特開 2024-34773 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(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】P2024034773

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04Q 9/00 20060101AFI20240306BHJP

   H04Q 9/02 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H04Q9/00 301B

H04Q9/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139244

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140958

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 学

(74)【代理人】

【識別番号】100137888

【弁理士】

【氏名又は名称】大山 夏子

(74)【代理人】

【識別番号】100190942

【弁理士】

【氏名又は名称】風間 竜司

(72)【発明者】

【氏名】畠 直輝

【テーマコード（参考）】

5K048

【Ｆターム（参考）】

5K048AA04

5K048BA21

5K048BA41

5K048DA01

5K048EB02

5K048EB03

5K048FC04

5K048HA01

5K048HA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】遠隔制御される移動体の操縦性の低下を抑制する。
【解決手段】遠隔操作システムにおいて、情報処理装置の演算部は、オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在し、ネットワーク４０を介して互いに通信可能に接続される移動体１の移動に対する速度指令を制御する指令値制御部と、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御する反力制御部と、を備える。通信遅延により発生する速度指令が指示する速度と移動体の実際の速度の差を操縦部への反力で制御することで、操縦性の低下を改善する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御する指令値制御部と、
前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御する反力制御部と、
を備える、情報処理装置。

【請求項2】

前記操縦部は、回動可能な３以上の回動軸と、前記オペレータによって把持され、前記３以上の回動軸によって３以上の自由度で動作可能なハンドルとを有し、
前記操作入力に対する反力は、前記ハンドルに対して与えられる、請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記操縦部は、前記移動体の操縦を開始する入力が行われた時点での前記ハンドルの姿勢を操縦起点とし、
前記反力は、前記操縦起点に前記ハンドルを戻すように作用する、請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記反力制御部は、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差が大きいほど、前記操作入力に対する反力が大きくなるように前記反力を制御する、請求項１～３のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記反力には絶対値に上限が設けられる、請求項４に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記速度指令は、ネットワークを介して前記移動体に送信される、請求項１～３のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項7】

前記オペレータには、前記移動体に搭載された撮像装置で撮像され、前記ネットワークを介して送信された画像が提示される、請求項６に記載の情報処理装置。

【請求項8】

前記ネットワークを介した送受信には、通信遅延が生じる、請求項７に記載の情報処理装置。

【請求項9】

演算処理装置によって、
オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御するステップと、
前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御するステップと、
を含む、情報処理方法。

【請求項10】

コンピュータを、
オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御する指令値制御部と、
前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御する反力制御部と、
として機能させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、通信ネットワークの発達によって、遠隔地に存在するロボット又はマニピュレータなどの装置を遠隔制御することが一般的になっている。

【0003】

ただし、通信ネットワークでは通信時に遅延が発生してしまうため、リアルタイム性が重視される遠隔制御では、通信遅延を考慮することが重要となる。そこで、遠隔制御では、通信遅延による操縦性の低下を抑制する技術が種々検討されている。

【0004】

例えば、下記の特許文献１には、遠隔地に存在するマニピュレータの制御端に作用する触覚及び力覚情報を操作者に提示するバイラテラル制御において、推定された通信外乱に基づいて通信遅延を補償する技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、同様のバイラテラル制御において、通信ネットワークの状態に応じてマニピュレータ側又は操作者側の制御パラメータを動的に変更することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２００６／０４６５００号

【特許文献2】特開２００８－１１９７５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記の特許文献１及び２に開示された技術は、マニピュレータと物体との接触反力を操作者に提示する際の通信遅延に対応する技術である。そのため、上記の特許文献１及び２に開示された技術では、移動体などの速度を有する対象を遠隔で操縦する場合において、通信遅延による操縦性の低下を改善することは困難であった。

【0007】

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、遠隔制御される移動体の操縦性の低下を抑制することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御する指令値制御部と、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御する反力制御部と、を備える、情報処理装置が提供される。

【0009】

前記操縦部は、回動可能な３以上の回動軸と、前記オペレータによって把持され、前記３以上の回動軸によって３以上の自由度で動作可能なハンドルとを有し、前記操作入力に対する反力は、前記ハンドルに対して与えられてもよい。

【0010】

前記操縦部は、前記移動体の操縦を開始する入力が行われた時点での前記ハンドルの姿勢を操縦起点とし、前記反力は、前記操縦起点に前記ハンドルを戻すように作用してもよい。

【0011】

前記反力制御部は、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差が大きいほど、前記操作入力に対する反力が大きくなるように前記反力を制御してもよい。

【0012】

前記反力には絶対値に上限が設けられてもよい。

【0013】

前記速度指令は、ネットワークを介して前記移動体に送信されてもよい。

【0014】

前記オペレータには、前記移動体に搭載された撮像装置で撮像され、前記ネットワークを介して送信された画像が提示されてもよい。

【0015】

前記ネットワークを介した送受信には、通信遅延が生じてもよい。

【0016】

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、演算処理装置によって、オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御するステップと、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御するステップと、を含む、情報処理方法が提供される。

【0017】

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、オペレータによる操縦部への操作入力に基づいて、遠隔地に存在する移動体の移動に対する速度指令を制御する指令値制御部と、前記速度指令が指示する速度と、前記移動体の実際の速度との差に基づいて、前記操縦部に加えられる前記操作入力に対する反力を制御する反力制御部と、として機能させる、プログラムが提供される。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように本発明によれば、遠隔制御される移動体の操縦性の低下を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る遠隔操作システムの全体構成を示す模式図である。

【図2】移動体の具体的な構成を示す模式図である。

【図3】移動体の具体的な構成を示す模式図である。

【図4】操縦装置の具体的な構成を示す模式図である。

【図5】移動体及び情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。

【図6】情報処理装置の指令値制御部及び反力制御部が実行する処理を示すブロック図である。

【図7】通信遅延に起因する反力を考慮した場合の移動体の前進移動量を示すグラフ図である。

【図8】通信遅延に起因する反力を考慮しない場合の移動体の前進移動量を示すグラフ図である。

【図9】変形例に係る情報処理装置の指令値制御部及び反力制御部が実行する処理を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0021】

＜１．遠隔操作システム＞
まず、図１～図４を参照して、本発明の一実施形態に係る遠隔操作システムの全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る遠隔操作システムの全体構成を示す模式図である。図２及び図３は、移動体１の具体的な構成を示す模式図である。図４は、操縦装置３０の具体的な構成を示す模式図である。

【0022】

図１に示すように、遠隔操作システムは、移動体１と、情報処理装置２０と、表示装置２１と、操縦装置３０とを備える。移動体１と、情報処理装置２０とは遠隔地に存在しており、ネットワーク４０を介して互いに通信可能に接続される。これによれば、図示しないオペレータは、表示装置２１に表示される画像及び情報を視認しながら操縦装置３０を操作することで、遠隔地に存在する移動体１を遠隔制御することができる。

【0023】

移動体１は、移動機構を備え、操縦装置３０に入力された操作入力に基づいて移動するロボット装置である。移動体１は、例えば、無線通信などを介してネットワーク４０に接続されてもよい。例えば、図２及び図３に示すように、移動体１は、移動機構１１と、撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを備えたロボット装置であってもよい。

【0024】

移動機構１１は、動力によって駆動されることで、移動体１を任意の場所に移動させることが可能な機構である。移動機構１１は、２以上の車輪であってもよく、２以上の脚、２以上の脚車輪、無限軌道、又は空気浮揚などであってもよい。さらには、移動機構１１は、固定翼又は回転翼などの空中を飛行可能な機構であってもよい。

【0025】

撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、移動体１の前後左右に搭載され、移動体１の周囲の環境を撮像するカメラなどである。撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、１８０°近い視野角を有する広角な魚眼カメラであってもよい。撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにて撮像された画像は、ネットワーク４０を介して情報処理装置２０に送信され、表示装置２１に表示される。これによれば、オペレータは、表示装置２１に表示された画像を視認することで、移動体１の周囲の環境の状態を把握すると共に移動体１の状態を監視することができる。

【0026】

情報処理装置２０は、表示装置２１及び操縦装置３０の入出力を制御することで、移動体１とオペレータとの間の情報の入出力を制御する。具体的には、情報処理装置２０は、ネットワーク４０を介して移動体１から受信した画像及び情報に基づいて表示装置２１に表示させる画像を生成することで、移動体１から受信した画像及び情報をオペレータに提示することができる。また、情報処理装置２０は、オペレータから操縦装置３０に入力された操作入力に基づいて移動体１への移動指令を生成することで、オペレータからの遠隔制御を移動体１に伝達することができる。

【0027】

表示装置２１は、情報処理装置２０で生成された画像が表示される画像表示装置である。表示装置２１は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display: LCD）装置、又はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）装置などであってもよい。表示装置２１には、移動体１から受信した画像及び情報に基づいて生成された画像が表示される。

【0028】

操縦装置３０は、オペレータによって移動体１への移動指示が操作入力される入力装置である。操縦装置３０は、例えば、ボタン、スイッチ、レバー、又はハンドルなどの入力手段と、入力手段への入力に基づいて信号を生成する入力制御回路とから構成されてもよい。

【0029】

図４に示すように、操縦装置３０は、図示しない駆動装置にて駆動可能な回動軸３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、回動軸３２ａ，３２ｂ，３２ｃにて３自由度で操作可能なハンドル３１とを備える。ハンドル３１は、オペレータによって把持されると共にｘ，ｙ，ｚ方向に動かされる。

【0030】

情報処理装置２０は、図示しないエンコーダにて回動軸３２ａ，３２ｂ，３２ｃの各々の角度を検出し、検出した角度からハンドル３１のｘ，ｙ，ｚ方向の移動量を算出することができる。これにより、情報処理装置２０は、操縦装置３０に操作入力されたオペレータからの移動指令をハンドル３１の移動方向及び移動量として取得することができる。また、情報処理装置２０は、算出したｘ，ｙ，ｚ方向の移動量に応じて、ハンドル３１に操作入力に対する数Ｎ程度の反力を生じさせてもよい。これにより、操縦装置３０は、オペレータからの操作入力が終了した際に、ばね要素によってハンドル３１の位置を操作入力がされていない操縦起点に押し戻すことができる。

【0031】

ネットワーク４０は、有線又は無線によって接続された通信網である。例えば、ネットワーク４０は、インターネット通信網、家庭内ＬＡＮ（Local Area Network）、社内ＬＡＮ、赤外線通信網、ラジオ波通信網、又は衛星通信網などであってもよい。

【0032】

移動体１及び情報処理装置２０は、ネットワーク４０を介して相互にデータを送受信する。具体的には、移動体１は、ネットワーク４０を介して、移動体１に搭載された撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで撮像した画像、移動体１の移動に関する情報、及び移動体１の電源に関する情報などを情報処理装置２０に送信することができる。また、情報処理装置２０は、ネットワーク４０を介して、操縦装置３０へのオペレータの操作入力に基づいて生成された移動指令を移動体１に送信することができる。

【0033】

ただし、ネットワーク４０を介したデータの送受信には、送受信するデータ量、及びネットワーク４０の回線速度によって通信遅延が発生する。そのため、移動体１の実際の移動と、表示装置２１を視認したオペレータによる操縦装置３０への操作入力との間にはタイムラグが発生してしまう。本実施形態に係る遠隔制御システムでは、操縦装置３０への操作入力に対する反力を制御することで、上記タイムラグから生じるオペレータの移動体１への過操作を抑制することができる。本実施形態に係る遠隔制御システムによれば、通信遅延による移動体１の過操作を抑制することで、通信遅延による移動体１の操縦性の低下を抑制することができる。

【0034】

＜２．情報処理装置の構成＞
続いて、図５を参照して、上述した移動体１及び情報処理装置２０の具体的な機能構成について説明する。図５は、移動体１及び情報処理装置２０の機能構成を示すブロック図である。

【0035】

（移動体１）
図５に示すように、移動体１は、演算部１１０と、入出力部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、電源部１５０とを備える。

【0036】

入出力部１２０は、撮像装置１２（すなわち撮像装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、移動機構１１、及びエンコーダ部１３と、演算部１１０との間での各種データの入出力を行う接続インタフェースである。入出力部１２０は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、又はＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）ポートなどであってもよく、ＲＳ－２３２Ｃポート、光オーディオ端子、又はＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）ポートなどであってもよい。

【0037】

通信部１３０は、ネットワーク４０に接続するための通信デバイスなどで構成された通信インタフェースである。通信部１３０は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Wireless USB）用の通信カードなどであってもよい。

【0038】

記憶部１４０は、移動体１のデータ格納用の機器である。記憶部１４０は、例えば、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出装置、及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。記憶部１４０は、情報処理装置２０から取得した特定の拠点のマップデータを記憶してもよく、移動体１の移動に関するパラメータを記憶してもよい。

【0039】

電源部１５０は、移動体１の動力源であり、移動体１の各部に電力を供給する。電源部１５０は、電力を蓄積したバッテリーを含んでもよい。電源部１５０は、例えば、リチウムイオン二次電池を含んでもよい。

【0040】

演算部１１０は、移動体１におけるデータ処理全般を行うと共に、移動体１の動作全般を制御する。演算部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）の協働により、移動体１のデータ処理及び動作制御を行ってもよい。ＣＰＵは、各種プログラムに従って演算及び制御を行う演算処理装置である。ＲＯＭは、ＣＰＵが使用するプログラム及び演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵの実行において使用するプログラム、及びプログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。

【0041】

具体的には、演算部１１０は、駆動制御部１１１、通信処理部１１３、映像エンコード部１１４、及びバッテリー監視部１１５を含む。

【0042】

駆動制御部１１１は、情報処理装置２０から受信した移動指令を実行するように移動機構１１を駆動させる。具体的には、駆動制御部１１１は、エンコーダ部１３にて計測された移動機構１１の駆動状況に関する情報に基づいて、移動指令が指示する移動方向及び移動速度となるように移動機構１１を駆動させてもよい。

【0043】

映像エンコード部１１４は、撮像装置１２から取得した移動体１の周囲環境の撮像画像を圧縮処理する。圧縮処理された撮像画像は、ネットワーク４０を介して、情報処理装置２０に送信される。映像エンコード部１１４は、圧縮処理によって撮像画像のデータ量を削減することができるため、撮像画像の送信時の通信遅延を低減することができる。

【0044】

バッテリー監視部１１５は、電源部１５０の状態を監視する。具体的には、バッテリー監視部１１５は、電源部１５０から電源部１５０に含まれるバッテリーに関する情報を取得することで、電源部１５０の状態を監視する。例えば、バッテリー監視部１１５は、電源部１５０に含まれるバッテリーの残量、又はエラー通知に関する情報などを電源部１５０から取得してもよい。

【0045】

通信処理部１１３は、移動体１と情報処理装置２０との間の通信を制御する。具体的には、通信処理部１１３は、移動体１の周囲環境の圧縮画像、移動体１の移動状態を示す情報、及び電源部１５０に含まれるバッテリーの残量に関する情報などを情報処理装置２０に送信してもよい。また、通信処理部１１３は、移動体１の移動を指示する移動指令を情報処理装置２０から受信してもよい。

【0046】

（情報処理装置２０）
情報処理装置２０は、演算部２１０と、入出力部２２０と、通信部２３０と、記憶部２４０とを備える。

【0047】

入出力部２２０は、表示装置２１及び操縦装置３０と、演算部２１０との間での各種データの入出力を行う接続インタフェースである。入出力部１２０は、例えば、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、又はＳＣＳＩポートなどであってもよく、ＲＳ－２３２Ｃポート、光オーディオ端子、又はＨＤＭＩ（登録商標）ポートなどであってもよい。

【0048】

通信部２３０は、ネットワーク４０に接続するための通信デバイスなどで構成された通信インタフェースである。通信部２３０は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ用の通信カードなどであってもよい。

【0049】

記憶部２４０は、情報処理装置２０のデータ格納用の機器である。記憶部２４０は、例えば、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出装置、及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。記憶部２４０は、複数の拠点のマップデータを記憶してもよく、移動体１に実行させた移動指令のログを記憶してもよい。なお、記憶部２４０に記憶された特定の拠点のマップデータは、移動体１が存在する拠点に応じて移動体１に送信されてもよい。

【0050】

演算部２１０は、情報処理装置２０におけるデータ処理全般を行うと共に、情報処理装置２０の動作全般を制御する。演算部２１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭの協働により、情報処理装置２０のデータ処理及び動作制御を行ってもよい。ＣＰＵは、各種プログラムに従って演算及び制御を行う演算処理装置である。ＲＯＭは、ＣＰＵが使用するプログラム及び演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵの実行において使用するプログラム、及びプログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。

【0051】

具体的には、演算部２１０は、指令値制御部２１１、反力制御部２１２、通信処理部２１３、及び映像デコード部２１４を含む。

【0052】

指令値制御部２１１は、オペレータによる操縦装置３０への操作入力に基づいて、移動体１への移動指令を生成する。具体的には、指令値制御部２１１は、操縦装置３０のハンドル３１が操縦起点から移動した方向及び量に基づいて、移動体１への移動指令を生成してもよい。

【0053】

指令値制御部２１１が生成する移動指令には、移動体１の移動方向を指示する方向指令、及び移動体１の移動速度を指示する速度指令が含まれる。したがって、指令値制御部２１１は、ハンドル３１が操縦起点から移動した量に比例した速さの移動速度になるように移動体１に指示する速度指令を生成してもよい。また、指令値制御部２１１は、移動体１の正面を前方として、ハンドル３１が操縦起点から移動した方向と同じ方向に進むように移動体１に指示する方向指令を生成してもよい。

【0054】

なお、操縦装置３０のハンドル３１の操縦起点は、操縦装置３０の図示しないボタン又はレバーの押下によって決定されてもよい。オペレータは、移動体１の遠隔制御を行う前に、前述のボタン又はレバーを押し下げることでハンドル３１の操縦起点を決定することができる。

【0055】

反力制御部２１２は、操縦装置３０のハンドル３１に生じる反力を制御する。具体的には、操縦装置３０のハンドル３１が操縦起点から移動された場合、反力制御部２１２は、ハンドル３１の操縦起点からの移動量に応じた反力（例えば、最大で数Ｎ程度）を操作入力に対して生じさせてもよい。これにより、反力制御部２１２は、オペレータからの操作入力が終了した際に、ばね要素によってハンドル３１の位置を操縦起点に押し戻すことができる。また、反力制御部２１２は、オペレータがハンドル３１を操縦起点から急激に大きく移動させてしまうことを防止することができる。

【0056】

本実施形態に係る情報処理装置２０では、反力制御部２１２は、さらに、速度指令が指示する移動速度と、移動体１の実際の移動速度との差に基づいて、操作入力に対してハンドル３１に生じる反力を制御する。具体的には、反力制御部２１２は、速度指令が指示する移動速度と、移動体１の実際の移動速度との差が大きいほど、操作入力に対してハンドル３１により大きな反力を生じさせてもよい。

【0057】

速度指令が指示する移動速度と、移動体１の実際の移動速度との差が大きいということは、ネットワーク４０の通信遅延によるタイムラグに起因して、オペレータが指示する移動速度と、移動体１の実際の移動速度とが乖離していることを意味する。このような場合、反力制御部２１２は、オペレータによる操縦装置３０への操作入力を抑制するために、操作入力に対してハンドル３１により大きな反力を生じさせる。これによれば、オペレータによる操縦装置３０への操作入力が自然と小さくなるため、反力制御部２１２は、オペレータが意図せず移動体１を過操作してしまうことを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る情報処理装置２０は、通信遅延による移動体１の過操作を抑制することで、移動体１の操縦性の低下を抑制することができる。

【0058】

映像デコード部２１４は、移動体１から受信した移動体１の周囲環境の圧縮画像を解凍すると共に、解凍された移動体１の周囲環境の撮像画像を画像処理することで、表示装置２１に表示される画像を生成する。具体的には、映像デコード部２１４は、移動体１の周囲環境の撮像画像を画像処理することで、移動体１を上空から俯瞰する俯瞰画像を生成してもよい。また、映像デコード部２１４は、オペレータからの入力に基づいて、生成した俯瞰画像の視線方向を任意の方向に変更してもよい。

【0059】

通信処理部２１３は、情報処理装置２０と移動体１との間の通信を制御する。具体的には、通信処理部２１３は、移動体１の移動を指示する移動指令を移動体１に送信してもよい。また、通信処理部２１３は、撮像装置１２の撮像画像、移動体１の移動状態を示す情報、及び電源部１５０に含まれるバッテリーの残量に関する情報などを移動体１から受信してもよい。

【0060】

以上の構成によれば、本実施形態に係る情報処理装置２０は、操縦装置３０への操作入力に対する反力を制御することで、通信遅延による移動体１の過操作を抑制することができる。したがって、本実施形態に係る情報処理装置２０は、通信遅延による移動体１の操縦性の低下を抑制することができる。

【0061】

＜３．情報処理装置の動作＞
次に、図６を参照して、情報処理装置２０の具体的な動作の流れについて説明する。図６は、情報処理装置２０の指令値制御部２１１及び反力制御部２１２が実行する処理を示すブロック図である。

【0062】

本実施形態に係る遠隔制御システムでは、オペレータは、まず、操縦装置３０の図示しないボタン又はレバーを押し下げることで、ハンドル３１の操縦起点を決定する。これにより、オペレータは、把持した操縦装置３０のハンドル３１を操縦起点から前後方向に移動させることで、移動体１を前後に移動させることができる。また、オペレータは、ハンドル３１を操縦起点から左右方向に移動させることで、移動体１を左右に旋回運動又は並進移動させることができる。

【0063】

具体的には、図６に示すように、指令値制御部２１１は、オペレータからの操作入力ｆ_ｈに対して、ハンドル３１の順運動学モデルＨ_１を用いて、ハンドル３１の移動量及び移動方向を導出する。次に、指令値制御部２１１は、ハンドル３１の移動量及び移動方向から移動体１の移動方向及び移動速度の指令値への変換係数Ｃ_１を用いて、ハンドル３１の移動量及び移動方向をオペレータが指示する移動体１の移動方向及び移動速度の指令値Ｖ_ｒｅｆに変換する。このとき、反力制御部２１２は、ハンドル３１の操縦起点からの移動量θ_１と、ハンドル３１のばね反力係数Ｓ_ｐとを用いて、ハンドル３１に加えられた操作入力ｆ_ｈにフィードバックする反力ｆ_ｆを制御する。操作入力ｆ_ｈに対するフィードバックである反力ｆ_ｆは、ハンドル３１に対して操作入力ｆ_ｈに対するばね要素として作用する。

【0064】

続いて、オペレータが指示する移動体１の移動方向及び移動速度の指令値Ｖ_ｒｅｆは、Ｔ_１秒の通信遅延を生じさせるネットワーク４０を介して移動体１に送信される。移動体１は、受信した移動方向及び移動速度の指令値Ｖ_ｒｅｆに基づいて、移動機構１１の駆動を制御する。ここで、移動体１は、移動機構１１の位置及び姿勢に関するオドメトリ情報Ｏｄｏｍ_ｍｓｇ、移動体１の実際の移動速度Ｖ_ｍｓｇ、及び撮像装置１２の撮像画像などを情報処理装置２０に送信してもよい。

【0065】

また、移動体１の実際の移動速度Ｖ_ｍｓｇは、Ｔ_２秒の通信遅延を生じさせるネットワーク４０を介して情報処理装置２０の反力制御部２１２にフィードバックされる。反力制御部２１２は、オペレータが指示する移動体１の移動速度の指令値Ｖ_ｒｅｆと、移動体１の実際の移動速度Ｖ_ｍｓｇとの差分（V_ref-exp(-T₁-T₂)s*V_msg）を導出する。なお、exp(-T₁-T₂)sは、ラプラス演算子ｓを用いて表したＴ_１＋Ｔ_２秒の通信遅延による無駄時間要素である。続いて、反力制御部２１２は、導出した差分に対して、フィードバック係数Ｃ_２を作用させることで、通信遅延に起因する反力ｆ_ｍを決定する。通信遅延に起因する反力ｆ_ｍは、ハンドル３１のアクチュエータモデルＡ_ｈａｐに基づいてハンドル３１に加えられる。

【0066】

これにより、操縦装置３０のハンドル３１には、オペレータによる操作入力ｆ_ｈと、操作入力ｆ_ｈに対するフィードバックである反力ｆ_ｆと、通信遅延に起因する反力ｆ_ｍとが作用することになる。したがって、情報処理装置２０は、オペレータによる操作入力ｆ_ｈに対して、通信遅延に起因する実際の移動速度と、指示される移動速度との差に応じた反力ｆ_ｍを作用させることができる。

【0067】

なお、上記の通信遅延に起因する実速度と指示速度との差に応じた反力をハンドル３１に作用させる機能は、オペレータによってオンオフが制御されてもよい。また、フィードバック係数Ｃ_２は、オペレータによって任意に値が制御されてもよい。

【0068】

＜４．作用効果＞
続いて、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る情報処理装置２０の作用効果について説明する。図７は、通信遅延に起因する反力を考慮した場合の移動体１の前進移動量を示すグラフ図である。図８は、通信遅延に起因する反力を考慮しない場合の移動体１の前進移動量を示すグラフ図である。

【0069】

本実施形態に係る情報処理装置２０は、オペレータによる操作入力によって指示された移動速度と、移動体１の実際の移動速度との差分を短い周期（例えば、１ｍ秒）で演算することができる。したがって、情報処理装置２０は、オペレータによる操作入力が加えられた操縦装置３０のハンドル３１に対して、ハンドル３１を操縦起点に押し戻す反力を短い周期で制御して加えることにより、操作入力を通信遅延の大小に応じて抑制することができる。

【0070】

オペレータの操作入力ｆ_ｈは、例えば、開始時点から０．５秒後に０．５秒間で０．２ｍ／ｓまで加速し、１秒間速度を維持した後、０．５秒間で減速して停止する台形波形のパターンとする。したがって、操作入力どおりに移動体１が移動した場合、移動体１は、台形波形の面積相当の０．３ｍ移動することとなる。

【0071】

例えば、図７に示すように、通信遅延に起因する反力を生じさせる場合、前進方向へのオペレータの操作入力ｆ_ｈ（最大値２Ｎ）の台形波形に対して、通信遅延による遅れ時間が大きいほど、移動体１の前進移動量及び移動速度が抑制される。一方で、図８に示すように、通信遅延に起因する反力を生じさせない場合、前進方向へのオペレータの操作入力ｆ_ｈ（最大値２Ｎ）の台形波形に対して、通信遅延による遅れ時間の大小に関わらず、移動体１の前進移動量は同じとなる。

【0072】

したがって、オペレータが表示装置２１にて移動体１の移動位置を確認しながら移動体１を遠隔制御した場合、移動体１は、遅れ時間が大きいほど目標の移動位置に対して移動し過ぎることになる。本実施形態に係る情報処理装置２０は、通信遅延に起因する反力によって移動体１の前進移動量及び移動速度を抑制することができるため、目標の移動位置からの移動体１の移動し過ぎを抑制することができる。

【0073】

また、情報処理装置２０は、通信遅延が大きく、移動体１の実際の移動速度と、オペレータが操作入力によって指示される移動速度との差が大きいほど、移動体１の前進移動量及び移動速度を抑制することができる。これによれば、情報処理装置２０は、オペレータが操作入力によって指示される移動速度と、移動体１の実際の移動速度とのギャップを解消させるように操縦装置３０のハンドル３１に加えられる反力を制御することができる。よって、情報処理装置２０は、通信遅延による移動体１の操縦性の低下を抑制することができる。

【0074】

＜５．変形例＞
さらに、図９を参照して、本実施形態に係る情報処理装置２０の変形例について説明する。図９は、変形例に係る情報処理装置２０の指令値制御部２１１及び反力制御部２１２が実行する処理を示すブロック図である。

【0075】

図９に示すように、情報処理装置２０の変形例では、反力制御部２１２は、オペレータが指示する移動体１の移動速度の指令値Ｖ_ｒｅｆと、移動体１の実際の移動速度Ｖ_ｍｓｇとの差分（V_ref-exp(-T₁-T₂)s*V_msg）にフィードバック係数Ｃ_２を作用させた後、さらに飽和要素Ｌｍを作用させる。

【0076】

飽和要素Ｌｍは、操縦装置３０のハンドル３１に加えられる反力ｆ_ｍの大きさに上限を設定するために設けられる。具体的には、飽和要素Ｌｍは、反力ｆ_ｍの絶対値が所定値よりも大きい場合、反力ｆ_ｍの絶対値を所定値に制限する。

【0077】

なお、飽和要素Ｌｍが設定する反力ｆ_ｍの上限は、移動体１の移動方向によって変更されてもよい。例えば、飽和要素Ｌｍが設定する反力ｆ_ｍの上限は、移動体１の進行方向のほうが他の方向よりも低く設定されてもよい。また、飽和要素Ｌｍが設定する反力ｆ_ｍの上限は、移動体１の移動方向に関わらず同じであってもよい。

【0078】

情報処理装置２０の変形例では、操縦装置３０のハンドル３１に加えられる反力の大きさが制限されるため、遠隔制御される移動体１の移動速度の低減量が抑制される。したがって、情報処理装置２０の変形例では、移動体１の移動速度が低速になり過ぎることを回避することができるため、移動体１による移動の効率を維持することが可能である。

【0079】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0080】

また、本明細書において説明した情報処理装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組み合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体（非一時的な媒体：non-transitory media）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。上記記憶媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記憶媒体を用いずに、例えば、ネットワークを介して配信されてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１ 移動体
１１ 移動機構
１２ 撮像装置
１３ エンコーダ部
２０ 情報処理装置
２１ 表示装置
３０ 操縦装置
３１ ハンドル
４０ ネットワーク
１１０ 演算部
１１１ 駆動制御部
１１３ 通信処理部
１１４ 映像エンコード部
１１５ バッテリー監視部
１２０ 入出力部
１３０ 通信部
１４０ 記憶部
１５０ 電源部
２１０ 演算部
２１１ 指令値制御部
２１２ 反力制御部
２１３ 通信処理部
２１４ 映像デコード部
２２０ 入出力部
２３０ 通信部
２４０ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】