特許 6618448 通信制御装置、通信システムおよび通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618448

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】通信制御装置、通信システムおよび通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/22 20090101AFI20191202BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20191202BHJP

   H04W 88/02 20090101ALI20191202BHJP

   H04W 16/26 20090101ALI20191202BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H04W28/22

   H04W16/28

   H04W88/02 140

   H04W16/26

   B25J5/00 E

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-194563(P2016-194563)

(22)【出願日】2016年9月30日

(65)【公開番号】特開2018-56961(P2018-56961A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2018年12月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(72)【発明者】

【氏名】趙 兵選

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 信雄

(72)【発明者】

【氏名】神谷 尚保

【審査官】 ▲高▼木 裕子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２２２３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３０９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３２０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８６２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１７０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５０１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０９８２７３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４ − ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットコントローラとロボットとが通信中継装置を介して通信する通信システムで行われる無線通信を制御する通信制御装置であって、
前記ロボットコントローラに設けられ、
前記ロボットの未来の位置を予測し、
予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、
前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、
通信制御装置。

【請求項2】

前記ロボットの三次元座標の位置に基づいて、前記通信中継装置の未来の位置を予測する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項3】

前記ロボットが通信する際における障害物に関する情報に基づいて、前記通信中継装置の未来の位置を予測する、
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の通信制御装置。

【請求項4】

前記ロボットの車輪の回転数に基づく前記ロボットの位置の情報を得る、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信制御装置。

【請求項5】

ロボットコントローラと、ロボットと、通信中継装置と、を備え、前記ロボットコントローラと前記ロボットとが前記通信中継装置を介して通信する通信システムであって、
前記ロボットコントローラに設けられた通信制御装置を備え、
前記通信制御装置は、
前記ロボットの未来の位置を予測し、
予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、
前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、
通信システム。

【請求項6】

ロボットコントローラとロボットとが通信中継装置を介して通信する通信方法であって、
前記ロボットコントローラに設けられた通信制御装置が、
前記ロボットの未来の位置を予測し、
予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、
前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、
前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、
通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信制御装置、通信システムおよび通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ソースからデスティネーションに信号を無線送信する際に、障害物によって信号の受信強度が弱くなり、受信信号が正常に復号されない場合がある。この場合、これら２個のノードの間を中継するノード（リレイ）により受信された信号をより高い強度で送信（再送信）することが行われる。ここで、デスティネーションはロボットであり、ソースはロボットコントローラである。

【0003】

特許文献１に記載された無線中継ロボットでは、地図情報を用いて、適した中継位置を検出する（特許文献１参照。）。
特許文献２に記載された中継局では、受信信号強度などの測定結果に基づいて、アンテナの角度を制御する（特許文献２参照。）。
特許文献３に記載された中継局では、無線端末が無線信号の受信品質を測定するタイミングを取得する（特許文献３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−８６２６２号公報

【特許文献2】特開２０１２−５４７３５号公報

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１１／０１５１７７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の技術では、デスティネーションが移動したときに、リレイの未来の位置を予測することが難しい場合、あるいは、各ノードのアンテナの未来の角度を予測することが難しい場合があった。
このため、デスティネーションが移動したときに、リレイの未来の位置および各ノードのアンテナの角度がすぐに得られず、ソースとリレイとの間のＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）およびリレイとデスティネーションとの間のＭＣＳが安定せず、ソースとデスティネーションとの間の通信の遅延が大きくなる場合があった。

【0006】

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、高品質なＭＣＳを確保することができる通信制御装置、通信システムおよび通信方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、ロボットコントローラとロボットとが通信中継装置を介して通信する通信システムで行われる無線通信を制御する通信制御装置であって、前記ロボットコントローラに設けられ、前記ロボットの未来の位置を予測し、予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、通信制御装置である。
本発明の一態様は、通信制御装置において、前記ロボットの三次元座標の位置に基づいて、前記通信中継装置の未来の位置を予測する。
本発明の一態様は、通信制御装置において、前記ロボットが通信する際における障害物に関する情報に基づいて、前記通信中継装置の未来の位置を予測する。
本発明の一態様は、通信制御装置において、前記ロボットの車輪の回転数に基づく前記ロボットの位置の情報を得る。

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、ロボットコントローラと、ロボットと、通信中継装置と、を備え、前記ロボットコントローラと前記ロボットとが前記通信中継装置を介して通信する通信システムであって、前記ロボットコントローラに設けられた通信制御装置を備え、前記通信制御装置は、前記ロボットの未来の位置を予測し、予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、通信システムである。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、ロボットコントローラとロボットとが通信中継装置を介して通信する通信方法であって、前記ロボットコントローラに設けられた通信制御装置が、前記ロボットの未来の位置を予測し、予測された前記ロボットの未来の位置に基づいて前記通信中継装置の未来の位置を予測し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合について、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定し、前記ロボットおよび前記通信中継装置が予測された未来の位置にある場合かつ前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性がそれぞれ決定された結果である場合に関し、前記ロボットコントローラと前記通信中継装置との間の無線通信および前記通信中継装置と前記ロボットとの間の無線通信について、それぞれの無線通信の受信品質に関する情報に基づいて、それぞれの無線通信において同一の伝送速度となるように同一のＭＣＳを決定し、前記ロボットの位置を前記ロボットの未来の位置とし、前記通信中継装置の位置を前記通信中継装置の未来の位置とし、前記ロボットコントローラのアンテナの角度または指向性、前記ロボットのアンテナの角度または指向性および前記通信中継装置のアンテナの角度または指向性を決定された結果とし、前記ＭＣＳを決定された結果とするように、制御する、通信方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高品質なＭＣＳを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る通信システムの概略的な構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るロボットコントローラの概略的な構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るロボットの概略的な構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る通信中継装置の概略的な構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブルの一例を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るＭＣＳに関するケースと動作との対応テーブルの一例を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る通信中継装置の現在の位置を決定する処理を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る通信中継装置の未来の位置を決定する処理を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るすべての関係ノードの現在のアンテナ角度を決定する処理を示す図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るすべての関係ノードの未来のアンテナ角度を決定する処理を示す図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る１個の通信中継装置および１個のチャネルを使用する構成例を示す図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る１個の通信中継装置および複数個のチャネルを使用する構成例を示す図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る複数個の通信中継装置および１個のチャネルを使用する構成例を示す図である。

【図14】本発明の一実施形態に係る複数個の通信中継装置および複数個のチャネルを使用する構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［通信システム］
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システム１の概略的な構成を示すブロック図である。
通信システム１は、ロボットコントローラ１１（ソースの一例）と、ロボット１２（デスティネーションの一例）と、通信中継装置１３（リレイの一例）を備える。
ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３とがパケットにより無線通信して信号を通信し、通信中継装置１３とロボット１２とがパケットにより無線通信して信号を通信する。通信中継装置１３は、ロボットコントローラ１１とロボット１２との間で通信される信号を中継する。

【0012】

図１には、障害物２１を示してある。ロボットコントローラ１１から通信中継装置１３への通信路ａ１および通信中継装置１３からロボット１２への通信路ａ２に障害物が存在しないと、ロボット１２における受信信号の強度は強く正常に復号され得る。ロボットコントローラ１１からロボット１２への通信路ａ１１に障害物２１が存在すると、ロボット１２における受信信号の強度が弱く正常に復号されない場合があり得る。

【0013】

［ロボットコントローラ］
図２は、本発明の一実施形態に係るロボットコントローラ１１の概略的な構成を示すブロック図である。
ロボットコントローラ１１は、アンテナ１１１と、送受信部１１２と、信号品質検出部１１３と、記憶部１１４と、位置管理部１１５と、アンテナ角度調整部１１６と、中央制御部１１７を備える。位置管理部１１５は、三次元位置取得部１３１と、障害物外形プロフィール取得部１３２を備える。アンテナ角度調整部１１６は、現在アンテナ角度取得部１５１と、アンテナ角度駆動部１５２を備える。

【0014】

中央制御部１１７は、各処理部１１２〜１１６を制御する。中央制御部１１７は、通信中継装置１３およびロボット１２に、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｐｌｕｓ−Ｎｏｉｓｅ−Ｒａｔｉｏ）および現在の位置の測定結果をパケットで報告するように要求する。中央制御部１１７は、ロボット１２に、現在の制御情報（フィードバック情報）をパケットで報告するように要求する。中央制御部１１７は、ロボット１２の移動を制御するための制御情報（操作入力情報）を生成してパケットでロボット１２に通知する。当該制御情報は外部のオペレーターによって生成されてもよい。
中央制御部１１７は、関係ノード（ロボットコントローラ１１、通信中継装置１３、ロボット１２）のアンテナの角度（アンテナ角度）の調整が必要であると決定した場合、関係ノードのそれぞれの未来のアンテナ角度を予測する。中央制御部１１７は、通信中継装置１３の位置の調整が必要であると決定した場合、通信中継装置１３の未来の位置と、関係ノードのそれぞれの未来のアンテナ角度を予測する。
中央制御部１１７は、通信中継装置１３に対して予測した位置の情報を含むパケットを送信し、通信中継装置１３およびロボット１２のそれぞれに対して予測したアンテナ角度の情報を含むパケットを送信する。中央制御部１１７は、必要な場合、アンテナ角度調整部１１６に自己のアンテナ角度の調整を指示する。
ここで、本実施形態では、アンテナ角度の調整の処理として、アンテナにより無線通信が行われる方向（例えば、通信相手が存在する方向）において最大のアンテナゲインが得られるように当該アンテナの調整を行う処理が用いられる。

【0015】

信号品質検出部１１３は、フレーム（本実施形態では、パケットを含むフレーム）を受信したときに、信号電力（Ｓ）と干渉電力（Ｉ）とノイズ電力（Ｎ）を含むすべてのチャネルの電力Ｐ_{Ｓ＋Ｉ＋Ｎ}を測定する。信号品質検出部１１３は、チャネルがアイドル状態であるとき、干渉およびノイズの平均電力Ｐ_Ｉ＋Ｎを測定する。当該アイドル状態は、ノードがフレームを送信も受信もしてなく、既に受信された情報によってチャネルが予約されていない状態である。信号品質検出部１１３は、ＳＩＮＲ＝｛（電力Ｐ_{Ｓ＋Ｉ＋Ｎ}−Ｐ_Ｉ＋Ｎ）／Ｐ_Ｉ＋Ｎ｝を取得する。他の例として、干渉電力（Ｉ）とノイズ電力（Ｎ）がある程度把握される場合には、ＳＩＮＲの代わりにＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が用いられてもよい。ＳＩＮＲあるいはＲＳＳＩは、受信信号の品質（受信品質）を表す情報として用いられることが可能である。

【0016】

三次元位置取得部１３１は、自己の現在の三次元位置を取得する。この取得の方法は、様々であってもよく、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、カメラあるいは超音波センサーを使用する方法であるが、限定されない。
障害物外形プロフィール取得部１３２は、中央制御部１１７に指示されて、障害物２１の外形プロフィール（形状や大きさなどの情報）を測定（取得）して、測定結果を中央制御部１１７に報告する。この測定の方法は、様々であってもよく、例えば、カメラ、超音波センサーあるいは無線プローブを使用する方法であるが、限定されない。

【0017】

現在アンテナ角度取得部１５１は、中央制御部１１７に指示されて、自己の現在のアンテナ１１１の角度を測定（取得）して、測定結果を中央制御部１１７に報告する。
アンテナ角度駆動部１５２は、中央制御部１１７に指示されて、アンテナ１１１の角度を調整する。アンテナ角度駆動部１５２は、水平面と垂直面の両方でアンテナ１１１を調整し、また、アンテナ１１１の高さを変化させる。これらを実現する方法は、様々であってもよく、例えば、モーター駆動の方法であるが、限定されない。当該モーター駆動の方法では、例えば、アンテナ１１１を水平面で調整するモーター、垂直面で調整するモーター、および高さを調整するモーターが使用される。

【0018】

記憶部１１４は、測定されたＳＩＮＲ、予測された位置、および予測されたアンテナ角度の情報を記憶する。これらの情報の送信が失敗したときには、記憶された情報が再送に使用される。記憶部１１４は、すべての関係ノードのアンテナ放射パターンを記憶し、任意の角度のゲインが決定され得る。記憶部１１４は、ＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブル１０１１（図５参照。）、およびＭＣＳに関するケースと動作との対応テーブル１０２１（図６参照。）を記憶し、与えられたＳＩＮＲに対してすべての関係ノードについて使用可能な最大のＭＣＳが決定され得る。
送受信部１１２は、アンテナ１１１を介して、通信中継装置１３との間でパケットを送受信する。

【0019】

［ロボット］
図３は、本発明の一実施形態に係るロボット１２の概略的な構成を示すブロック図である。
ロボット１２は、アンテナ２１１と、送受信部２１２と、信号品質検出部２１３と、記憶部２１４と、位置管理部２１５と、アンテナ角度調整部２１６と、中央制御部２１７を備える。位置管理部２１５は、三次元位置取得部２３１と、制御情報検出部２３２と、障害物外形プロフィール取得部２３３と、位置駆動部２３４を備える。アンテナ角度調整部２１６は、現在アンテナ角度取得部２５１と、アンテナ角度駆動部２５２を備える。

【0020】

中央制御部２１７は、各処理部２１２〜２１６を制御する。中央制御部２１７は、測定されたＳＩＮＲと現在の位置をパケットでロボットコントローラ１１に報告する。中央制御部２１７は、自己が指定された受信パケットから予測されたアンテナ角度の情報を抽出して、それに基づいて、アンテナ角度調整部２１６に自己のアンテナ２１１の角度の調整を指示する。中央制御部２１７は、ロボットコントローラ１１からロボット１２に送信された操作入力情報を復号してもよく、この場合、位置駆動部２３４に移動を指示する。
信号品質検出部２１３、三次元位置取得部２３１、および障害物外形プロフィール取得部２３３の機能は、ロボットコントローラ１１の場合と同様である。他の構成例として、三次元位置取得部２３１が備えられなくてもよく、この場合、ロボット１２の始点（初期の位置）の情報が記憶部２１４に記憶される。

【0021】

制御情報検出部２３２は、ロボット１２における車輪の回転量（回転数）に基づいて得られる移動に関する制御情報を検出して記憶部２１４に記憶する。三次元位置取得部２３１が正確な現在の三次元位置を取得できる場合には、制御情報検出部２３２は備えられなくてもよく、ロボットコントローラ１１はロボット１２に現在の制御情報の報告を要求しなくてもよい。
位置駆動部２３４は、中央制御部２１７からの指示に応じて、ロボット１２を移動させる。

【0022】

現在アンテナ角度取得部２５１およびアンテナ角度駆動部２５２の機能は、ロボットコントローラ１１の場合と同様である。
記憶部２１４は、測定されたＳＩＮＲ、取得された制御情報、現在の位置の情報を記憶する。
送受信部２１２は、アンテナ２１１を介して、通信中継装置１３との間でパケットを送受信する。

【0023】

［通信中継装置］
図４は、本発明の一実施形態に係る通信中継装置１３の概略的な構成を示すブロック図である。
通信中継装置１３は、ロボットコントローラ１１との通信用に、アンテナ３１１と、送受信部３１２と、信号品質検出部３１３を備え、ロボット１２との通信用に、アンテナ３２１と、送受信部３２２と、信号品質検出部３２３を備え、これらに共通に、記憶部３３１と、位置管理部３３２と、アンテナ角度調整部３３３と、中央制御部３３４を備える。位置管理部３３２は、三次元位置取得部３５１と、位置駆動部３５２を備える。アンテナ角度調整部３３３は、現在アンテナ角度取得部３７１と、アンテナ角度駆動部３７２を備える。

【0024】

中央制御部３３４は、各処理部３１２〜３１３、３２２〜３２３、３３１〜３３３を制御する。中央制御部３３４は、測定されたＳＩＮＲおよび現在の位置をパケットでロボットコントローラ１１に送信する。中央制御部３３４は、ロボットコントローラ１１とロボット１２との間で、両方向について、一方から他方を指定して送信されたパケットを当該他方に送信する。中央制御部３３４は、自己が指定された受信パケットから予測された位置および予測されたアンテナ角度の情報を抽出して、それに基づいて、位置管理部３３２に移動を指示し、アンテナ角度調整部３３３に自己のアンテナ３１１、３２１の角度の調整を指示する。

【0025】

信号品質検出部３１３、３２３、三次元位置取得部３５１、および現在アンテナ角度取得部３７１の機能は、ロボットコントローラ１１の場合と同様である。なお、２個の信号品質検出部３１３、３２３の機能は、それぞれ通信相手が異なるが、同様である。また、現在アンテナ角度取得部３７１は、２個のアンテナ３１１、３２１に対応する。
位置駆動部３５２は、中央制御部３３４に指示されて、予測された位置に通信中継装置１３を移動させる。
アンテナ角度駆動部３７２は、アンテナ３１１およびアンテナ３２１のそれぞれについて、中央制御部３３４に指示されて、アンテナ角度を調整する。この指示は、受信されたパケットに含まれる予測されたアンテナ角度に基づく。アンテナ角度の調整方法は、ロボットコントローラ１１の場合と同様である。

【0026】

記憶部３３１は、測定されたＳＩＮＲ、およびロボットコントローラ１１から受信されて予測された位置および予測されたアンテナ角度の情報を含むパケットを記憶する。記憶部３３１は、ロボット１２からの制御情報、測定されたＳＩＮＲあるいはロボット１２の現在の位置の情報を含むパケットを記憶する。これらの情報の送信が失敗したときには、記憶された情報が再送に使用される。
送受信部３１２は、アンテナ３１１を介して、ロボットコントローラ１１との間でパケットを送受信する。送受信部３２２は、アンテナ３１１を介して、ロボット１２との間でパケットを送受信する。

【0027】

［ＭＣＳの制御］
図５は、本発明の一実施形態に係るＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブル１０１１の一例を示す図である。
対応テーブル１０１１は、それぞれのＭＣＳを識別する情報（本例では、ＭＣＳ番号）と、要求される最小のＳＩＮＲとの対応を記憶する。本例では、ＭＣＳ番号は０、１、２、・・・であり、要求される最小のＳＩＮＲはＳＩＮＲ_０、ＳＩＮＲ_１、ＳＩＮＲ_３、・・・（それぞれはＳＩＮＲの数値を表す。）である。
図６は、本発明の一実施形態に係るＭＣＳに関するケースと動作との対応テーブル１０２１の一例を示す図である。図６の詳細については、後述する。

【0028】

［位置予測およびアンテナ角度予測に基づく通信中継］
本実施形態では、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間および通信中継装置１３とロボット１２との間で同一の使用可能な最大のＭＣＳを採用し、かつ、位置調整およびアンテナ角度調整のオーバーヘッドを減らすために、予測された未来のロボット１２の位置に応じて、優先順位に関する（条件１）〜（条件３）で動作が行われる。
（条件１）ロボット１２が予測された未来の位置に移動したときに同一の使用可能な最大のＭＣＳが維持される場合、いずれのアンテナ角度も調整せず、通信中継装置１３の位置も調整しない。
（条件２）上記した（条件１）が満たされないとき、ロボット１２が予測された未来の位置に移動したと仮定し、アンテナ角度の調整が行われたと仮定して、ＭＣＳを計算する。アンテナ角度の調整だけで使用可能な最大のＭＣＳが維持される場合、通信中継装置１３の位置の調整を行わない。
（条件３）他の場合、通信中継装置１３の位置の調整およびアンテナ角度の調整の両方を行う。

【0029】

上記の動作を行うために、図７〜図１０に示される処理を行う。
図７は、本発明の一実施形態に係る通信中継装置１３の現在の位置を決定する処理を示す図である。
図８は、本発明の一実施形態に係る通信中継装置１３の未来の位置を決定する処理を示す図である。
図９は、本発明の一実施形態に係るすべての関係ノードの現在のアンテナ角度を決定する処理を示す図である。
図１０は、本発明の一実施形態に係るすべての関係ノードの未来のアンテナ角度を決定する処理を示す図である。

【0030】

＜第１ステップの処理：現在の状況に関する処理＞
＜処理１−１＞〜＜処理１−１３＞を示す。
ロボット１２が移動する前に、ロボットコントローラ１１は通信中継装置１３の位置を決定して移動を指示し、また、すべての関係ノードのアンテナ角度を決定して、すべての関係ノードに決定されたアンテナ角度の値に調整するように要求する。これらの調整が完了すると、ロボットコントローラ１１は初期的な使用可能な最大のＭＣＳを取得する。なお、通信中継装置１３の移動の前に位置およびアンテナ角度の調整を完了する処理が＜処理１−１＞〜＜処理１−１２＞で示される。

【0031】

図７に示される処理に相当する＜処理１−１＞〜＜処理１−７＞を説明する。
＜処理１−１＞
ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３にパケットを送信して、現在の位置を報告するように要求し、また、ロボット１２にパケットを送信して、現在の位置および障害物外形プロフィールを報告するように要求する。
＜処理１−２＞
通信中継装置１３およびロボット１２は、要求された情報をロボットコントローラ１１に報告する。本実施形態では、位置として、三次元位置が用いられる。

【0032】

＜処理１−３＞
ロボットコントローラ１１は、自己の現在の位置および自己からの障害物形状プロフィールに基づいて、現在の自己へのＬＯＳ（Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）の領域を決定する（図７におけるＴ１、Ｔ２、Ｔ５）。このＬＯＳ（および他のＬＯＳ）の領域の決定の方法は、様々であってもよく、例えば、計算あるいはカメラを使用する方法であるが、限定されない。
ここで、ロボット１２の現在の三次元位置が三次元位置取得部２３１により取得される場合、その情報が使用されてもよい。三次元位置取得部２３１が備えられない場合、ロボット１２の現在の三次元位置は、始点と、制御情報の履歴から、求められる。例えば、ロボット１２が、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸に沿って直線的に、一定の速度ｖ_ｉで、時間間隔ｔ_ｉごとに、始点から、垂直面内で、Ｎ回の時間間隔だけ移動した場合、始点の座標を（ｘ_０、ｙ_０、０）とすると、現在の位置（到達した移動先の位置）は（ｘ_０＋Σｖ_ｉ・ｔ_ｉ、ｙ_０、０）となる。ここで、Σはｉ＝１〜Ｎの総和を表す。本実施形態では、ロボット１２は右車輪と左車輪を有し、これらの回転量が同じであるとする（以降も同様である。）。
なお、本実施形態では、ロボット１２において車輪の回転量に基づいて得られる移動に関する情報（例えば、移動量あるいは位置などの情報）が、ロボットコントローラ１１への制御情報（フィードバック情報）として用いられてもよい。

【0033】

＜処理１−４＞
ロボットコントローラ１１は、ロボット１２の現在の位置およびロボット１２からの障害物外形プロフィールに基づいて、現在のロボット１２へのＬＯＳの領域を決定する（図７におけるＴ３、Ｔ４、Ｔ６）。
＜処理１−５＞
ロボットコントローラ１１は、現在の位置にある自己およびロボット１２への現在の共通のＬＯＳの領域を決定する（図７におけるＴ７）。このＬＯＳは、現在の自己へのＬＯＳと現在のロボット１２へのＬＯＳとの共通の領域である。
＜処理１−６＞
ロボットコントローラ１１は、現在の位置における自己とロボット１２との垂直等分面を決定する（図７におけるＴ８）。
＜処理１−７＞
ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３の現在の位置を決定する（図７におけるＴ９）。当該位置は、決定された現在の共通のＬＯＳの領域と決定された垂直等分面との共通の領域から選択されてもよい。この選択の基準は、様々であってもよく、例えば領域の中心が選択されるが、限定されない。

【0034】

図９に示される処理に相当する＜処理１−８＞、および以降の処理に相当する＜処理１−９＞〜＜処理１−１３＞を説明する。
＜処理１−８＞
決定された通信中継装置１３の位置および各アンテナ３１１、３２１の設置位置から、各アンテナ３１１、３２１の位置が求められる。これと、ロボットコントローラ１１の位置とアンテナ１１１の設置位置および報告されたロボット１２の位置およびアンテナ２１１の設置位置とから、ロボットコントローラ１１のアンテナ１１１と通信中継装置１３のアンテナ３１１とのアンテナ角度（相対値）、および通信中継装置１３のアンテナ３２１とロボット１２のアンテナ２１１とのアンテナ角度（相対値）が求められる（図９におけるＴ５１〜Ｔ５４）。ここで、本実施形態では、一方のアンテナから他方のアンテナを見た場合のアンテナ角度は、当該他方のアンテナの位置（三次元位置）から当該一方のアンテナの位置（三次元位置）を減算した結果に相当するとする。

【0035】

＜処理１−９＞
ロボットコントローラ１１は、決定された位置およびアンテナ角度の情報を記憶部１１４に記憶し、また、これらの情報を含むパケットを通信中継装置１３に送信し、この送信が成功すると当該情報を記憶部１１４から消去する。
＜処理１−１０＞
通信中継装置１３は、受信されたパケットを復号してその結果の情報を記憶部３３１に記憶し、また、ロボット１２のアンテナ角度の情報を含むパケットをロボット１２に送信し、この送信が成功すると当該情報を記憶部３３１から消去する。ロボット１２は、受信されたパケットに含まれるアンテナ角度の情報を抽出して記憶部２１４に記憶する。
＜処理１−１１＞
通信中継装置１３は、記憶部３３１に記憶された決定された位置に、位置管理部３３２により移動する。
＜処理１−１２＞
ロボットコントローラ１１、ロボット１２、および通信中継装置１３は、それぞれ、アンテナ角度調整部１１６、２１６、３３３により、アンテナ１１１、２１１、３１１、３２１を記憶部１１４、２１４、３３１に記憶されたアンテナ角度に調整する。なお、各アンテナ１１１、２１１、３１１、３２１の現在の角度の値が、調整時間を低減するために参照されてもよい。
＜処理１−１３＞
ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間のＳＩＮＲおよび通信中継装置１３とロボット１２との間のＳＩＮＲの測定により、ロボットコントローラ１１は、記憶部１１４の記憶内容に基づいて、使用可能な最大のＭＣＳを決定することができる。ロボットコントローラ１１は決定されたＭＣＳを通信中継装置１３およびロボット１２に指示し、これらすべては当該ＭＣＳを使用して無線通信を行う。例えば、ロボットコントローラ１１は、これら２個のＳＩＮＲのうちの小さい方のＳＩＮＲによっても使用可能な最大のＭＣＳを決定する。本実施形態では、ロボットコントローラ１１は、これら２個のＳＩＮＲの値が同じまたは近くなる（差分が所定値以下となる）ように制御する。あるいは、本実施形態では、ロボットコントローラ１１は、これら２個のＳＩＮＲにより決定されるＭＣＳが同じとなるように制御する、つまり、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間で使用可能な最大のＭＣＳと通信中継装置１３とロボット１２との間で使用可能な最大のＭＣＳとが同一となるように制御する。

【0036】

＜第２ステップの処理：未来の状況に関する処理＞
＜処理２−１＞〜＜処理２−１０＞を示す。
オーバーヘッドを低減するために、アンテナ角度の調整および通信中継装置１３の位置の調整のうちの一方または両方が、ロボット１２の移動時にリアルタイムで行われる必要がない場合があり得る。この必要の有無は、予測されたロボット１２の未来の位置に依存し得る。

【0037】

図８に示される処理に相当する＜処理２−１＞〜＜処理２−５＞を説明する。なお、図７の場合と同様な処理については詳しい説明を省略する。
＜処理２−１＞
ロボットコントローラ１１は、ロボット１２に関して報告された現在の位置（または、その計算結果）およびロボットコントローラ１１への操作入力により生成された制御信号に基づいて、位置の予測を行う（図８のＴ２４、Ｔ２６）。例えば、ロボット１２が、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸に沿って直線的に、一定の速度ｖ_ｉで、時間間隔ｔ_ｉだけ、現在位置から、垂直面内で、移動した場合、現在位置の座標を（ｘ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}、ｙ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}、０）とすると、予測される未来の位置（到達する移動先の位置）は（ｘ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}＋ｖ_ｉ・ｔ_ｉ、ｙ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}、０）となる。

【0038】

＜ケース番号１の処理＞
ケース番号１について、＜処理２−２＞〜＜処理２−１０＞を示す。
ケース番号１は、現在の通信中継装置１３の位置が未来の共通のＬＯＳ（以下の＜処理２−３＞で求められるもの）の領域外である場合であり、この場合、通信システム１で、通信中継装置１３の位置の調整およびすべての関係ノードのアンテナ角度の調整を行う。

【0039】

＜処理２−２＞
ロボットコントローラ１１は、自己からの障害物外形プロフィールおよび自己の位置に基づいて、自己へのＬＯＳ領域を決定し（図８のＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２５）、また、予測されたロボット１２の位置およびロボット１２からの障害物外形プロフィールに基づいて、予測された未来の位置におけるロボット１２へのＬＯＳの領域を決定する（図８のＴ２３、Ｔ２７）。
＜処理２−３＞
ロボットコントローラ１１は、これら２個のＬＯＳに基づいて、予測された未来の位置における自己とロボット１２との両方への未来の共通のＬＯＳの領域を決定する（図８のＴ２８）。なお、本実施形態では、ロボットコントローラ１１は移動しないため、ロボットコントローラ１１へのＬＯＳは変化しない。

【0040】

＜処理２−４＞
ロボットコントローラ１１は、予測された未来の位置における自己とロボット１２の垂直等分面を決定する（図８のＴ２９）。
＜処理２−５＞
ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３の未来の位置を予測する（図８のＴ３０）。当該位置は、決定された未来の共通のＬＯＳの領域と決定された垂直等分面との共通の領域から選択されてもよい。この選択の基準は、様々であってもよく、例えば領域の中心が選択されるが、限定されない。

【0041】

＜処理２−６＞
図１０に示される処理に相当する＜処理２−６＞〜＜処理２−１０＞を説明する。
ここで、現在の情報に基づく上記した＜処理１−８＞の場合に対して、未来の情報を用いて、ロボットコントローラ１１のアンテナ１１１と通信中継装置１３のアンテナ３１１とのアンテナ角度（相対値）、および通信中継装置１３のアンテナ３２１とロボット１２のアンテナ２１１とのアンテナ角度（相対値）が求められる（図１０におけるＴ７１〜Ｔ７４）。

【0042】

＜処理２−７＞
ロボットコントローラ１１は、予測された位置およびアンテナ角度の情報を記憶部１１４に記憶し、また、これらの情報を含むパケットを通信中継装置１３に送信し、この送信が成功すると当該情報を記憶部１１４から消去する。
＜処理２−８＞
通信中継装置１３は、受信されたパケットを復号してその結果の情報を記憶部３３１に記憶し、また、ロボット１２のアンテナ角度の情報を含むパケットをロボット１２に送信し、この送信が成功すると当該情報を記憶部３３１から消去する。ロボット１２は、受信されたパケットに含まれるアンテナ角度の情報を抽出して記憶部２１４に記憶する。
＜処理２−９＞
通信中継装置１３は、記憶部３３１に記憶された予測された位置に、位置管理部３３２により移動する。
＜処理２−１０＞
ロボットコントローラ１１、ロボット１２、および通信中継装置１３は、それぞれ、アンテナ角度調整部１１６、２１６、３３３により、アンテナ１１１、２１１、３１１、３２１を記憶部１１４、２１４、３３１に記憶されたアンテナ角度に調整する。なお、各アンテナ１１１、２１１、３１１、３２１の現在の角度の値が、調整時間を低減するために参照されてもよい。

【0043】

＜ケース番号２以降の処理＞
現在の通信中継装置１３の位置が未来の共通のＬＯＳ（以下の＜処理２−３＞で求められるもの）の領域内である場合、通信システム１で、図６に示されるケース番号２〜８の処理を行う。
図６には、それぞれのケース番号２〜８について、未来のアンテナ角度調整前のＭＣＳと未来のアンテナ角度調整後のＭＣＳとの関係と、これらと現在のＭＣＳとの関係と、動作との対応を示してある。本例では、ＭＣＳが大きい方が通信速度（伝送速度）が大きいとしてあり、同一のＭＣＳでは通信速度（伝送速度）が同一である。

【0044】

ここで、図６では、現在のＭＣＳを、ＭＣＳに上付き添え字でｃｕｒｒｅｎｔを付した符号で示してある。現在のＭＣＳは、ロボット１２が現在の位置にあるときにおける通信中継装置１３とロボット１２との間のＳＩＮＲにおいて使用可能な最大のＭＣＳを表す。
また、図６では、未来のアンテナ角度調整前のＭＣＳを、ＭＣＳに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でｂｅｆｏｒｅを付した符号で示してある。未来のアンテナ角度調整前のＭＣＳは、ロボット１２が予測された未来の位置に移動したと仮定し、アンテナ角度が調整されていないと仮定したときにおける通信中継装置１３とロボット１２との間のＳＩＮＲにおいて使用可能な最大のＭＣＳを表す。
また、図６では、未来のアンテナ角度調整後のＭＣＳを、ＭＣＳに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でａｆｔｅｒを付した符号で示してある。未来のアンテナ角度調整後のＭＣＳは、ロボット１２が予測された未来の位置に移動したと仮定し、＜処理２−６＞に基づいてアンテナ角度が調整されたと仮定したときにおける通信中継装置１３とロボット１２との間のＳＩＮＲにおいて使用可能な最大のＭＣＳを表す。
なお、図６の例では、通信中継装置１３とロボット１２との間のＳＩＮＲにおいて使用可能な最大のＭＣＳに基づいて動作が決定されるが、他の構成例として、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間のＳＩＮＲにおいて使用可能な最大のＭＣＳに基づいて動作が決定されてもよく、あるいは、両方に基づいて動作が決定されてもよい。

【0045】

図６に示される動作として、「Ｎｏ ａｃｔｉｏｎ」は、ロボットコントローラ１１が位置調整およびアンテナ角度調整のいずれも行わないことを表わしている。「ＬＡ ａｎｄ ＡＡＴ」は、＜処理２−５＞〜＜処理２−１０＞に基づいてロボットコントローラ１１が位置調整およびアンテナ角度調整の両方を行うことを表わしている。「ＡＡＴ」は、＜処理２−６＞に基づいてロボットコントローラ１１がアンテナ角度調整だけを行うことを表わしており、この場合、予測されたアンテナ角度の情報を含むパケットの交換は＜処理２−７＞〜＜処理２−８＞と類似する方法で行われる。

【0046】

＜未来のＭＣＳを決定する方法＞
ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３にロボット１２との間の測定されたＳＩＮＲを報告するように要求し、また、ロボット１２に通信中継装置１３との間の測定されたＳＩＮＲを報告するように要求する。そして、ロボットコントローラ１１は、これら報告された２個のＳＩＮＲのうちの小さい方のＳＩＮＲを現在のＳＩＮＲとして、ＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブル１０１１に基づいて、現在のＭＣＳ（使用可能な最大のもの）を決定する。なお、他の構成例として、報告された２個のＳＩＮＲのうちの任意の一方を現在のＳＩＮＲとしてもよい。

【0047】

ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３とロボット１２との間について、式（１）に基づいて、ゲインの変化Δｇ_{ｂｅｆｏｒｅ}を計算する。式（１）において、ΔＤＬ_{ｂｅｆｏｒｅ}は距離の変化による損失を表し、ΔＡＧＬ_{ｂｅｆｏｒｅ}はアンテナゲインの変化を表す。ＤＬ^{ｆｕｔｕｒｅ}は、通信中継装置１３から予測された未来の位置にあるロボット１２へのパスの損失を表す。ＡＧに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でｂｅｆｏｒｅを付した符号は、通信中継装置１３とロボット１２との間の両方向についてアンテナゲインを総和した値を表す。これらの場合、ロボット１２は予測された位置に移動したと仮定しており、アンテナ角度の調整は行われていないと仮定している。
また、ＤＬ^{ｃｕｒｒｅｎｔ}は、通信中継装置１３から現在の位置にあるロボット１２へのパスの損失を表す。ＡＧ^{ｃｕｒｒｅｎｔ}は、通信中継装置１３とロボット１２との間の両方向について現在のアンテナゲインを総和した値を表す。

【0048】

【数1】

【0049】

ロボットコントローラ１１は、通信中継装置１３とロボット１２との間について、式（２）に基づいて、ゲインの変化Δｇ_{ａｆｔｅｒ}を計算する。式（２）において、ΔＤＬ_{ａｆｔｅｒ}は距離の変化による損失を表し、ΔＡＧＬ_{ａｆｔｅｒ}はアンテナゲインの変化を表す。ＤＬ^{ｆｕｔｕｒｅ}は、通信中継装置１３から予測された未来の位置にあるロボット１２へのパスの損失を表す。ＡＧに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でａｆｔｅｒを付した符号は、通信中継装置１３とロボット１２との間の両方向についてアンテナゲインを総和した値を表す。これらの場合、ロボット１２は予測された位置に移動したと仮定しており、アンテナ角度の調整が行われたと仮定している。
また、ＤＬ^{ｃｕｒｒｅｎｔ}は、通信中継装置１３から現在の位置にあるロボット１２へのパスの損失を表す。ＡＧ^{ｃｕｒｒｅｎｔ}は、通信中継装置１３とロボット１２との間の両方向について現在のアンテナゲインを総和した値を表す。

【0050】

【数2】

【0051】

ロボットコントローラ１１は、ロボット１２が予測された位置に移動したと仮定し、アンテナ角度の調整が行われていないと仮定した場合におけるＳＩＮＲを、通信中継装置１３とロボット１２との間における未来のアンテナ調整前のＳＩＮＲとして、計算する。また、ロボットコントローラ１１は、ロボット１２が予測された位置に移動したと仮定し、アンテナ角度の調整が行われたと仮定した場合におけるＳＩＮＲを、通信中継装置１３とロボット１２との間における未来のアンテナ調整後のＳＩＮＲとして、計算する。これらのＳＩＮＲは、式（３）により取得される。式（３）において、ＳＩＮＲ^{ｃｕｒｒｅｎｔ}は現在のＳＩＮＲを表し、ＳＩＮＲに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でｂｅｆｏｒｅを付した符号は未来のアンテナ調整前のＳＩＮＲを表し、ＳＩＮＲに上付き添え字でｆｕｔｕｒｅを付し下付き添え字でａｆｔｅｒを付した符号は未来のアンテナ調整後のＳＩＮＲを表す。

【0052】

【数3】

【0053】

ロボットコントローラ１１は、計算された未来のアンテナ調整前のＳＩＮＲおよび計算された未来のアンテナ調整後のＳＩＮＲと、ＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブル１０１１に基づいて、未来のアンテナ調整前のＭＣＳおよび未来のアンテナ調整後のＭＣＳを決定する。

【0054】

［１個の通信中継装置が存在する構成例］
図１１は、本発明の一実施形態に係る１個の通信中継装置５１３および１個のチャネル（ＣＨ１）を使用する構成例を示す図である。図１１には障害物５２１も示してある。本例では、ロボットコントローラ５１１と通信中継装置５１３との間の通信路ｂ１および通信中継装置５１３とロボット５１２との間の通信路ｂ２で通信のチャネル（ＣＨ１）が同一である。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のようにチャネルアクセスをスケジューリングする方式、あるいは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）のように競合ベースでチャネルアクセスする方式が用いられてもよく、２個の通信路ｂ１〜ｂ２の間でパケットの衝突を回避することが可能である。

【0055】

図１２は、本発明の一実施形態に係る１個の通信中継装置５５３および複数個のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２）を使用する構成例を示す図である。図１２には障害物５６１も示してある。本例では、ロボットコントローラ５５１と通信中継装置５５３との間の通信路ｃ１および通信中継装置５５３とロボット５５２との間の通信路ｃ２で通信のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２）が異なっており、ロボットコントローラ５５１とロボット５５２との間の通信許容量を改善し遅延を低減することが可能である。例えば、ＴＤＭＡ、あるいは、ＣＳＭＡ／ＣＡが用いられてもよい。

【0056】

［複数個の通信中継装置が存在する構成例］
ロボットコントローラ１１は、ロボット１２との間の通信において、複数の通信中継装置が存在して中継する場合には、これら複数の通信中継装置のそれぞれについて、本実施形態で説明したのと同様な処理を行い、例えば、位置を予測し、アンテナ角度を予測する。また、これら複数の通信中継装置のそれぞれは、本実施形態で説明したのと同様な処理を行う。

【0057】

図１３は、本発明の一実施形態に係る複数個の通信中継装置６１３、６１４および１個のチャネル（ＣＨ１）を使用する構成例を示す図である。図１３には障害物６２１、６２２も示してある。本例では、ロボットコントローラ６１１と通信中継装置６１３との間の通信路ｄ１、通信中継装置６１３と通信中継装置６１４との間の通信路ｄ２、および通信中継装置６１４とロボット６１２との間の通信路ｄ３で通信のチャネル（ＣＨ１）が同一である。例えば、ＴＤＭＡ、あるいは、ＣＳＭＡ／ＣＡが用いられてもよく、３個の通信路ｄ１〜ｄ３の間でパケットの衝突を回避することが可能である。

【0058】

図１４は、本発明の一実施形態に係る複数個の通信中継装置６５３、６５４および複数個のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）を使用する構成例を示す図である。図１４には障害物６６１、６６２も示してある。本例では、ロボットコントローラ６５１と通信中継装置６５３との間の通信路ｅ１、通信中継装置６５３と通信中継装置６５４との間の通信路ｅ２、および通信中継装置６５４とロボット６５２との間の通信路ｅ３で通信のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）が異なっており、ロボットコントローラ６５１とロボット６５２との間の通信許容量を改善し遅延を低減することが可能である。例えば、ＴＤＭＡ、あるいは、ＣＳＭＡ／ＣＡが用いられてもよい。

【0059】

［本実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る通信システム１では、ロボットコントローラ１１により制御されてロボット１２が移動し、通信中継装置１３およびロボット１２がロボットコントローラ１１に対してＳＩＮＲなどを報告し、これに基づいて、ロボットコントローラ１１が動的に通信中継装置１３の位置の予測およびすべての関係ノード（ロボットコントローラ１１、ロボット１２、通信中継装置１３）のアンテナ角度の予測を行って通信中継装置１３およびロボット１２に対して指示する。そして、このような予測に基づいて、ロボットコントローラ１１が必要に応じてアンテナ角度の調整を行い、通信中継装置１３が必要に応じて位置の調整およびアンテナ角度の調整の一方または両方を行い、ロボット１２が必要に応じてアンテナ角度の調整を行う。
また、ロボットコントローラ１１が、ロボット１２との間におけるすべての無線の通信路（例えば、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間の通信路ａ１および通信中継装置１３とロボット１２との間の通信路ａ２）について、共通に使用可能な最大のＭＣＳを決定して通信中継装置１３およびロボット１２に対して指示する。そして、すべての関係ノード（ロボットコントローラ１１、ロボット１２、通信中継装置１３）は、決定されたＭＣＳを使用して、無線通信を行う。

【0060】

このように、本実施形態に係る通信システム１では、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間および通信中継装置１３とロボット１２との間で同一の使用可能な最大のＭＣＳを判定して使用することで、ロボットコントローラ１１とロボット１２との間で常に、高品質なＭＣＳを確保することができ、これにより、例えば、高品質な通信を維持すること、あるいは、通信品質を維持したまま無線通信可能な領域を拡大することが可能である。また、ロボット１２の移動に応じて、例えば、障害物２１による影響を低減（好ましくは、回避）するように、通信中継装置１３の未来の位置を予測することが可能である。また、通信中継装置１３の位置に応じて、関係ノードの未来のアンテナ角度（好ましいアンテナ角度）を予測することが可能である。

【0061】

なお、ロボットコントローラ１１、ロボット１２、および通信中継装置１３のうちの１以上が撮像装置（カメラ）を備えてもよい。
また、障害物２１の外形プロフィール（障害物外形プロフィール）は、あらかじめ、ロボットコントローラ１１およびロボット１２に設定されてもよい。
また、本実施形態では、アンテナの調整（制御）として、アンテナ角度の調整が行われる場合を示したが、他の構成例として、アンテナの指向性を電気的に変更する構成が用いられてもよい。このように、アンテナの調整（制御）は、物理的に行われてもよく、あるいは、電気的に行われてもよい。
また、本実施形態では、ＭＣＳを同一にすることで伝送速度を同一にする構成を示したが、他の構成例として、ＭＣＳ以外の通信特性を制御することで伝送速度を制御する構成が用いられてもよい。

【0062】

一構成例として、ロボットコントローラ１１とロボット１２とが通信中継装置１３を介して通信する通信システム１で行われる無線通信を制御する通信制御装置（本実施形態では、ロボットコントローラ１１に備えられた機能部分の装置）であって、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間の無線通信および通信中継装置１３とロボット１２との間の無線通信について、それぞれの受信品質（例えば、ＳＩＮＲ）に関する情報に基づいて、同一の伝送速度となるように制御する、通信制御装置である。
一構成例として、通信制御装置において、ロボット１２が移動する際の三次元座標およびアンテナ（例えば、ロボットコントローラ１１とロボット１２と通信中継装置１３のそれぞれのアンテナ１１１、２１１、３１１、３２１の全部または一部）の角度の調整に基づいて受信信号の調整を行う。
一構成例として、通信制御装置において、ロボット１２が通信する際における障害物２１に関する情報に基づいて、アンテナ（例えば、ロボットコントローラ１１とロボット１２と通信中継装置１３のそれぞれのアンテナ１１１、２１１、３１１、３２１の全部または一部）の角度を制御して受信信号の調整を行う。
一構成例として、通信制御装置において、ロボット１２が移動先に到達した際の受信電力強度およびアンテナ（例えば、ロボットコントローラ１１とロボット１２と通信中継装置１３のそれぞれのアンテナ１１１、２１１、３１１、３２１の全部または一部）の角度を含めた情報に基づく受信信号の予測を行う。
一構成例として、通信制御装置において、ロボット１２の移動先の受信電力強度については、ロボット１２の車輪の回転数に基づいて算出を行う。
一構成例として、通信制御装置において、ＭＣＳを同一にすることで伝送速度を同一にする制御を行う。
一構成例として、通信制御装置において、ロボット１２の位置を制御し、ロボット１２の位置に関する情報に基づいて通信中継装置１３の位置を制御し、通信中継装置１３の位置に関する情報に基づいてロボットコントローラ１１とロボット１２と通信中継装置１３のそれぞれのアンテナ１１１、２１１、３１１、３２１を（物理的に、あるいは、電気的に）制御する。
一構成例として、通信制御装置において、ロボットコントローラ１１に設けられる。
一構成例として、ロボットコントローラ１１と、ロボット１２と、通信中継装置１３と、を備え、ロボットコントローラ１１とロボット１２とが通信中継装置１３を介して通信する通信システム１であって、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間の無線通信および通信中継装置１３とロボット１２との間の無線通信について、それぞれの受信品質に関する情報に基づいて、同一の伝送速度となるように制御する通信制御装置を備える、通信システム１である。
一構成例として、ロボットコントローラ１１とロボット１２とが通信中継装置１３を介して通信する通信方法（例えば、通信システム１において行われる通信の方法）であって、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３との間の無線通信および通信中継装置１３とロボット１２との間の無線通信について、それぞれの受信品質に関する情報に基づいて、同一の伝送速度となるように制御する、通信方法である。
なお、通信制御装置の機能は、通信中継装置１３に備えられてもよく、あるいは、ロボットコントローラ１１と通信中継装置１３とに分散して備えられてもよい。

【0063】

以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、ロボットコントローラ１１、ロボット１２、通信中継装置１３など）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0064】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0065】

１…通信システム、１１、５１１、５５１、６１１、６５１…ロボットコントローラ、１２、５１２、５５２、６１２、６５２…ロボット、１３、５１３、５５３、６１３〜６１４、６５３〜６５４…通信中継装置、２１、５２１、５６１、６２１〜６２２、６６１〜６６２…障害物、１１１、２１１、３１１、３２１…アンテナ、１１２、２１２、３１２、３２２…送受信部、１１３、２１３、３１３、３２３…信号品質検出部、１１４、２１４、３３１…記憶部、１１５、２１５、３３２…位置管理部、１１６、２１６、３３３…アンテナ角度調整部、１１７、２１７、３３４…中央制御部、１３１、２３１、３５１…三次元位置取得部、１３２、２３３…障害物外形プロフィール取得部、１５１、２５１、３７１…現在アンテナ角度取得部、１５２、２５２、３７２…アンテナ角度駆動部、２３２…制御情報検出部、２３４、３５２…位置駆動部、１０１１…ＭＣＳとＳＩＮＲとの対応テーブル、１０２１…ケースと動作との対応テーブル、ａ１〜ａ２、ａ１１、ｂ１〜ｂ２、ｃ１〜ｃ２、ｄ１〜ｄ３、ｅ１〜ｅ３…通信路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】