(57)【要約】【課題】通信遅延やその変動が発生する通信ネットワークを介して遠隔制御する場合であっても、高い精度で制御対象装置を遠隔制御できるようにする。【解決手段】通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置であって、制御対象装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、通信部を通じて制御対象装置を遠隔制御する制御部と、を備え、制御部は、遠隔制御装置と制御対象装置との間の通信遅延時間を計測する通信遅延時間計測処理部と、計測された通信遅延時間を用いて、少なくとも通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された制御用動作速度で制御対象装置を動作させるための目標値を算出する目標値算出処理部と、算出された目標値を含む制御信号を制御対象装置に送信する制御信号送信処理部と、を備える。【選択図】図１
2018107568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置であって、
前記制御対象装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、
前記通信部を通じて前記制御対象装置を遠隔制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
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時間を計測する通信遅延時間計測処理部と、
計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出する目標値算出処理部と、
算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信する制御信号送信処理部と、
を備える、
遠隔制御装置。
【請求項２】
前記通信遅延時間計測処理部は、前記制御対象装置に対して前記通信遅延時間を計測するための計測用データを送受信することにより前記通信遅延時間を計測する、
請求項１記載の遠隔制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記遠隔制御装置の操作部から入力される動作状態情報、又は、前記制御対象装置から送信される動作状態情報の少なくともいずれかを取得する動作状態取得処理部をさらに備え、
前記目標値算出処理部は、
計測された前記通信遅延時間、及び、取得した前記動作状態情報を用いて、前記オーバーシュート量を推定するオーバーシュート量推定部と、
推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるか否かを確認するオーバーシュート量確認部と、
推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満でないときに、計測された前記通信遅延時間を用いて、前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出する制御用動作速度算出部と、
算出された前記制御用動作速度で前記目標値を算出する目標値算出部と、
を備える、
請求項１又は２記載の遠隔制御装置。
【請求項４】
前記目標値算出処理部は、計測された前記通信遅延時間を用いて、将来の通信遅延時間を推定し、推定された前記将来の通信遅延時間を用いて、前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記目標値を算出する、
請求項１又は２記載の遠隔制御装置。
【請求項５】
前記目標値算出処理部は、前記将来の通信遅延時間を推定する際に、計測された前記通信遅延時間を用いて、前記通信遅延時間の変動の上側包絡線を算出し、算出された前記上側包絡線の値を用いて、前記将来の通信遅延時間を推定する、
請求項４記載の遠隔制御装置。
【請求項６】
前記目標値算出処理部は、前記将来の通信遅延時間を推定する際に、前記制御信号に対する前記制御対象装置の時定数が小さいほど小さくなるように設定され、かつ、計測された前記通信遅延時間のうち現在時刻に近いものを優先するように設定される重み係数を用いて、前記将来の通信遅延時間を推定する、
請求項４記載の遠隔制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の遠隔制御装置と、
前記通信ネットワークと、
前記制御対象装置と、
を備え、
前記制御対象装置は、
前記遠隔制御装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、
所定の動作を行う動作部と、
前記動作部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御対象装置の前記制御部は、
前記遠隔制御装置からの前記制御信号を受信する制御信号受信処理部と、
受信した前記制御信号を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御処理部と、
を備える、
遠隔制御システム。
【請求項８】
前記動作制御処理部は、
最後に前記制御信号を受信した受信時刻からの経過時間を用いて、前記経過時間が大きいほど前記目標値が小さくなるように補正された補正目標値を算出する補正目標値算出部と、
算出された前記補正目標値を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御部と、
を備える、
請求項７記載の遠隔制御システム。
【請求項９】
通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置を用いて行う遠隔制御方法であって、
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時間を計測する工程と、
計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出する工程と、
算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信する工程と、
を含む、
遠隔制御方法。
【請求項１０】
通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置を用いて実行される遠隔制御プログラムであって、
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時間を計測するステップと、
計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出するステップと、
算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信するステップと、
を実行する、
遠隔制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークを介して遠隔地にある制御対象装置を遠隔制御する、遠隔制御装置、遠隔制御システム、遠隔制御方法及び遠隔制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネット等の普及および通信速度の高速化に伴い、遠隔制御装置から、通信ネットワークを介して、遠隔地にあるＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle；無人搬送車）、ドローン、建機、警備ロボット、災害救助ロボット、遠隔手術支援ロボットなどの制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御システムを構築する取り組みが行われている。遠隔制御システムでは、一般的に、制御対象装置に搭載したカメラを用いて、制御対象装置やその周囲の映像を撮影し、撮影した映像を制御対象装置から遠隔制御装置に送信し、当該映像を遠隔制御装置に映し出してモニタリングしながら操作者が操作し、操作された制御信号を遠隔制御装置から制御対象装置に送信することで、制御対象装置を遠隔操作する。また、制御対象装置が屋外で使用される場合、制御対象装置と通信ネットワークとの間には、ＬＴＥ（Long Term Evolution；ロング・ターム・エボリューション）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等の無線通信ネットワークを用いることが多い。
【０００３】
しかしながら、無線通信ネットワークでは、受信信号品質の変化や通信回線の混雑などにより、データパケットの損失、通信遅延や通信遅延の変動が生じることがあり、リアルタイムに制御を行う遠隔制御システムの安定性や操作性が劣化する可能性がある。例えば、制御対象装置を所望の位置に移動させたい場合、無線通信ネットワークで大きな通信遅延が生じると制御対象装置をリアルタイムで正確に移動させることが困難となり、所望の位置付近で行ったり来たりする動作を繰り返してしまうなど、作業効率が低下する可能性がある。そこで、遠隔制御装置と制御対象装置との間で通信遅延や通信遅延の変動が発生した場合にも、安定した遠隔制御を可能にする検討が行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、通信ネットワークを介して制御信号や測定情報を送受信する際の制御の遅れ時間（通信遅延時間）による影響を低減するために、測定情報に対して平滑化処理を行い、先行して算出された平滑化処理の結果と測定情報とを比較することで、平滑化処理の前に測定情報を補正する処理を行っている。
【０００５】
また、特許文献２に記載の技術では、通信遅延時間の変動による不安定なネットワーク（通信ネットワーク）を介して制御対象を制御する場合であっても、制御ループを安定して実行させるために、通信ネットワークで許容される最大遅延時間を考慮して、フィールド機器（制御対象装置）からの第１データ（測定データ）が制御装置（遠隔制御装置）で受信されてから、遠隔制御装置で第２データ（制御データ）の生成が開始されるまでの時間を調整し、制御対象のモデルと通信ネットワークで許容される最大遅延時間とを用いて設計され、通信ネットワークで生じ得る各データの遅延を補償する処理を行っている。
【０００６】
ところで、通信ネットワークにおいてデータパケットの損失、通信遅延や通信遅延の変動が生ずると、制御対象装置を遠隔操作する際の安全性が劣化する可能性がある。例えば、通信遅延が生じたことで、遠隔制御装置からの制御信号の伝送が遅れてしまい、制御対象装置が操作者の想定よりも移動し過ぎてしまう可能性がある。制御対象装置が操作者の想定よりも移動し過ぎてしまうと、制御対象装置が周辺の障害物と衝突してしまう可能性がある。そこで、遠隔制御システムを用いた遠隔操作時の安全性を高める目的で、制御対象装置とその周辺に存在する障害物との衝突を回避する技術が検討されている。
【０００７】
例えば、特許文献３に記載の技術では、通信遅延の影響を低減して被制御体とその周辺にある障害物とが接近していることを操作者に伝えて遠隔操作に係る操作性を向上させるために、被制御体を用いて作業を行う作業装置（制御対象装置）は、制御対象装置の位置とその周辺の障害物との距離を特定する距離特定手段（距離センサ）を有し、距離センサにより特定された距離と、被制御体の位置が障害物に接近している旨の通知を送信した時から当該通知が操作制御装置（遠隔制御装置）に到達するまでの伝送所要時間の予測値と、に基づいて、被制御体が障害物に接触するまでの時間（接触時間）を推定している。また、特許文献３に記載の技術では、制御対象装置は、推定した接触時間よりも前に遠隔制御装置に到達するような時期に、被制御体が障害物に接近している旨の通知を遠隔制御装置に送信している。
【０００８】
また、特許文献４に記載の技術では、移動ロボット（制御対象装置）と操作者側（遠隔制御装置）との間に伝送遅延が生じていても制御対象装置を安全に移動させるために、制御対象装置が自律的に停止できるようにするべく、制御対象装置は、障害物を検出し、検出された障害物までの距離を算出し、算出された距離に基づき障害物と接触する前に停止可能な移動速度を算出し、算出した速度で移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−１１９９０２号公報
【特許文献２】特許第５５６５４３１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４８７０３号公報
【特許文献４】特開２００６−２８５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以下の分析は、本願発明者により与えられる。
【００１１】
特許文献１に記載の技術は、通信ネットワークにおける通信遅延時間を既知としている。しかしながら、制御装置（遠隔制御装置）と測定装置及び処理装置（制御対象装置）との距離が変化する場合、通信ネットワークにおける通信遅延時間は時々刻々と変化するため、通信遅延時間を正確に把握することは難しい。そのため、特許文献１に記載の技術では、想定している通信遅延時間と、実際の通信遅延時間とが乖離すると、遠隔制御システムの安定性や操作性が劣化する可能性がある。特に、無線通信ネットワークでは、制御対象装置の移動に伴う電波状況の変化、制御対象装置の周辺物による電波の反射・回折、通信回線の混雑状況、他の無線基地局からの電波干渉や他の機器からのノイズなどの影響で通信遅延時間が大きく変動する。そのため、無線通信ネットワークを用いた遠隔制御システムにおいて、特許文献１に記載の技術のように通信遅延時間を既知とすると、安定した遠隔操作を行うことができない。
【００１２】
特許文献２に記載の技術は、通信ネットワークにおける通信遅延時間をすべて許容最大遅延時間に統一している。しかしながら、特許文献２に記載の技術では、実際の通信遅延時間とは無関係に、固定的に大きな通信遅延時間が発生することになるので、遠隔制御システムの操作性が制限されてしまう。通信遅延時間が小さいほど、遠隔制御システムの操作性は改善するため、通信遅延が小さい環境下においては、特許文献２に記載の技術のような許容最大遅延時間を用いた遅延の補償は望ましくない。
【００１３】
特許文献３及び特許文献４に記載の技術は、いずれも、制御対象装置と障害物との距離の特定値又は算出値を用いている。しかしながら、特許文献３及び特許文献４に記載の技術は、障害物との衝突回避を目的としているため、障害物のない条件下での作業における操作性の改善には寄与しない。例えば、制御対象装置に積載した荷物を所望の場所に運搬するなど、高い精度を要求される作業には、特許文献３及び特許文献４に記載の技術を適用できない。
【００１４】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、通信遅延やその変動が発生する通信ネットワークを介して遠隔制御装置が制御対象装置を遠隔制御する場合であっても、高い精度で制御対象装置を遠隔制御することができる遠隔制御装置、遠隔制御システム、遠隔制御方法及び遠隔制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の視点は、通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置であって、前記制御対象装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、前記通信部を通じて前記制御対象装置を遠隔制御する制御部と、を備え、前記制御部は、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時間を計測する通信遅延時間計測処理部と、計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出する目標値算出処理部と、算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信する制御信号送信処理部と、を備える。
【００１６】
第２の視点は、遠隔制御システムであって、前記第１の視点に係る遠隔制御装置と、前記通信ネットワークと、前記制御対象装置と、を備え、前記制御対象装置は、前記遠隔制御装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、所定の動作を行う動作部と、前記動作部を制御する制御部と、を備え、前記制御対象装置の前記制御部は、前記遠隔制御装置からの前記制御信号を受信する制御信号受信処理部と、受信した前記制御信号を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御処理部と、を備える。
【００１７】
第３の視点は、通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置を用いて行う遠隔制御方法であって、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時間を計測する工程と、計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出する工程と、算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信する工程と、を含む。
【００１８】
第４の視点は、通信ネットワークを介して制御対象装置を遠隔制御する遠隔制御装置を用いて実行される遠隔制御プログラムであって、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時間を計測するステップと、計測された前記通信遅延時間を用いて、少なくとも前記通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出するステップと、算出された前記目標値を含む制御信号を前記制御対象装置に送信するステップと、を実行する。
【００１９】
第５の視点は、通信ネットワークを介して遠隔制御装置から遠隔制御される制御対象装置であって、前記遠隔制御装置に対して所定の情報又は信号の送受信を行う通信部と、所定の動作を行う動作部と、前記動作部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記遠隔制御装置からの制御信号を受信する制御信号受信処理部と、受信した前記制御信号を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御処理部と、を備える。
【００２０】
第６の視点は、通信ネットワークを介して遠隔制御装置から遠隔制御される制御対象装置を用いて行われる被遠隔制御方法であって、前記遠隔制御装置からの制御信号を受信する工程と、受信した前記制御信号を用いて、前記制御対象装置における動作部の動作を制御する工程と、を含む。
【００２１】
第７の視点に係る被遠隔制御プログラムは、遠隔制御装置から通信ネットワークを介して遠隔制御される制御対象装置で実行される被遠隔制御プログラムであって、前記遠隔制御装置からの制御信号を受信するステップと、受信した前記制御信号を用いて、前記制御対象装置における動作部の動作を制御するステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００２２】
前記第１〜第７の視点によれば、通信遅延やその変動が存在する通信ネットワークを介して遠隔制御装置が制御対象装置を遠隔制御する場合であっても、高い精度で制御対象装置を遠隔制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る遠隔制御システムの構成例を示したブロック図である。
【図２】実施形態１に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図３】実施形態１に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図４】実施形態２に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図５】実施形態２に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の通信遅延時間推定部による上側包絡線の算出結果を例示するグラフである。
【図６】実施形態２に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図８】実施形態３に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図９】実施形態４に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図１０】実施形態４に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図１１】実施形態４に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。なお、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。
【００２５】
［実施形態１］
実施形態１に係る遠隔制御システムについて図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る遠隔制御システムの構成例を示したブロック図である。
【００２６】
まず、実施形態１の基本原理について説明する。実施形態１の基本原理は、遠隔制御装置３０が通信ネットワーク１０を介して制御対象装置４０を遠隔制御する際に、該通信ネットワーク１０における通信遅延時間を用いて、該通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御対象装置４０の動作速度を調整することである。ここでの制御対象装置４０の動作とは、例えば、装置全体の移動、旋回（回転）、アームやマニピュレータの動作などの動作部４３の動作である。また、ここでのオーバーシュート量とは、例えば、遠隔制御装置３０の操作者が移動中の制御対象装置４０に対して停止を指示した時点から制御対象装置が実際に停止するまでに、通信遅延時間の影響によって行き過ぎてしまう距離のことである。
【００２７】
次に、実施形態１に係る遠隔制御システムについて説明する。遠隔制御システム１は、遠隔制御装置３０から通信ネットワーク１０を介して遠隔地にある制御対象装置４０を遠隔制御するためのシステムである。遠隔制御システム１は、遠隔制御装置３０と、制御対象装置４０と、通信ネットワーク１０と、を有する。
【００２８】
遠隔制御装置３０は、通信ネットワーク１０（無線基地局装置１１を含む）を介して制御対象装置４０を遠隔制御するための装置である。遠隔制御装置３０は、制御対象装置４０とは異なる遠隔地に設置されている。遠隔制御装置３０は、制御部３１と、通信部３３と、操作部３４と、表示部３５と、記憶部３６と、を有する。
【００２９】
制御部３１は、通信部３３、操作部３４、表示部３５及び記憶部３６を制御する機能部である。制御部３１は、プログラム、ソフトウェアを実行することで、各機能部を制御したり、情報処理を行う。制御部３１は、通信部３３での情報の送受信を制御する。制御部３１は、操作部３４で入力された情報を取り込むように制御する。制御部３１は、表示部３５で表示する情報を出力するように制御する。制御部３１は、記憶部３６でのデータやファイル等の読み込み、書き込み等を制御する。
【００３０】
制御部３１は、通信部３３及び通信ネットワーク１０（無線基地局装置１１を含む）を通じて制御対象装置４０を遠隔制御する。制御部３１は、記憶部３６に記憶された遠隔制御プログラムを実行することで、通信遅延時間計測処理部３１ａと、動作状態情報取得処理部３１ｂと、目標値算出処理部３１ｃと、制御信号送信処理部３１ｄと、を実現する。
【００３１】
通信遅延時間計測処理部３１ａは、遠隔制御装置３０と制御対象装置４０との間の通信遅延時間を計測する情報処理部である。通信遅延時間計測処理部３１ａは、制御対象装置４０に対して通信遅延時間を計測するための計測用データを送受信することにより通信遅延時間を計測する。詳細には、通信遅延時間計測処理部３１ａは、通信部３３及び通信ネットワーク１０（無線基地局装置１１を含む）を介して制御対象装置４０に対して計測用データを送受信することで、該計測用データの送信時刻と受信時刻との差から往復遅延時間（ＲＴＴ: Round Trip Time）を算出して、算出された往復遅延時間に基づいて通信遅延時間を計測する。なお、通信遅延時間は、往復遅延時間の半分とすることができる。
【００３２】
通信遅延時間計測処理部３１ａは、通信遅延時間の計測にあたって、まず、制御対象装置４０に対して、所定の周期又は任意のタイミングで、識別番号又は送信時刻の少なくともいずれかを含む計測用データ（例えば、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケット）を送信する。送信された測定用データは、制御対象装置４０で受信され、制御対象装置４０から遠隔制御装置３０に対して即座に返信される。通信遅延時間計測処理部３１ａは、制御対象装置４０から返信された制御用データを受信すると、制御用データの受信時刻と送信時刻とを比較することで往復遅延時間を算出し、算出された往復遅延時間に基づいて通信遅延時間を計測する。なお、通信遅延時間計測処理部３１ａは、計測用データに送信時刻を含めない場合には、計測用データに係る識別番号と送信時刻とを関連付けて記憶部３６に保持する。
【００３３】
動作状態情報取得処理部３１ｂは、操作部３４から入力される動作状態情報（例えば、作業用レバーやコントローラスティックの倒し量などを含む）、又は、制御対象装置４０から送信される動作状態情報（制御対象装置４０の位置、動作速度などを含む）の少なくともいずれかを取得する情報処理部である。
【００３４】
目標値算出処理部３１ｃは、所望の動作速度で制御対象装置４０の動作部４３を動作させるための目標値を算出する情報処理部である。目標値算出処理部３１ｃは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された直近の通信遅延時間を用いて、通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出する。目標値算出処理部３１ｃは、算出された制御用動作速度で制御対象装置４０の動作部４３を動作させるための目標値を算出する。
【００３５】
なお、目標値算出処理部３１ｃは、通信遅延時間の計測用データにおけるパケットロスの発生等により、所定期間内に通信遅延時間の計測値を得ることができなかった場合には、あらかじめ設定された制御用動作速度で制御対象装置４０の動作部４３を動作させるための目標値を算出しても良い。ここで、あらかじめ設定された制御用動作速度とは、例えば、徐行用の動作速度や停止（動作速度ゼロ）である。
【００３６】
目標値算出処理部３１ｃは、詳細には、オーバーシュート量推定部３２ａと、オーバーシュート量確認部３２ｂと、制御用動作速度算出部３２ｃと、目標値算出部３２ｄと、を有する。
【００３７】
オーバーシュート量推定部３２ａは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間（往復遅延時間でも可）、及び、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報を換算した動作速度（さらに補正した動作速度でも可）を用いて、オーバーシュート量を推定する情報処理部である。
【００３８】
ここで、オーバーシュート量推定部３２ａは、式１により、時刻ｔにおける遠隔制御装置３０と制御対象装置４０との間の通信に係る往復遅延時間ｄ（ｔ）から、制御対象装置４０が動作速度ｖで動作する場合のオーバーシュート量ｓ（ｔ）を推定することができる。なお、式１では、遠隔制御装置３０から制御対象装置４０への制御信号の伝送に係る通信遅延時間（制御部３１から通信部３３、通信ネットワーク１０、無線基地局装置１１及び通信部４２を通して制御部４１へ制御信号が伝送されるときの片道の通信遅延時間）は、往復遅延時間ｄ（ｔ）の半分であると仮定している。
【００３９】
［式１］
2018107568.tif 000003
【００４０】
オーバーシュート量確認部３２ｂは、オーバーシュート量推定部３２ａで推定されたオーバーシュート量が所定値未満となるか否かを確認する情報処理部である。
【００４１】
制御用動作速度算出部３２ｃは、オーバーシュート量推定部３２ａで推定されたオーバーシュート量が所定値未満でないときに、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出する情報処理部である。
【００４２】
ここで、制御用動作速度算出部３２ｃは、式１のオーバーシュート量ｓ（ｔ）が所定値δ未満となる（すなわち、式２を満足する）制御用動作速度ｖを算出する。
【００４３】
［式２］
2018107568.tif 000004
【００４４】
目標値算出部３２ｄは、制御用動作速度算出部３２ｃで算出された制御用動作速度で制御対象装置４０を動作させるための目標値を算出する情報処理部である。目標値算出部３２ｄは、オーバーシュート量推定部３２ａで推定されたオーバーシュート量が所定値未満であるときに、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報で換算した動作速度で目標値を算出する。
【００４５】
なお、以上では、通信遅延時間は遠隔制御装置３０と制御対象装置４０との間の制御信号の通信遅延時間だけを考慮して目標値を算出しているが、さらに、制御対象装置４０の撮影部４４から遠隔制御装置３０の表示部３５への画像の配信に係る他の通信遅延時間も考慮して目標値を算出してもよい。操作者が制御対象装置４０を遠隔操作する際、制御対象装置４０の撮影部４４から配信される画像信号（例えば、カメラ映像に係る信号）に係る画像を、遠隔制御装置３０の表示部３５でモニタリングしながら遠隔制御装置３０を操作するため、制御信号の伝送に係る通信遅延時間だけでなく、画像信号の配信に係る他の通信遅延時間の影響も受ける。そこで、式３により、時刻ｔにおける撮影部４４と表示部３５との間の通信に係る往復遅延時間ｄＳ（ｔ）を用いて、オーバーシュート量ｓ（ｔ）を推定する。つまり、式３でのオーバーシュート量ｓ（ｔ）は、撮影部４４から表示部３５へ画像信号が伝送されるときの他の通信遅延時間（ｄＳ（ｔ）／２）で生ずるオーバーシュート量（ｖ・ｄＳ（ｔ）／２）と、制御部３１から制御部４１へ制御信号が伝送されるときの通信遅延時間（ｄ（ｔ）／２）で生ずるオーバーシュート量（ｖ・ｄ（ｔ）／２）と、の合計とすることができる。
【００４６】
なお、他の通信遅延時間（ｄＳ（ｔ）／２）は、撮影部４４から制御部４１、通信部４２、無線基地局装置１１、通信ネットワーク１０、通信部３３及び制御部３１を通じて表示部３５へ画像信号が伝送されるときに生ずる通信遅延時間である。また、通信遅延時間（ｄ（ｔ）／２）は、制御部３１から通信部３３、通信ネットワーク１０、無線基地局装置１１及び通信部４２を通して制御部４１へ制御信号が伝送されるときに生ずる通信遅延時間である。なお、式３では、通信以外の遅延時間、例えば、動作部４３から撮影部４４への光の遅延時間、操作者（人）が表示部３５を見てから操作部３４を操作するまでの操作の遅延時間、操作部３４が操作されてから制御部３１で制御信号を生成するまでの情報処理の遅延時間、制御部４１が制御信号を受信してから動作部４３の動作制御が始まるまでの動作制御の遅延時間等を考慮していない。
【００４７】
［式３］
2018107568.tif 000005
【００４８】
ここで、式３では、撮影部４４から表示部３５への画像信号の配信に係る他の通信遅延時間（撮影部４４から制御部４１、通信部４２、無線基地局装置１１、通信ネットワーク１０、通信部３３及び制御部３１を通じて表示部３５へ画像信号が伝送されるときの片道の通信遅延時間）は、往復遅延時間ｄＳ（ｔ）の半分であると仮定している。往復遅延時間ｄＳ（ｔ）は、撮影部４４と表示部３５との間で、通信遅延時間を計測するためのデータを送受信することで、往復遅延時間ｄＳ（ｔ）を計測することができる。具体的には、通信遅延時間計測処理部３１ａにおける計測方法と同様の方法を用いればよい。また、オーバーシュート量推定部３２ａは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間及び他の通信遅延時間、並びに、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報で換算した動作速度を用いて、オーバーシュート量を推定すればよい。さらに、制御用動作速度算出部３２ｃは、オーバーシュート量推定部３２ａで推定されたオーバーシュート量が所定値未満でないときに、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間及び他の通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出すればよい。
【００４９】
なお、撮影部４４から表示部３５への画像の配信に用いる通信経路が、遠隔制御装置３０から制御対象装置４０への制御信号の伝送に用いる通信経路と同一である場合（すなわち、通信ネットワーク１０、有線リンク１０１および１０２、無線リンク１０３を経由する場合）、撮影部４４と表示部３５との間の通信に係る往復遅延時間ｄＳ（ｔ）は、遠隔制御装置３０と制御対象装置４０の間の通信に係る往復遅延時間ｄ（ｔ）と等しいと仮定してもよい。
【００５０】
制御信号送信処理部３１ｄは、目標値算出処理部３１ｃで算出された目標値を含む制御信号を通信部３３及び通信ネットワーク１０を介して制御対象装置４０に送信する情報処理部である。制御信号送信処理部３１ｄは、所定の周期で、又は、任意のタイミングで制御信号を送信する。ここで、制御信号には、例えば、移動方向、移動距離、回転方向、回転角度、アームの位置などに係る動作速度に係る目標値を含むことができる。
【００５１】
通信部３３は、通信ネットワーク１０（無線基地局装置１１を含む）を介して制御対象装置４０に対して所定の情報又は信号の送受信を行う機能部である。通信部３３は、有線リンク１０２を介して通信ネットワーク１０と通信可能に接続されている。通信部３３は、制御部３１によって制御される。
【００５２】
操作部３４は、操作者の操作を入力するための機能部である。操作部３４は、操作者によって操作されることにより制御対象装置４０の遠隔操作を可能にする。操作部３４は、制御部３１によって制御される。
【００５３】
なお、操作部３４を用いず、操作者を介さずに、遠隔制御装置３０自身が直接、制御対象装置４０を遠隔操作することも可能である。この場合、制御対象装置４０は、角度センサ、回転センサ、加速度センサ、距離センサ、圧力センサ、磁気センサなどのセンサ部４５から、制御対象装置４０自身の動作に係る動作状態を取得し、取得した動作状態を含む動作状態情報を所定の周期で、又は、遠隔制御装置３０の要求に応じて、遠隔制御装置３０に送信する。そして、遠隔制御装置３０は、受信した動作状態情報を用いて、制御対象装置４０に対してフィードバック制御を実施する。
【００５４】
表示部３５は、情報、画像を表示するための機能部である。表示部３５は、例えば、制御対象装置４０の撮影部４４で撮影された工事現場などの画像を表示する。表示部３５に表示された画像は、操作者にモニタリングされる。表示部３５は、制御部３１によって制御される。
【００５５】
記憶部３６は、各種データ、ファイル等を記憶する機能部である。記憶部３６は、制御対象装置４０を遠隔制御するための遠隔制御プログラムを記憶する。記憶部３６は、制御部３１によって制御される。
【００５６】
制御対象装置４０は、通信ネットワーク１０を介して遠隔制御装置３０から遠隔制御される装置である。制御対象装置４０は、例えば、工事現場などに設置することができる。制御対象装置４０には、例えば、ＡＧＶ (Automatic Guided Vehicle)、ドローン、建機、警備ロボット、災害救助ロボット、遠隔手術支援ロボットなどの機械を用いることができるが、以下では、一例として油圧ショベルを用いて説明する。制御対象装置４０は、制御部４１と、通信部４２と、動作部４３と、撮影部４４と、センサ部４５と、記憶部４６と、を有する。
【００５７】
制御部４１は、通信部４２、動作部４３、撮影部４４、センサ部４５及び記憶部４６を制御する機能部である。制御部４１は、プログラム、ソフトウェアを実行することで、各機能部を制御したり、情報処理を行う。制御部４１は、遠隔制御装置３０からの測定用データを受信したときに、遠隔制御装置３０に対して即座に返信する。制御部４１は、通信部４２での情報の送受信を制御する。制御部４１は、撮影部４４での画像の撮影を制御する。制御部４１は、センサ部４５での動作部４３の動作に係る動作状態の検出を制御する。制御部４１は、記憶部４６でのデータやファイル等の読み込み、書き込み等を制御する。
【００５８】
制御部４１は、動作部４３を制御する。制御部４１は、記憶部４６に記憶された被遠隔制御プログラムを実行することで、制御信号受信処理部４１ａと、動作制御処理部４１ｂと、動作状態取得処理部４１ｃと、動作状態情報送信処理部４１ｄと、を実現する。
【００５９】
制御信号受信処理部４１ａは、遠隔制御装置３０からの制御信号を受信する情報処理部である。
【００６０】
動作制御処理部４１ｂは、制御信号受信処理部４１ａで受信した制御信号を用いて、動作部４３の動作（例えば、移動、回転、旋回、スライド、伸縮など）を制御する情報処理部である。
【００６１】
動作状態取得処理部４１ｃは、センサ部４５で検出された動作部４３の動作に係る動作状態を取得する情報処理部である。動作状態取得処理部４１ｃは、所定の周期、又は、遠隔制御装置３０の要求に応じて、センサ部４５から動作状態を取得する。
【００６２】
動作状態情報送信処理部４１ｄは、動作状態取得処理部４１ｃで取得した動作状態を含む動作状態情報を遠隔制御装置３０に送信する情報処理部である。なお、動作状態情報送信処理部４１ｄは、撮影部４４で撮影した画像を動作状態情報に含めて遠隔制御装置３０に送信するようにしてもよい。
【００６３】
通信部４２は、遠隔制御装置３０に対して所定の情報又は信号の送受信を行う機能部である。通信部４２は、無線リンク１０３を介して無線基地局装置１１と通信可能に接続されている。通信部４２は、制御部４１によって制御される。
【００６４】
動作部４３は、所定の動作を行う機能部である。動作部４３として、例えば、アーム、クローラ、油圧シリンダ、エンジンなどを用いることができる。動作部４３の動作として、例えば、移動、回転、旋回、スライド、伸縮などが挙げられる。動作部４３は、制御部４１によって制御される。
【００６５】
撮影部４４は、所定の位置から見える画像（動画でも可）を撮影する機能部である。撮影部４４は、制御対象装置４０の所定の位置、例えば、制御対象装置４０の運転席、運転席の死角、動作部４３の動作が見渡せる位置、制御対象装置４０の前方部等に取り付けることができる。撮影部４４は、制御部４１によって制御される。撮影部４４で撮影した画像は、制御部４１を通じて、動作状態情報に含めて遠隔制御装置３０に送信するようにしてもよく、動作状態情報とは別にして遠隔制御装置３０に送信するようにしてもよい。
【００６６】
センサ部４５は、動作部４３の動作に係る動作状態を検出する機能部である。センサ部４５には、例えば、角度センサ、回転センサ、加速度センサ、距離センサ、圧力センサ、磁気センサなどのセンサ類を用いることができる。センサ部４５は、制御部４１によって制御される。
【００６７】
記憶部４６は、各種データ、ファイル等を記憶する機能部である。記憶部４６は、遠隔制御装置から通信ネットワークを介して遠隔制御される制御対象装置で実行される被遠隔制御プログラムを記憶する。記憶部４６は、制御部４１によって制御される。
【００６８】
通信ネットワーク１０は、遠隔制御装置３０と制御対象装置４０とを通信可能に接続する情報通信網である。通信ネットワーク１０は、有線リンク１０２を介して遠隔制御装置３０の通信部３３と通信可能に接続されている。通信ネットワーク１０は、通信ネットワーク１０における他の要素（図示せず）と有線リンク１０１を介して通信可能に接続された無線基地局装置１１を有する。無線基地局装置１１は、無線通信機能を有する無線端末に対して無線通信サービスを提供する装置である。無線基地局装置１１は、無線リンク１０３を介して制御対象装置４０の通信部４２と通信可能に接続されている。なお、通信ネットワーク１０においては、有線リンク１０１、１０２の一部を無線リンクに置き換えてもよく、逆に無線リンク１０３の一部を有線リンクに置き換えてもよい。
【００６９】
なお、実施形態１において、遠隔制御装置３０、制御対象装置４０、及び、遠隔制御装置３０や制御対象装置４０における機能部は１つしか記載されていないが、これらの個数に限定される必要はない。すなわち、各装置や各機能部が２台以上存在する場合であってもよい。
【００７０】
次に、実施形態１に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作について図面を用いて説明する。図２は、実施形態１に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【００７１】
まず、遠隔制御装置３０の通信遅延時間計測処理部３１ａは、制御対象装置４０に対して、通信遅延時間を計測するための計測用データ（データパケット）を送受信することにより、通信遅延時間（往復遅延時間でも可）を計測する（ステップＡ１）。ここで、往復遅延時間は、送受信された計測用データの送信時刻と受信時刻との差から求まる。また、通信遅延時間は、往復遅延時間の半分とすることができる。
【００７２】
次に、遠隔制御装置３０の動作状態情報取得処理部３１ｂは、操作部３４から入力される動作状態情報、又は、制御対象装置４０から送信される動作状態情報の少なくともいずれかを取得する（ステップＡ２）。なお、動作状態情報の取得は、ステップＡ１の後に限らず、ステップＡ１の前、ステップＡ１と同時に行ってもよい。
【００７３】
次に、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃのオーバーシュート量推定部３２ａは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間、及び、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報で換算した動作速度を用いて、オーバーシュート量を推定する（ステップＡ３）。なお、オーバーシュート量は、上記式１を用いて推定することができる。
【００７４】
次に、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃのオーバーシュート量確認部３２ｂは、オーバーシュート量推定部３２ａで推定されたオーバーシュート量が所定値未満となるか否かを確認する（ステップＡ４）。なお、オーバーシュート量が所定値未満となるか否かの確認は、上記式２を用いることができる。オーバーシュート量が所定値未満となる場合（ステップＡ４のＹＥＳ）、ステップＡ７に進む。
【００７５】
オーバーシュート量が所定値未満とならない場合（ステップＡ４のＮＯ）、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃの制御用動作速度算出部３２ｃは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出する（ステップＡ５）。なお、制御用動作速度は、上記式１及び式２を用いて算出することができる。
【００７６】
ステップＡ５の後、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃの目標値算出部３２ｄは、制御用動作速度算出部３２ｃで算出された制御用動作速度で制御対象装置４０を動作させるための目標値を算出する（ステップＡ６）。その後、ステップＡ８に進む。ここでの目標値は、動作速度の推定値でもよいし、該推定値に対応する別の値でもよい。例えば、油圧ショベルの場合、油圧シリンダなどに与える圧力、流量、方向などの値であってもよい。
【００７７】
オーバーシュート量が所定値未満となる場合（ステップＡ４のＹＥＳ）、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃの目標値算出部３２ｄは、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報で換算した動作速度で制御対象装置４０を動作させるための目標値を算出する（ステップＡ７）。
【００７８】
ステップＡ６又はステップＡ７の後、遠隔制御装置３０の制御信号送信処理部３１ｄは、目標値算出部３２ｄで算出された目標値を含む制御信号を制御対象装置４０に送信する（ステップＡ８）。その後、スタートに戻る。
【００７９】
次に、実施形態１に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作について図面を用いて説明する。図３は、実施形態１に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【００８０】
まず、制御対象装置４０の制御信号受信処理部４１ａは、遠隔制御装置３０からの制御信号を受信する（ステップＢ１）。
【００８１】
次に、制御対象装置４０の動作制御処理部４１ｂは、制御信号受信処理部４１ａで受信した制御信号を用いて、動作部４３の動作を制御する（ステップＢ２）。
【００８２】
次に、制御対象装置４０の動作状態取得処理部４１ｃは、センサ部４５で検出された動作状態を取得する（ステップＢ３）。なお、動作状態の取得は、ステップＢ２の後に限らず、ステップＢ１又はステップＢ２の前、ステップＢ１又はステップＢ２と同時に行ってもよく、所定の周期、又は、遠隔制御装置３０の要求に応じて行うことができる。また、動作状態として、例えば、角度、回転速度、加速度、周辺物への距離、圧力、方向などが挙げられる。
【００８３】
次に、制御対象装置４０の動作状態情報送信処理部４１ｄは、動作状態取得処理部４１ｃで取得した動作状態を含む動作状態情報を遠隔制御装置３０に送信する（ステップＢ４）。その後、スタートに戻る。
【００８４】
実施形態１によれば、遠隔制御装置３０が通信ネットワーク１０を介して制御対象装置４０を遠隔制御する際に、通信遅延時間を考慮して制御対象装置４０の動作速度を調整することにより、遠隔制御システム１における遠隔操作時の誤差を低減することができ、作業効率を改善することに貢献する。
【００８５】
［実施形態２］
実施形態２に係る遠隔制御システムについて図面を用いて説明する。図４は、実施形態２に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。図５は、実施形態２に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の通信遅延時間推定部による上側包絡線の算出結果を例示するグラフである。
【００８６】
実施形態２は、実施形態１の変形例であり、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃにおいて、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間を用いて、将来の通信遅延時間を推定し、推定された将来の通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出するようにしたものである。その他の構成及び動作は、実施形態１と同様である。
【００８７】
目標値算出処理部３１ｃは、詳細には、通信遅延時間推定部３７ａと、オーバーシュート量推定部３７ｂと、オーバーシュート量確認部３７ｃと、制御用動作速度算出部３７ｄと、目標値算出部３７ｅと、を有する。
【００８８】
通信遅延時間推定部３７ａは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間を用いて、将来の通信遅延時間を推定する情報処理部である。
【００８９】
通信遅延時間推定部３７ａでは、将来の通信遅延時間を推定する際に、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間（往復遅延時間でも可；図５のＲＴＴ）を用いて、通信遅延時間の変動の上側包絡線（図５）を算出し、算出された上側包絡線の値を用いて、将来の通信遅延時間を推定する。つまり、通信遅延時間推定部３７ａが算出した上側包絡線の値と同等の通信遅延時間が次の通信において発生すると見なしたものである。上側包絡線は、計測した往復遅延時間を平滑化処理（平均化処理でも可）することで、算出することができる。図５は、通信遅延時間推定部３７ａにおける上側包絡線の算出結果を例示するグラフである。図５を参照すると、上側包絡線は、計測した往復遅延時間を平滑化処理することで、往復遅延時間ＲＴＴの増加に対しては即座に追従し、往復遅延時間の減少に対しては比較的緩やかに追従する。
【００９０】
通信遅延時間推定部３７ａは、例えば、時刻ｔ−１の時点に推定された将来の往復遅延時間の推定値ｄ＾（ｔ−１）と、時刻ｔの時点に測定された往復遅延時間の計測値ｄ（ｔ）と、を用いて、式４により、時刻ｔの時点で推定された将来の往復遅延時間の推定値ｄ＾（ｔ）を得ることができる。なお、時刻ｔ−１は、時刻ｔよりも過去の時刻である。
【００９１】
なお、ｄ＾（ｔ−１）及びｄ＾（ｔ）は、以下のように表される。
2018107568.tif 000006
【００９２】
［式４］
2018107568.tif 000007
【００９３】
ここで、式４におけるαは、重み係数であって、値が小さいほど往復遅延時間の計測値ｄ（ｔ）を優先するようになるパラメータである。重み係数αは、０から１の範囲で値を取る。
【００９４】
重み係数αは、制御対象装置４０に対して一律の値を設定してもよく、制御対象装置４０のアームやクローラなどの動作部４３毎に個別の値を設定してもよい。重み係数αを動作部４３毎に個別に設定する場合、各動作部４３の時定数に応じて設定することが望ましい。ここで、時定数とは動作部４３が目標速度の１−ｅ−１に到達するまでの時間である。具体的には、式４における平滑化処理の時定数ｔｓ（式５により求まる）よりも、動作部４３の時定数ｔｍが小さくなるように、式６を満足する重み係数αを設定する。重み係数αは、制御信号に対する制御対象装置４０の時定数が小さいほど小さくなるように設定され、かつ、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間（往復遅延時間でも可）のうち現在時刻に近いものを優先するように設定される。
【００９５】
［式５］
2018107568.tif 000008
【００９６】
［式６］
2018107568.tif 000009
【００９７】
オーバーシュート量推定部３７ｂは、通信遅延時間推定部３７ａで推定された将来の通信遅延時間、及び、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報を用いて、オーバーシュート量を推定する情報処理部である。
【００９８】
なお、オーバーシュート量確認部３７ｃについては、実施形態１のオーバーシュート量確認部（図１の３２ｂ）と同様である。
【００９９】
制御用動作速度算出部３７ｄは、オーバーシュート量推定部３７ｂで推定されたオーバーシュート量が所定値未満でないときに、通信遅延時間推定部３７ａで推定された将来の通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出する情報処理部である。
【０１００】
なお、目標値算出部３７ｅについては、実施形態１の目標値算出部（図１の３２ｄ）と同様である。
【０１０１】
次に、実施形態２に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作について図面を用いて説明する。図６は、実施形態２に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【０１０２】
まず、実施形態１のステップＡ１（図２参照）と同様に、通信遅延時間（往復遅延時間でも可）を計測し（ステップＣ１）、その後、実施形態１のステップＡ２（図２参照）と同様に、操作部３４から入力される動作状態情報、又は、制御対象装置４０から送信される動作状態情報の少なくともいずれかを取得する（ステップＣ２）。なお、ステップＣ２は、ステップＣ１の後に限らず、ステップＣ１の前、ステップＣ１と同時に行ってもよい。
【０１０３】
次に、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃの通信遅延時間推定部３７ａは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間（往復遅延時間でも可）を用いて、将来の通信遅延時間を推定する（ステップＣ３）。
【０１０４】
ここで、ステップＣ３では、計測した往復遅延時間を平滑化処理することで、往復遅延時間の時間変動の上側包絡線を求め、求められた上側包絡線の値を将来の往復遅延時間の推定値として用いることができる。つまり、通信遅延時間推定部３７ａが算出した上側包絡線の値と同等の通信遅延時間が次の通信において発生すると見なすことができる。
【０１０５】
次に、遠隔制御装置３０の目標値算出処理部３１ｃのオーバーシュート量推定部３７ｂは、通信遅延時間推定部３７ａで推定された将来の通信遅延時間、及び、動作状態情報取得処理部３１ｂで取得した動作状態情報で換算した動作速度を用いて、オーバーシュート量を推定する（ステップＣ４）。なお、オーバーシュート量は、上記式１を用いて推定することができる。
【０１０６】
次に、実施形態１のステップＡ４（図２参照）と同様に、推定されたオーバーシュート量が所定値未満となるか否かを確認し（ステップＣ５）、オーバーシュート量が所定値未満とならない場合（ステップＣ５のＮＯ）、実施形態１のステップＡ５（図２参照）と同様に、制御用動作速度を算出し（ステップＣ６）、その後、実施形態１のステップＡ６（図２参照）と同様に、目標値を算出する（ステップＣ７）。一方、オーバーシュート量が所定値未満となる場合（ステップＣ５のＹＥＳ）、実施形態１のステップＡ７（図２参照）と同様に、目標値を算出する（ステップＣ８）。
【０１０７】
ステップＣ７又はステップＣ８の後、実施形態１のステップＡ８（図２参照）と同様に、目標値を含む制御信号を制御対象装置４０に送信し（ステップＣ９）、その後、スタートに戻る。
【０１０８】
実施形態２によれば、遠隔制御装置３０が通信ネットワーク１０を介して制御対象装置４０を遠隔制御する際に、将来の通信遅延時間を推定（予測）して制御対象装置４０の動作速度を調整することにより、遠隔制御システム１における遠隔操作時の誤差をさらに低減することができ、作業効率をさらに改善することに貢献する。
【０１０９】
［実施形態３］
実施形態３に係る遠隔制御システムについて図面を用いて説明する。図７は、実施形態３に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【０１１０】
実施形態３は、実施形態１の変形例であり、制御対象装置４０の動作制御処理部４１ｂにおいて、補正目標値を算出し、算出された補正目標値を用いて、動作部４３の動作を制御するようにしたものである。その他の構成及び動作は、実施形態１と同様である。なお、実施形態３は、実施形態２に適用してもよい。
【０１１１】
動作制御処理部４１ｂは、詳細には、補正目標値算出部４７ａと、動作制御部４７ｂと、を備える。
【０１１２】
補正目標値算出部４７ａは、制御信号受信処理部４１ａで最後に制御信号を受信した受信時刻からの経過時間を用いて、経過時間が大きいほど制御信号に含まれる目標値が小さくなるように補正された補正目標値を算出する情報処理部である。
【０１１３】
補正目標値算出部４７ａにおける補正目標値の算出処理では、式７により、所定値δを経過時間τで除した値よりも小さい動作速度ｖ’を算出する。ただし、動作速度ｖ’が制御信号に含まれる目標値に対応する動作速度ｖよりも小さい場合にのみ、補正目標値を算出する。補正目標値算出部４７ａにおける補正目標値の算出処理は、新しい制御信号を受信するまで、所定の周期で実施する。なお、遠隔制御装置３０が所定の周期で制御信号を送信している場合には、経過時間τから所定時間を減じた値を用いて、補正目標値を算出してもよい。
【０１１４】
［式７］
2018107568.tif 000010
【０１１５】
動作制御部４７ｂは、補正目標値算出部４７ａで算出された補正目標値を用いて、動作部４３の動作を制御する情報処理部である。
【０１１６】
次に、実施形態３に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作について図面を用いて説明する。図８は、実施形態３に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【０１１７】
まず、実施形態１の図３のステップＢ１と同様に、遠隔制御装置３０からの制御信号を受信する（ステップＤ１）。
【０１１８】
次に、制御対象装置４０の動作制御処理部４１ｂの補正目標値算出部４７ａは、制御信号受信処理部４１ａで最後に制御信号を受信した受信時刻からの経過時間を用いて、経過時間が大きいほど制御信号に含まれる目標値が小さくなるように補正された補正目標値を算出する（ステップＤ２）
【０１１９】
次に、制御対象装置４０の動作制御処理部４１ｂの動作制御部４７ｂは、補正目標値算出部４７ａで算出された補正目標値を用いて、動作部４３の動作を制御する（ステップＤ３）。
【０１２０】
次に、実施形態１の図３のステップＢ３と同様に、センサ部４５で検出された動作状態を取得し（ステップＤ４）、その後、実施形態１の図３のステップＢ４と同様に、動作状態を含む動作状態情報を遠隔制御装置３０に送信する（ステップＤ５）。その後、スタートに戻る。
【０１２１】
実施形態３によれば、制御対象装置４０が最後に受信した制御信号の受信時刻からの経過時間が大きくなるほど、制御対象装置４０の動作速度を小さくするように調整することにより、急な通信遅延時間の増加などにより、制御信号の到達が大きく遅れた場合にも、制御対象装置４０が自律的に動作速度を小さくするため、作業の安全性を改善することに貢献する。
【０１２２】
［実施形態４］
実施形態４に係る遠隔制御システムについて図面を用いて説明する。図９は、実施形態４に係る遠隔制御システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【０１２３】
遠隔制御システム１は、遠隔制御装置３０から通信ネットワーク１０を介して遠隔地にある制御対象装置４０を遠隔制御するためのシステムである。遠隔制御システム１は、遠隔制御装置３０と、制御対象装置４０と、通信ネットワーク１０と、を備える。
【０１２４】
遠隔制御装置３０は、通信ネットワーク１０を介して制御対象装置４０を遠隔制御するための装置である。遠隔制御装置３０は、通信部３３、制御部３１と、を有する。
【０１２５】
通信部３３は、制御対象装置４０に対して所定の情報又は信号の送受信を行う機能部である。
【０１２６】
制御部３１は、通信部３３を通じて制御対象装置４０を遠隔制御する機能部である。制御部３１は、通信遅延時間計測処理部３１ａと、目標値算出処理部３１ｃと、制御信号送信処理部３１ｄと、を備える。通信遅延時間計測処理部３１ａは、遠隔制御装置３０と制御対象装置４０との間の通信遅延時間を計測する情報処理部である。目標値算出処理部３１ｃは、通信遅延時間計測処理部３１ａで計測された通信遅延時間を用いて、少なくとも該通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出し、算出された制御用動作速度で制御対象装置４０を動作させるための目標値を算出する情報処理部である。制御信号送信処理部３１ｄは、算出された目標値を含む制御信号を制御対象装置４０に送信する情報処理部である。
【０１２７】
制御対象装置４０は、通信ネットワーク１０を介して遠隔制御装置３０から遠隔制御される装置である。制御対象装置４０は、通信部４２と、動作部４３と、制御部４１と、を備える。
【０１２８】
通信部４２は、遠隔制御装置３０に対して所定の情報又は信号の送受信を行う機能部である。
【０１２９】
動作部４３は、所定の動作を行う機能部である。
【０１３０】
制御部４１は、動作部４３を制御する機能部である。制御部４１は、制御信号受信処理部４１ａと、動作制御処理部４１ｂと、を有する。制御信号受信処理部４１ａは、遠隔制御装置３０からの制御信号を受信する情報処理部である。動作制御処理部４１ｂは、制御信号受信処理部４１ａで受信した制御信号を用いて、動作部４３の動作を制御する機能部である。
【０１３１】
次に、実施形態４に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置について図面を用いて説明する。図１０は、実施形態４に係る遠隔制御システムにおける遠隔制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【０１３２】
まず、遠隔制御装置３０は、遠隔制御装置３０と制御対象装置４０との間の通信遅延時間を計測する（ステップＥ１）。
【０１３３】
次に、遠隔制御装置３０は、計測された通信遅延時間を用いて、少なくとも該通信遅延時間によるオーバーシュート量が所定値未満となるように、制御用動作速度を算出する（ステップＥ２）。
【０１３４】
次に、遠隔制御装置３０は、算出された制御用動作速度で制御対象装置４０を動作させるための目標値を算出する（ステップＥ３）。
【０１３５】
次に、遠隔制御装置３０は、算出された目標値を含む制御信号を制御対象装置４０に送信し（ステップＥ４）、その後、スタートに戻る。
【０１３６】
次に、実施形態４に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置について図面を用いて説明する。図１１は、実施形態４に係る遠隔制御システムにおける制御対象装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【０１３７】
まず、制御対象装置４０は、遠隔制御装置３０からの制御信号を受信する（ステップＦ１）。
【０１３８】
次に、制御対象装置４０は、受信した制御信号を用いて、動作部４３の動作を制御し（ステップＦ２）、その後、スタートに戻る。
【０１３９】
実施形態４によれば、計測した通信遅延時間を用いて、制御対象装置４０を制御するための目標値を調整しているので、通信遅延やその変動が存在する通信ネットワーク１０を介して遠隔制御装置３０が制御対象装置４０を遠隔制御する場合であっても、高い精度で制御対象装置を遠隔制御することができる。
【０１４０】
（付記）
本発明では、前記第１の視点に係る遠隔制御装置の形態が可能である。
【０１４１】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記通信遅延時間計測処理部は、前記制御対象装置に対して前記通信遅延時間を計測するための計測用データを送受信することにより前記通信遅延時間を計測する。
【０１４２】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記目標値算出処理部は、前記通信遅延時間計測処理部で所定期間内に通信遅延時間を計測することができなかった場合には、あらかじめ設定された制御用動作速度で前記制御対象装置を動作させるための目標値を算出する。
【０１４３】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記制御部は、前記制御対象装置からの動作速度を含む動作状態情報を取得する動作状態情報取得処理部をさらに備え、前記目標値算出処理部は、計測された前記通信遅延時間、及び、取得した前記動作状態情報を用いて、前記オーバーシュート量を推定するオーバーシュート量推定部と、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるか否かを確認するオーバーシュート量確認部と、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満でないときに、計測された前記通信遅延時間を用いて、前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出する制御用動作速度算出部と、算出された前記制御用動作速度で前記目標値を算出する目標値算出部と、を備える。
【０１４４】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記制御対象装置の撮影部で撮影された画像を表示する表示部をさらに備え、前記通信遅延時間計測処理部は、さらに、前記撮影部と前記表示部との間の他の通信遅延時間を計測し、前記オーバーシュート量推定部は、計測された前記通信遅延時間及び前記他の通信遅延時間、並びに、取得した前記動作状態情報の前記動作速度を用いて、前記オーバーシュート量を推定し、前記制御用動作速度算出部は、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満でないときに、計測された前記通信遅延時間及び前記他の通信遅延時間を用いて、前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出する。
【０１４５】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記目標値算出処理部は、計測された前記通信遅延時間を用いて、将来の通信遅延時間を推定し、推定された前記将来の通信遅延時間を用いて、前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出し、算出された前記制御用動作速度で前記目標値を算出する。
【０１４６】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記制御部は、前記制御対象装置からの動作状態情報を取得する動作状態情報取得処理部をさらに備え、前記目標値を算出する処理では、計測された前記通信遅延時間を用いて、将来の通信遅延時間を推定する通信遅延時間推定部と、推定された前記将来の通信遅延時間、及び、取得した前記動作状態情報を用いて、オーバーシュート量を推定するオーバーシュート量推定部と、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満となるか否かを確認するオーバーシュート量確認部と、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満でないときに、推定された前記将来の通信遅延時間を用いて、オーバーシュート量が前記所定値未満となるように、前記制御用動作速度を算出する制御用動作速度算出部と、算出された前記制御用動作速度で前記目標値を算出する目標値算出部と、を備える。
【０１４７】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記目標値算出部は、推定された前記オーバーシュート量が前記所定値未満であるときに、取得した前記動作状態情報で前記目標値を算出する。
【０１４８】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記目標値算出処理部は、前記将来の通信遅延時間を推定する際に、計測された前記通信遅延時間を用いて、前記通信遅延時間の変動の上側包絡線を算出し、算出された前記上側包絡線の値を用いて、前記将来の通信遅延時間を推定する。
【０１４９】
前記第１の視点に係る遠隔制御装置において、前記目標値算出処理部は、前記将来の通信遅延時間を推定する際に、前記制御信号に対する前記制御対象装置の時定数が小さいほど小さくなるように設定され、かつ、計測された前記通信遅延時間のうち現在時刻に近いものを優先するように設定される重み係数を用いて、前記将来の通信遅延時間を推定する。
【０１５０】
本発明では、前記第２の視点に係る遠隔制御システムの形態が可能である。
【０１５１】
前記第２の視点に係る遠隔制御システムにおいて、前記動作制御処理部は、最後に前記制御信号を受信した受信時刻からの経過時間を用いて、前記経過時間が大きいほど前記目標値が小さくなるように補正された補正目標値を算出する補正目標値算出部と、算出された前記補正目標値を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御部と、を備える。
【０１５２】
本発明では、前記第３の視点に係る遠隔制御方法の形態が可能である。
【０１５３】
本発明では、前記第４の視点に係る遠隔制御プログラムの形態が可能である。
【０１５４】
本発明では、前記第５の視点に係る制御対象装置の形態が可能である。
【０１５５】
前記第５の視点に係る制御対象装置において、前記動作部の動作に係る動作状態を検出するセンサ部をさらに備え、前記制御部は、前記センサ部で検出された動作状態を取得する動作状態取得処理部と、取得した前記動作状態を含む動作状態情報を前記遠隔制御装置に送信する動作状態情報送信処理部と、をさらに備える。
【０１５６】
前記第５の視点に係る制御対象装置において、前記動作制御処理部は、最後に前記制御信号を受信した受信時刻からの経過時間を用いて、前記経過時間が大きいほど前記制御信号に含まれる目標値が小さくなるように補正された補正目標値を算出する補正目標値算出部と、算出された前記補正目標値を用いて、前記動作部の動作を制御する動作制御部と、を備える。
【０１５７】
前記第５の視点に係る制御対象装置において、所定の位置から見える画像を撮影する撮影部をさらに備え、前記制御部は、前記撮影部で撮影された映像を前記遠隔制御装置に送信する。
【０１５８】
本発明では、前記第６の視点に係る被遠隔制御方法の形態が可能である。
【０１５９】
本発明では、前記第７の視点に係る被遠隔制御プログラムの形態が可能である。
【０１６０】
なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  遠隔制御システム
１０  通信ネットワーク
１１  無線基地局装置
３０  遠隔制御装置
３１  制御部
３１ａ  通信遅延時間計測処理部
３１ｂ  動作状態情報取得処理部
３１ｃ  目標値算出処理部
３１ｄ  制御信号送信処理部
３２ａ  オーバーシュート量推定部
３２ｂ  オーバーシュート量確認部
３２ｃ  制御用動作速度算出部
３２ｄ  目標値算出部
３３  通信部
３４  操作部
３５  表示部
３６  記憶部
３７ａ  通信遅延時間推定部
３７ｂ  オーバーシュート量推定部
３７ｃ  オーバーシュート量確認部
３７ｄ  制御用動作速度算出部
３７ｅ  目標値算出部
４０  制御対象装置
４１  制御部
４１ａ  制御信号受信処理部
４１ｂ  動作制御処理部
４１ｃ  動作状態取得処理部
４１ｄ  動作状態情報送信処理部
４２  通信部
４３  動作部
４４  撮影部
４５  センサ部
４６  記憶部
４７ａ  補正目標値算出部
４７ｂ  動作制御部
１０１、１０２  有線リンク
１０３  無線リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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