(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置であって、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、制御対象装置。
【請求項２】
前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項１に記載の制御対象装置。
【請求項３】
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、請求項１又は２に記載の制御対象装置。
【請求項４】
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置において実施される制御方法であって、
前記制御対象装置が、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定し、
測定した通信遅延を対数変換し、
前記対数変換した通信遅延を平滑化し、
電波指標値を測定し、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成し、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出し、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する、制御方法。
【請求項５】
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する際に、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する際に、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、請求項４又は５に記載の制御方法。
【請求項７】
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置のための制御プログラムであって、
前記制御対象装置に、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する処理と、
測定した通信遅延を対数変換する処理と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する処理と、
電波指標値を測定する処理と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する処理と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する処理と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する処理と、
を実行させる、制御プログラム。
【請求項８】
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する処理において、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、請求項７に記載の制御プログラム。
【請求項９】
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する処理において、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、請求項７又は８に記載の制御プログラム。
【請求項１０】
遠隔制御装置と、前記遠隔制御装置と通信ネットワークを介して接続される制御対象装置と、を備える遠隔制御システムであって、
前記制御対象装置は、
前記通信ネットワークと無線接続しており、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、遠隔制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象装置、制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術の発展に伴い、無人搬送車、ドローン、遠隔手術支援ロボット、建設機器等の制御対象装置を、無線を用いてネットワークに接続し、ネットワークを介して制御対象装置を操作する、無線遠隔制御技術が検討されている。無線遠隔制御技術により、移動する制御対象装置の導入が容易になる、制御対象装置の再配置が容易になる、配線の削除による軽量・省スペース化が可能となる等の利点が得られる。【０００３】
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、他の無線アクセスポイントからの電波干渉や他の機器からのノイズ等の影響によって電波環境が大きく変動する。電波環境が変動することで、通信品質が劣化してしまう可能性がある。【０００４】
電波品質を表す指標として、電波指標値が用いられる。電波指標値は、無線通信の物理層を評価するための指標値で、端末が受信した信号の電力に基づいて算出される。例えば、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化が進められているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）等が規定されている。【０００５】
無線通信ネットワークを介した制御対象装置の遠隔制御では、通信品質の変動の中でも特に通信遅延の変動が問題となる。制御コマンドが制御対象装置に届かない間、制御対象装置は操作不能となる。そのため、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る。そして、制御対象装置が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等、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。【０００６】
例えば、特許文献１には、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、遠隔制御装置がフィールド機器からの第１データ（測定データ）を受信してから、遠隔制御装置が第２データ（制御データ）の生成を開始するまでの時間を調整することが記載されている。また、制御対象である流体の流量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た遅延補償部が、ネットワークで生じ得る第１データ及び第２データの遅延を補償することが記載されている。これにより、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）を介してフィールド機器を制御する場合であっても、制御ループを安定して実行することを意図している。【０００７】
また、特許文献２には、コントローラが操作コマンドを送信した時刻を起点とし、実際に操作コマンドを受信するまでの時間を通信遅延時間とすることが記載されている。同様に、特許文献３には、受信タイミング情報が示す受信された時間から送信タイミング情報が示す送信された時間を差し引くことによって、通信遅延時間を算出することが記載されている。【０００８】
また、電波指標値を用いて、通信品質を推定する研究が検討されている。特許文献４に記載の技術では、電波指標値とセルの混雑情報（接続端末数）に基づいて、端末が通信遅延の平均値とスループットを推定している。具体的には、特許文献４に記載の技術では、まず、モバイルコア網に接続したトラフィック管理サーバに対し、無線アクセスポイントがセルの混雑情報を通知する。次に、トラフィッック管理サーバは、取得したセルの混雑情報を所定の端末に通知する。次に、端末は自身で測定したＳＩＮＲと、取得した混雑情報とに基づいて通信遅延の平均値を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５５６５４３１号公報
【特許文献２】特開２０１７−０４９９０３号公報
【特許文献３】特開２０１６−０７１５８５号公報
【特許文献４】特開２０１７−０３４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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すべて許容最大遅延時間に統一している。これにより、操作者がコントローラに制御コマンドを入力してからフィールド機器が動作するまでの遅延時間が一定となる。そのため、操作者が予想したとおりにフィールド機器を動作させやすくなり、オーバーシュート量を削減することが可能となる。しかしながら、特許文献１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。そのため、遠隔制御システムの操作性が制限されてしまう。また、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１に記載された技術のように、許容最大遅延時間を用いた遅延の補償は望ましくない。【００１１】
そこで、通信遅延の変動に追従しつつ、通信遅延が伸びた際のオーバーシュートを抑制する方式を検討する。もし通信遅延が把握できれば、通信遅延が長いときに制御対象装置の動作速度を抑制することで、オーバーシュートを抑制することができる。したがって、この方式では、どのように変動する通信遅延を把握するかが問題となる。【００１２】
例えば、特許文献２及び特許文献３に記載された技術のように、制御対象装置とコントローラとの間で計測用パケットを送受信することで、通信遅延を測定する方法が考えられる。具体的には、コントローラから制御対象装置までの片道の通信遅延を直接的に測定する方法と、制御対象装置とコントローラとの間の往復の通信遅延を測定し、往復の通信遅延を半分に割ることで往復の通信遅延を間接的に測定する方法とが考えられる。【００１３】
前者の片道遅延を直接的に測定する方法では、コントローラから制御対象装置に対して計測用パケットとその送信時刻を送り、制御対象装置でその計測用パケットの受信時刻と通知された送信時刻との差分を取ることにより、通信遅延を算出する。しかしながら、コントローラと制御対象装置のクロックが厳密には異なるため、この方法で通信遅延を正確に測定することは難しい。【００１４】
また、後者の往復遅延を測定して片道遅延を算出する方法では、制御対象装置からコントローラに対し、計測パケットを送信する必要がある。したがって、通信遅延の測定のために、制御対象装置の消費電力が増大してしまう。制御対象装置は電力源がバッテリーであり、使用可能な電力に限るため、消費電力を抑えることが望ましい。【００１５】
そのため、制御対象装置とコントローラとの間で計測用パケットを送受信することなく通信遅延を把握することが望まれる。例えば、特許文献２に記載の技術を用いることで、制御対象装置からパケットを送信することなく、遅延時間を推定することができる。【００１６】
しかしながら、端末のアプリケーションにおいて、電波指標値に基づいて通信遅延の平均値を推定する場合、電波指標値のサンプリングレートが低いため、時間変動の激しい通信時間の変動に追従することが難しいという問題がある。また、電波指標値は、対数表記で出力されるため、対数表記された電波指標値と遅延変動のレンジが合わないという問題がある。【００１７】
そのため、制御対象装置から遠隔制御装置にパケットを送信することなく、遅延時間を高精度に推定することが望まれる。そして、高精度に推定された遅延時間に基づいて操作量（制御動作量）を抑制することにより、無線遠隔制御における作業効率を向上することが望まれる。【００１８】
本開示の目的は、高精度に遅延時間を推定でき、作業効率を向上することができる、制御対象装置、制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様に係る制御対象装置は、通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置であって、前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、電波指標値を測定する電波指標値測定部と、測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、を備える。【００２０】
本発明の第２の態様に係る遠隔制御方法は、通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置において実施される制御方法であって、前記制御対象装置が、前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定し、測定した通信遅延を対数変換し、前記対数変換した通信遅延を平滑化し、電波指標値を測定し、測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成し、前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出し、前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する。【００２１】
本発明の第３の態様に係る非一時的なコンピュータ可読媒体は、通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置のための制御プログラムであって、前記制御対象装置に、前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する処理と、測定した通信遅延を対数変換する処理と、前記対数変換した通信遅延を平滑化する処理と、電波指標値を測定する処理と、測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する処理と、前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する処理と、前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する処理と、を実行させる制御プログラムを格納する。【００２２】
本発明の第４の態様に係る遠隔制御システムは、遠隔制御装置と、前記遠隔制御装置と通信ネットワークを介して接続される制御対象装置と、を備える遠隔制御システムであって、前記制御対象装置は、前記通信ネットワークと無線接続しており、前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、電波指標値を測定する電波指標値測定部と、測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、を備える。
【発明の効果】
【００２３】
高精度に遅延時間を推定でき、作業効率を向上することができる、制御対象装置、遠隔制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る制御対象装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る遠隔制御システムの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御対象装置の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る制御対象装置における処理を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る制御対象装置において実施される制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る制御対象装置において実施される制御方法を説明する説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る制御対象装置４０の一例を示すブロック図である。図１に示すように、制御対象装置４０は、遅延測定部４０３、電波指標値測定部４０４、学習部４０６、通信遅延推定部４０７、制御部４０８を備える。また、学習部４０６は、対数変換部４０６Ａ、平滑化部４０６Ｂ、モデル学習部４０６Ｃを備える。また、制御部４０８は、操作量算出部としての速度決定部４０８Ａ、駆動部４０８Ｂを備える。
また、制御対象装置４０は、通信ネットワーク２０（後述）を介して遠隔制御装置１０（後述）と通信可能に接続されている。また、制御対象装置４０は、通信ネットワーク２０と無線接続している。そして、制御対象装置４０は、通信ネットワーク２０を介して遠隔制御装置１０によって遠隔制御される。
【００２６】
遅延測定部４０３は、遠隔制御装置１０と制御対象装置４０との間の通信遅延を測定する。また、遅延測定部４０３は、測定した通信遅延を学習部４０６の対数変換部４０６Ａに入力する。
電波指標値測定部４０４は、電波指標値を測定する。また、電波指標値測定部４０４は、測定した電波指標値をモデル学習部４０６Ｃに入力する。
対数変換部４０６Ａは、遅延測定部４０３が測定した通信遅延を対数変換する。また、対数変換部４０６Ａは、対数変換した通信遅延を平滑化部４０６Ｂに入力する。
平滑化部４０６Ｂは、対数変換部４０６Ａが対数変換した通信遅延を平滑化する。また、平滑化部４０６Ｂは、平滑化した通知遅延をモデル学習部４０６Ｃに入力する。
モデル学習部４０６Ｃは、電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する。
通信遅延推定部４０７は、モデル学習部４０６Ｃによって生成された学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する。また、通信遅延推定部４０７は、推定した通信遅延推定値を速度決定部４０８Ａに入力する。
速度決定部４０８Ａは、通信遅延推定部４０７によって推定された通信遅延推定値と、遠隔制御装置１０から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量を算出する。具体的には、速度決定部４０８Ａは、通信遅延推定値が所定値を超える場合に、駆動部４０８Ｂに入力する操作量として、遠隔制御装置１０から入力される第１の操作量よりも小さい第２の操作量を算出する。
【００２７】
以上に説明した本発明に係る制御対象装置４０によれば、電波指標値と学習モデルとを用いて通信遅延推定値を算出することができる。すなわち、制御対象装置４０から遠隔制御装置１０へパケットを送信することなく通信遅延推定値を算出することができる。また、学習モデルを用いることによって、高精度に通信遅延推定値を算出することができる。さらに、高精度に算出された通信遅延推定値と遠隔制御装置１０から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量を適切に算出することができる。そのため、制御対象装置４０の作業効率を向上させることができる。これにより、高精度に遅延時間を推定でき、作業効率を向上することができる、制御対象装置４０を提供することができる。
【００２８】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る遠隔制御システム１００について説明する。図２は、実施の形態１に係る遠隔制御システム１００の一例を示す図である。図２に示すように、遠隔制御システム１００は、遠隔制御装置としてのコントローラ１０、通信ネットワーク２０、無線アクセスポイント３０、制御対象装置４０等を備える。
コントローラ１０は、通信ネットワーク２０を介して、制御対象装置４０と通信可能に接続されている。また、制御対象装置４０は、通信ネットワーク２０と無線アクセスポイント３０を介して無線通信可能に接続されている。すなわち、制御対象装置４０は、無線アクセスポイント３０及び通信ネットワーク２０を介して、コントローラ１０と通信可能に接続されている。
そして、コントローラ１０が制御対象装置４０を遠隔制御する際に、制御対象装置４０は、コントローラ１０と制御対象装置４０との間の通信遅延を推定し、推定した通信遅延が長い場合には、オーバーシュート量を抑えるため、制御対象装置４０自身の動作速度を調整する。以下、制御対象装置４０における制御について、説明する。
【００２９】
図３に、実施の形態１に係る制御対象装置４０の一例を示す。図３に示すように、制御対象装置４０は、通信部４０１と、サンプリングレート決定部４０２と、遅延測定部４０３と、電波指標値測定部４０４と、制御信号受信部４０５と、学習部４０６と、通信遅延推定部４０７と、制御部４０８と、を備える。
【００３０】
通信部４０１は、無線アクセスポイント３０との間で無線通信を行う。これにより、制御対象装置４０は、無線アクセスポイント３０と無線通信により通信可能に接続される。例えば、通信部４０１は、コントローラ１０から通信ネットワーク２０及び無線アクセスポイント３０を介して送信された制御信号を制御信号受信部４０５に入力する。また、通信部４０１は、コントローラ１０から通信ネットワーク２０及び無線アクセスポイント３０を介して送信された計測用データ（後述）を遅延測定部４０３に入力する。また、通信部４０１は、無線アクセスポイント３０から送信された無線信号を電波指標値測定部４０４に入力する。
【００３１】
サンプリングレート決定部４０２は、遅延測定部４０３が測定する通信遅延のサンプリングレートを決定し、遅延測定部４０３に決定したサンプリングレートを通知する。サンプリングレート決定部４０２による当該サンプリングレートの決定方法の詳細については、後述する。
【００３２】
遅延測定部４０３は、コントローラ１０との間で、通信遅延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、通信遅延を測定する。具体的には、遅延測定部４０３は、通信部４０１と、無線アクセスポイント３０と、通信ネットワーク２０と、を介してコントローラ１０との間で計測用データを送受信する。そして、遅延測定部４０３は、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を算出し、算出された往復遅延時間に基づいて通信遅延を計測する。なお、通信遅延は、往復遅延時間の半分とすることができる。
【００３３】
電波指標値測定部４０４は、無線アクセスポイント３０から送られてくる無線信号を用いて、電波指標値を測定する。ここで、電波指標値とは、例えば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）等である。
【００３４】
制御信号受信部４０５は、コントローラ１０から送信された制御信号を受信し、例えばモータの回転数等の第１の操作量ｘに変換する。また、制御信号受信部４０５は、第１の操作量ｘを制御部４０８の速度決定部４０８Ａに入力する。
【００３５】
学習部４０６は、電波指標値測定部４０４から出力される電波指標値を説明変数として、遅延測定部４０３から出力される通信遅延を目的変数として、電波指標値測定部４０４により測定される電波指標値に基づいて、通信遅延を推定するための学習モデルを生成する。
具体的には、学習部４０６は、学習部４０６は、対数変換部４０６Ａと、平滑化部４０６Ｂと、モデル学習部４０６Ｃと、学習モデル記憶部４０６Ｄと、を備える。また、学習部４０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５０１、記憶部５０２、通信インターフェース５０３等を備える。そして、ＣＰＵ５０１が記憶部５０２に格納されたプログラムを実行することにより、学習部４０６における全ての処理が実現する。
また、学習部４０６のそれぞれの記憶部５０２に格納されるプログラムは、ＣＰＵ５０１に実行されることにより、学習部４０６のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部５０２は、例えば、このプログラムや、学習部４０６における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
【００３６】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００３７】
対数変換部４０６Ａは、遅延計測部４０３で測定した通信遅延の対数を算出する。通信遅延を対数化することで、対数で表現される電波指標値の変動と変動のレンジを合わせることができる。対数変換部４０６Ａは、対数変換した通信遅延を平滑化部４０６Ｂに入力する。
【００３８】
平滑化部４０６Ｂは、対数変換部４０６Ａで算出された通信遅延の対数を平滑化する。ここで、平滑化部４０６Ｂは、通信遅延の対数の時系列データをローパスフィルタに通すことにより、通信遅延を平滑化してもよい。また、平滑化部４０６Ｂは、通信遅延の対数の時系列データの移動平均を算出することにより、通信遅延を平滑化してもよい。また、平滑化部４０６Ｂは、他の方法を用いて、通信遅延を平滑化してもよい。平滑化部４０６Ｂは、平滑化した通知遅延をモデル学習部４０６Ｃに入力する。
【００３９】
モデル学習部４０６Ｃは、対数変換され平滑化された通信遅延を目的変数、電波指標値測定部４０４から入力された電波指標値を説明変数として、通信遅延を推定するための機械学習を行う。このとき機械学習で用いる学習モデルは、ランダムフォレストを用いた回帰モデルでもよいし、重回帰モデルでもよいし、他のモデルでもよい。モデル学習部４０６Ｃは、所定の期間又は所定のサンプル数の機械学習を行うことによって生成した学習モデルを学習モデル記憶部４０６Ｄに入力する。
【００４０】
学習モデル記憶部４０６Ｄは、モデル学習部４０６Ｃによって生成された学習モデルを記憶する。
【００４１】
通信遅延推定部４０７は、モデル学習部４０６Ｃによって生成された学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する。具体的には、通信遅延推定部４０７は、制御信号受信部４０５が制御信号を受信すると、学習モデル記憶部４０６Ｄに記憶されている学習モデルを用いて、電波指標値測定部４０４によって測定された電波指標値に基づいて、通信遅延推定値ｄｅｓｔを推定する。また、通信遅延推定部４０７は、推定した通信遅延推定値ｄｅｓｔを制御部４０８の速度決定部４０８Ａに入力する。
【００４２】
制御部４０８は、学習部４０６と同様に、ＣＰＵ５０１、記憶部５０２、通信インターフェース５０３等を備える。そして、ＣＰＵ５０１が記憶部５０２に格納されたプログラムを実行することにより、制御部４０８における全ての処理が実現する。具体的には、ＣＰＵ５０１が記憶部５０２に格納されたプログラムを実行することにより、制御対象装置４０の各部の処理が実現する。
また、制御部４０８のそれぞれの記憶部５０２に格納されるプログラムは、ＣＰＵ５０１に実行されることにより、制御部４０８のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部５０２は、例えば、このプログラムや、制御部４０８における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
【００４３】
なお、学習部４０６と制御部４０８とは、１つの構成要素として、制御対象装置４０に備えられていてもよい。すなわち、学習部４０６及び制御部４０８の処理は、図４に示す１つの情報処理装置５００によって実現されてもよい。
【００４４】
具体的には、制御部４０８は、例えば、第１の操作量ｘと、通信遅延推定値ｄｅｓｔとに基づいて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量ｙを決定することにより、制御対象装置を駆動する。より具体的には、制御部４０８は、操作量算出部としての速度決定部４０８Ａと、駆動部４０８Ｂと、を備える。
【００４５】
速度決定部４０８Ａは、制御信号受信部４０５から入力された第１の操作量ｘと、通信遅延推定部４０７から入力された通信遅延推定値ｄｅｓｔとを用いて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量ｙを算出する。具体的には、速度決定部４０８Ａは、制御対象装置を動作させるための第２の操作量ｙを、次の式（１）及び式（２）を用いて算出する。
【数１】
0006973645.tif 000002
【数２】
0006973645.tif 000003
ここで、ｄｔｈ（ｄｔｈ＞０）は、制御対象装置４０の操縦者が違和感なく制御対象装置４０を操作できる通信遅延の上限の対数を表すパラメータである。また、ｘｍａｘは、コントローラ１０から制御対象装置４０に送信される制御信号を変換して得られる第１の操作量ｘの上限値である。ｄｔｈとｘｍａｘとは固定値であってもよいし、可変値であってもよい。駆動部４０８Ｂは、速度決定部４０８Ａによって算出された第２の操作量ｙに従って動作する。例えば、駆動部４０８Ｂがモータである場合、第２の操作量ｙで決定される回転速度で回動する。
【００４６】
なお、遅延測定部４０３が、電波指標値よりも低いサンプリングレートで通信遅延を測定した場合、遅延変動に追従できなくなる。そのため、通信遅延推定部４０７における通信遅延の推定精度が低下してしまう。一方で、説明変数である電波指標値の変動は小さいため、遅延測定部４０３による通信遅延の測定のサンプリングレートを、電波指標値に比べて過度に高めても、通信遅延推定部４０７における通信遅延の推定精度はほとんど向上しない。また、遅延測定部４０３による通信遅延の測定のサンプリングレートを高め過ぎると、通信遅延測定に必要な電力と、無線アクセスポイント３０の無線周波数資源の消費量が増大してしまう。そこで、サンプリングレート決定部４０２では、電波指標値のサンプリングレートに応じて、遅延測定部４０３による通信遅延の測定のサンプリングレートを決定し、決定した当該サンプリングレートを遅延測定部４０３に通知する。サンプリングレート決定部４０２が遅延測定部４０３に通知するサンプリングレートの値は、所定の値でもよいし、チップセットから出力される電波指標値を直接取得できる特殊な端末を用いて測定した電波指標値のサンプリングレートの値でもよいし、他の方法で決定した値でもよい。
【００４７】
次に、図５及び図６を参照しながら、本実施の形態１に係る制御対象装置４０において実施される制御方法について説明する。図５は、制御対象装置４０の学習部４０６における学習モデルの生成方法を示す説明するフローチャートである。また、図６は、制御対象装置４０における駆動部４０８Ｂの制御方法を示すフローチャートである。
【００４８】
最初に、図５を参照して、学習モデルの生成方法について説明する。
まず、遅延測定部４０３は、サンプリングレート決定部４０２によって決定されたサンプリングレートに従って、コントローラ１０と制御対象装置４０との間の通信遅延を測定する（ステップＳ１０１）。具体的には、遅延測定部４０３は、コントローラ１０に対してパケットを送信し、送信時刻を記憶する。コントローラ１０は、制御対象装置４０から送信されたパケットを受信し、当該パケットに対する応答のパケットを制御対象装置４０に送信する。制御対象装置４０は、コントローラ１０から送信されたパケットを受信する。遅延測定部４０３は、当該受信時刻と記憶した送信時刻との差分から往復の通信遅延を算出する。また、遅延測定部４０３は、算出した往復の通信遅延を２で割ることにより、片道の通信遅延を算出する。そして遅延測定部４０３は、対数変換部４０６Ａに対し、算出した片道の通信遅延を入力する。
【００４９】
次に、対数変換部４０６Ａは、ステップＳ１０１において算出された片道の通信遅延を対数変換する（ステップＳ１０２）。そして、対数変換部４０６Ａは、平滑化部４０６Ｂに対数変換した通信遅延を入力する。
【００５０】
次に、平滑化部４０６Ｂは、ステップＳ１０２において対数変換された片道の通信遅延を平滑化する（ステップＳ１０３）。そして、平滑化部４０６Ｂは、モデル学習部４０６Ｃに、平滑化した通信遅延を入力する。
【００５１】
また、電波指標値測定部４０４は、電波指標値を測定する（ステップＳ１０４）。なお、上述したように、電波指標値測定部４０４による電波指標値の測定のサンプリングレートは、遅延測定部４０３による通信遅延の測定のサンプリングレート以下であればよい。したがって、電波指標値測定部４０４による電波指標値の測定のタイミングは、ステップＳ１０４の位置に限定されるものではない。換言すれば、ステップＳ１０４の処理は、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３における処理と並行して行われてもよい。そして、電波指標値測定部４０４は、測定した電波指標値をモデル学習部４０６Ｃに入力する。
【００５２】
次に、モデル学習部４０６Ｃは、ステップＳ１０３において平滑化された片道の通信遅延と、ステップＳ１０４において測定された電波指標値とを用いて、通信遅延を推定する学習モデルを更新する（ステップＳ１０５）。
【００５３】
次に、モデル学習部４０６Ｃは、ステップＳ１０５における学習のサンプル数が所定の数以上であるかの判定を行う（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５における学習のサンプル数が所定の数未満の場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５における学習のサンプル数が所定の数以上の場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、モデル学習部４０６Ｃが生成した学習モデルを学習モデル記憶部４０６Ｄに入力し、学習モデル記憶部４０６Ｄが当該学習モデルを記憶し（ステップＳ１０７）、当該学習モデルの生成方法の処理が終了する。
【００５４】
次に、図６を参照して、制御対象装置４０における駆動部４０８Ｂの制御方法について説明する。
まず、制御対象装置４０の通信部４０１は、コントローラ１０から送信された制御信号を受信する（ステップＳ２０１）。また、通信部４０１は、当該制御信号を制御信号受信部４０５に入力する。また、制御信号受信部４０５は、当該制御信号を、例えばモータの回転数等の第１の操作量ｘに変換する。また、制御信号受信部４０５は、速度決定部４０８Ａに、当該第１の操作量ｘを入力する。
【００５５】
次に、電波指標値測定部４０４は、電波指標値を測定する（ステップＳ２０２）。そして、電波指標値測定部４０４は、通信遅延推定部４０７に、測定した電波指標値を入力する。
【００５６】
次に、通信遅延推定部４０７は、電波指標値測定部４０４から入力された電波指標値と、学習モデル記憶部４０６Ｄに記憶されている学習モデルとに基づいて、通信遅延推定値ｄｅｓｔを算出する（ステップＳ２０３）。そして、通信遅延推定部４０７は、推定した通信遅延推定値ｄｅｓｔを制御部４０８の速度決定部４０８Ａに入力する。
【００５７】
次に、速度決定部４０８Ａは、通信遅延推定部４０７から入力された通信遅延推定値ｄｅｓｔと、制御信号受信部４０５から入力された第１の操作量ｘとに基づいて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量ｙを算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、速度決定部４０８Ａは、上述の式（１）及び式（２）を用いて、第２の操作量ｙを算出する。
【００５８】
次に、速度決定部４０８Ａは、駆動部４０８Ｂに、第２の操作量ｙを入力することにより、駆動部４０８Ｂを動作させる。駆動部４０８Ｂは、速度決定部４０８Ａから入力された第２の操作量ｙに従って動作する（ステップS２０５）。具体的には、第２の操作量ｙがモータの回転速度である場合、駆動部４０８Ｂであるモータは、第２の操作量ｙ決定される回転速度で回動する。
【００５９】
以上に説明した実施の形態１に係る制御対象装置４０によれば、電波指標値と学習モデルとを用いて通信遅延推定値を算出することができる。すなわち、制御対象装置４０からコントローラ１０へパケットを送信することなく通信遅延推定値を算出することができる。また、学習モデルを用いることによって、高精度に通信遅延推定値を算出することができる。さらに、高精度に算出された通信遅延推定値とコントローラ１０から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部４０８Ｂに入力する第２の操作量を適切に算出することができる。そのため、制御対象装置４０の作業効率を向上させることができる。これにより、高精度に遅延時間を推定でき、作業効率を向上することができる、制御対象装置４０を提供することができる。
【００６０】
また、通信遅延推定部４０７によって推定された通信遅延推定値ｄｅｓｔが所定値ｄｔｈを超える場合に、速度決定部４０８Ａは、第２の操作量ｙとして、コントローラ１０から入力される第１の操作量ｘよりも小さい操作量を算出する。具体的には、通信遅延推定部４０７によって推定された通信遅延推定値ｄｅｓｔが所定値ｄｔｈを超える場合に、速度決定部４０８Ａは、第２の操作量ｙを所定の上限値ｘｍａｘ以下となるように算出し、当該上限値ｘｍａｘは、第１の操作量ｘ以下の値である。これにより、通信遅延推定値ｄｅｓｔが所定値ｄｔｈを超える場合に、駆動部４０８Ｂに入力される第２の操作量ｙを抑えることができる。そのため、通信遅延が長い場合に生じるオーバーシュート量を低減することができ、制御対象装置４０における作業効率を改善することができる。
【００６１】
また、モデル学習部４０６Ｃが学習モデルを生成した後は、通信遅延推定部４０７は、電波指標値に基づいて通信遅延推定値を推定する。したがって、モデル学習部４０６Ｃが学習モデルを生成した後は、制御対象装置４０がコントローラ１０との間で通信遅延測定のための計測用パケットを送受信する必要がない。そのため、計測用パケットを用いた通信遅延測定に比べて、制御対象装置４０の消費電力を抑えることができる。さらに、無線アクセスポイント３０の帯域を消費せずに通信遅延推定値を推定できるため、無線アクセスポイント３０を介する他の通信の通信速度の低下を抑制できる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、遅延測定部４０３は、コントローラ１０と制御対象装置４０との間の片道の通信遅延時間を測定してもよい。
【００６３】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、図５及び図６のフローチャートに記載の処理手順を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００６４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置であって、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、制御対象装置。
（付記２）
前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記１に記載の制御対象装置。
（付記３）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、付記１又は２に記載の制御対象装置。
（付記４）
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置において実施される制御方法であって、
前記制御対象装置が、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定し、
測定した通信遅延を対数変換し、
前記対数変換した通信遅延を平滑化し、
電波指標値を測定し、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成し、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出し、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する、制御方法。
（付記５）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する際に、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記４に記載の制御方法。
（付記６）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する際に、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、付記４又は５に記載の制御方法。
（付記７）
通信ネットワークと無線接続しており、前記通信ネットワークを介して遠隔制御装置によって遠隔制御される制御対象装置のための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御対象装置に、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する処理と、
測定した通信遅延を対数変換する処理と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する処理と、
電波指標値を測定する処理と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成する処理と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する処理と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する処理と、
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記８）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する処理において、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される前記第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記９）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記制御対象装置は、前記第２の操作量を算出する処理において、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、付記７又は８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記１０）
遠隔制御装置と、前記遠隔制御装置と通信ネットワークを介して接続される制御対象装置と、を備える遠隔制御システムであって、
前記制御対象装置は、
前記通信ネットワークと無線接続しており、
前記遠隔制御装置と前記制御対象装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部と、
測定した通信遅延を対数変換する対数変換部と、
前記対数変換した通信遅延を平滑化する平滑化部と、
電波指標値を測定する電波指標値測定部と、
測定した電波指標値を用いて、対数変換され平滑化された通信遅延を推定する学習モデルを生成するモデル学習部と、
前記学習モデルと電波指標値とを用いて通信遅延推定値を算出する通信遅延推定部と、
前記通信遅延推定値と、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量とに基づいて、駆動部に入力する第２の操作量を算出する操作量算出部と、
を備える、遠隔制御システム。
（付記１１）
前記操作量算出部は、前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、前記第２の操作量として、前記遠隔制御装置から入力される第１の操作量よりも小さい操作量を算出する、付記１０に記載の遠隔制御システム。
（付記１２）
前記通信遅延推定値が所定値を超える場合に、
前記操作量算出部は、前記第２の操作量を所定の上限値以下となるように算出し、
前記上限値は、前記第１の操作量以下の値である、付記１０又は１１に記載の遠隔制御システム。
【００６５】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６６】
この出願は、２０１８年６月１３日に出願された日本出願特願２０１８−１１２８１９基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
高精度に遅延時間を推定でき、作業効率を向上することができる、制御対象装置、遠隔制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００  遠隔制御システム
１０  コントローラ（遠隔制御装置）
２０  通信ネットワーク
３０  無線アクセスポイント
４０  制御対象装置
４０１  通信部
４０２  サンプリングレート決定部
４０３  遅延測定部
４０４  電波指標値測定部
４０５  制御信号受信部
４０６  学習部
４０６Ａ  対数変換部
４０６Ｂ  平滑化部
４０６Ｃ  モデル学習部
４０６Ｄ  学習モデル記憶部
４０７  通信遅延推定部
４０８  制御部
４０８Ａ  速度決定部（操作量算出部）
４０８Ｂ  駆動部
【図１】
0006973645.tif 000004
【図２】
0006973645.tif 000005
【図３】
0006973645.tif 000006
【図４】
0006973645.tif 000007
【図５】
0006973645.tif 000008
【図６】
0006973645.tif 000009