JP6476962B2 - 無線通信制御システム、無線通信制御装置、無線通信制御方法、及び指向性情報生成方法 - Google Patents
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Description
駆動制御のパターンが予め定まっていれば、そのフェージングの状況もある程度は事前に把握可能と考えられ、それに応じて指向性アンテナの指向性を制御することで、無線機間の無線通信を好適な状態に維持することが可能になるものと考えた。
動パターンが決定したときに、予め実験的に当該駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御することで得ることができる。
る形で変動し、両無線機間の無線通信はフェージングの影響を受けやすい。一方で、このように駆動制御される駆動機器上には、有線通信ではなく無線通信を行う第2無線機が配置されることで、好適な情報伝送が実現可能となる。したがって、当該形態においては、本願発明を好適に適用でき、以て、無線通信を介した好適な情報伝送を実現することが可能となる。
ラメータを計測するセンサを備えたセンサ付無線機であってもよい。この場合、本願発明により、第2無線機側でのセンサによる計測データを第1無線機側に伝送するための無線通信が好適なものとなる。
受信機側となる無線機で受信した際の該試験電波の受信信号強度を計測する受信信号強度計測ステップと、前記複数の制御タイミングのそれぞれにおいて前記受信信号強度計測ステップで計測された受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて生成する生成ステップと、を含む。これにより、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、無線機間の無線通信を好適なものとする指向性情報を生成することができる。
する。したがって、無線機1のフェーズドアレイアンテナは、特定の方向への電波の送出、及び特定の方向からの電波の受信を、他方向と比べて感度良く実行できるアンテナであり、この特定の方向を任意に制御することが可能である。本願発明では、フェーズドアレイアンテナにおける当該特定の方向の制御を、フェーズドアンテナにおける指向性の制御と称する。
で、FA環境に置かれたシステム10では、制御装置5からの制御指示に従い、ロボット3a、3bがそのアーム等を動かし、また、モータ4の駆動によりその駆動対象(例えば、工作機械のテーブル等)が移動されたりする。ここで、ロボット3a等やモータ4の駆動対象等のボディは金属で形成されている場合が多い。そして、そのような金属ボディを有する物体が、システム10が配置されている空間を動くと、無線機1、無線機2a、2bとの間の無線通信に対してフェージングが作用することになり、安定的な無線通信が阻害される恐れがある。無線機1がフェーズドアレイアンテナを利用して無線通信を行っている場合であっても、ロボット3a等の駆動に起因して生じるフェージングが作用する恐れはあり、逆にフェーズドアレイアンテナの場合、その設定された指向性故にフェージングが作用してしまうと、想定していた指向性の効果を十分に享受できず無線通信の安定性が大きく低下する可能性がある。
ある。具体的には、通信部11は、制御部10と相互作用するように形成される。その結果、通信部11は、取得部101による駆動パターンに関する情報の受信や、実行部102で選択された駆動時指向性情報を適用した無線機間の無線通信や、駆動時指向性情報生成部103による情報生成時の外部の無線機との無線通信等を司る。指向性情報格納部12は、パターン駆動制御状態においてフェーズドアレイアンテナに適用される駆動時指向性情報をメモリに格納する機能部であり、計測情報格納部13は、通信相手の無線機2a等で計測され伝送されてきた温度情報を通信部11で受信した後に、メモリに格納する機能部である。この温度情報の伝送時において、フェーズドアレイアンテナに対して指向性情報格納部12によって格納されていた駆動時指向性情報が適用されることになる。
このように構成される無線機1と無線機2aとの間で行われる無線通信、特に、無線機2a側で計測された温度情報を無線機1側に伝送するための無線通信に関する処理について説明する。無線機1と無線機2aとの間で無線通信が行われる場合、上記の通り、制御装置5によってロボット3a等が所定の駆動パターンに従って駆動されることに起因するフェージングの影響を受け、その無線通信の安定性が低下する可能性がある。ここで、本願発明に係るシステム10では、制御装置5によって行わる駆動パターンに従った駆動制御では、ロボット3a等も予め定まった動作内容で駆動制御が行われることに着目した。このような駆動パターンに従った駆動制御の場合、それに起因して生じるフェージングの影響も概ね再現性があると考えることができる。そこで、工場で製品の製造のために実際にロボット3a等が駆動制御される前に、試験的に、制御装置5によってロボット3a等を同じ動作内容で駆動させ、その際のフェージングの、無線機1と無線機2aとの間の無線通信への影響を計測する。そして、その影響を考慮して、好適に安定した無線通信状態が得られるように、駆動パターンに応じたフェーズドアレイアンテナに適用される指向性情報である駆動時指向性情報を生成することとした。
処理について説明する。先ずS101では、無線機1から制御装置5に対して、駆動時指向性情報を生成するために、制御装置5がロボット3a等に対して実行される複数の駆動パターン(本実施例の場合は駆動パターン1〜3の3つ)を順次実行するよう要求を出す。これにより、制御装置5は駆動パターン1から順に各駆動パターンに従ってロボット3a等を駆動制御することになり、無線機1と無線機2aとの間の無線通信が、ロボット3a等のパターン駆動制御状態下に置かれることになる。
れて、当該駆動パターン1に対応する駆動時指向性情報(すなわち、L1(t1)、L2(t2)、L3(t3)、・・・という順に形成される情報)が生成される。なお、この駆動時指向性情報に従った受信信号強度の時間推移が、図5において線L0で示される。この線L0に従う駆動時指向性情報は、各制御タイミングでフェーズドアレイアンテナの指向性を適切に制御すれば、駆動パターン1に起因したフェージングの影響を抑制した無線通信を可能とするものである。
無線機1が、図4に示す指向性情報生成処理によって生成された駆動時指向性情報を有することで、制御装置5がロボット3a等を駆動パターン1〜3に従って駆動制御している状態において、各駆動パターンに起因したフェージングの作用を抑制した状態で無線機1と無線機2aとが無線通信を介して、様々な情報伝送を実現することが可能となる。そ
こで、その情報伝送の一態様である計測情報伝送処理について、図7に基づいて説明する。当該計測情報伝送処理は、無線機2a側で計測された温度情報を無線通信を介して無線機1側に伝送するために、無線機1側で実行される処理である。
上記の実施例では、無線機2aの位置は不変とされているが、それに代えて、制御装置5による駆動パターンに従って駆動制御されるモータ等によって、無線機2aが移動するように構成されてもよい。このような形態では、無線機1に対する無線機2aの相対位置は、制御装置5による駆動パターンの時間軸と連動している。上記の指向性情報生成処理によって生成される駆動時指向性情報は、駆動パターンにおける所定の制御タイミングで好適な指向性を選択することで形成されることから、このような形態においても当該駆動時指向性情報をフェーズドアレイアンテナに適用することで、無線機1と無線機2aとの間の無線通信を、駆動パターンに起因するフェージングの影響から保護することができ、好適な無線通信を実現することができる。
3・・・・ロボット
4・・・・モータ
5・・・・制御装置
10・・・・無線通信制御システム(システム)
Claims (13)
- 予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、
指向性アンテナを有する第1無線機と、
前記第1無線機と無線通信が可能となるように形成された第2無線機と、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第1無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第1無線機における前記第2無線機との無線通信を実行する実行部と、
を備え、
前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第1無線機と前記第2無線機のうち受信機側となる無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、該第1無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報であり、
前記第1無線機と前記第2無線機との間の位置は不変である、
無線通信制御システム。 - 前記無線通信制御システムは、前記第2無線機を複数備え、
前記複数の第2無線機のそれぞれは、前記第1無線機に対して択一的に通信可能となるよう構成され、
前記指向性情報格納部は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記複数の第2無線機のそれぞれとの間の無線通信に関し該第1無線機の
指向性アンテナに適用される、該複数の第2無線機のそれぞれに対応する、前記駆動時指向性情報を格納し、
前記実行部は、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記複数の第2無線機のそれぞれに対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第1無線機における前記複数の第2無線機それぞれとの無線通信を実行する、
請求項1に記載の無線通信制御システム。 - 予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、
指向性アンテナを有する第1無線機と、
前記第1無線機と無線通信が可能となるように形成された第2無線機と、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第1無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第1無線機における前記第2無線機との無線通信を実行する実行部と、
を備え、
前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第1無線機と前記第2無線機のうち受信機側となる無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、該第1無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報であり、
前記無線通信制御システムは、前記第2無線機を複数備え、
前記複数の第2無線機を含む第2無線機群は、前記第1無線機に対して通信可能となるように構成され、
前記指向性情報格納部は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機群との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、該第2無線機群に対応する前記駆動時指向性情報を格納し、
前記実行部は、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記第2無線機群に対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第1無線機における前記第2無線機群との無線通信を実行する、
無線通信制御システム。 - 前記第2無線機は、前記制御装置によって駆動制御される前記駆動機器上に配置され、前記対象駆動パターンに従って該駆動機器が移動されることで、該第2無線機の前記第1無線機に対する相対位置が変化し、
前記対象駆動時指向性情報は、前記第2無線機と前記第1無線機との相対位置が変化する状況において生成される、
請求項3に記載の無線通信制御システム。 - 前記第1無線機と前記第2無線機との間の位置は不変である、
請求項3に記載の無線通信制御システム。 - 前記取得部は、前記対象駆動パターンに加えて、前記制御装置によって前記一又は複数の駆動機器における前記対象駆動パターンの実行タイミングに関する情報を取得し、
前記実行部は、前記実行タイミングに基づいて、前記対象駆動時指向性情報が適用された前記第1無線機の前記指向性アンテナを介した前記第2無線機との無線通信を実行する、
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の無線通信制御システム。 - 前記第2無線機は、所定の環境パラメータを計測するセンサを備えたセンサ付無線機である、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の無線通信制御システム。 - 前記指向性アンテナは、フェーズドアレイアンテナである、
請求項1から請求項7の何れか1項に記載の無線通信制御システム。 - 予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、
指向性アンテナを有する第1無線機と、
前記第1無線機と無線通信が可能となるように形成された第2無線機と、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第1無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第1無線機における前記第2無線機との無線通信を実行する実行部と、
を備える無線通信制御システムであって、
前記無線通信制御システムは、前記第2無線機を複数備え、
前記複数の第2無線機を含む第2無線機群は、前記第1無線機に対して通信可能となるように構成され、
前記指向性情報格納部は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機群との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、該第2無線機群に対応する前記駆動時指向性情報を格納し、
前記実行部は、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記第2無線機群に対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第1無線機における前記第2無線機群との無線通信を実行する、
無線通信制御システム。 - 制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第2無線機との無線通信が可能となる
ように構成された第1無線機による該無線通信を制御する無線通信制御装置であって、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第1無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第1無線機における前記第2無線機との無線通信を実行する実行部と、
を備え、
前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第1無線機と前記第2無線機のうち受信機側となる無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、該第1無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報であり、
前記第1無線機と前記第2無線機との間の位置は不変である、
無線通信制御装置。 - 前記無線通信制御装置は、前記第1無線機内に含まれて構成される、
請求項10に記載の無線通信制御装置。 - 制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第2無線機との無線通信が可能となるように構成された第1無線機による該無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを取得する取得ステップと、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報の中から、前記取得ステップで取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された対象駆動時指向性情報を前記第1無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第1無線機における前記第2無線機との無線通信を実行する実行ステップと、
を含み、
前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第1無線機と前記第2無線機のうち受信機側となる無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、該第1無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報であり、
前記第1無線機と前記第2無線機との間の位置は不変である、
無線通信制御方法。 - 制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第2無線機との無線通信が可能となるように構成された第1無線機による該無線通信制御で、該指向性アンテナに適用される指向性情報を生成する指向性情報生成方法であって、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆
動機器が駆動制御されている状態において、前記第1無線機と前記第2無線機のうち送信機側となる無線機から受信機側となる無線機に対して、該駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングで試験電波を送信する試験電波送信ステップと、
前記試験電波送信ステップで前記送信側となる無線機から送信される前記試験電波を、前記受信機側となる無線機で受信した際の該試験電波の受信信号強度を計測する受信信号強度計測ステップと、
前記複数の制御タイミングのそれぞれにおいて前記受信信号強度計測ステップで計測された受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第1無線機と前記第2無線機との間の無線通信に関し該第1無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて生成する生成ステップと、
を含む指向性情報生成方法。
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