特開 2024-174552 遠隔制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174552

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】遠隔制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/00 20240101AFI20241210BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20241210BHJP

   B60L 15/40 20060101ALI20241210BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

G05D1/00 B

H04Q9/00 301B

B60L15/40 J

G05D1/02 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092436

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】598121341

【氏名又は名称】慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】玉置 真也

(72)【発明者】

【氏名】成川 聖

(72)【発明者】

【氏名】久保 亮吾

(72)【発明者】

【氏名】小野塚 優太

【テーマコード（参考）】

5H125

5H301

5K048

【Ｆターム（参考）】

5H125AA05

5H125CC04

5H125EE52

5H125EE55

5H301AA01

5H301AA05

5H301AA06

5H301BB05

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC04

5H301CC06

5H301CC07

5H301CC10

5H301DD07

5H301DD17

5H301KK02

5H301KK18

5K048BA43

5K048DC01

5K048EB02

5K048EB10

(57)【要約】

【課題】本開示の目的は、移動体を遠隔から制御するイベント駆動型の遠隔制御システムにおいて、制御性能を一定レベルに保ちつつ、制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減可能にすることにある。
【解決手段】本開示は、移動体に搭載される１以上の移動体制御装置と、前記移動体を制御する制御情報を生成し、前記移動体制御装置へ送信する遠隔制御装置と、を備える遠隔制御システムであって、前記移動体制御装置は、制御情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した制御情報に従って、前記移動体を制御する制御部と、前記移動体で計測された計測情報を送信する送信部と、を備え、前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度に基づいて、前記計測情報を送信するか否かを判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体を制御する制御情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した制御情報に従って、前記移動体を制御する制御部と、
前記移動体で計測された計測情報を送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度に基づいて、前記計測情報を送信するか否かを判定する、
移動体制御装置。

【請求項2】

前記送信部は、前記計測情報の計測時からの経過時間を用いて定められる評価値を算出し、前記評価値が予め定められたしきい値に達したときに、前記計測情報を送信する、
請求項１に記載の移動体制御装置。

【請求項3】

前記送信部は、異なる時間に計測された複数の前記計測情報を用いて定められる評価値を算出し、前記評価値が予め定められたしきい値に達したときに、前記計測情報を送信する、
請求項１に記載の移動体制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の移動体制御装置が搭載されている移動体。

【請求項5】

移動体に搭載される、請求項１から３のいずれかに記載の移動体制御装置と、
前記移動体を制御する制御情報を生成し、前記移動体制御装置へ送信する遠隔制御装置と、
を備える遠隔制御システムであって、
前記移動体制御装置は、前記制御情報を送信させる送信指示を、前記計測情報と共に送信し、
前記遠隔制御装置は、前記送信指示を受信すると、前記制御情報を前記移動体制御装置に送信する、
遠隔制御システム。

【請求項6】

受信部が、移動体を制御する制御情報を受信する手順と、
制御部が、前記受信部で受信した制御情報に従って、前記移動体を制御する手順と、
送信部が、前記移動体で計測された計測情報を送信する手順と、
を備え、
前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度に基づいて、前記計測情報を送信するか否かを判定する、
方法。

【請求項7】

請求項１から３のいずれかに記載の移動体制御装置に備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動体を遠隔から制御する遠隔制御システムに関する技術である。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の制御を効率的に実現する手法として、車両と地上装置との間の通信を利用するＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ－Ｂａｓｅｄ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。ＣＢＴＣを用いて車両の遠隔制御を実現する場合、通信ネットワークの品質（遅延、データ損失など）が制御性能に大きな影響を及ぼすことが知られている。また、データが取得されてからの経過時刻を表す情報の鮮度（ＡｏＩ：Ａｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）はネットワーク遅延だけでなく装置内の情報処理遅延も含み、制御性能を維持する指標として重要となるため、ＣＢＴＣシステムにおけるＡｏＩの最適化手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。

【0003】

一方、ＣＢＴＣでは車両数や各種アプリケーション数の増大により通信トラヒックの増大が見込まれる。通信トラヒックを削減する手法として、モータの遠隔制御システムにおいて制御誤差に基づいてデータの送信タイミングを制御するイベント駆動型の制御手法が提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Ｘ． Ｗａｎｇ， Ｌ． Ｌｉｕ， Ｌ． Ｚｈｕ， ａｎｄ Ｔ． Ｔａｎｇ， “Ｔｒａｉｎ －Ｃｅｎｔｒｉｃ ＣＢＴＣ Ｍｅｅｔｓ Ａｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｒａｉｎ－ｔｏ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｖｏｌ．２１， Ｎｏ．１０， ｐｐ． ４０７２－４０８５， Ｏｃｔ ２０２０．

【非特許文献2】Ｔ． Ｙａｍａｎａｋａ， Ｔ． Ｉｗａｉ， ａｎｄ Ｒ． Ｋｕｂｏ， “Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｗａｒｅ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ，” ＩＥＥＥ Ａｃｃｅｓｓ， Ｖｏｌ． ９， ｐｐ． ５７６９－５７７８， Ｊａｎｕａｒｙ ２０２１．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＣＢＴＣの通信トラヒック削減に前記イベント駆動型の制御手法を用い、制御誤差に基づいてデータの送信タイミングを制御することが考えられる。しかしながら、フィードバック制御ループ内に通信ネットワークが存在するネットワーク化制御システムにおいて制御誤差に基づいたしきい値を用いてデータを送信するか否かを判定する場合、フィードバック経路のデータ送信が停止されている状態では遠隔制御装置側でリアルタイムに制御誤差が計算できずに、制御性能が劣化してしまうという課題があった。

【0006】

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、移動体を遠隔から制御するイベント駆動型の遠隔制御システムにおいて、制御性能を一定レベルに保ちつつ、制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示の遠隔制御システムは、１以上の移動体を遠隔制御装置が制御する遠隔制御システムにおいて、ＡｏＩに基づいてフィードバック制御ループのデータ送信を行う。

【0008】

本開示の遠隔制御システムは、前記移動体を制御する移動体制御装置を備えていてもよい。この場合、本開示の遠隔制御システムは、１以上の移動体に搭載される１以上の移動体制御装置と、前記移動体を制御する制御情報を生成し、前記移動体制御装置へ送信する遠隔制御装置と、を備える遠隔制御システムにおいて、前記移動体制御装置及び前記遠隔制御装置の少なくともいずれかが、ＡｏＩに基づいてフィードバック制御ループのデータ送信を行う。

【0009】

本開示の移動体制御装置は、移動体に搭載される移動体制御装置であって、
移動体を制御する制御情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した制御情報に従って、前記移動体を制御する制御部と、
前記移動体で計測された計測情報を送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度に基づいて、前記計測情報を送信するか否かを判定する。

【0010】

本開示の方法は、移動体に搭載される移動体制御装置が実行する方法であって、
受信部が、移動体を制御する制御情報を受信する手順と、
制御部が、前記受信部で受信した制御情報に従って、前記移動体を制御する手順と、
送信部が、前記移動体で計測された計測情報を送信する手順と、
を備え、
前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度に基づいて、前記計測情報を送信するか否かを判定する。

【0011】

本開示の移動体制御装置の前記送信部は、前記制御情報を送信させる送信指示を、前記計測情報と共に送信してもよい。前記遠隔制御装置は、前記送信指示を受信すると、前記制御情報を前記移動体制御装置に送信する。これにより、本開示の移動体制御装置は、前記計測情報に適した前記制御情報を前記遠隔制御装置から受信することができる。

【0012】

本開示の遠隔制御システムでは、前記移動体制御装置が計測情報の情報鮮度に基づいて前記計測情報を送信するため、ＡｏＩに基づいてフィードバック経路のデータ送信を維持することができる。このため、本開示の遠隔制御システムは、制御性能を一定レベルに保ちつつ、前記制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減することができる。

【0013】

前記移動体制御装置に備わる前記送信部は、前記計測情報の情報鮮度の評価値を算出し、前記評価値が予め定められたしきい値に達したときに、前記計測情報を送信してもよい。ここで、前記評価値の算出方法は任意である。例えば、前記評価値は、前記計測情報の計測時からの経過時間を用いて算出することができる。また、前記評価値は、異なる時間に計測された複数の前記計測情報を用いて算出してもよい。

【0014】

本開示のプログラムは、本開示に係る移動体制御装置又は遠隔制御装置に備わる各機能部をコンピュータに実現させるためのプログラムであり、本開示に係る移動体制御装置又は遠隔制御装置が実行する方法に備わる各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0015】

なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示は、移動体を遠隔から制御するイベント駆動型の遠隔制御システムにおいて、制御性能を一定レベルに保ちつつ、制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】遠隔制御システムの構成例の一例を示す。

【図2】遠隔制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図3】移動体制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図4】遠隔制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図5】移動体制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図6】制御情報の送信フローの一例を示す。

【図7】計測情報の送信フローの一例を示す。

【図8】遠隔制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図9】移動体制御装置に備わる機能部の一例を示す。

【図10】計測情報の送信フローの一例を示す。

【図11】制御情報の送信フローの一例を示す。

【図12】計測情報の送信フローの一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0019】

（第１の実施形態）
図１は、本開示の遠隔制御システムの実施形態例を示す。本実施形態の遠隔制御システムは、ＣＢＴＣなど、遠隔制御装置２０が複数の車両１００を制御するシステムである。本実施形態の遠隔制御システムは、各車両１００に、車両１００を制御するための移動体制御装置１０が搭載されている。

【0020】

移動体制御装置１０は、車両１００で計測された計測情報を遠隔制御装置２０に送信する。遠隔制御装置２０は、各移動体制御装置１０から受信した計測情報を取得し、計測情報に基づいて各車両１００を制御するため制御情報を生成し、移動体制御装置１０に制御情報を送信する。移動体制御装置１０は、遠隔制御装置２０から受信した制御情報に従い、車両１００を制御する。

【0021】

各車両１００で計測する計測情報としては、例えば車両１００の位置応答値、速度応答値などが考えられる。遠隔制御装置２０から移動体制御装置１０へ送信される制御情報としては、例えば、車両１００を駆動するための電流参照値、電圧参照値、速度参照値などが考えられる。これらの計測情報および制御情報は通信ネットワーク３０を介して送受信される。例えば、移動体制御装置１０と遠隔制御装置２０との間を第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信ネットワーク３０により接続することが考えられる。本実施形態では、計測情報及び制御情報の一例として、計測情報が車両速度応答ｖ_ｒｅｓであり、制御情報が制御入力ｕ_ｒｅｆである例を示す。

【0022】

図２に、遠隔制御装置２０に備わる機能部の一例を示す。遠隔制御装置２０は、速度生成部２１、受信部２２、速度制御部２３、送信部２４、を備える。
受信部２２は、各移動体制御装置１０から車両速度応答ｖ_ｒｅｓを受信する。
速度生成部２１は、車両運行計画で定められた参照走行プロファイルに基づいて、各車両１００の目標速度ｖ_ｃｍｄを生成する。
速度制御部２３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを取得し、速度生成部２１で得られた目標速度ｖ_ｃｍｄになるよう、各車両１００を制御するための制御入力ｕ_ｒｅｆを生成する。
送信部２４は、速度制御部２３で生成された制御入力ｕ_ｒｅｆを、各移動体制御装置１０へ送信する。

【0023】

図３に、移動体制御装置１０に備わる機能部の一例を示す。移動体制御装置１０は、受信部１１、演算処理部１２、送信部１３を備える。
受信部１１は、遠隔制御装置２０からの制御入力ｕ_ｒｅｆを受信する。
演算処理部１２は、本開示における「制御部」として機能し、受信部１１の受信した制御入力ｕ_ｒｅｆに基づいて、車両１００を制御する。また、演算処理部１２は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓとして、車両１００の速度を取得する。
送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０に送信する。

【0024】

移動体制御装置１０に備わる演算処理部１２は、モータを駆動し車両１００を移動させるとともに、車両速度を一定周期で計測する。例えば、車両速度の計測周期は、遠隔制御装置２０から移動体制御装置１０への制御周期と一致させる。車両速度は、例えば、モータあるいは車輪の回転角速度から推定することができる。あるいは、車両軌道上のセンサやＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等により計測しても構わない。

【0025】

遠隔制御装置２０から送信された制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｓ}は、通信ネットワーク３０の遅延や情報損失の影響を受ける。このため、移動体制御装置１０に備わる受信部１１で受信される制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｒ}は、制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｓ}よりもネットワーク遅延分遅れた情報となり、情報損失が生じた場合には情報が存在しない。このように、受信部１１が制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｄ}［ｋ］を受信することができない場合、演算処理部１２は、制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｄ}［ｋ］に代えて、１サンプリング時刻前に使用した制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｄ}［ｋ－１］を使用することができる。サンプリング周期は、例えば遠隔制御装置２０から移動体制御装置１０への制御周期と同一とする。

【0026】

移動体制御装置１０から送信された車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｓ}は、通信ネットワーク３０の遅延や情報損失の影響を受ける。このため、遠隔制御装置２０に備わる受信部２２で受信される車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｒ}は、車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｓ}よりもネットワーク遅延分遅れた情報となり、情報損失が生じた場合には情報が存在しない。このように、受信部２２が車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｄ}［ｋ］を受信することができない場合、速度制御部２３は、車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｄ}［ｋ］に代えて、１サンプリング時刻前に使用した車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｄ}［ｋ－１］を使用することができる。サンプリング周期は、例えば遠隔制御装置２０から移動体制御装置１０への制御周期と同一とする。

【0027】

以上説明したように、本実施形態の遠隔制御システムは、通信ネットワーク３０を介して、遠隔制御装置２０が１以上の車両１００を制御することができる。

【0028】

（第２の実施形態）
図４及び図５に、本実施形態の遠隔制御装置２０及び移動体制御装置１０に備わる機能部の一例を示す。本実施形態の遠隔制御装置２０は、制御誤差ｅ_ｃに基づいてデータ送信を行うか否かを判定する。また本実施形態の移動体制御装置１０は、制御誤差ｅ_ｍに基づいてデータ送信を行うか否かを判定する。制御誤差ｅ_ｃは、例えば、目標速度ｖ_ｃｍｄと車両速度応答ｖ_{ｒｅｓ，ｄ}との差である。制御誤差ｅ_ｍは、例えば、遠隔制御装置２０から受信した目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｄ}と車両速度応答ｖ_ｒｅｓとの差である。

【0029】

図６に、遠隔制御装置２０に備わる送信部２４が制御情報を送信する送信フローの一例を示す。まず、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１以上の場合（Ｓ２１においてＹｅｓ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆを移動体制御装置１０へ送信する（Ｓ２２）。この時、ｕ_ｒｅｆとｕ_{ｒｅｆ，ｓ}は同一の値である。一方、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１未満の場合（Ｓ２１においてＮｏ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆの送信を一定期間Ｔ_ｓ１経過するまで停止する（Ｓ２３及びＳ２４）。

【0030】

ステップＳ２３の送信停止後に一定期間Ｔ_ｓ１が経過した場合（Ｓ２４においてＮｏ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆを移動体制御装置１０へ送信し（Ｓ２２）、ステップＳ２１へ移行する。制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１未満となった場合（Ｓ２１においてＮｏ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆの送信を一定期間Ｔ_ｓ１経過するまで停止する（Ｓ２３及びＳ２４）。以降、この操作を繰り返す。

【0031】

また、ステップＳ２２では、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆを送信するタイミングで、同時に目標速度ｖ_ｃｍｄを移動体制御装置１０へ送信する。この時、ｖ_ｃｍｄとｖ_{ｃｍｄ，ｓ}は同一の値である。目標速度ｖ_ｃｍｄの情報は速度制御部２３から得る。

【0032】

図７に、移動体制御装置１０に備わる送信部１３が計測情報を送信する送信フローの一例を示す。送信部１３は、制御誤差ｅ_ｍに基づいてデータ送信を行うか否かを判定する（Ｓ１１）。

【0033】

まず、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２以上の場合（Ｓ１１においてＹｅｓ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信する（Ｓ１２）。この時、ｖ_ｒｅｓとｖ_{ｒｅｓ，ｓ}は同一の値である。一方、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２未満の場合（Ｓ１１においてＮｏ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを現在時刻において遠隔制御装置２０へ送信し（Ｓ１３）、その後車両速度応答ｖ_ｒｅｓの送信を一定期間Ｔ_ｓ２経過するまで停止する（Ｓ１４、Ｓ１５）。

【0034】

ステップＳ１４の送信停止後に一定期間Ｔ_ｓ２が経過した場合（Ｓ１５）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信し（Ｓ１２）、ステップＳ１１に移行する。制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２未満となった場合（Ｓ１１においてＮｏ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓの送信を一定期間Ｔ_ｓ２経過するまで停止する（Ｓ１４、Ｓ１５）。以降、この操作を繰り返す。

【0035】

本実施形態では、移動体制御装置１０の受信部１１は、制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｒ}と同時に目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｒ}を受信する。遠隔制御装置２０から送信された目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｓ}は、制御入力ｕ_{ｒｅｆ，ｓ}と同様に、通信ネットワーク３０の遅延や情報損失の影響を受けるため、移動体制御装置１０に備わる受信部１１で受信される目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｒ}は、目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｓ}よりもネットワーク遅延分遅れた情報となり、情報損失が生じた場合には情報が存在しない。そのため、サンプリング時刻ｋ（ｋは正の整数）において情報損失が生じた場合、受信部１１は目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｄ}［ｋ］を受信することができない。この場合、演算処理部１２は、目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｄ}［ｋ］に代えて、１サンプリング時刻前に使用した目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｄ}［ｋ－１］を使用することができる。サンプリング周期は、例えば、遠隔制御装置２０から移動体制御装置１０への制御周期と同一とする。

【0036】

以上説明したように、本実施形態の遠隔制御システムは、制御誤差に基づくイベント駆動型の制御を行うため、通信ネットワーク３０における通信トラヒックを削減することができる。

【0037】

通信ネットワーク３０の構成によっては、移動体制御装置１０と遠隔制御装置２０との通信において数十ミリ秒から数秒の遅延が発生することもあり、遠隔制御システムにおける制御性能を劣化させる要因となっている。遠隔制御装置２０と各移動体制御装置１０との通信頻度は制御システムにより異なるが、ミリ秒オーダから秒オーダとなることが想定される。特に、遠隔制御装置２０側に各車両１００の駆動モータを制御する制御機能を実装する場合にはミリ秒オーダの制御周期が求められる可能性があり、通信頻度の増加は通信トラヒックの増大をもたらす。

【0038】

通信トラヒックの増大により通信ネットワーク３０の輻輳が発生すると、ネットワーク遅延やパケット損失が増加するため、制御情報の送信において通信ネットワーク３０の輻輳回避は重要な課題である。一方で、フィードバック制御ループの通信頻度が低減すると、制御性能の劣化を引き起こす。したがって、車両１００を遠隔から制御するイベント駆動型の遠隔制御システムにおいて、制御性能を一定レベルに維持しつつ、通信頻度を抑制することが求められている。

【0039】

そこで、本開示では、ＡｏＩに基づいて、フィードバック制御ループのデータ送信タイミングを決定する。本実施形態では、本開示の一例として、移動体制御装置１０がＡｏＩに基づいて送信指示ｗ_ｓを送信し、遠隔制御装置２０が受信した送信指示ｗ_ｓに基づいて制御入力ｕ_ｒｅｆを送信する。これにより、本開示は、ＡｏＩで定められたある一定の間隔でデータを送信し、制御性能を一定レベルに維持することを可能にする。以下、詳細に説明する。

【0040】

（第３の実施形態）
図８及び図９に、本実施形態の遠隔制御装置２０及び移動体制御装置１０に備わる機能部の一例を示す。本実施形態では、遠隔制御装置２０及び移動体制御装置１０は、それぞれ、第２の実施形態と同様に、制御誤差に基づいてデータ送信を行うタイミングを判定する。これに加え、本実施形態では、移動体制御装置１０が、情報鮮度Ａ_１に基づいてデータ送信を行うか否かを判定する。

【0041】

移動体制御装置１０に備わる送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓ及びその情報鮮度Ａ_１を用いて評価値を算出し、情報鮮度Ａ_１が落ちることによって前記評価値が予め定められたしきい値に達したときに、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを送信する。

【0042】

情報鮮度Ａ_１は、例えば、現在時刻と車両速度応答ｖ_ｒｅｓが計測された時刻ｔ_ｔとの差である。遠隔制御装置２０と移動体制御装置１０の時刻同期については、例えばＧＮＳＳを用いるなど必要とされる精度により適切な方法を選択できる。

【0043】

図１０に、移動体制御装置１０に備わる送信部１３が計測情報を送信する送信フローの一例を示す。送信部１３は、制御誤差ｅ_ｍおよび車両速度応答の情報鮮度Ａ_１に基づいてデータ送信を行うか否かを判定する（Ｓ１１１、Ｓ１１５、Ｓ１１６）。

【0044】

まず、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２以上の場合（Ｓ１１１においてＹｅｓ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信する（Ｓ１１２）。この時、ｖ_ｒｅｓとｖ_{ｒｅｓ，ｓ}は同一の値である。一方、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２未満の場合（Ｓ１１１においてＮｏ）、送信部１３は、現在時刻において車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信し（Ｓ１１３）、その後車両速度応答ｖ_ｒｅｓの送信を停止する（Ｓ１１４）。

【0045】

ステップＳ１１４の送信停止後に情報鮮度Ａ_１と車両速度応答ｖ_ｒｅｓとの積がしきい値ｘ_ｔｈ１よりも大きくなった場合（Ｓ１１５においてＮｏ）、または制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２以上となった場合（Ｓ１１６においてＹｅｓ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓ及び送信指示ｗ_ｓを遠隔制御装置２０へ送信し（Ｓ１１２）、ステップＳ１１１へ移行する。以降、この操作を繰り返す。

【0046】

移動体制御装置１０から送信された送信指示ｗ_ｓは通信ネットワーク３０の遅延や情報損失の影響を受けている。このため、遠隔制御装置２０に到達した時点の送信指示ｗ_ｒは、送信指示ｗ_ｓよりもネットワーク遅延分遅れた情報となり、情報損失が生じた場合には情報が存在しない。このように、受信部２２がサンプリング時刻ｋ（ｋは正の整数）における送信指示ｗ_ｄ［ｋ］を受信することができない場合、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆ［ｋ］を送信しない。情報損失が生じていない場合、ｗ_ｄとｗ_ｒは同一の値または指示内容である。

【0047】

図１１に、遠隔制御装置２０に備わる送信部２４が制御情報を送信する送信フローの一例を示す。送信部２４は、制御誤差ｅ_ｃおよび送信指示ｗ_ｄに基づいてデータ送信を行うか否かを判定する（Ｓ１２１、Ｓ１２４、Ｓ１２５）。

【0048】

まず、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１以上の場合（Ｓ１２１においてＹｅｓ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆを移動体制御装置１０へ送信する（Ｓ１２２）。この時、ｕ_ｒｅｆとｕ_{ｒｅｆ．ｓ}は同一の値である。一方、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１未満の場合（Ｓ１２１においてＮｏ）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆの送信を停止する（Ｓ１２３）。

【0049】

ステップＳ１２３の送信停止後に送信指示ｗ_ｄを受信した場合（Ｓ１２４）、または制御誤差の絶対値｜ｅ_ｃ｜がしきい値ｅ_ｔｈ１以上となった場合（Ｓ１２５）、送信部２４は、制御入力ｕ_ｒｅｆ及び目標速度ｖ_ｃｍｄを移動体制御装置１０へ送信し（Ｓ１２２）、ステップＳ１２１に移行する。以降、この操作を繰り返す。

【0050】

以上説明したように、本実施形態では、移動体制御装置１０が情報鮮度Ａ_１に基づいてデータ送信を行うため、フィードバック経路のデータ送信を維持することができる。ここで、移動体制御装置１０は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓの送信の際に送信指示ｗ_ｓも送信する。このため、移動体制御装置１０は、車両１００の制御が必要なタイミングで制御入力ｕ_ｒｅｆを受信することができる。したがって、本実施形態の遠隔制御システムは、制御性能を一定レベルに保ちつつ、制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減可能にすることができる。

【0051】

なお、本実施形態では、情報鮮度の評価値に車両速度応答及びその情報鮮度を用いたが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、車両速度応答に代えて又はこれと共に、車両１００で計測された任意の計測情報とその情報鮮度を用いることができる。

【0052】

（第４の実施形態）
本実施形態では、遠隔制御装置２０及び移動体制御装置１０は、それぞれ、第２の実施形態と同様に、制御誤差に基づいてデータ送信を行うタイミングを判定する。これに加え、本実施形態では、情報鮮度の評価値として、異なる時間に計測された車両速度応答ｖ_ｒｅｓの積分値Ｉを用いる。

【0053】

本実施形態の移動体制御装置１０に備わる送信部１３は、積分値Ｉを算出し、評価値Ｉが予め定められたしきい値に達したときに、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを送信する。車両速度応答の積分値Ｉは、例えば、車両速度応答ｖ_ｒｅｓと車両速度応答ｖ_ｒｅｓの計測周期とを積算することで計算することができる。

【0054】

図１２に、移動体制御装置１０に備わる送信部１３が計測情報を送信する送信フローの一例を示す。送信部１３は、遠隔制御装置２０から受信した目標速度ｖ_{ｃｍｄ，ｄ}と車両速度応答ｖ_ｒｅｓとの差である制御誤差ｅ_ｍ、および車両速度応答の積分値Ｉに基づいてデータ送信を行うか否かを判定する（Ｓ１１１、Ｓ１３１、Ｓ１１６）。

【0055】

まず、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２以上の場合（Ｓ１１１においてＹｅｓ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信する（Ｓ１１２）。この時、ｖ_ｒｅｓとｖ_{ｒｅｓ，ｓ}は同一の値である。一方、制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２未満の場合（Ｓ１１１においてＮｏ）、送信部１３は、現在時刻において車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信する（Ｓ１１３）。その後、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓの送信を停止する（Ｓ１１４）。

【0056】

ステップＳ１１４の送信停止後に車両速度応答の積分値Ｉがしきい値ｘ_ｔｈ２よりも大きくなった場合（Ｓ１３１においてＮｏ）、または制御誤差の絶対値｜ｅ_ｍ｜がしきい値ｅ_ｔｈ２以上となった場合（Ｓ１１６においてＹｅｓ）、送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓ及び送信指示ｗ_ｓを遠隔制御装置２０へ送信し（Ｓ１１２）、ステップＳ１１１に移行する。送信部１３は、車両速度応答ｖ_ｒｅｓを遠隔制御装置２０へ送信したタイミングで、積分値Ｉを０に初期化する（Ｓ１３２）。以降、この操作を繰り返す。

【0057】

以上説明したように、本実施形態では、移動体制御装置１０が車両速度応答の積分値Ｉに基づいて計測情報を送信し、このときに送信指示ｗ_ｓも送信する。このため、移動体制御装置１０は、車両１００の制御が必要なタイミングで制御情報を受信することができる。したがって、本実施形態の遠隔制御システムは、制御性能を一定レベルに保ちつつ、制御情報の送受信に関わる通信トラヒックを削減可能にすることができる。

【0058】

なお、本実施形態では、異なる時間に計測された車両速度応答の積分値Ｉを情報鮮度の評価値に用いたが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、車両速度応答に代えて又はこれと共に、車両１００で異なる時間に計測された任意の複数の計測情報を情報鮮度の評価値に用いることができる。

【0059】

（その他の実施形態）
上述の実施形態における制御誤差ｅ_ｃ及びｅ_ｍは、瞬時値を用いてもよいし、単純移動平均ないし指数移動平均を用いてもよい。単純移動平均ないし指数移動平均を用いることで、過渡状態における制御誤差の一時的な減少による送信停止を回避できる。

【0060】

また、しきい値ｅ_ｔｈ１およびしきい値ｅ_ｔｈ２は、要求される速度追従性能に基づいて一定値を取ってもよいし、車両位置ないし車両速度あるいは他車両との車間距離に基づいて決定してもよい。また、しきい値ｘ_ｔｈ１及びｘ_ｔｈ２は、要求される位置追従性能に基づいて一定値を取ってもよいし、車両位置ないし車両速度あるいは他車両との車間距離に基づいて決定してもよい。

【0061】

また、情報鮮度Ａ_１及びＡ_２は、時間差に限らず、車両１００の移動距離であってもよい。これにより、ある一定の走行距離間隔で車両速度応答ｖ_ｒｅｓを送信することができる。

【0062】

また、上述の実施形態において、送信部２４及び送信部１３の少なくとも一方が、送信停止後の一定期間経過後に、データの強制送信を行う機能を具備しても構わない。

【0063】

また、上述の実施形態では遠隔制御装置２０が車両１００の速度を制御する例を示したが、本開示における制御対象は車両１００の速度に限定されず、車両１００に備わる任意の機能に適用することができる。さらに本開示は、車両１００に代えて、移動可能な任意の移動体を採用することができる。例えば、車両以外の地上を走行可能な移動体であってもよいし、ドローンなどの空中や水中を移動可能な移動体であってもよい。

【0064】

また、移動体制御装置１０及び遠隔制御装置２０に備わる各機能部は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、通信ネットワークを通して提供することも可能である。

【符号の説明】

【0065】

１０：移動体制御装置
１１、２２：受信部
１２：演算処理部
１３、２４：送信部
２０：遠隔制御装置
２１：速度生成部
２３：速度制御部
３０：通信ネットワーク
１００：車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】