(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して、１以上の移動体を制御する遠隔制御装置であって、
前記移動体の状態量のうち第１の状態量で構成される移動体情報と、前記移動体周囲の周囲情報とを受信する受信部と、
前記周囲情報に基づいて、前記移動体の目標軌道を生成する軌道生成部と、
前記ネットワークの伝送遅延の確率分布を推定する移動体推定部と、
前記伝送遅延の確率分布に基づいて制御ゲインを設定するゲイン設定部と、
前記移動体情報と前記制御ゲインとに基づいて、前記移動体を前記目標軌道に追従させるための制御量を演算する制御量演算部と、
前記制御量を前記移動体へ送信する送信部と、
を備える遠隔制御装置。
【請求項２】
前記移動体情報に基づいて、前記状態量のうち前記第１の状態量とは別の第２の状態量を推定する状態量推定部を更に備え、
前記制御量演算部は、前記移動体情報と前記第２の状態量と前記制御ゲインとに基づいて、前記制御量を演算する請求項１に記載の遠隔制御装置。
【請求項３】
前記伝送遅延の確率分布に基づいて、前記移動体に対する制御続行または制御停止を判定し、判定結果が前記制御停止の場合に、前記移動体を停止させるような値を前記制御量に設定する制御可否判定部を更に備える請求項１または２に記載の遠隔制御装置。
【請求項４】
前記移動体推定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とを推定し、
前記ゲイン設定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とに基づいて前記制御ゲインを設定する請求項１または２に記載の遠隔制御装置。
【請求項５】
前記移動体推定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とを推定し、
前記ゲイン設定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とに基づいて前記制御ゲインを設定し、
前記制御可否判定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とに基づいて、前記制御続行または前記制御停止を判定する請求項３に記載の遠隔制御装置。
【請求項６】
前記ゲイン設定部は、前記伝送遅延の確率分布に関する制御安定性を考慮して前記制御ゲインを設定する請求項１から３のいずれか１項に記載の遠隔制御装置。
【請求項７】
前記ゲイン設定部は、前記伝送遅延の確率分布と前記移動体の質量または慣性モーメントの分布とに関する制御安定性を考慮して前記制御ゲインを設定する請求項４または５に記載の遠隔制御装置。
【請求項８】
前記ゲイン設定部は、前記制御安定性と、線形行列不等式で表現されるシステムの性能条件とを考慮して前記制御ゲインを設定する請求項６または７に記載の遠隔制御装置。
【請求項９】
前記目標軌道は、障害物に対する回避軌道と前記移動体が停止するまでの停止軌道とである請求項１から８のいずれか１項に記載の遠隔制御装置。
【請求項１０】
前記移動体は２以上であり、
前記軌道生成部は、前記周囲情報に基づいて、２以上の前記移動体のそれぞれの前記目標軌道を生成する請求項１から９のいずれか１項に記載の遠隔制御装置。
【請求項１１】
前記軌道生成部は、前記移動体の走行優先度を考慮するよう前記目標軌道を生成する請求項１０に記載の遠隔制御装置。
【請求項１２】
前記軌道生成部は、前記移動体のうちリーダである移動体に対し、前記リーダ以外の移動体が隊列を成すような前記目標軌道を生成する請求項１０に記載の遠隔制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ネットワークを介して、１以上の移動体を制御する遠隔制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遠隔地に存在する移動体とのデータの送受信により、自動バレー駐車といった自動運転、および自動搬送を実現する遠隔制御装置の開発が進んでいる。データの送受信には無線通信で構成されたネットワークが使用される。ネットワークを使用した場合、遠隔制御装置と移動体との間の距離や障害物などによって、データを送受信するのに伝送遅延が生じる。この環境下で移動体を制御しようとすると、移動体が不安定な状態に陥る可能性がある。【０００３】
特許文献１には、複数の車両に対して集中管理することで、伝送遅延の影響を低減する自動運転車両の走行管制方法及び走行管制装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−４６０１３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「確率的なパラメータをもつ系の制御」、計測と制御出版、第５９巻、第３号、２０２０年、ｐ．２１２−２１７
【非特許文献２】Ｙｏｈｅｉ  Ｈｏｓｏｅ  ｅｔ  ａｌ．”Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｎｏｔｉｏｎｓ，Ｌｙａｐｕｎｏｖ  Ｉｎｅｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ−Ｔｉｍｅ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  ｂｙ  ａｎ  ｉ．ｉ．ｄ．  Ｐｒｏｃｅｓｓ”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１８
【非特許文献３】「通信遅延が指数分布を用いて表されるネットワーク系の非周期的制御」、第６３回自動制御連合講演会出版、２０２０年、ｐ．４８８−４９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、交差点に進入したと判断された複数の車両に対し、走行優先順位を決定し、走行優先順位に基づいて車両を制御する。しかし、交差点に進入した後に走行優先順位を決定するため、例えば走行優先順位が低い車両に対してすぐに停車を要求することになる。このため、車両の滑らかな走行を実現できない可能性がある。【０００７】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、移動体の滑らかな走行を実現することができる遠隔制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る遠隔制御装置は、ネットワークを介して、１以上の移動体を制御する遠隔制御装置であって、前記移動体の状態量のうち第１の状態量で構成される移動体情報と、前記移動体周囲に関する周囲情報とを受信する受信部と、前記周囲情報に基づいて、前記移動体の目標軌道を生成する軌道生成部と、前記ネットワークの伝送遅延の確率分布を推定する移動体推定部と、前記伝送遅延の確率分布に基づいて制御ゲインを設定するゲイン設定部と、前記移動体情報と前記制御ゲインとに基づいて、前記移動体を前記目標軌道に追従させるための制御量を演算する制御量演算部と、前記制御量を前記移動体へ送信する送信部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、遠隔制御装置は移動体周囲の周囲情報に基づいて移動体の目標軌道を生成し、目標軌道に追従するよう移動体を制御するため、滑らかな走行を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態において１台の移動体を制御する場合の遠隔制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本開示の実施の形態において２以上の移動体を制御する場合の遠隔制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本開示の実施の形態における第１の移動体制御演算部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本開示の実施の形態における第１の移動体制御演算部の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図５】本開示の実施の形態における第１の移動体の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図６】本開示の実施の形態において移動体が車両の場合の構成の一例を示す図である。
【図７】本開示の実施の形態における目標軌道生成方法の一例を示す図である。
【図８】本開示の実施の形態における目標軌道生成方法の別の一例を示す図である。
【図９】本開示の実施の形態において２以上の移動体の目標軌道生成方法の一例を示す図である。
【図１０】本開示の実施の形態において２以上の移動体の目標軌道生成方法の別の一例を示す図である。
【図１１】本開示の実施の形態において遠隔制御装置が移動体を制御する構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】本開示の実施の形態における車両モデルの一例を示す模式図である。
【図１３】本開示の実施の形態における遠隔制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本開示の実施の形態における遠隔制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本実施の形態において１台の移動体２を制御する場合の遠隔制御装置６の構成の一例を示すブロック図である。図１は、ネットワーク１と、移動体２と、物体情報取得部４と、環境情報取得部５と、遠隔制御装置６と、地図データベース７とにより構成されるブロック図である。図１は、ネットワーク１を介して、１台の移動体２（第１の移動体２１）を制御する遠隔制御装置６のブロック図である。
【００１２】
ネットワーク１は、複数の構成要素をケーブルや電波などで相互に接続し、データを送受信することができる。ネットワークには、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、電話回線、無線通信など様々な方式がある。本開示では、ネットワークはこれらに限定されず、遠隔制御装置６と遠隔地に存在する移動体２とのデータの送受信が可能な媒体であれば何でもよい。
【００１３】
移動体２は、第１の移動体２１である。第１の移動体２１は、遠隔制御装置６の送信部６５からの制御量に基づいて走行する。第１の移動体２１の構成については、後に図５を用いて詳細に説明する。
【００１４】
物体情報取得部４は、移動体２周囲に設置される１以上のセンサで構成される。物体情報取得部４は、移動体２周囲の他車両、自転車および歩行者などの障害物の位置および速度を周囲情報として取得する。また、物体情報取得部４は、移動体２自身の位置および速度を移動体情報として取得することができる。この移動体情報は、移動体２に内界センサ２ｂが設置される場合には、この内界センサ２ｂからも取得することができる。物体情報取得部４は、ネットワーク１を介して、移動体情報および周囲情報を遠隔制御装置６内の受信部６２へ送信する。なお、物体情報取得部４は、時刻同期部４１を有している。時刻同期部４１は、移動体２内の時刻同期部２ａ、環境情報取得部５内の時刻同期部５１、および遠隔制御装置６内の時刻同期部６１と連携し、データ送受信のタイミングを同期させる機能を有する。
【００１５】
環境情報取得部５は、物体情報取得部４と同様、遠隔地に設置される１以上のセンサで構成される。環境情報取得部５は、信号機や停止線などの環境情報を取得する。環境情報取得部５は、ネットワーク１を介して、環境情報を遠隔制御装置６内の受信部６２へ送信する。なお、環境情報は、物体情報取得部４により取得される周囲情報に含まれてもよい。以降、環境情報は周囲情報に含まれるとし、文言を周囲情報に統一する。また、環境情報取得部５で使用されるセンサは、移動体２自身に設置されてもよい。なお、環境情報取得部５は、時刻同期部５１を有している。時刻同期部５１は、時刻同期部２ａ、時刻同期部４１、および時刻同期部６１と連携し、データ送受信のタイミングを同期させる機能を有する。
【００１６】
物体情報取得部４および環境情報取得部５で使用されるセンサは、例えばカメラ、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、およびレーダなどである。
【００１７】
カメラは、周囲の画像を取得し、画像データとして出力する。
【００１８】
ＬｉＤＡＲは、レーザを周辺に照射し、周辺の物体に反射して戻ってくるまでの時間差を検出することにより、物体の位置を検出する。
【００１９】
レーダは、周辺にレーダ照射を行い、その反射波を検出することで、周辺に存在する障害物のレーダに対する相対距離および相対速度を測定し、その測定結果を出力する。
【００２０】
なお、移動体２周囲の障害物などの絶対位置を検出可能なＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサが、移動体２または他車両などの障害物に設置されている場合、かつＧＮＳＳセンサがネットワーク１を介して絶対位置情報を遠隔制御装置６へ送信可能な場合、ＧＮＳＳセンサにより物体情報の検出が可能となるため、物体情報取得部４は不要となる。
【００２１】
地図データベース７は、移動体２周囲の地図データを格納している。図１では、軌道生成部６３が地図データベース７と接続されているが、軌道生成部６３に限らず、遠隔制御装置６内の各構成要素が地図データベース７に対しアクセスすることができる。移動体２が車両の場合、地図データベース７には道路の中央座標情報、停止線の情報、白線の情報、および走行可能領域などの走行に関するデータが含まれることが多い。
【００２２】
遠隔制御装置６は、時刻同期部６１と、受信部６２と、軌道生成部６３と、移動体制御演算部６４と、送信部６５とを備える。
【００２３】
時刻同期部６１は、時刻同期部２ａ、時刻同期部４１、および時刻同期部５１と連携し、データ送受信のタイミングを同期させる機能を有する。
【００２４】
受信部６２は、物体情報取得部４からの移動体情報と周囲情報、環境情報取得部５からの周囲情報、および移動体２からの移動体情報を受信する。移動体情報は、移動体２の位置および速度などの第１の状態量で構成される。すなわち、第１の状態量は、センサによって取得される状態量である。受信部６２は、移動体２の状態量のうち第１の状態量で構成される移動体情報と、移動体２周囲の周囲情報とを受信する。
【００２５】
軌道生成部６３は、地図データベース７からの地図データと、受信部６２からの周囲情報とに基づいて、移動体２の目標軌道を生成する。ここで目標軌道とは、目標経路と目標速度とを合わせたものである。あるいは、目標軌道は、例えば目標経路と目標位置とを合わせたものでもよい。また、目標速度あるいは目標位置に限定されず、移動体２の状態量であれば何でもよい。なお、軌道生成部６３は、周囲情報のみに基づいて、移動体２の目標軌道を生成してもよい。軌道生成部６３が目標軌道を生成する方法については、後に図７および図８を用いて詳細に説明する。
【００２６】
移動体制御演算部６４は、第１の移動体制御演算部６４１を備える。第１の移動体制御演算部６４１は、受信部６２からの移動体情報と、軌道生成部６３からの目標軌道とに基づいて、第１の移動体２１を目標軌道に追従させるための制御量を演算する。移動体２が車両の場合、制御量は例えば目標操舵量および目標加減速量である。第１の移動体制御演算部６４１については、後に図３を用いて詳細に説明する。
【００２７】
送信部６５は、ネットワーク１を介して、第１の移動体制御演算部６４１からの制御量を第１の移動体２１へ送信する。
【００２８】
図２は、本実施の形態において２以上の移動体２を制御する場合の遠隔制御装置６の構成の一例を示すブロック図である。図２は、移動体２が第１の移動体２１および第２の移動体２２などである点、および移動体制御演算部６４が第１の移動体制御演算部６４１および第２の移動体制御演算部６４２などを備える点で、図１とは異なる。これら以外は、図１と同じであるため、説明を省略する。
【００２９】
受信部６２は、物体情報取得部４からの移動体情報と周囲情報、環境情報取得部５からの周囲情報、および各々の移動体２からの移動体情報を受信する。
【００３０】
軌道生成部６３は、地図データベース７からの地図データと、受信部６２からの周囲情報とに基づいて、２以上の移動体２のそれぞれの目標軌道を生成する。軌道生成部６３が２以上の移動体２のそれぞれの目標軌道を生成する方法については、後に図９および図１０を用いて詳細に説明する。
【００３１】
移動体制御演算部６４のうち、第１の移動体制御演算部６４１は、第１の移動体２１の移動体情報と、第１の移動体２１の目標軌道とに基づいて、第１の移動体２１への制御量を演算する。同様に、第２の移動体制御演算部６４２は、第２の移動体２２の移動体情報と、第２の移動体２２の目標軌道とに基づいて、第２の移動体２２への制御量を演算する。なお、移動体２が３台以上の場合には、移動体制御演算部６４は、移動体２の台数の増加に対応して第３の移動体制御演算部などを追加で備える。
【００３２】
送信部６５は、ネットワーク１を介して、第１の移動体制御演算部６４１からの制御量、および第２の移動体制御演算部６４２からの制御量などを移動体２へ送信する。第１の移動体制御演算部６４１からの制御量は、第１の移動体２１へ送信される。同様に、第２の移動体制御演算部６４２からの制御量は、第２の移動体２２へ送信される。
【００３３】
図３は、本実施の形態における第１の移動体制御演算部６４１の構成の一例を示すブロック図である。第１の移動体制御演算部６４１は、移動体推定部６４ａと、ゲイン設定部６４ｂと、制御量演算部６４ｃと、制御可否判定部６４ｄとを備える。遠隔制御装置６が２以上の移動体２を遠隔制御する場合、第２の移動体制御演算部６４２なども同様に、移動体推定部６４ａと、ゲイン設定部６４ｂと、制御量演算部６４ｃと、制御可否判定部６４ｄとを備える。
【００３４】
移動体推定部６４ａは、ネットワーク１の伝送遅延を推定する。但し、ネットワーク１の伝送遅延は変動し得るため、移動体推定部６４ａは、ネットワーク１の伝送遅延の分布を推定してもよい。分布とは、例えば確率分布であるが、確率分布に限定されない。移動体推定部６４ａは、遠隔制御装置６が移動体２を遠隔制御する前に予め取得した伝送遅延に基づいて、伝送遅延の分布を推定してもよいし、遠隔制御しながらオンラインで推定してもよい。また、移動体推定部６４ａは、受信部６２からの移動体情報に基づいて、移動体２の状態量に対する係数の分布を推定してもよい。係数とは、移動体２の質量、慣性モーメントである。特に移動体２が車両の場合には、コーナリングスティフネスなども含まれる。これら係数も、ネットワーク１の伝送遅延と同様、制御安定性に影響を与え、かつ変動し得る。係数は、移動体２に関する状態方程式と状態量とに基づいて推定される。
【００３５】
ゲイン設定部６４ｂは、ネットワーク１の伝送遅延に基づいて制御ゲインを設定する。あるいは、ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の分布に基づいて制御ゲインを設定する。あるいは、ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の分布と移動体２の状態量に対する係数の分布とに基づいて制御ゲインを設定する。単にネットワーク１の伝送遅延を固定値とした場合、あるいは想定される最大値とした場合、ゲイン設定部６４ｂは、発生確率が小さい伝送遅延も考慮して制御ゲインを設定することになるため、保守的な制御となる。一方、ネットワーク１の伝送遅延の分布を用いた場合、ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の発生確率を考慮して制御ゲインを設定するため、移動体２の目標軌道への追従性能を向上させることができる。
【００３６】
制御量演算部６４ｃは、受信部６２からの移動体情報と制御ゲインとに基づいて、移動体２を目標軌道に追従させるための制御量を演算する。ゲイン設定部６４ｂが制御ゲインを設定する方法、および制御量演算部６４ｃが制御量を演算する方法については、後に図１１および非特許文献１から３を用いて詳細に説明する。
【００３７】
制御可否判定部６４ｄは、ネットワーク１の伝送遅延に基づいて、移動体２に対する制御続行または制御停止を判定する。あるいは、制御可否判定部６４ｄは、伝送遅延の分布に基づいて、移動体２に対する制御続行または制御停止を判定する。あるいは、制御可否判定部６４ｄは、伝送遅延の分布と移動体２の状態量に対する係数の分布とに基づいて、移動体２に対する制御続行または制御停止を判定する。制御可否判定部６４ｄは、判定結果が制御続行の場合に、移動体２を制御する制御量、すなわち制御量演算部６４ｃからの制御量を送信部６５へ出力する。制御可否判定部６４ｄは、判定結果が制御停止の場合に、移動体２を停止させるような値を制御量に設定し、送信部６５へ制御量を出力する。制御続行または制御停止を判定する方法については、後に詳細に説明する。
【００３８】
図４は、本実施の形態における第１の移動体制御演算部６４１の構成の別の一例を示すブロック図である。第１の移動体制御演算部６４１は、移動体推定部６４ａと、ゲイン設定部６４ｂと、制御量演算部６４ｃと、制御可否判定部６４ｄと、状態量推定部６４ｅとを備える。第１の移動体制御演算部６４１が状態量推定部６４ｅを備える点で、図３とは異なる。遠隔制御装置６が２以上の移動体２を遠隔制御する場合、第２の移動体制御演算部６４２なども同様に、移動体推定部６４ａと、ゲイン設定部６４ｂと、制御量演算部６４ｃと、制御可否判定部６４ｄと、状態量推定部６４ｅとを備える。状態量推定部６４ｅ以外は、図３に示すものと同じであるため、説明を省略する。
【００３９】
状態量推定部６４ｅは、受信部６２からの移動体情報に基づいて、移動体２の状態量のうち第１の状態量とは別の第２の状態量を推定する。第２の状態量は、センサで取得されない状態量である。状態量推定部６４ｅは、移動体２に関する状態方程式と移動体情報とに基づいて、オブザーバやカルマンフィルタなどを適用することで第２の状態量を推定する。遠隔制御装置６は、センサで取得されない第２の状態量も用いて移動体２を制御するため、より精度よく移動体２を遠隔制御することができる。
【００４０】
移動体推定部６４ａは、移動体２の状態量に対する係数の分布を推定する場合、受信部６２からの移動体情報だけでなく、状態量推定部６４ｅからの第２の状態量を用いてもよい。
【００４１】
制御量演算部６４ｃは、受信部６２からの移動体情報と、移動体推定部６４ａからの第２の状態量と、ゲイン設定部６４ｂからの制御ゲインとに基づいて、制御量を演算する。
【００４２】
図５は、本実施の形態における第１の移動体２１の構成の一例を示すブロック図である。第１の移動体２１は、時刻同期部２ａと、内界センサ２ｂと、送信部２ｃと、受信部２ｄと、指令値演算部２ｅと、アクチュエータ２ｆとを備える。遠隔制御装置６が２以上の移動体２を遠隔制御する場合、第２の移動体２２なども同様に、時刻同期部２ａと、内界センサ２ｂと、送信部２ｃと、受信部２ｄと、指令値演算部２ｅと、アクチュエータ２ｆとを備える。
【００４３】
時刻同期部２ａは、時刻同期部４１、時刻同期部５１、および時刻同期部６１と連携し、データ送受信のタイミングを同期させる。
【００４４】
内界センサ２ｂは、移動体２に設置され、移動体情報を出力する。移動体２が車両の場合、内界センサ２ｂは、例えば車速センサ２１ｂ、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）センサ２２ｂ、操舵角センサ２３ｂ、および操舵トルクセンサ２４ｂなどである。
【００４５】
送信部２ｃは、ネットワーク１を介して、内界センサ２ｂからの移動体情報を遠隔制御装置６の受信部６２へ送信する。
【００４６】
受信部２ｄは、遠隔制御装置６の送信部６５からの制御量を受信する。
【００４７】
指令値演算部２ｅは、内界センサ２ｂからの移動体情報と、受信部２ｄからの制御量とに基づいて、制御量を電流値などに変換し、アクチュエータ２ｆへ出力する。アクチュエータ２ｆは、移動体２が車両の場合、電動モータ２ｉ、車両駆動装置２ｎおよびブレーキ制御装置２ｑなどである。この場合、指令値演算部２ｅは、車両のステアリングを目標操舵量に追従させるために、電動モータ２ｉへ供給すべき電流値を演算し、演算結果を電動モータ２ｉへ出力する。また、指令値演算部２ｅは、車両の加速度を目標加減速量に追従させるために必要な車両の駆動力および制動力を演算し、演算結果を車両駆動装置２ｎおよびブレーキ制御装置２ｑへ出力する。電動モータ２ｉ、車両駆動装置２ｎおよびブレーキ制御装置２ｑについては、後に図６を用いて詳細に説明する。
【００４８】
移動体２は、例えば車両、飛行体、および農作機などである。図６は、本実施の形態において、移動体２が車両の場合の構成の一例を示す図である。
【００４９】
ドライバー（すなわち運転者）が車両を操作するために設置されているステアリングホイール２ｇは、ステアリング軸２ｈに結合されている。ステアリング軸２ｈは、ラックアンドピニオン機構２ｊのピニオン軸２ｔが連接されている。ラックアンドピニオン機構２ｊのラック軸２ｕは、ピニオン軸２ｔの回転に応じて往復移動自在であり、その左右両端にはタイロッド２ｋを介してフロントナックル２ｍが接続されている。フロントナックル２ｍは、操舵輪としての前輪２ｖを回転自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。
【００５０】
ドライバーがステアリングホイール２ｇを操作して発生したトルクはステアリング軸２ｈを回転させ、ラックアンドピニオン機構２ｊが、ステアリング軸２ｈの回転に応じてラック軸２ｕを左右方向へ移動させる。ラック軸２ｕの移動により、フロントナックル２ｍが図示しないキングピン軸を中心に回動し、それにより前輪２ｖが左右方向へ転蛇する。よって、ドライバーは、車両が前進・後進する際にステアリングホイール２ｇを操作することで、車両の横移動量を変化させることができる。
【００５１】
車両には、車両の走行状態を認識するための内界センサ２ｂとして、車速センサ２１ｂ、ＩＭＵセンサ２２ｂ、操舵角センサ２３ｂ、および操舵トルクセンサ２４ｂなどが設置されている。
【００５２】
また、車両には、車両の横方向の運動を実現するための電動モータ２ｉ、車両の前後方向の運動を制御するための車両駆動装置２ｎ、およびブレーキ制御装置２ｑなどのアクチュエータが設置されている。
【００５３】
電動モータ２ｉは、一般的にはモータとギアとで構成され、ステアリング軸２ｈにトルクを与えることで、ステアリング軸２ｈを自在に回転させることができる。つまり、電動モータ２ｉは、ドライバーのステアリングホイール２ｇの操作と独立して、前輪２ｖを自在に転舵させることができる。
【００５４】
車両駆動装置２ｎは、車両を前後方向に駆動するためのアクチュエータ２ｆである。車両駆動装置２ｎは、例えばエンジンやモータなどの駆動源で得られた駆動力を、図示しないトランシミッションとシャフト２ｏとを介して、前輪２ｖおよび後輪２ｗを回転させる。これにより、車両駆動装置２ｎは、車両の駆動力を自在に制御することが可能である。
【００５５】
一方、ブレーキ制御装置２ｑは、車両を制動するためのアクチュエータ２ｆであり、車両の前輪２ｖおよび後輪２ｗそれぞれに設置されたブレーキ２ｒのブレーキ量を制御する。一般的なブレーキ２ｒは、前輪２ｖおよび後輪２ｗと共に回転するディスクロータに、油圧を用いてパッドを押し付けることによって、制動力を発生させる。
【００５６】
内界センサ２ｂ、および上記で説明した複数の装置は、車両内のＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを用いてネットワークを構成しているとする。装置は、ネットワーク１を介してそれぞれの情報を取得することが可能である。また、内界センサ２ｂは、ネットワーク１を介して相互にデータの送受信が可能である。
【００５７】
移動体２が車両の場合の構成について、図６を用いて説明したが、移動体２が車両以外の場合についても同様の構成となる。
【００５８】
次に、軌道生成部６３が目標軌道を生成する方法について、図７および図８を用いて説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、本実施の形態における目標軌道生成方法の一例を示す図である。図７（ａ）は、前方に障害物４０が存在する場合の移動体２の走行時の模式図である。図７（ｂ）は、前方に障害物４０が存在する場合の移動体２の目標軌道を生成するための目標経路Ｔ１を示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、本実施の形態における目標軌道生成方法の別の一例を示す図である。図８（ａ）は、前方に停止線５０ａと信号機５０ｂとが存在する場合の移動体２の走行時の模式図である。図８（ｂ）は、前方に停止線５０ａと信号機５０ｂとが存在する場合の移動体２の目標軌道を生成するための目標速度ＡＹ１を示す図である。図８（ｂ）において、横軸は移動体２が停止線５０ａへ向かって走行する際の走行距離ＡＸ１、縦軸は目標速度ＡＹ１である。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、移動体２周囲に複数のセンサ（ここでは物体情報取得部４内のセンサ４２および４３）が設置され、それぞれのセンサの検出範囲がＲ４２およびＲ４３であったとする。そして、センサ４２によって移動体２のセンサ４２に対する相対位置と相対速度とが検出され、センサ４３によって障害物４０のセンサ４３に対する相対位置と相対速度とが検出される。軌道生成部６３は、これらの情報に基づいて、図７（ｂ）に示すような目標経路Ｔ１を生成する。この目標経路Ｔ１は、移動体２が障害物４０を回避するような経路であり、走行可能領域Ｓ１内を走行するような経路である。ここでは図示していないが、軌道生成部６３は、移動体２の目標速度も生成する。一例として、軌道生成部６３は、移動体２が障害物４０を回避する際に速度を下げるよう、目標速度を生成する。軌道生成部６３は、目標経路Ｔ１と目標速度とを合わせた目標軌道（回避軌道）を生成する。
【００６０】
図８（ａ）に示すように、移動体２周囲に複数のセンサ（ここでは物体情報取得部４内のセンサ４２、および環境情報取得部５内のセンサ５２）が設置され、それぞれのセンサの検出範囲がＲ４２およびＲ５２であったとする。そして、センサ４２によって移動体２のセンサ４２に対する相対位置と相対速度とが検出され、センサ５２によって停止線５０ａおよび信号機５０ｂのセンサ５２に対する相対位置が検出される。また、センサ５２は信号機５０ｂが赤信号であることを検出したとする。軌道生成部６３は、これらの情報に基づいて、図示しない目標経路を生成する。この目標経路は、移動体２が停止線５０ａに向かって直進するような経路である。また、図８（ｂ）に示すように、軌道生成部６３は、移動体２の目標速度ＡＹ１が一点鎖線Ｌ１となるよう目標速度を生成する。この目標速度ＡＹ１は、移動体２の速度を徐々に小さくし、停止線５０ａでゼロとするような速度である。軌道生成部６３は、目標経路と目標速度ＡＹ１とを合わせた目標軌道（停止軌道）を生成する。
【００６１】
図７および図８に示すように、目標軌道は、障害物４０に対する回避軌道と移動体２が停止するまでの停止軌道とである。目標軌道は、これら２つの軌道に限定されず、移動体２が走行する道路に応じて種々存在する。このように、軌道生成部６３が移動体２に対する目標軌道を生成することで、移動体２が目標軌道に沿って走行しているかどうかを早い段階で監視することができ、移動体２の滑らかな走行を実現することができる。移動体２自体が目標軌道を生成することも考えられるが、移動体２の汎用性を持たせる意味では、軌道生成部６３が目標軌道を生成する方が望ましい。これにより、移動体２の構成が簡易となる効果も得られる。なお、図７および図８では移動体２が１台であるが、２台以上であっても同じような方法で、それぞれの目標軌道を生成する。
【００６２】
次に、軌道生成部６３が２以上の移動体２のそれぞれの目標軌道を生成する方法について、図９および図１０を用いて説明する。図９は、本実施の形態において、２以上の移動体２の目標軌道生成方法の一例を示す図である。図１０は、本実施の形態において、２以上の移動体２の目標軌道生成方法の別の一例を示す図である。
【００６３】
図９は、移動体２（ここでは第１の移動体２１および第２の移動体２２）が交差点を走行する際の目標軌道生成方法を示す図である。移動体２周囲に複数のセンサ（ここでは物体情報取得部４内のセンサ４２、および環境情報取得部５内のセンサ５２）が設置され、それぞれのセンサの検出範囲がＲ４２およびＲ５２であったとする。そして、センサ４２によって第１の移動体２１と第２の移動体２２とのセンサ４２に対する相対位置と相対速度とが検出され、センサ５２によって停止線５０ａのセンサ５２に対する相対位置が検出される。軌道生成部６３は、これらの情報に基づいて、第１の移動体２１の目標経路Ｔ１１を生成する。ここでは図示していないが、軌道生成部６３は、第１の移動体２１の目標速度も生成する。軌道生成部６３は、第１の移動体２１が目標経路Ｔ１１に沿って一定速度となるよう目標速度を生成する。また、軌道生成部６３は、第２の移動体２２の目標経路Ｔ１２を生成する。ここでは図示していないが、軌道生成部６３は、第２の移動体２２の目標速度も生成する。第２の移動体２２に対する目標速度は、停止線５０ａに近づくにつれて徐々に小さくし、停止線５０ａでゼロとするような速度である。軌道生成部６３は、第１の移動体２１に対し目標経路Ｔ１１と目標速度とを合わせた目標軌道を生成する。同様に、軌道生成部６３は、第２の移動体２２に対し目標経路Ｔ１２と目標速度とを合わせた目標軌道を生成する。
【００６４】
図９において、軌道生成部６３は、移動体２の走行優先度を考慮するよう目標軌道を生成する。この場合、センサ５２により検出される停止線５０ａにより、第１の移動体２１の走行優先度を上げるよう、第１の移動体２１と第２の移動体２２とに対する目標軌道を生成する。
【００６５】
図１０は、移動体２（ここでは第１の移動体２１および第２の移動体２２）が隊列走行する際の目標軌道生成方法を示す図である。移動体２周囲にセンサ（ここでは物体情報取得部４内のセンサ４２）が設置され、センサ４２の検出範囲がＲ４２であったとする。そして、センサ４２によって第１の移動体２１と第２の移動体２２とのセンサ４２に対する相対位置と相対速度とが検出される。軌道生成部６３は、これらの情報に基づいて、第１の移動体２１の目標経路Ｔ１１を生成する。ここでは図示していないが、軌道生成部６３は、第１の移動体２１の目標速度も生成する。一例として、軌道生成部６３は、第１の移動体２１が目標経路Ｔ１１に沿って一定速度となるよう目標速度を生成する。また、軌道生成部６３は、第２の移動体２２の目標経路Ｔ１２を生成する。ここでは図示していないが、軌道生成部６３は、第２の移動体２２の目標速度も生成する。第２の移動体２２に対する目標速度は、第１の移動体２１に対する目標速度と同じである。軌道生成部６３は、第１の移動体２１に対し目標経路Ｔ１１と目標速度とを合わせた目標軌道を生成する。同様に、軌道生成部６３は、第２の移動体２２に対し目標経路Ｔ１２と目標速度とを合わせた目標軌道を生成する。
【００６６】
図１０において、軌道生成部６３は、移動体２のうちリーダである第１の移動体２１に対し、リーダ以外の第２の移動体２２が隊列を成すような目標軌道を生成する。
【００６７】
図９および図１０を用いて説明したように、軌道生成部６３は複数の移動体２に対する目標軌道を生成する。これにより、伝送遅延が大きい場合でも、移動体２が目標軌道に沿って走行しているかどうかを早い段階で監視することができ、移動体２の滑らかな走行を実現することができる。各々の移動体２が目標軌道を生成することも考えられるが、軌道生成部６３が一括で目標軌道を生成することで、高効率化および計算負荷の低減が図れる。
【００６８】
次に、ゲイン設定部６４ｂが制御ゲインを設定する方法、および制御量演算部６４ｃが制御量を演算する方法について、図１１および非特許文献１から３を用いて説明する。
【００６９】
図１１は、本実施の形態において遠隔制御装置６が移動体２を制御する構成の一例を示すブロック図である。図１１において、実線は連続系で表現された信号の入出力を意味し、破線は離散系で表現された信号の入出力を意味する。
【００７０】
センサにより取得される移動体２の移動体情報は離散値であるため、移動体情報はサンプラ６ｄの出力値に相当する。移動体情報はネットワーク１を介して遠隔制御装置６へ送信されるため、その際に伝送遅延（ここではアップロード伝送遅延６ｂ）が発生する。移動体情報は、このアップロード伝送遅延分だけ遅れて制御器６ａに入力される。制御器６ａは、移動体情報に基づいて、制御ゲインを用いて演算される制御量を出力する。この制御量は、制御量演算部６４ｃが出力する制御量に相当する。制御量はネットワーク１を介して移動体２へ送信されるため、その際に伝送遅延（ここではダウンロード伝送遅延６ｃ）が発生する。ある時刻で移動体２に入力される制御量は、次に入力されるまでの間、ホールダ６ｅによって一定値となる。すなわち、ホールダ６ｅは０次ホールドの機能を有する。０次ホールドされた制御量は、移動体２に入力される。
【００７１】
図１１は閉ループ系のため、制御安定性を確保するためには伝送遅延（アップロード伝送遅延６ｂおよびダウンロード伝送遅延６ｃ）を考慮して制御ゲインを設定し、制御量を演算する必要がある。以下、伝送遅延が確率分布を用いて表されることを利用した制御設計について説明する。この場合、伝送遅延の確率分布に関する制御安定性を考慮して制御ゲインを設定し、制御量を演算する。
【００７２】
確率変数によって移動体２の離散時間状態方程式を以下の数式（１）のように定める。
【００７３】
【数１】
0006940036.tif 000002
【００７４】
数式（１）において、ｋは０以上の整数、ｘｋは時刻ｔｋにおける移動体２の状態量、ｕｋは移動体２への制御量、ξｋは時刻ｔｋにおける確率変数の値、Ａｋ（ξｋ）およびＢｋ（ξｋ）は、ξｋによって定まるランダム行列である。
【００７５】
非特許文献１から３によれば、任意の正の整数ｋおよび任意の実ベクトルｘ０について、以下の数式（２）を満たすａおよびλが存在する時、閉ループ系は２次モーメント指数安定、すなわち確率分布に関し安定である。
【００７６】
【数２】
0006940036.tif 000003
【００７７】
数式（２）において、ａは正の実数、λは０以上１以下の実数、||ｘｋ||はベクトルｘｋのユークリッドノルム、Ｅは確率変数の期待値である。更に、制御量ｕｋは制御ゲインＦを用いて、以下の数式（３）となる。
【００７８】
【数３】
0006940036.tif 000004
【００７９】
この時、２次モーメント指数安定性を満たす制御ゲインＦが存在するための条件は、以下の数式（３）を満たす正定行列Ｖ、実行列Ｗ、およびλが存在することである。
【００８０】
【数４】
0006940036.tif 000005
【００８１】
数式（４）において、Ｔは転置、Ｉは単位行列である。ＨＡおよびＨＢは、以下の数式（５）から数式（７）で定義される行列である。
【００８２】
【数５】
0006940036.tif 000006
【００８３】
【数６】
0006940036.tif 000007
【００８４】
【数７】
0006940036.tif 000008
【００８５】
数式（５）から数式（７）において、ｎは自然数、ＨＡｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）およびＨＢｉは実行列である。ＨＡＢは、以下の数式（８）で定義される行列ＧＡＢに対し、数式（９）を満たす実行列である。
【００８６】
【数８】
0006940036.tif 000009
【００８７】
【数９】
0006940036.tif 000010
【００８８】
数式（８）において、ｒｏｗ（Ａｋ（ξ０））は、行列Ａｋ（ξ０）の各要素を１行目から順番に並べた行ベクトルである。
【００８９】
閉ループ系が２次モーメント指数安定性を満たす場合、制御ゲインＦは以下の数式（１０）となる。
【００９０】
【数１０】
0006940036.tif 000011
【００９１】
数式（３）および数式（１０）により、制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求めることができる。上記では、閉ループ系が確率変数を含む確率系で表現されるが、これに対し確定系で表現される制御系（以下、「確定系制御」と称する）を融合することができる。この場合、２次モーメント指数安定性だけでなく、確定系制御の安定性も考慮して制御ゲインＦを設定する。確定系制御は、例えばＨ∞制御およびＨ２制御などの公知のものである。ここでは、Ｈ２制御を例に、全体のシステムにおける制御ゲインＦの設定方法について紹介する。
【００９２】
システムにおける制御安定性を考える際、まずは確率系を確定系に置き換える。そこで、移動体２の離散時間状態方程式を以下の数式（１１）および数式（１２）のように定める。
【００９３】
【数１１】
0006940036.tif 000012
【００９４】
【数１２】
0006940036.tif 000013
【００９５】
数式（１１）および数式（１２）において、ξｅはある確率変数の値ξｋであり、時間によって変化しない固定値である。ξｅは、ξｋの分布で求められる平均値あるいは中央値でもよい。ｚｋは時刻ｔｋにおける評価出力、ｗｋは時刻ｔｋにおける外乱入力である。Ａ（ξｅ）、Ｂ（ξｅ）、ＣおよびＤは、時間によって変化しない行列である。また、外乱入力ｗｋから評価出力ｚｋまでの伝達関数行列をＧ（ｓ）とする。ｓはラプラス演算子である。また、Ｄ＝０とする。この場合、システムに求められる条件は、行列Ａの全ての固有値の実部が負であること、かつＧ（ｓ）のノルム||Ｇ（ｓ）||２＜α（α＞０）が成立することである。この条件は、以下の数式（１３）から数式（１５）の線形行列不等式を満足する半正定行列Ｐおよび正定行列Ｚが存在することと等価である。
【００９６】
【数１３】
0006940036.tif 000014
【００９７】
【数１４】
0006940036.tif 000015
【００９８】
【数１５】
0006940036.tif 000016
【００９９】
数式（１５）において、trace(Ｚ)は行列Ｚの対角成分の総和である。確率系に対しＨ２制御を融合する場合、数式（２）および数式（４）の２次モーメント指数安定性と、数式（１３）から数式（１５）の線形行列不等式とを考慮して制御ゲインＦを設定する必要がある。ここではＨ２制御を例に挙げたが、Ｈ∞制御についても同様である。これらのことから、ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の分布に関する制御安定性と、線形行列不等式で表現されるシステムの性能条件とを考慮して制御ゲインＦを設定する。
【０１００】
なお、確率系については、伝送遅延の確率分布だけでなく、移動体２の状態量に対する係数の確率分布も考慮して制御ゲインＦを設定してもよい。この場合、数式（２）および数式（４）の２次モーメント指数安定性は、伝送遅延の確率分布と係数の確率分布とに対し適用される。また、ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の分布に関する制御安定性と、係数の分布に関する制御安定性と、線形行列不等式で表現されるシステムの性能条件とを考慮して制御ゲインＦを設定する。
【０１０１】
なお、２次モーメント指数安定性を満足する制御ゲインＦが存在しない場合も有り得る。そこで、制御可否判定部６４ｄは、このような場合に移動体２に対し制御停止の判定を行う。閉ループ系が２次モーメント指数安定か否かを判定するには、数式（４）の左辺の行列の固有値を計算し、最小の固有値が正であるか否かを判定すればよい。あるいは、制御可否判定部６４ｄは、移動体推定部６４ａで推定される伝送遅延の分布のキュムラントと、制御ゲインＦを設計した時の伝送遅延の分布のキュムラントとの差の絶対値が所定値以上の場合に、移動体２に対する制御停止の判定を行ってもよい。ここでキュムラントとは、分布の特徴を示す値である。キュムラントは、伝送遅延の分布と、移動体２の状態量に対する係数の分布とを合わせたものでもよい。あるいは、制御可否判定部６４ｄは、予め推定される伝送遅延の分布において、所定の発生確率となる伝送遅延よりも大きな伝送遅延が生じた場合に、移動体２に対する制御停止の判定を行ってもよい。あるいは、制御可否判定部６４ｄは、予め推定される係数の分布において、所定の発生確率となる係数誤差よりも大きな誤差が生じた場合に、移動体２に対する制御停止の判定を行ってもよい。これにより、制御安定性に問題が生じた場合でも、移動体２を正常に制御することができる。
【０１０２】
伝送遅延の確率分布を含む閉ループ系で制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求める際、数式（１）に示す移動体２の離散時間状態方程式が起点となる。しかし、一般的には移動体２の連続時間状態方程式を起点として制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求める。そこで、連続時間状態方程式に基づいて制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求める方法について説明する。
【０１０３】
移動体２の連続時間状態方程式を以下の数式（１６）のように定める。
【０１０４】
【数１６】
0006940036.tif 000017
【０１０５】
数式（１６）において、ｘｃは連続時間における移動体２の状態量、ｕｃは連続時間における制御量、ｘｃはｘｃを時間微分したもの、ＡｃおよびＢｃは行列である。時刻ｔｋにおけるサンプリング間隔ｈｋ（＝ｔｋ＋１−ｔｋ）に従って、数式（１６）の連続時間状態方程式を離散時間状態方程式に変換する。但し、サンプリング間隔ｈｋは、アップロード伝送遅延６ｂおよびダウンロード伝送遅延６ｃの伝送遅延だけでなく、図１１の各要素間を信号が伝搬する際の伝搬遅延などにより決定される。サンプラ６ｄおよびホールダ６ｅにより、数式（１６）は以下の数式（１７）のように離散時間状態方程式に変換される。
【０１０６】
【数１７】
0006940036.tif 000018
【０１０７】
数式（１７）において、ＡｋおよびＢｋは以下の数式（１８）および数式（１９）となる。
【０１０８】
【数１８】
0006940036.tif 000019
【０１０９】
【数１９】
0006940036.tif 000020
【０１１０】
数式（１８）および数式（１９）において、ＡｋおよびＢｋはサンプリング間隔ｈｋを用いて表されることから、確率変数の値ξｋに依存するランダム行列となる。なお、数式（１７）では、制御量がｕｋではなくｕｋ−１となっていることから、数式（１７）に対して新たな状態量ｘ０ｋ＝ｕｋ−１を追加した拡大系を用意する。拡大系は、以下の数式（２０）となる。
【０１１１】
【数２０】
0006940036.tif 000021
【０１１２】
数式（２０）において、ｘｅ，ｋ、ＡｅおよびＢｅは、以下の数式（２１）から数式（２３）である。
【０１１３】
【数２１】
0006940036.tif 000022
【０１１４】
【数２２】
0006940036.tif 000023
【０１１５】
【数２３】
0006940036.tif 000024
【０１１６】
数式（２０）は、数式（１）のような離散時間状態方程式と同じ形となることから、この数式（２０）を用いて、２次モーメント指数安定性を考慮した制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求めることができる。
【０１１７】
次に、移動体２が車両の場合に、制御ゲインＦおよび制御量ｕｋを求める方法について説明する。図１２は、本実施の形態における車両モデルの一例を示す模式図である。図１２において、横軸Ｘおよび縦軸Ｙは、慣性座標系での車両の重心位置である。ＸｂおよびＹｂは、車両の縦方向および横方向を基準とした座標系である。ｅｙおよびｅθは目標経路Ｔ１に対する車両の横偏差および偏角である。車両の横方向に対する連続時間状態方程式は、以下の数式（２４）となる。
【０１１８】
【数２４】
0006940036.tif 000025
【０１１９】
数式（２４）において、ｖｘは車速、δは舵角、ｍは質量、Ｌｆは車両重心から前輪２ｖまでの距離、Ｌｒは車両重心から後輪２ｗまでの距離、Ｉｚはヨー軸周りの慣性モーメント、Ｃｆは前輪２ｖのコーナリングスティフネス、Ｃｒは後輪２ｗのコーナリングスティフネスである。コーナリングスティフネスは、車両に発生する横方向の力と横滑り角との関係を表す比例係数であり、例えば道路の状態（乾燥、湿潤、および凍結など）によって変化する値である。
【０１２０】
数式（２４）より、ｅｙ、ｅθ、ｅｙおよびｅθがゼロとなるよう制御することで、車両は横方向において目標経路に追従することができる。また、車両の縦方向に対する連続時間状態方程式は、以下の数式（２５）となる。
【０１２１】
【数２５】
0006940036.tif 000026
【０１２２】
数式（２５）において、ａｘは前後方向加速度、ｕａは前後方向の目標加速度、Ｔａは一次遅れ系の時定数である。数式（２５）は、数式（１６）の連続時間状態方程式に相当する。そこで、ネットワーク１の伝送遅延に影響されるサンプリング間隔ｈｋに従って、数式（２５）を離散時間状態方程式に変換する。そして、数式（２）および数式（４）の２次モーメント指数安定性を考慮しつつ、車速ｖｘ、前後方向加速度ａｘおよび目標加速度ｕａで表される評価関数を最小とするような制御ゲインＦを求める。つまり、数式（２５）をレギュレータ問題とし、伝送遅延を考慮して制御ゲインＦを求める。この時、伝送遅延の分布だけでなく車両の状態量に対する係数の分布を考慮してもよい。また、Ｈ２制御またはＨ∞制御を組み合わせ、これらの制御安定性に関する条件も付加してよい。
【０１２３】
図１３は、本実施の形態における遠隔制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２４】
図１３に示すように、図示しない手段により移動体２の遠隔制御が開始されると、受信部６２は、移動体情報および周囲情報を受信する（ステップＳＴ１）。
【０１２５】
軌道生成部６３は、地図データベース７からの地図データと、受信部６２からの周囲情報とに基づいて、目標軌道を生成する（ステップＳＴ２）。
【０１２６】
移動体推定部６４ａは、伝送遅延を推定する（ステップＳＴ３）。移動体推定部６４ａは、伝送遅延の分布を推定してもよいし、伝送遅延の分布と、移動体２の状態量に対する係数の分布とを推定してもよい。
【０１２７】
ゲイン設定部６４ｂは、ネットワーク１の伝送遅延に基づいて制御ゲインを設定する（ステップＳＴ４）。ゲイン設定部６４ｂは、伝送遅延の分布に基づいて制御ゲインを設定してもよいし、伝送遅延の分布と移動体２の状態量に対する係数の分布とに基づいて制御ゲインを設定してもよい。
【０１２８】
制御量演算部６４ｃは、受信部６２からの移動体情報と制御ゲインとに基づいて、制御量を演算する（ステップＳＴ５）。
【０１２９】
制御可否判定部６４ｄは、移動体推定部６４ａからの伝送遅延に基づいて、制御続行または制御停止の判定を行う（ステップＳＴ６）。制御可否判定部６４ｄは、伝送遅延の分布に基づいて判定を行ってもよいし、伝送遅延の分布と、移動体２の状態量に対する係数の分布とに基づいて判定を行ってもよい。制御可否判定部６４ｄは、判定結果が制御停止の場合に、移動体２を停止させるような値を制御量に設定する
【０１３０】
送信部６５は、制御可否判定部６４ｄからの制御量を移動体２へ出力する（ステップＳＴ７）。
【０１３１】
図示しない手段により、遠隔制御を継続するか否かが判定される（ステップＳＴ８）。
【０１３２】
ステップＳＴ８の判定が「Ｙｅｓ」の場合は、処理はステップＳＴ１に戻り、遠隔制御が継続される。ステップＳＴ８の判定が「Ｎｏ」の場合は、遠隔制御が終了する。
【０１３３】
以上で説明した実施の形態によれば、遠隔制御装置６が移動体２の目標軌道を生成するため、滑らかな走行を実現することができる。
【０１３４】
ここで、本実施の形態おける遠隔制御装置６のハードウェア構成について説明する。遠隔制御装置６の各機能は、処理回路によって実現し得る。処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備える。
【０１３５】
図１４は、本実施の形態における遠隔制御装置６のハードウェア構成を示す図である。遠隔制御装置６は、図１４（ａ）に示すプロセッサ８およびメモリ９によって実現することができる。プロセッサ８は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）である。
【０１３６】
メモリ９は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などである。
【０１３７】
遠隔制御装置６の各部の機能は、ソフトウェアなど（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）により実現される。ソフトウェアなどはプログラムとして記述され、メモリ９に格納される。プロセッサ８は、メモリ９で記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、このプログラムは、遠隔制御装置６の手順または方法をコンピュータに実行させるものであると言える。
【０１３８】
プロセッサ８が実行するプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、プロセッサ８が実行するプログラムは、インターネットなどのネットワーク経由で遠隔制御装置６に提供されてもよい。
【０１３９】
また、遠隔制御装置６は、図１４（ｂ）に示す専用の処理回路１０によって実現してもよい。処理回路１０が専用のハードウェアである場合、処理回路１０は、例えば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。
【０１４０】
以上、遠隔制御装置６の各構成要素の機能が、ソフトウェアなど、またはハードウェアのいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、遠隔制御装置６の一部の構成要素をソフトウェアなどで実現し、別の一部を専用のハードウェアで実現する構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１４１】
１  ネットワーク、  ２  移動体、  ２１  第１の移動体、  ２２  第２の移動体、  ２ａ  時刻同期部、  ２ｂ  内界センサ、  ２１ｂ  車速センサ、  ２２ｂ  ＩＭＵセンサ、  ２３ｂ  操舵角センサ、  ２４ｂ  操舵トルクセンサ、  ２ｃ  送信部、  ２ｄ  受信部、  ２ｅ  指令値演算部、  ２ｆ  アクチュエータ、  ２ｇ  ステアリングホイール、  ２ｈ  ステアリング軸、  ２ｉ  電動モータ、  ２ｊ  ラックアンドピニオン機構、  ２ｋ  タイロッド、  ２ｍ  フロントナックル、  ２ｎ  車両駆動装置、  ２ｏ  シャフト、  ２ｑ  ブレーキ制御装置、  ２ｒ  ブレーキ、  ２ｔ  ピニオン軸、  ２ｕ  ラック軸、  ２ｖ  前輪、  ２ｗ  後輪、  ４  物体情報取得部、  ４０  障害物、  ４１  時刻同期部、  ４２，４３  センサ、  ５  環境情報取得部、  ５０ａ  停止線、  ５０ｂ  信号機、  ５１  時刻同期部、  ５２  センサ、  ６  遠隔制御装置、  ６１  時刻同期部、  ６２  受信部、  ６３  軌道生成部、  ６４  移動体制御演算部、  ６４１  第１の移動体制御演算部、  ６４２  第２の移動体制御演算部、  ６４ａ  移動体推定部、  ６４ｂ  ゲイン設定部、  ６４ｃ  制御量演算部、  ６４ｄ  制御可否判定部、  ６４ｅ  状態量推定部、  ６５  送信部、  ６ａ  制御器、  ６ｂ  アップロード伝送遅延、  ６ｃ  ダウンロード伝送遅延、  ６ｄ  サンプラ、  ６ｅ  ホールダ、  ７  地図データベース、  ８  プロセッサ、  ９  メモリ、  １０  処理回路、  Ｓ１  走行可能領域、  Ｔ１  目標経路、  Ｔ１１  第１の移動体に対する目標経路、  Ｔ１２  第２の移動体に対する目標経路、  Ｒ４２  センサ４２の検出範囲、  Ｒ４３  センサ４３の検出範囲、  Ｒ５２  センサ５２の検出範囲。
【要約】
遠隔制御装置（６）は、ネットワーク（１）を介して、１以上の移動体（２）を制御する遠隔制御装置（６）であって、前記移動体（２）の状態量のうち第１の状態量で構成される移動体情報と、前記移動体周囲の周囲情報とを受信する受信部（６２）と、前記周囲情報に基づいて、前記移動体（２）の目標軌道（Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ１２）を生成する軌道生成部（６３）と、前記ネットワーク（１）の伝送遅延を推定する移動体推定部（６４ａ）と、前記伝送遅延に基づいて制御ゲインを設定するゲイン設定部（６４ｂ）と、前記移動体情報と前記制御ゲインとに基づいて、前記移動体（２）を前記目標軌道（Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ１２）に追従させるための制御量を演算する制御量演算部（６４ｃ）と、前記制御量を前記移動体（２）へ送信する送信部（６５）と、を備える。【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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