、処理はステップS234aに移行する。パケット誤り率が10%以上である場合(ステップS232a:No)、処理はステップS236aに移行する。
制御信号生成部116は、第2制御計画のままの毎分1個の速度(1個/M)の荷下ろしを示す第1の制御信号を生成する(ステップS234a)。
制御信号生成部116は、第2制御計画の速度を低下させた毎分0.1個の速度(0.1個/KM/Hの狭幅通路移動を示す第2の制御信号を生成する(ステップS196a)。
このように、制御信号生成部116は、荷物搬送に関する荷下ろしに関する荷物破損リスクのリスク評価値未満の場合、荷物搬送については、パケット誤り率が10%より悪くなると、移動速度を低下させた荷物搬送を示す第2の制御信号を生成し、荷下ろしについては、パケット誤り率が1%より悪くなると、荷下ろし速度を低下させた荷下ろしを示す第2の制御信号を生成する。制御信号生成部116は、荷物搬送に関する荷下ろしに関する荷物破損リスクのリスク評価値未満ではない場合、荷物搬送については、パケット誤り率が1%より悪くなると、移動速度を低下させた荷物搬送を示す第2の制御信号を生成し、荷下ろしについては、パケット誤り率が10%より悪くなると、荷下ろし速度を低下させた荷下ろしを示す第2の制御信号を生成する。
以上の説明は、品質の良し悪しの判定に使う通信品質は、発生するリスクの種類に関わらず一種類に固定されている。次に、品質の良し悪しの判定に使う通信品質を発生するリスクの種類に応じて設定する例を説明する。
制御信号生成部116は、発生するリスクの種類が異なる複数の異なる操作の制御信号を生成する際、リスクの種類にあわせて異なる種類の通信品質を用いて、リスク評価値を低下させる第2の制御信号を生成するか否かを判定してもよい。
すなわち、制御信号生成部116は、第1種類のリスクのリスク評価値と第1種類の通信品質とを用いて、第1操作の制御信号を生成し、第2種類のリスクのリスク評価値と第2種類の通信品質とを用いて、第2操作の制御信号を生成する。
これにより、操作ごとにより適した通信品質に基づいてリスク評価値を低下させる第2の制御信号を生成することができ、操作によるリスクを低減しながら、操作をより効率的に行うことが可能となる
リスクの種類と、それを低減することを判断するのに適した通信品質の種類と、それに基づいて制御計画を変更する際の変更例の組合せを説明する。
移動に伴って周辺に衝突するリスクは、通信が遅延して必要なタイミングで制御信号が制御対象装置到達していないことの影響を受ける。そのため、周辺衝突リスクを生じ得る操作の制御信号を生成する際は、通信品質として通信遅延最大値が用いられると、リスク評価値を低減する操作を実現することが可能となる。例えば、制御信号生成部116は、通信遅延最大値がある一定時間より長い場合、移動速度を遅くするように制御計画を変更することで、周辺衝突リスクのリスク評価値を低減できる。なお、移動とは、制御対象装置150自体の座標を変化させる移動であってもよいし、制御対象装置150に備えられたロボットアームなどの一部の座標を変化させるものであってもよい。
移動に伴って他の対象装置と衝突するリスクは、制御信号が正常に伝送されず、各制御対象装置150が制御計画とは異なる動作をしてしまった場合、高まると考えられる。このため、他装置衝突リスクを生じ得る操作の制御信号を生成する際は、通信品質としてパケット誤り率が用いられると、リスク評価値を低減する操作を実現することが可能となる。例えば、制御信号生成部116は、パケット誤り率がある一定以上に高い場合、他の制御対象装置150と一定距離以上離れて動作するように制御計画を変更することで、他装置衝突リスクのリスク評価値を低減できる。
荷物を搬送したり、荷物を積んだり降ろしたりする操作における荷物を破損させるリスクは、例えば通信の遅延時間がばらついて制御速度が安定しない場合、荷物の状態が不安定となるので、リスク評価値が高まることがある。荷物を搬送したり、荷物を積んだり降ろしたりする操作の制御信号を生成する際は、通信品質として通信遅延バラツキが用いられると、リスク評価値を低減する操作を実現することが可能となる。例えば、制御信号生成部116は、通信遅延のバラツキがある一定以上となった場合、加速度が通常よりも小さくなるように制御計画を変更してもよい。このようにすることで制御速度が不安定となり荷物が破損するリスクを低減できる。
電波が届きにくい場所に移動させるような操作を行う場合、制御対象装置150は、制御信号を受信できず、操作を行えなくなって停止し、孤立してしまうリスクが発生する可能性がある。このような場合、通信品質として通信切断確率が用いられると、リスク評価値を低減する操作を実現することが可能となる。例えば、制御信号生成部116は、通信切断確率がある一定以上となった場合、その場所を避けて別の経路を移動させるように制御計画を変更してもよい。
図22は、このような処理を行うためにリスク評価値記憶部114が記憶する情報の一例を示す。この情報は、制御信号生成部116が参照する通信品質情報を操作種類、リスク種類ごとに記載する。各操作の種類によって、発生する可能性のあるリスクの種類は異なる。一方、あるリスクの種類についてそれに適した通信品質は、例えば操作の種類によらず同じであってもよい。図22ではこれを指す説明として、操作種類がここで記載されていない操作であった場合においても、あるリスクに適した通信品質を説明する記載として、「以下、操作によらず同じ」と記した。例えば、この情報から、荷物搬送の際は、周辺衝突リスクを低減するために適する通信品質は通信遅延最大値であり、他装置衝突リスクを低減するために適する通信品質はパケット誤り率であり、荷物破損リスクを低減するために適する通信品質は通信遅延バラツキであり、横転リスクを低減するために適する通信品質は通信遅延バラツキであり、操作未完了リスクを低減するために適する通信品質は通信切断確率であり、孤立リスクを低減するために適する通信品質は通信切断確率であることが分かる。
図22に示す情報は、制御信号生成部116が制御信号を生成する際、参照する最適な1つの通信品質を、操作種類、リスク種類ごとに示すが、参照すべき複数の通信品質を操作種類、リスク種類ごとにリスク評価値記憶部114が記憶してもよい。
以上に、本実施形態における制御装置100及び制御対象装置150の動作を説明したが、変形例は様々に実装、実行可能である。以下、本実施形態に適用可能な変形例を説明する。
(変形例1)
制御信号生成部116は、図12に示すように、リスク評価値を下げるように制御計画を変更するか否かの判断基準としての通信品質の値を変えるのは、リスク評価値が或る値以上か未満かに応じている。しかし、図23に示すように、リスク評価値を三つ以上の評価値範囲に区分し、区分ごとにリスク評価値を下げるように制御計画を変更するか否かの判断基準となる通信品質が変わってもよい。
例えば、操作に関するリスク評価値が三つの範囲に区分されるとする。制御信号生成部116は、リスク評価値が大きいリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が高品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が高品質基準値より高くない場合、リスク評価値を下げる第2の制御信号を生成してもよい。制御信号生成部116は、リスク評価値が小さいリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が低品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が低品質基準値より高くない場合、第2の制御信号を生成してもよい。制御信号生成部116は、リスク評価値が中程度であるリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が中品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が中品質基準値より高くない場合、第2の制御信号を生成してもよい。
図23の変形例は、第1の動作例に限らず、第2の動作例、第3の動作例にも適用可能である。
図24は、図23の制御信号を図13に示すように変形した例を示す。すなわち、制御信号生成部116は、リスク評価値が大きいリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が高品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が高品質基準値より高くない場合、リスク評価値を第3所定値だけ下げる第2Cの制御信号を生成してもよい。制御信号生成部116は、リスク評価値が小さいリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が低品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が低品質基準値より高くない場合、リスク評価値を第2所定値だけ下げる第2Aの制御信号を生成してもよい。制御信号生成部116は、リスク評価値が中程度であるリスク評価値範囲に属する操作については、通信品質が中品質基準値より高い場合、第1の制御信号を生成し、通信品質が中品質基準値より高くない場合、リスク評価値を第2所定値だけ下げる第2Bの制御信号を生成してもよい。
第1所定値は第2所定値より大きい。第2所定値は第3所定値より大きい。すなわち、第2Aの制御信号が指令する操作は、第2Bの制御信号が指令する操作よりリスク評価値が小さい。第2Bの制御信号が指令する操作は、第2Cの制御信号が指令する操作よりリスク評価値が小さい。
リスク評価値を区分する範囲の数は三つに限らず、4以上の数であってもよい。図23、図24の例では、段階的にリスク評価値に応じて通信品質の基準値を変えているが、リスク評価値に応じて通信品質の基準値を連続的に変えてもよい。
(変形例2)
制御装置100と制御対象装置150ともに、無線伝送部とアンテナを1つずつ示したが、送信部と受信部を別々に設けてもよいし、送信アンテナと受信アンテナを別々に設けてもよい。
(変形例3)
本実施形態では、複数の制御対象装置150への制御信号を多重化して送信する複数の無線リソースは、1つの無線通信規格の中に論理的に構成されたネットワークスライスとして説明した。複数の無線リソースは、異なる通信規格を用いてもよい。例えば、4Gと5G、セルラネットワークと無線LAN、無線LANとBluetoothなど、任意の組合せが可能である。複数の無線リソースが異なる通信規格を用いることで、時間、周波数、空間、符号の少なくともいずれかが異なるようにすることができる。
(変形例4)
制御対象装置150として、AGVのような移動する装置を説明したが、制御対象装置150の例、及びその操作の例は、これに限定されない。例えば、制御対象装置150に含まれる電子装置やシステムを制御することも、制御対象装置150の操作に含まれる。
具体的には、制御対象装置150に電子装置としてカメラなどが含まれている場合、制御対象装置150の操作には、カメラの向き、カメラが撮影する画像の解像度、カメラのシャッタースピードやフレームレートなどの制御も含まれる。カメラの他にも、制御対象装置150に電子装置としてセンサが含まれている場合、制御対象装置150の操作には、センサの向き、センサが取得する物理量、センサの物理量を取得する頻度などの制御も含まれる。さらに制御対象装置150の操作には、制御対象装置150の移動速度を制御するブレーキシステムの制御、制御対象装置150の少なくとも一部による光、温度などの制御、制御対象装置がデータを伝送する場合の伝送速度の制御なども含まれる。
(変形例5)
制御装置100の構成要素が行う機能は、処理部102と同様の処理装置がプログラムを処理することにより実現してもよい。処理装置がこのプログラムを処理することで、図2に説明した処理部102に含まれる各構成要素を実現する。このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、メモリカード、CD-R及びDVD(Digital Versatile Disk)などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で提供されるようにしてもよいし、ROM、HDD、SSDなどの記憶媒体に組み込んで提供されるようにしてもよい。
プログラムの一例は、以下である。
無線通信を介して制御対象装置の少なくとも1つの制御を指令する制御装置のコンピュータに前記制御装置と前記制御対象装置との間の無線通信の通信品質情報を取得させる手順と、前記制御によって生じ得るリスクの程度を示すリスク情報を取得させる手順と、前記通信品質情報と前記リスク情報に基づいて前記少なくとも1つの制御を示す制御信号を生成する手順を実行させるためのプログラム。
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。これら新規の実施形態は、その他の様々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。
100:制御装置
102:処理部
104:無線伝送部
106:アンテナ
112:通信品質取得部
114:リスク評価値記憶部
116:制御信号生成部
118:無線伝送制御部
120:通信品質記憶部
124:通信品質測定部
150:制御対象装置
152:アンテナ
154:無線伝送部
156:制御部
158:駆動部
162:通信品質測定部
166:計測部
168:信号生成部
170:ランプ

Claims (17)

  1. 無線通信を介して制御対象装置の少なくとも一部の操作を指令する制御装置であって、
    前記制御装置と前記制御対象装置との間の無線通信の通信品質情報を取得し、
    前記操作によって生じ得るリスクの程度を示す第1情報を取得し、
    前記通信品質情報と前記第1情報に基づいて、前記操作を示す制御信号を生成する処理部
    を備える、
    制御装置。
  2. 前記処理部は、前記通信品質情報に基づいて前記無線通信の成否に関するリスクの程度を示す第2情報の生成、及び前記第2情報を前記通信品質情報とした取得の少なくとも一方を行う、
    請求項1記載の制御装置。
  3. 前記通信品質情報は、受信電力、信号電力対ノイズ電力比、信号電力対干渉電力比、通信距離、パケット誤り率、通信遅延バラツキ、通信遅延最大値、及び通信切断確率の少なくとも1つを示す情報を含む、
    請求項1又は請求項2記載の制御装置。
  4. 前記処理部は、
    前記通信品質情報を用いて前記無線通信の通信品質を推定する、
    請求項1乃至3のいずれか一項記載の制御装置。
  5. 前記通信品質情報は、前記制御対象装置の少なくとも一部の位置と向きの少なくとも一つと関連し、
    前記処理部は、
    第1の位置と第1の向きの少なくとも一つにおける前記無線通信の通信品質を、前記第1の位置と前記第1の向きの少なくとも一つと関連する前記通信品質情報を用いて、推定し、
    前記推定した通信品質と前記第1情報に基づいて、前記制御信号を生成する、
    請求項1乃至4のいずれか一項記載の制御装置。
  6. 前記処理部は、
    さらに前記リスクの発生確率を示す第3情報を取得し、
    前記通信品質情報、前記第1情報、及び前記第3情報に基づいて前記制御信号を生成する、
    請求項1乃至5のいずれか一項記載の制御装置。
  7. 前記処理部は、
    前記第1情報、前記第3情報に基づいて、前記リスクの評価値を算出し、
    前記リスクの評価値及び前記通信品質情報に基づいて、前記制御対象装置の少なくとも一部の操作を決定する、
    請求項6記載の制御装置。
  8. 前記操作は、互いに異なる第1の操作と第2の操作を含み、
    前記第1情報は、前記第1の操作によって生じ得る第1のリスクの第1の程度を示す第1のリスク情報と、前記第2の操作によって生じ得る前記第1のリスクの第2の程度を示す第2のリスク情報を含み、
    前記処理部は、前記第1のリスク情報、前記第2のリスク情報に基づき、前記通信品質情報が示す品質に応じて、前記第1の操作又は前記第2の操作に決定し、
    前記第1の操作又は前記第2の操作を含む前記制御信号を生成する、
    請求項1乃至7のいずれか一項記載の制御装置。
  9. 前記第1のリスクの第2の程度は、前記第1のリスクの第1の程度よりも影響が大きいことを表し、
    前記処理部は、前記通信品質情報が第1の品質を示す場合、前記第1の操作を含む制御信号を生成し、前記通信品質情報が第2の品質を示す場合、前記第2の操作を含む制御信号を生成し、
    前記第2の品質は、前記第1の品質よりも高い、
    請求項8記載の制御装置。
  10. 前記操作は、互いに異なる第3の操作と第4の操作を含み、
    前記第1情報は、前記第3の操作によって生じ得る第3のリスクの第3の程度を示す第3のリスク情報と、前記第4の操作によって生じ得る第4のリスクの第4の程度を示す第4のリスク情報を含み、
    前記処理部は、前記第3のリスク情報、前記第4のリスク情報に基づき、前記通信品質情報が示す品質に応じて、前記第3の操作又は前記第4の操作を決定し、
    前記第3の操作又は前記第4の操作を含む前記制御信号を生成する、
    請求項1乃至9のいずれか一項記載の制御装置。
  11. 前記第4のリスクの程度は、前記第3のリスクの程度よりも影響が大きいことを表し、
    前記処理部は、前記通信品質情報が第3の品質を示す場合、前記第3の操作を含む制御信号を生成し、前記通信品質情報が第4の品質を示す場合、前記第4の操作を含む制御信号を生成し、
    前記第4の品質は、前記第3の品質よりも高い、
    請求項10記載の制御装置。
  12. 前記操作は、互いに異なる第5の操作と第6の操作を含み、
    前記第1情報は、前記第5の操作によって生じ得る第5のリスクの第5の程度を示す第5のリスク情報と、前記第6の操作によって生じ得る前記第5のリスクの第6の程度を示す第6のリスク情報を含み、
    前記通信品質情報は、互いに異なり、前記第5の操作に対応する第1の通信品質情報と前記第6の操作に対応する第2の通信品質情報を含み、
    前記処理部は、前記第5のリスク情報と前記第1の通信品質情報に基づいて前記第5の操作を指令するか否か決定し、前記第6のリスク情報と前記第2の通信品質情報に基づいて前記前記第6の操作を指令するか否か決定する、
    請求項1乃至11のいずれか一項記載の制御装置。
  13. 前記操作は、互いに異なる第5の操作と第6の操作を含み、
    前記第1情報は、前記第5の操作によって生じ得る第5のリスクの第5の程度を示す第5のリスク情報と、前記第6の操作によって生じ得る第6のリスクの第6の程度を示す第6のリスク情報を含み、
    前記通信品質情報は、互いに異なり、前記第5の操作に対応する第1の通信品質情報と前記第6の操作に対応する第2の通信品質情報を含み、
    前記処理部は、前記第5のリスク情報と前記第1の通信品質情報に基づいて前記第5の操作を指令するか否か決定し、前記第6のリスク情報と前記第2の通信品質情報に基づいて前記前記第6の操作を指令するか否か決定する、
    請求項1乃至11のいずれか一項記載の制御装置。
  14. 前記制御信号を前記制御対象装置へ前記無線通信を介して送信する無線伝送部をさらに備える、
    請求項1乃至13のいずれか一項記載の制御装置。
  15. 請求項1乃至請求項14のいずれか一項記載の制御装置と、
    前記制御対象装置と、を備える
    制御システム。
  16. 無線通信を介して制御対象装置の少なくとも一部の操作を指令する方法であって、
    前記無線通信の通信品質情報を取得し、
    前記操作によって生じ得るリスクの程度を示す第1情報を取得し、
    前記通信品質情報と前記第1情報に基づいて、前記操作を示す制御信号を生成する、
    方法。
  17. 無線通信を介して制御対象装置の少なくとも1つの操作を指令するプログラムであって、
    前記無線通信の通信品質情報を取得させ、
    前記操作によって生じ得るリスクの程度を示す第1情報を取得させ、
    前記通信品質情報と前記第1情報に基づいて、前記操作を示す制御信号を生成させる、
    プログラム。
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